利用黃磷尾氣凈化生產(chǎn)二甲醚項(xiàng)目可行性研究報(bào)告

1、 T1 211iiiI 26|3iI 617iI 10I 0 50191T1 31iiiiiiiI 10I 3iiiiiI 620iiiI 10iI 05018i五、一氧化碳、二氧化碳、氧氣的分析I序III 壓力I一氧化碳含量I二氧化碳含量I氧氣含量I號1I mm，HO111iii1i1I m3 I1III 歲 mI I gm3I %I籮1iiiiiiiiiiiiiiiI lI1dI -6I 93 2 I1165I0 8I 15 68I1I 14 31iiiiiiiiiiiiiiiiI 2I1I -8I 87J LI 1087 5 IL1 6I 31 36Ii i3 4I 48 62iI 3|

2、I 3|-7I882|1102 . 5 |1.6 |31 . 36 |1. 2 |17 .161322彌勒黃磷廠黃磷尾氣排放情況 黃磷電爐的爐氣，出電爐后，經(jīng)過三個(gè)串聯(lián)的洗滌冷凝塔，降低溫度，冷凝下黃磷后，出洗滌冷凝器的氣體，(即黃磷尾氣)，經(jīng)過總水封，進(jìn)入30m高的煙囪，由煙囪頂 部燃燒排空。云南 XX 縣磷電化工有限責(zé)任公司委托紅河州環(huán)境監(jiān)測站對黃磷尾氣進(jìn)行了監(jiān)測。連續(xù)監(jiān)測了六天，監(jiān)測期間，日平均生產(chǎn)黃磷156t ，為設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的 156， 0。監(jiān)測結(jié)果如下：(1) 黃磷尾氣氣量： 1293-1538Nm h平均： 1426Nm h(2) 氟含量：3.12-13 . 43mg/ N心平均

3、：6 71mg/ N 心。(3) 磷含量：142.31-420 . 75mg/ N 心平均：26922mgNm(4) 硫化氫含量：99 . 34-477 . 62mg/ N 心平均：27970mgNm(5)C0含量：878, 90 4%平均：897%平均1333現(xiàn)有黃磷尾氣處理裝置現(xiàn)有的黃磷尾氣處理裝置，實(shí)際就是一根用來燃燒排空的高煙囪，337X6,高30米。 1334彌勒黃磷廠工業(yè)污染現(xiàn)狀彌勒黃磷廠工業(yè)污染主要情況如下：1 .黃磷尾氣：1426Nm /h,含C089. 7%,未燃燒前，氟平均排放濃度末超標(biāo)， 磷、H: S、CO尚無排放標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)用30m高煙囪燃燒放空。2鍋爐煙氣：有GHL4-1

4、3-N脹L式快裝蒸汽鍋爐一臺，蒸汽產(chǎn)量 4t /h燃燒煙氣量62 肋Nm /h,經(jīng)一臺X2D/叫型旋風(fēng)除塵器處理后，由30m高煙囪放空，排放的煙氣， 含SO抨均952.肋mg/Nm3煙塵平均198. 33mg/Nm3均低于國家標(biāo)準(zhǔn)。3 .生產(chǎn)廢水：、洗滌塔、泥磷池、精制鍋、電極水封、沖地水共 2200V/日， 經(jīng)沉淀、曝氣、中和、絮凝沉淀、過濾處理后，循環(huán)使用，無外排，無污染。（2） 、淬渣廢水4oom /日，經(jīng)沉淀、冷卻處理后循環(huán)使用不外排無污染。4 .黃磷爐渣：年產(chǎn)黃磷爐齟.53萬t。外單位來黃磷廠自行運(yùn)去摻制水泥般無積存。 二甲醚的性質(zhì)及用途L41 二甲醚的物理性質(zhì)項(xiàng)目1丨數(shù)值I項(xiàng) 目I

5、 數(shù) 值1相對分子量I 46.06I 蒸汽壓(20。 C)， MPaI 0 . 53沸點(diǎn)1I -24 .9 I 燃燒熱 （氣態(tài)）， KJ 加 01I 14551(101 3kPa)，。 C1IIII1熔點(diǎn)，。C丨-141 . 5I生成熱（氣態(tài)）， D/m01I-185 . 5III閃點(diǎn)。C（開杯法）丨。41. 4丨 蒸發(fā)熱（-24 ;8。C）, KJ/m011 467 . 4密度I 0. 66lI 蒸汽密度 (298. 16K，I 1， 9184(20。C)妙 m1II 101. 3kf)a)k 妙 mI 1. 9175臨界溫度，。 CI128. 8I在水中溶解度 （24。 C），I 35.

6、3I(W)I自燃溫度，。(W)I自燃溫度，。C |350爆炸極限， 9t（ 體積 ）3 4 27|i142 二甲醚的化學(xué)性質(zhì) 二甲醚在輻射或加熱條件下，根據(jù)反應(yīng)條件及催化劑的不同會(huì)分解成甲烷、乙烷、 甲醛、二氧化碳及一氧化碳等。二甲醚可作為烷基化劑，在很多場合下，它具有甲基化 反應(yīng)性能，例如，在硅酸鋁催化劑存在的條件下，二甲醚可以與苯發(fā)生烷基化反應(yīng)而生 成甲苯、二甲苯及多烷基苯。二甲醚與一氧化碳反應(yīng)可生成乙酸或乙酸甲酯：與二氧化 碳反應(yīng)則生成甲氧基乙酸；與氰化氫反應(yīng)則生成乙腈。此外，二甲醚可與三氟化硼形成 絡(luò)合物，其結(jié)構(gòu)式為（CH, ） : OBE,此絡(luò)合物在空氣中發(fā)煙，而在水或醇中則分解。二

7、 甲醚還可選擇性氯化為各種氯代衍生物。當(dāng)二甲醚與發(fā)煙硫酸或三氧化硫氣體反應(yīng)時(shí)， 可生成硫酸二甲酯；與苯胺蒸汽反應(yīng)時(shí)可生成高純度 N, N-二甲基苯胺：二甲醚羥基化 后還可制得乙酸甲酯。143 二甲醚的用途二甲醚廣泛用作氣溶膠噴射劑、溶劑、制冷劑、烷基化劑、三氟化硼絡(luò)合劑及特殊 燃料等，在制藥、染料、農(nóng)藥和日化等工業(yè)中有許多獨(dú)特的用途。高純度的二甲醚尚 可用作麻醉劑。60 年代以后， 國際上氣溶膠工業(yè)得到迅速發(fā)展， 尤其是氣霧劑生產(chǎn)中， 氣霧推進(jìn)劑 主要采用氟氯烴，由于其對大氣臭氧層有破壞作用，目前國際上已開始全面停止生產(chǎn)和 使用氟氯烴。二甲醚作為氟氯烴替代物在氣霧劑制品中顯示出良好的性能：如不

8、污染環(huán) 境，與各種樹脂和溶劑具有良好的相溶性，毒性很微弱，可用水或氟制劑做阻燃劑，能 使噴霧產(chǎn)品不易受潮等。此外，二甲醚還具有成本低，投資省，價(jià)格合理，制造技術(shù)不 太復(fù)雜等特點(diǎn)，從而被人們認(rèn)為是一種新一代理想的氣霧劑用推進(jìn)劑。目前，在西歐各國，二甲醚在民用氣溶膠制品中已是必不可少的氟氯烴替代物，大 約有 70的二甲醚用于氣溶膠生產(chǎn)。二甲醚還可用作制冷劑，當(dāng)利用二甲醚冷凍食品時(shí)可不沾異味或臭味，這將是二甲 醚的重要潛在市場。另外，利用二甲醚可以生產(chǎn)許多重要的石化產(chǎn)品。早期的二甲醚主要作為甲基化劑 用于生產(chǎn)硫酸二甲酯。而二甲醚可經(jīng)羰基化、加氫甲酰化和氧化二聚等反應(yīng)轉(zhuǎn)化為重要 的化學(xué)晶，這些化學(xué)品是

9、許多高附加值特種化學(xué)品合成中不可缺少的原料。這也二甲醚作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的清潔燃料和民用清潔燃料將使二甲醚成為大宗產(chǎn)品， 是它的最重要的用途。因此，二甲醚的主要用途有：這也用作氯氟烴的替代品用作化工原料用作汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的清潔燃料用作民用清潔燃料直5 項(xiàng)目研究工作的依據(jù)和范圍151 研究依據(jù)根據(jù)建設(shè)單位的委托，按照化工部預(yù)可行性研究規(guī)范作為依據(jù)。5 2 研究的范圍研究工作的范圍包括：彌勒黃磷廠黃磷尾氣的凈化方法的選擇及其工藝，以及用凈 化后的一氧化碳合成二甲醚，作為清潔的工業(yè)燃料的生產(chǎn)工藝確定，以及全套工藝的技 術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)。15.3 研究工作概況2001 年 4 月昆明理工大學(xué)有關(guān)研究人員與彌勒黃磷廠

10、共同協(xié)商關(guān)于黃磷尾氣綜合利用的合作意向2001 年 6 月校方研究人員到彌勒黃磷廠對工廠情況進(jìn)行調(diào)研2 加 1年 78月受委托方與廠方共同調(diào)研2001 年 9 月彌勒黃磷廠委托昆明理工大學(xué)進(jìn)行可行性研究定項(xiàng)目委托書2001 年 9 月調(diào)研收集資料(6)2001 年 12 月完成可行性研究報(bào)告(7)2001 年 12 月底請有關(guān)專家評審并簽1.6 研究結(jié)論概要161 黃磷尾氣經(jīng)凈化、變換后一步法生產(chǎn) DME 工藝技術(shù)可行二甲醚的合成工藝方法很多， 根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)對各種生產(chǎn)高純度二甲醚 （999） 的技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行比較，一般認(rèn)為，在小噸位 （1000噸年 ）時(shí)，氣相甲醇脫水法的投資和 生產(chǎn)成本高于

11、以硫酸作催化劑的液相甲醇脫水法，其主要原因是增加了自控部分；在實(shí) 現(xiàn)更大規(guī)模生產(chǎn)時(shí) （3000-5000 噸；年），氣相甲醇脫水法工藝將占有明顯的優(yōu)勢。 合成氣 一步法因水煤氣發(fā)生及凈化部分所占比例較大，故小噸位時(shí)，設(shè)備投資較高，但在大規(guī) 模生產(chǎn)時(shí)，噸投資將大幅度下降，其成本優(yōu)勢將變得明顯。當(dāng)然，上述分析是對一切從零開始合成二甲醚的工程進(jìn)行分析的。如果企業(yè)已具有 一定的資源或其它優(yōu)勢，合成二甲醚的技術(shù)經(jīng)濟(jì)將有所不同。 62 黃磷尾氣一步法制得的 DME 既可作民用燃料，汽、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，也可制 備高附加值化工產(chǎn)品從產(chǎn)品質(zhì)量方面考慮，硫酸法制得的產(chǎn)品難以脫除其中的微量硫化物，故產(chǎn)品二甲 醚有異

12、味。氣相甲醇脫水法生產(chǎn)工藝，只要原料甲醇質(zhì)量有保證，可生產(chǎn)純度高達(dá) 9999的無臭二甲醚產(chǎn)品，該產(chǎn)品適用于對二甲醚純度有較高要求的氣霧劑產(chǎn)品，也 可以作制冷劑，甚至可用于醫(yī)用氣霧劑的拋射劑。由合成氣一步法制得的二甲醚可很容 易地作民用燃料或汽、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料 （ 二甲醚含量 95 ） ：同時(shí)，進(jìn)一步分離后，也可 達(dá)到 99 9的純度，適合于做附加值高的化工產(chǎn)品。1. 6。3黃磷尾氣制DMEH目符合國家政策，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益顯著對于具有CO資源的黃磷企業(yè)而言，采用合成氣法合成二甲醚，可以將黃磷尾氣得 到綜合利用，本項(xiàng)目產(chǎn)品方案和建設(shè)規(guī)模符合建設(shè)廠的實(shí)際情況，同時(shí)本項(xiàng)目符合當(dāng)前 國家環(huán)保和能源發(fā)展的

13、方針政策，因此選擇黃磷尾氣制二甲醚項(xiàng)目是合理的。不僅增加 黃磷企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且有利于改善廢氣污染狀況，其社會(huì)效益將更為顯著。1. 6. 4 建設(shè)方案的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對于具有CO資源的黃磷企業(yè)，年產(chǎn)2500噸二甲醚的生產(chǎn)裝置的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 如下：丨 方法 丨 催化劑丨反應(yīng)溫度丨反應(yīng)壓力丨轉(zhuǎn)化 丨二甲醚選I總投資萬元丨車間成本丨二甲醚純I11| （ 元噸 ） |度C| Mpa|率 | 擇性丨合成氣一|多功能催|250 | 2 O4O|890 | 98 |1040|1400-| 95|丨步法|化劑|300 | 口 1600 |16 5 存在問題黃磷生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)綜合利用尾氣生產(chǎn)二甲醚的工藝，

14、 這不僅有利于改善環(huán)境污染狀 況，而且可以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。但由于我國黃磷生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模有限，其生產(chǎn) 過程所產(chǎn)生的尾氣量也受到一定限制，因此，現(xiàn)有規(guī)模 （2500Va二甲醚）還難以達(dá)到規(guī)模 經(jīng)濟(jì)的模式。第 2 章 二甲醚市場預(yù)測和擬建規(guī)模2、市場預(yù)測雖然二甲醚目前的市場有限，世界年產(chǎn)量只有 15 萬噸，但在當(dāng)今世界能源緊張， 原油價(jià)格一再高漲和禁止使用對大氣臭氧層有破壞作用的氟氯烴的條件下， 二甲醚作為 清潔燃料，在不遠(yuǎn)的將來將會(huì)成為大宗產(chǎn)品。日本最近設(shè)立專門機(jī)構(gòu)，加緊開發(fā)清潔燃 料二甲醚的生產(chǎn)技術(shù)。甲醚分子中的兩個(gè)碳原子被一個(gè)氧原子分開 （H， C-O-CH ， ），由于分子中沒有碳一

15、 碳鏈，以及高的含氧量，因此，燃燒完全，燃燒后顆粒的排放量極低。同時(shí)，由于二甲 醚的這種簡單分子結(jié)構(gòu)，在燃燒過程中幾乎不可能形成聚合芳烴化合物和BXT（苯、甲苯和二甲苯 ）。二甲醚可以作為 21世紀(jì)內(nèi)燃機(jī)車的超清潔燃料，它是替代汽油、柴油等 燃料的最佳能源。二甲醚替代液化石油氣作為民用清潔燃料，是液化石油氣的理想替代品，二甲醚在 儲存、運(yùn)輸、使用等方面都比液化石油氣更安全，因此，二甲醚作為民用燃料具有廣闊 的應(yīng)用前景。在生產(chǎn)黃磷的地區(qū)可以當(dāng)?shù)厣a(chǎn)，就近銷售，減少運(yùn)輸成本，價(jià)格可低于 液化石油氣。由于云南的液化石油氣，依靠省外運(yùn)進(jìn)，運(yùn)輸緊張時(shí)難以保證供應(yīng)，因而 燃料二甲醚是生產(chǎn)黃磷地區(qū)解決民用清

16、潔燃料的最佳途徑。另外，二甲醚也是一種重要的精細(xì)化工產(chǎn)品，具有十分廣泛的用途，在其它化工領(lǐng) 域的應(yīng)用前景也非常廣泛。據(jù)預(yù)測在二十一世紀(jì)，二甲醚將成為大宗產(chǎn)品。擬設(shè)規(guī)模及 工藝技術(shù)方案云南省彌勒縣磷電化工有限責(zé)任公司的黃磷尾氣量為1300NMV h,利用這些尾氣,擬建設(shè)年產(chǎn) 2500噸的民用燃料二甲醚裝置。本項(xiàng)目采用黃磷尾氣通過凈化、變換制氫、 合成氣一步法直接合成二甲醚的工藝技術(shù)方案。基礎(chǔ)資料第 3 章廠址及建廠條件年平均氣溫 絕對最高氣溫 絕對最低氣溫 年平均相對濕度 年平均降雨量 月最大降雨量 年平均氣壓 年平均日照時(shí)數(shù) 主要風(fēng)向及頻率 常年主導(dǎo)風(fēng)向 年靜風(fēng)頻率 32 廠址概況16. 90

17、C35. 10C-3 . 90 E70 3433mm 861 1 mm 7534mba24579hrS24 SW 201 建廠地理位置彌勒磷電化工有限責(zé)任公司黃磷廠，位于彌勒縣竹園鎮(zhèn)白沙坡。地理坐標(biāo)為東經(jīng) 10302436”，北緯 2401021”，海拔約 1300 米，工廠以南，以西均為荒山坡，以北為旱 地，昆河公路新、老干線從工廠西、東南邊通過，工廠距彌勒縣城 26 公里，距昆明 173 公里，距開遠(yuǎn) 58 公里，交通十分便利。地理位置接近北回歸線，屬亞熱帶氣候。工廠所屬南北或中亞熱帶氣候，氣候特點(diǎn) 四季不分明，夏季偏熱，冬季溫暖，偶有霜凍，極少降雪，年溫差小，日溫差大，年平 均氣溫為16

18、. 9C,絕對最高溫度為35. 10C,絕對最低氣溫為-3 . 9C。年平均相對濕 度 70。甸溪河在工廠以西約3km處流過，據(jù)水文站歷史實(shí)測資料，甸溪河的多年平均運(yùn)流 量為5. 57億m，平均流量24, lm3/s，最大流量為259m3 s,最小流量為0. 14m s，甸溪河的指定類別為川類，指定功能：人畜飲用，農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)。龍?zhí)渡诎?河在工廠東南約 1 . 5 公里處有一暴露口，工廠所需生產(chǎn)、生活用水均從爆露口吸取， 暗河平均流量0. 59m3/s，距工廠西南方約2公里處是黑龍?zhí)叮骄髁?. 85m /s。 距工廠正南方約 2. 5 公里是甸惠渠 （又稱東溝 ），取甸溪河水沿西北山

19、麓流灌該壩東部 的耕地，全長37公里，徑流量3m3/s，灌溉面積25052畝。根據(jù)云南植被區(qū)劃工廠區(qū)域位于亞熱帶常綠闊葉林，西部半濕潤常綠闊葉林，滇中 和滇東高原半濕潤常綠闊葉林和云南松林， 滇中高原盆谷滇青崗和元江拷和云南松林區(qū) 內(nèi)。由于受東南亞季風(fēng)環(huán)流的影響，干濕季分明，蒸發(fā)量大于降雨量，屬半濕潤地區(qū)， 地帶性植被類型是以常綠殼斗科植物為主，茶科次之。由于受人為活動(dòng)的影響，區(qū)域內(nèi) 半濕潤常綠闊葉林己不復(fù)存在，現(xiàn)存的自然植被主要是灌叢和草叢，人工種植的植被樹 種主要是桉樹。區(qū)域內(nèi)耕地為早地，主要種植甘蔗、玉米、花生等。本工程新增土地面積彌勒縣磷電化工有限責(zé)任公司，利用黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣

20、 （黃磷尾氣） ，進(jìn)行 綜合利用生產(chǎn)二甲醚工程，全部利用工廠空地 （ 預(yù)留的建設(shè)地 ） 不需新征用土地。工程地質(zhì)擬建工程區(qū)內(nèi)主要出露地層為 Q4、N, hE、T3n、T3h、T一真J6等地層，其 主要巖性特匠為：Q42l :第四層全新澆，為灰緊、褐黃色粘土夾粉砂、細(xì)砂沖積層、N-h:第三系上至中新河流河頭組，為灰黃色砂礫石，礫石層。E x:第三系始新流路美邑組，由含白云質(zhì)砂巖、礫巖泥質(zhì)粉砂巖組成?；镜?耐力0. 164MPa本項(xiàng)目所建裝置的重量都不太重，地質(zhì)適合。地震 工廠所在地地震烈度七度。本工程裝置的建筑設(shè)計(jì)按七度烈度防震設(shè)第 4 章公用工程方案彌勒黃磷廠的公用工程是按兩臺黃磷爐的需要建

21、設(shè)的。 由于黃磷爐的生產(chǎn)能力超超 出設(shè)計(jì)能力 (為設(shè)計(jì)能力的 159)，為保證每臺黃磷爐能穩(wěn)定年產(chǎn) 5000t 黃磷，對黃磷 電爐裝置本身及公用工程進(jìn)行挖潛改造，本項(xiàng)目所需的公用工程原則上，由技改統(tǒng)一考 慮，不另立。工廠運(yùn)輸工廠原用的所有物料及產(chǎn)品的運(yùn)輸， 均采用包給外單位和民間個(gè)體運(yùn)輸戶汽車運(yùn)輸 方式，運(yùn)價(jià)0. 35 0. 4元/1 . km,本工程新增運(yùn)輸量不太大，采用同樣方式運(yùn)輸。 工廠防護(hù)及綠化為給生產(chǎn)職工創(chuàng)造舒適、清新、衛(wèi)生的工作環(huán)境，在廠區(qū)的道路邊種植行道樹和綠 籬，在廠區(qū)空地進(jìn)行綠化，以美化環(huán)境、清潔空氣。綠化系數(shù)采用15。綠化由技改工程統(tǒng)一考慮。4 3 土建工程所需的建筑材料:

22、石材、磚、砂、水泥、石灰等均可在本地解決。工廠位 于昆河公路邊、運(yùn)輸方便，施工設(shè)備、施工技術(shù)力量等均可從工廠、彌勒縣及昆明、開 遠(yuǎn)等地得到滿足。貫徹”適用、經(jīng)濟(jì)、在可能的條件下注意美觀”的建筑設(shè)計(jì)原則。在滿足生產(chǎn) 工藝要求的原則下， 為施工、維修和安全勞動(dòng)保護(hù)提供便利條件， 貫徹節(jié)約木材的精神。建筑物室內(nèi)、外裝修均采用普通標(biāo)淮，構(gòu)筑物根據(jù)其用途及腐蝕介質(zhì)時(shí)情況分 別進(jìn)行相應(yīng)的防腐蝕處理。工程擬建區(qū)，地基一般較好，工程的各建筑物基礎(chǔ)負(fù)荷載均不太大，初步考慮 采用天然地基。建筑物基礎(chǔ)則為柱下鋼筋鹼獨(dú)立基礎(chǔ)及墻下毛石條形基礎(chǔ)。工程建筑物抗震設(shè)防烈度為七度附建構(gòu)筑物一覽表。 建、構(gòu)筑物一覽表:附建構(gòu)筑

23、物一覽表。 建、構(gòu)筑物一覽表:I 建構(gòu)筑物名稱丨 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1 I初步凈化泵房I 磚混結(jié)構(gòu)I 初步凈化風(fēng)機(jī)房I 磚混結(jié)構(gòu)I 變化凈化、精制廠房I 磚混結(jié)構(gòu)1 4 I甲醇合成、壓縮廠房I 排架輕型屋面I 5 I 甲醇合成塔框架I鋼筋混凝土現(xiàn)澆I 6 I 二甲醚生產(chǎn)廠房I ;兩層框架結(jié)構(gòu)I 7 I 灌區(qū)I混凝土地面、棚墻I8I灌瓶區(qū)I單層、磚、輕型石棉瓦I 9I新瓶庫I單層、磚混結(jié)構(gòu)4 4 供水本工程新鮮水用量不多，小時(shí)用量約 水不外排。只考慮排雨水。I 建筑面積I備注II 12X4m 層高，t , 3. 5m HYPERLINK l bookmark16 o Current Document I

24、II 10X6m 層高 +6. OOM HYPERLINK l bookmark18 o Current Document III 16X6m 層高、8. 00m HYPERLINK l bookmark0 o Current Document III 40X9m 層高十 8. 00mIII 6x6 m ,6 層III20X20mIII20X48mIII16X10mIII12X12mII20t 左右，由靠近的原供水系統(tǒng)供應(yīng)。生產(chǎn)用供熱本項(xiàng)目用蒸汽量扣除自產(chǎn)蒸汽約10: E/時(shí)左右。工廠已有一臺4訓(xùn)、鍋爐，按般生產(chǎn)黃磷用汽量計(jì)有富余蒸汽若不夠用，由于技改統(tǒng)一考慮。4 6 自動(dòng)化控制裝置設(shè)置必要的

25、檢測和計(jì)量儀表以便于生產(chǎn)管理和成本核算。維修 工廠具有較好的電氣維修能力。機(jī)修能力和儀表維修能力一般。本項(xiàng)目的維修、考 慮在原有的基礎(chǔ)上，適當(dāng)加強(qiáng)。尤其要加強(qiáng)機(jī)修和儀修的能供電及電訊481 供電黃磷尾氣制二甲醚裝置用電為普通動(dòng)力用電，由原動(dòng)力電網(wǎng)供電，新增裝機(jī)容量990kw真經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)用電容量690kv/真若原有電力有富余，不另設(shè)變壓器。482電訊新建裝置需要程控電話 6臺，由老廠引接。483 分析化驗(yàn)本項(xiàng)目的技術(shù)要求， 相對說來較嚴(yán)格， 分析化驗(yàn)指導(dǎo)操作。 原工/分析化驗(yàn)需加強(qiáng)，作設(shè)計(jì)時(shí)要特別考慮。49 福利設(shè)施 原工廠的效益較好，福利待遇可能較好，但生產(chǎn)規(guī)模不夠大，品種也不多，一旦本 項(xiàng)目實(shí)

26、施人員大量增加比例，可能出現(xiàn)暫時(shí)性的一些矛盾：本項(xiàng)目的福利及設(shè)施，留待 作設(shè)計(jì)時(shí)深入調(diào)查研究，由技改統(tǒng)一考慮。410 節(jié)能、節(jié)水本項(xiàng)目每年回收利用黃磷尾氣1280萬Nm,以其發(fā)熱值計(jì)算每年回收熱能3582775， 04萬大卡相當(dāng)于標(biāo)煤 5118L預(yù)凈化崗位的污水并入原黃磷污水處理系統(tǒng)一并處理后，循環(huán)使用。每年節(jié)水11 08 萬 m3。二甲醚用的循環(huán)冷卻水，采用回壓自動(dòng)上冷卻塔方式，不用熱水泵年節(jié)約用電。1055 萬 kwh，裝置采用的電機(jī)均為節(jié)能型電機(jī)。采用低壓法二甲醚合成裝置，比中壓法合成裝置年省電181萬kwh左工藝方法的選擇511 黃磷尾氣凈化方法第 5 章設(shè)計(jì)方案由于黃磷尾氣中含有少量

27、的磷、硫、氟等，使得其直接利用受到限制，也使得黃磷 尾氣的凈化難度大，國內(nèi)外有關(guān)研究人員進(jìn)行多年的研究，已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展。電爐法生產(chǎn)黃磷時(shí)，由于反應(yīng)是在高溫下的還原反應(yīng)，所以尾氣中的雜質(zhì)主要以還原態(tài)存在。磷主要是 P4和PH ,硫主要是H S和SQ,氟主要是HF SiF:,砷主要是 A30,等。針對尾氣中雜質(zhì)的存在形式，目前工業(yè)上凈化黃磷尾氣是采用水洗和堿洗二段法:水洗：對尾氣進(jìn)行降溫、除塵，同時(shí)可除去氟化物和一部分P:和H: S。由于磷的蒸汽壓隨溫度的降低而迅速降低, 所以水洗降溫后尾氣中一些磷因冷凝除去, 而 H2S 因溶解在水中可除去一部分。，堿洗：用510%的NaQH溶液通過化學(xué)反

28、應(yīng)除去大量的 C02 H2S SQ、HF等 酸性氣體。上述二段法存在的問題是：對磷的脫除不完全，在對使用各種觸媒的場合會(huì)造成 觸媒毒害：用NaQH脫硫，在脫硫的同時(shí)脫除二氧化碳，堿無法回收，消耗太高，價(jià) 格又高，運(yùn)行費(fèi)用太高，經(jīng)計(jì)算生產(chǎn) 1D屯二甲醚運(yùn)行費(fèi)用需100多元。為此，擬采用昆明理工大學(xué)開發(fā)的除磷新法，該法稱氧化吸附法，即將黃磷尾氣中 的磷經(jīng)改性活性炭催化氧化深度脫磷。該法利用改性活性炭為氧化催化劑，利用黃磷尾 氣的大約1%的Q （或配到1%的Q:）后，預(yù)熱到110。C左右通過活性炭床層，磷在 活性炭的催化作用下氧化為 P: Q,和P205,由于活性炭對P20,和P20 的吸附量遠(yuǎn)比

29、P4和PH大，氧化生成的P: Q,和P: Q,被活性炭表面所吸附，使尾氣得以凈化。吸 附了 P: Q,和P20s的活性炭可以通過水蒸汽直接加熱沖洗再生，然后再干燥后重復(fù)使 用。黃磷尾氣脫硫：脫硫的方法很多？通常使用的有：氨水催化法；改良蒽醌二磺 酸法（簡稱A. D. A法）:改良砷堿法：乙醇胺法；栲膠法；活性炭法等等，根 據(jù)原料的來源，貯存，流程和操作的復(fù)雜程度等因素考慮選用 A. D. A法脫硫。我們對原預(yù)凈化工藝進(jìn)行了重大的改進(jìn)，以滿足生產(chǎn)二甲醚的需要，新的預(yù)凈化工 藝是水洗、ADA兌硫、氧化吸附法脫磷三個(gè)步驟。該工藝的特點(diǎn)是：該工藝簡單，設(shè)備投資少：消耗低，運(yùn)行費(fèi)用低：預(yù)凈化后的黃磷尾氣

30、雜質(zhì)含量低，能滿足后續(xù)工序的要求。其中總磷的濃度可以 降低到10pp m以下，硫，砷，氟的含量也小于氧化碳的變換制氫和二氧化碳的脫除 51 21 一氧化碳的變換制氫氫氣在用一氧化碳制備二甲醚的生產(chǎn)過程中是必須的原料之從合適的途徑獲得氫 源顯得非常重要。因此 從理論上講，制氫方法還是比較多的，如生物法制氫、太陽能 制氫、水分解 ( 包括熱分解和熱化學(xué)分解 ) 法制氫、水電解法制氫以及化學(xué)法制氫等。除 后兩種方法外，其他的幾種方法還難以在工業(yè)上應(yīng)用。實(shí)際上，現(xiàn)在世界上所需氫氣的 大部分是由化學(xué)法制得的。如在煉油工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、石油化工等行業(yè)的大量用氫一般 由天然氣或輕油蒸汽轉(zhuǎn)化法、重油或煤的部分氧

31、化法等方法制得。相對來說，這些用戶 的用氫規(guī)模比較大可為數(shù)萬m3制氫成本比較低。由于中小規(guī)模的氫氣用戶特點(diǎn)，其用 氫規(guī)模一般在 100-3000m3Nhr 之間，下大也不小。要滿足這樣規(guī)模的需求，如采用市 購瓶裝氫氣顯然成本太高且供應(yīng)也困難，而采用大規(guī)模的烴類蒸汽轉(zhuǎn)化、渣油或煤的部 分氧化等制氫方法操作溫度比較高，需要對原料進(jìn)行預(yù)處理，并需要設(shè)立廢熱鍋爐進(jìn)行 熱量回收，工藝流程長，設(shè)備投資也大。因而，在較低規(guī)模下操作，難免成本過高。如 何根據(jù)用氫規(guī)模上的特點(diǎn)，選擇合適的制氫方案，是用一氧化碳生產(chǎn)二甲醚關(guān)鍵問題之一。黃磷是用磷礦石在電爐中，有焦碳和硅石存在下而制得的，排出的尾氣本身就是高 濃度的

32、一氧化碳，是最佳的制氫原料，不必考慮用其它方法制氫問題。黃磷尾氣CO含量達(dá)90%左右蒸氣和一氧化碳作用，生成氫和變換。經(jīng)預(yù)凈化除去 磷、硫等雜質(zhì)后，采用水氧化碳，通常把此方法稱為一氧化碳的氧化碳與水蒸氣作用生 成氫氣和二氧化碳，其反應(yīng)式如下CO 十H20二C02十H2十熱量從上述反應(yīng)可看出，如有一體積一氧化碳被變換掉，就會(huì)生成一個(gè)體積的氫氣和一 個(gè)體積的二氧化碳。一氧化碳變換率愈高，氫氣產(chǎn)量就愈高。一氧化碳與水蒸汽在催化劑上變換生成氫和二氧化碳的過程很早就用于合成氨工 業(yè)。以后并用于制氫。在合成甲醇和合成汽油的生產(chǎn)中，用來調(diào)整水煤氣中一氧化碳和 氫的比例，以滿足工藝上的要求。近年來各國為了降低

33、城市煤氣中的一氧化碳含量，也 采用了一氧化碳變換裝置，在降低城市煤氣的毒性方面得到了廣泛的應(yīng)用。在合成氨生產(chǎn)中，由于制取氫氣在生產(chǎn)成本中占較大的比重，因此，要盡一切可 能設(shè)法獲得更多的氫氣。煤氣中的一氧化碳，對于合成氨催化劑有嚴(yán)重的毒害，必須設(shè) 法除去。利用一氧化碳與水蒸汽作用生成氫和二氧化碳的反應(yīng)，可以增加合成氨原料煤 氣中氫的含量：根據(jù)不同的催化劑和工藝條件， 煤氣中的一氧化碳含量可以降低至 2-4 或 02-O， 4。由于二氧化碳的除去比一氧化碳要容易得多，這樣就簡化了煤氣的精 制過程。同時(shí)，二氧化碳經(jīng)過回收后，可以作為生產(chǎn)尿素、純堿或碳酸氫銨的原料。 因此，一氧化碳變換反應(yīng)在合成氨工業(yè)

34、中具有重要的意義。一氧化碳的變換，視原料和其他工序所采用的生產(chǎn)方法的不同而有不同的流程。在 五十年代初期，在常壓下氣化焦炭或煤以制取合成氨原料氣的工廠中，一氧化碳變換大 多在常壓下進(jìn)行。以后，隨著合成氨生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，一氧化碳變換過程已轉(zhuǎn)向在加壓 下進(jìn)行。五十年代起，特別是六十年代，凡是合成氨原料采用天然氣、油田氣、石油加 工氣、輕油的，生產(chǎn)方法大多采用蒸汽轉(zhuǎn)化法，由于在蒸汽轉(zhuǎn)化前原料中的硫化合物已 預(yù)先脫除至接近于零的程度，因此，在最近十年中，新建的工廠紛紛采用低溫變換催化 劑，使一氧化碳的轉(zhuǎn)化率接近 100，變換后的氣體中一氧化碳的含量降低至 0 2-0 。 4，從而脫除殘余一氧化碳的工序

35、進(jìn)一步簡化。總之，通過以上分析采用含一氧化碳廢氣的黃磷尾氣通過變換的方法制備氫氣，一 氧化碳也是原料之一， 所以變換后的氫氣和一氧化碳的混合物中只需要將二氧化碳脫除 即可。一氧化碳中溫變換的工藝流程，一般分為常壓變換和加壓變換兩大類。 一氧化碳的變換，最初均在常壓下進(jìn)行，隨著一氧化碳變換制氫技術(shù)的發(fā)展，新建 工廠均采用加壓變換。加壓變換系統(tǒng)有下列優(yōu)點(diǎn)：加壓下變換可以提高反應(yīng)速度大一倍以上；變換催化劑的空間速度比常壓下由于氣體體積大為縮小，設(shè)備要比常壓變換小，布置緊湊：壓縮煤氣的動(dòng)力在本項(xiàng)目中可節(jié)省 50左右：節(jié)省基建投資。二甲醚合成是在加壓下進(jìn)行的， 變換也在加壓下進(jìn)行， 工藝中在能量利用比較

36、合理， 因此，選用加壓變換工藝1522 二氧化碳的脫除脫除二氧化碳的方法很多， 總的說來，可分為物理法和化學(xué)法。 其中常見的有以下幾種：物理法：如加壓水洗法、低溫甲醇吸收法等。化學(xué)法：如苛性堿法、熱碳酸鉀法、氨水法和乙醇胺法等。 水洗法是基于在水中的溶解度比其它組分大，使水在水洗塔中與變換氣逆流接觸，則變換氣中的CO極大部分溶于水中，而被除去。吸收了 CO的水，減壓后引入脫氣 塔，用空氣將CO從水中趕出，使水再生。再生水又可重新使用。水洗法的優(yōu)點(diǎn)是水源很廣，流程簡單，操作方便，價(jià)格低廉，因此為各氨廠廣泛采 用，其缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗較大，有部分氫損失。根據(jù)該項(xiàng)目的氣量不大， CO 不需要，氫價(jià)格低等

37、特點(diǎn)，擬采用水洗法脫碳較好。513 二甲醚生產(chǎn)方案的選擇 目前，二甲醚的生產(chǎn)方法主要有以下幾種液相甲醇脫水法制二甲醚，常用催化劑是濃硫酸 雖然液相甲醇脫水法制二甲醚 時(shí)可以在溫度較低的條件下進(jìn)行，但由于合成過程采用濃硫酸作催化劑，因此設(shè)備腐蝕 嚴(yán)重，殘液及廢水量大，環(huán)境污染嚴(yán)重，操作條件惡劣，受環(huán)境保護(hù)限制等因素，所以 現(xiàn)在已經(jīng)不再采用。氣相甲醇脫水法制二甲醚氣相甲醇脫水法制二甲醚常用催化劑是活性氧化鋁、分子篩等。采用 2SM-5作催化 劑，反應(yīng)溫度為 200度，甲醇轉(zhuǎn)化率為 75-85，二甲醚選擇性大于 98。相對而言。 整個(gè)工藝流程較短，設(shè)備投資較小，適合于生產(chǎn)高純度的二甲醚。對于有甲醇來

38、源的企業(yè)而言，當(dāng)二甲醚生產(chǎn)規(guī)模在 3000-5000 噸年時(shí)，采用本工藝方法是較優(yōu)的。合成氣一步法制二甲醚 對于有一氧化碳來源的黃磷企業(yè)，采用合成氣一步法直接制二甲醚，可以充分發(fā)揮尾氣資源，變廢為寶，減少環(huán)境污染，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。合成氣法生產(chǎn)二甲醚，需要的流程相對較長，沒備投資也較大，但如果有合成氣來 源或有部分合成氣來源，該工藝方法仍具有一定的優(yōu)勢。對于彌勒縣磷電化工有限責(zé)任公司 ( 黃磷廠 ) ，由于具有一定的黃磷尾氣，可以充分 利用尾氣中的CO作為合成氣的來源。因此，選擇合成氣一步法制二甲醚作為本項(xiàng)目產(chǎn) 品的選擇方案。合成氣一步法生產(chǎn)二甲醚是在高壓高溫并在雙功能催化劑存在下合成的，

39、壓力約在 25hpa 范圍內(nèi)，壓力高一氧化碳轉(zhuǎn)化率高，但壓縮合成氣的能耗高，壓力低，一氧化 碳轉(zhuǎn)化率也低，考慮到壓縮機(jī)的配套，相比下降低能耗比轉(zhuǎn)化率降低更有利，故采用 25bpa 壓力更好。5 3 工藝流程和工藝設(shè)備計(jì)算531 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定1生產(chǎn)量：根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)模 2500噸 j 年，年生產(chǎn)時(shí)間按 7200小時(shí)計(jì)算，每寸時(shí)的產(chǎn)量為 035 噸。2黃磷尾氣的組分：根據(jù)彌勒黃磷廠測定數(shù)據(jù) 3，二甲醚合成工藝條件：合成氣制1）反應(yīng)溫度：270-280 C2）壓力：25Mpa3）空速：1500h-14）H2： CO 2： 15）CO：50 o（V）6）CO 轉(zhuǎn)化率797）選擇性954黃磷尾氣需要量的確

40、定：理論計(jì)算：甲醚的適宜條件是4H : 十 2CO二 H3COCH十 H20每小時(shí)生產(chǎn)350噸二甲醚： A . S./;；叫；之叫！ 獸心需要 H:氣：8X35（/46=60. 87kgh 扒乙，7。厶“ n力、相當(dāng)于682Nmn f）; Ct蝦；/ “； 16g真乙需要 CO氣: 56X35（/ 46 二 426. 1k 矽 h祁專 c,”，.厶相當(dāng)于 340. 9Nmffl/,/ ） , 卜,進(jìn)；/ J； j .：?。簧?H: O量：18X350 /46 二 140k 恥實(shí)際需要計(jì)算：u6:二囂：蘭急浦，m ?。個(gè)，f,;,弋其中：排出量為：795-628=167Nm， h uV!：，。

41、；， 7”，勺 J ，一/二.，二咕；CO氣驪謐筆二氣：1. 5NI n,/ h小小、卜， 輟主澎默寧送主；鞴考慮系統(tǒng)的損失，黃磷尾氣按1400Nmh計(jì)算5. 3. 2 黃磷尾氣預(yù)凈化的計(jì)算 黃磷尾氣中的硫、磷、砷、氟等應(yīng)該加以清除，考慮到尾氣中砷的含量極少，磷的蒸汽采用冷凝法不能完全除去，因此，尾氣的凈化主要重點(diǎn)是H2S氟化物的脫除和磷的脫除。對黃磷尾氣預(yù)凈化采用水洗除塵堿洗改性活性碳吸附的工藝流程。其 中水洗的作用是用循環(huán)水洗滌鼓風(fēng)機(jī)送來的尾氣，使其進(jìn)一步降溫、除塵，并除去部分 硫化氫。堿洗的作用是用一定濃度的氫氧化鈉溶液大量除去尾氣中的硫化氫、氟化物、 二氧化碳，使尾氣凈化達(dá)到要求：改性

42、活性碳凈化的作用是采用催化氧化法進(jìn)一步除去 尾氣中的硫、磷等雜質(zhì)。預(yù)凈化工藝流程見附圖 1。預(yù)凈化流程簡要說明：黃磷尾氣收集在氣柜 (1) ，經(jīng)鼓風(fēng) (2) 入泡沫塔 (3) 洗滌除塵后，進(jìn)脫硫塔 (4) 用 ADA法脫硫，然后由壓縮機(jī)二段出口的氣體在凈化器換熱器 (14)加熱至110C，進(jìn)入吸附器 (11) ，用活性炭除去磷，由吸附器出來的凈化氣經(jīng)冷卻塔 (10) 冷卻后送壓縮機(jī)一段。吸 附器用蒸汽再生，然后用熱空氣干燥。1 .水洗除塵：氣柜：貯存一定量的氣體，以起前后工序負(fù)荷變動(dòng)的緩沖作用時(shí)起氣體組分和壓力的穩(wěn)定作用。采用iooom濕式氣柜一套。鼓風(fēng)機(jī)：設(shè)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口溫度35C，壓力300m

43、mH2,彌勒地區(qū)的大氣壓約為648mmH。鼓風(fēng)機(jī)在操作條件下的流量：V=1400X(273 十 35)X760/ (273X670)二 1792m卩肖選用 8-18-12-N96 鼓風(fēng)機(jī)，一開一備，共 2 臺參數(shù)：風(fēng)量： 2090m h， 全壓： 785mmH2，0 功率： 11kw洗滌器：采用泡沫塔，要將氣體含塵量降至20mg/ m以下，并將氣體溫度由50C降至40C以下。進(jìn)泡沫塔流量：V 二 1400X (273 L50)X760(273X706) ： 1783m)h泡沫塔空速：2nus,選用直徑中600mm 泡沫塔用外溢流式，小孔按等邊三角形 排列，小孔直接中 6，孔間距 14mm。泡沫

44、塔一塊塔板的除塵效率可達(dá) 90以上， 并還有冷卻作用， 選用三塊塔板， 板間 距500mm塔總高：3000mm根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用水量為1. 2 升/Nm干氣，則用水量為：W=1400y1 21000=17m3，h 洗滌水中含有氟化物、硫化物、灰塵等雜質(zhì)原污水處理系統(tǒng)一起處理。.脫硫：水量不大，并入黃磷廠米用ADA法脫硫，ADA溶液的組成及單位消耗如下表丨序號1I原料名稱丨溶液組分丨單位消耗( 以一噸二甲醚計(jì) )111III規(guī)格I 消耗定額11 1I丨純堿(N叫O )I 18 克升I98 I 1 . 2此1I 2I 蔥醌磺酸鈉I 35 克升I1000 oI 0 . 1 噸I 3I1I偏釩酸鈉 (V

45、20s)1I丨2 3克/升 III46 I 0 . 1k9II11I 41II 酒石酸鉀鈉Il 克升I100 I 0 . 02均用蒽醌二磺酸鈉作催化劑，以稀的碳酸鈉溶液脫除氣體中的硫化氫，為了加快吸收 硫化氫的速度和氧化速度，在溶液中加入偏釩酸鈉和少量酒石酸鈉。以防止從溶液中析 出沉淀。以稀堿液吸收硫化氫，形成硫氫化鈉。Na2C03 十 H2S二 NaHS+NaHC03在液相中硫氫化物與偏釩酸鹽反應(yīng)，生成還原性焦釩酸鹽素硫。2NaHS , I ,州 aV03 H20二 Ns2V409 1, NaOF廾 2S并析出元含有硫化氫的氣體進(jìn)入脫硫塔底部，與塔頂噴灑的溶液逆流接觸，氣體中的硫化氫 被吸收

46、而脫除，從脫硫塔頂部出來進(jìn)入吸附工序。吸收硫化氫后的溶液從塔底引出，用 泵打入氧化槽，氧化需要的空氣由多級射流器提供，硫泡沫由氧化槽頂溢出，因硫量較 少，過濾部分就不建了，采用簡便的吊袋過濾，自然干燥后出售。硫化氫按測定的平均值0. 9克/m計(jì)算H : S 量：1400X0 . 9/1000 二 1. 26k 歲 h(1) 脫硫塔：采用噴淋空塔，空塔速度取 051w， s，脫硫塔截面積： F： 1700/(36 肋 X05)=0 944m!脫硫塔直徑：D=1. 1m取中1200mm脫硫塔高： H=9500mm溶液循環(huán)量： 25m3/h氧化槽：溶液在氧化槽中停留時(shí)間 1 小時(shí)氧化槽規(guī)格：魄 80

47、bX4500配多級射流器15m伯4只(3)循環(huán)槽：中 2400X2560, 2臺(4)循環(huán)泵： IS65-50-160 ，一開一備, 2臺參數(shù)：流量：25m h,揚(yáng)程： 32m,功率： 5 5kw(5)再生泵： ISl00-80-160一開一備,2 臺參數(shù)：流量： 60m3/h揚(yáng)程： 36m,功率： 15kw(6)地下槽兼作溶解槽：中1400X1400一套配地下泵：IS50-32-160A 流量：14. 2m3m 揚(yáng)程：27m3 脫磷： 采用氧化吸附法，黃磷尾氣中含磷按平均 0. 57克/m計(jì)算。尾氣磷總量： 1400X0571000=08k 吵2P2 十 30：；2P205 需要消耗的氧量：

48、 0. 8X96/ 124：0 . 62kgh相當(dāng)于0. 434mh,氣體中氧量為1400X0. 012=16. 8m仇氣體本身所含的氧已足夠, 不需補(bǔ)充。生成的 P20s量；0. 5 了 X284/124=1. 31 均/h吸附器：功率： 22kw吸附器內(nèi)裝填粒狀改性活性炭，其平均直徑3mm堆積密度為450礎(chǔ)，/ m :采用蒸汽脫附，熱空氣干燥。采用立式圓柱床進(jìn)行催化氧化，取床層高度1. 2 m,空速取為0. 35 m/s,進(jìn)氣溫度為110C，進(jìn)氣壓力為400mmHQ在操作條件下的氣體流量：二 1400X(273、110)X760/(273X678)固定直徑： D ； 1 . 49m取由 1

49、600， H ： 30002 臺所需吸附劑用量為：曠: : 12x0. 785x1. 69X450 1085kg預(yù)凈化換熱器： 采用列管換熱器。尾氣加熱至110C需要的熱量：Q=1400y0 . 32x(110-35 卜 33600KcaLh熱損失按需要熱量的 5計(jì)，熱損失 1680KcaUh總熱量為: 35280KcaL/hQ202rT h壓縮機(jī)二段出口溫度設(shè)為160C，出口溫度估算為82C。傳熱系數(shù)取K=35Kc山/ m. T平均溫度差:厶 t- : 48 C傳熱面積： F=21m：取中 500 L 真：3000 F 叫 0m9預(yù)凈化氣冷卻塔：歹 g 管中 25X2 5將凈化氣在冷卻塔中用

50、循環(huán)水從 110C降至35C，循環(huán)水溫度從30C升至38C, 用水量每小時(shí) 85 噸。冷卻塔采用瓷環(huán)填料，冷卻塔規(guī)格： 中 1200X6000 引風(fēng)機(jī)：Y5-47Ng4C 轉(zhuǎn)速3300轉(zhuǎn)/分流量：3130m / h全壓： 1853Pa 功率： 4kw l 臺(5) 空氣加熱器：采用平管組，中 76X4 傳熱面積： F=15m蒸汽用量：70k歲h每次使用約2小時(shí)。533 一氧化碳變換制氫氧化碳與水蒸氣作用生成氫氣和二氧化碳，其反應(yīng)式如下CO 十 H20二 C02+H2f 熱量從上述反應(yīng)可看出，如有一體積一氧化碳被變換掉，就會(huì)生成一個(gè)體積的氫氣和一 個(gè)體積的二氧化碳。一氧化碳變換率愈高，氫氣產(chǎn)量就

51、愈高。一氧化碳的變換反應(yīng)有以下特點(diǎn)：1 變換反應(yīng)是一可逆反應(yīng)。根據(jù)所處的條件不同，可向順方向進(jìn)行反應(yīng)，也可向 逆方向進(jìn)行。實(shí)際上，兩個(gè)方向的反應(yīng)是同時(shí)進(jìn)行的，僅在一定條件下，一個(gè)方向的反 應(yīng)比另一個(gè)反應(yīng)優(yōu)勢而已。增加一氧化碳和水蒸氣的濃度可以使反應(yīng)向右進(jìn)行，增加氫 氣和二氧化碳的濃度， 但蒸汽消耗量增大了， 從蒸汽消耗考慮不能無限制的增大水蒸氣。一氧化碳的變換反應(yīng)是一放熱過程。降低溫度有利于放熱反應(yīng)，使 平衡向右移動(dòng)，但不利于反應(yīng)速度。一氧化碳變換反應(yīng)，在較低溫度時(shí)，反應(yīng)速度非常 緩慢，在工業(yè)生產(chǎn)上是不允許的。為了取得高的反應(yīng)速度，又要獲得高的氫氣產(chǎn)量，在 工藝和設(shè)備的選擇上要認(rèn)真考慮。由反應(yīng)

52、式可知，反應(yīng)式左邊的氣體反應(yīng)物和右邊的氣體生成物的分子數(shù)是相等 的。即壓力對一氧化碳變換反應(yīng)不發(fā)生影響在一氧化碳的變換過程中，有可能發(fā)生一氧化碳的分解和甲烷的生成等副反應(yīng)， 這對生產(chǎn)是不利的。 在生產(chǎn)控制上要嚴(yán)格溫度， 采用以氧化鐵為主體的多成分變換觸媒， 就可以防止發(fā)生副反應(yīng)。黃磷尾氣CO和02含量高，在反應(yīng)過程中放出大量的熱量， 本工藝本身需要CO不 要求太高的變換率，根據(jù)以上特點(diǎn)本工藝在工藝和設(shè)備上考慮：采用耐高溫的C4-2觸媒，一段溫度500C,二段溫度440C。觸媒分三層，一、二層之間用凈化氣冷激，以防觸媒過熱之間用來過熱蒸汽，以 延長換熱器的壽命。盡量節(jié)約蒸汽消耗，采用 H20C(

53、) ：；2運(yùn)用較完善的熱量回收系統(tǒng)。 根據(jù)以上工藝條件計(jì)算結(jié)果如下：(1) 變換轉(zhuǎn)化率： 90 3(2) 反應(yīng)后氣體濕基組成：H20：3535 C02 ： 29 7l H2 ： 45 07 換算為干基組成根據(jù)物料衡算，為了減少變換氣量，這就意味節(jié)約投資，又易于控制，凈化氣不需 全部變換，一部分由壓縮二段出來直接進(jìn)入變換冷卻器作為調(diào)節(jié)氫與一氧化碳比例用。進(jìn)變換系統(tǒng)的氣量：V=1400 x0 648 09=1008Nm，3 h為了留有余地，變換系統(tǒng)氣量按凈化氣 1100 Nm /h,付線的氣量按凈化氣400Nm %，共計(jì)15肋Nmra計(jì)算。變換系統(tǒng)工藝流程見流程圖 2。凈化氣由壓縮機(jī)二段出來，壓力

54、約為0. 95MP凡經(jīng)換熱后溫度降至82C左右，大部 分進(jìn)入飽和塔加熱增濕，然后在熱交換器中被加熱至380 E左右進(jìn)入變換爐，經(jīng)一段變換后氣體溫度升高，此時(shí)，在一段的一、二層之間引入部分未經(jīng)熱交換器加熱的冷氣體 進(jìn)行冷激降溫，控制溫度，一段反應(yīng)后的氣體經(jīng)蒸汽過熱器，將熱量傳給飽和蒸汽，使 其成為過熱蒸汽，本身溫度控制在 420 C左右進(jìn)入變換爐二段，經(jīng)二段變換后的氣體由 變換爐引出進(jìn)入換熱器，加熱凈化氣至 380E以上，然后經(jīng)水加熱器加熱來自熱水塔的 熱水供飽和塔用，由水加熱器出來的變換氣再經(jīng)熱水塔，將熱量傳給熱水后，送脫碳工序1 變換爐：操作壓力：0. 95MPa表壓）規(guī)格：中 +1500

55、甲。 1200 內(nèi)襯耐火石專 150mm， 高 H；9800觸媒分三段，一段：600 mm二段：800mm三段：1000 mn觸媒，觸媒總?cè)莘e：2. 7m設(shè)計(jì)空速： 407m3m9. h溫度調(diào)節(jié)方法：一、二段用冷氣冷激，二 變換爐由外來供應(yīng)的蒸汽量： 1583 均伯均用 Cd-：三段用來過熱蒸汽。2 .飽和熱水塔：凈化氣由82C加熱至140C，循環(huán)水量：5噸/時(shí)，熱水塔變換氣進(jìn)口溫度 256C, 出口 106C，補(bǔ)充軟水：50k吵。飽和熱水塔為一組合塔，上為飽和塔，下為熱水塔。規(guī)格： 中800，H=11834m，內(nèi)裝填料或篩板。. 熱水泵： 40R-26A 2 臺，一開一備參數(shù)：流量： 6，

56、55m3/h，揚(yáng)程： 20. 5m， 功率： 1. 5kw。.蒸汽加熱器：移走變換爐二、三段觸媒熱量，變換氣溫度由500 C下降至420C，加熱飽和蒸汽過熱至286Eo中 400, H=2861mm 歹 C管中 25X2. 5，傳熱面積：F; 18m. 換熱器：將凈化氣和蒸汽的混合氣加熱至 400C,變換氣由440E下降至309。C。中 800， H=8540， 歹 g 管中 25X2. 5，435根，傳熱面積：F-200mz. 水加熱器：利用變換氣加熱熱水，變換氣由309E下降至256E，熱水由137E 加熱至 143E。中 500， H=3659， 歹 g 管中 25X2. 5， 傳熱面積

57、：F=40m. 水洗塔：根據(jù)二甲醚合成的工藝要求，C02達(dá)到5 %為最佳。水洗塔操作壓力9. 0k咖m （絕壓），操作溫度30Eo 需要脫出的二氧化碳量：V 二 2383X0. 386-2383X (1-0386)X0 . 05/0. 95 二 843Nmn二氧化碳在水中的溶解度：9X0 . 386X0. 665-2 . 31Nm真/m .水 理論用水量：843/2, 31: 365M設(shè)水中二氧化碳飽和度按 65計(jì)，則實(shí)際用水量為：VV 二 365/0 65二 560m9/h其它氣體在水中的溶解量，其飽和度也按 65計(jì)算。H ：溶解量： 560X9X0 376X0 01699X0 65二 20

58、 93NmhCO 溶解量：560X9x0. 1906x0 . 02046x0. 65: 12 . 77NmoN2 溶解量：560X9X0 0474X0. 0133X0. 65 二 2, 06NnW合計(jì)： 35 76Nm./h由于變換氣中的二氧化碳含量高, 在一個(gè)塔中難以脫除, 故分為二個(gè)水洗塔, 氣體串聯(lián), 而水自成獨(dú)立系統(tǒng)，第一個(gè)水洗塔兼有冷卻任務(wù)，將氣體溫度冷卻至35 r以下，因水量 大，溫度升高不到1 c,對溶解度影響不太大，即使有影響還有第二塔。水洗塔采用篩板塔， 直徑： 中 1200，高： H-22000mm， 18 層篩板，板間距： 700mm。. 高壓離心泵：原則上是采用 m80

59、-43型三級離心泵，為了回收能量，與渦輪泵 聯(lián)動(dòng)，回收能量達(dá)55kw,只需配75kw即可，二臺運(yùn)行，一臺備用，共三臺。脫氣塔直徑中 5470膨脹槽壓縮采用玻璃鋼冷卻塔，5NB-300型， 二臺H叫655,配通風(fēng)機(jī)：風(fēng)量10000nh，功率：中 1200X2500，二臺一、二段進(jìn)氣量：(m VD)CO：1400 x0897 二 1255CO，：1400 x0016千 X4N：1400 x0075=1050O：1400 x0012；168合計(jì)：1400 0m ./h在操作條件下的氣體體積量897 16 75 12 1000V 二 1400X（273、35）X760273X680=1765 . 3

60、mh=29. 4 m3/min三段進(jìn)氣量：CO： 441 2m3hH2： 875 1m3hC02： 77m3hN2： 110 8m3h29335818 12737合計(jì)： 1 5041 m h 100 00在操作條件下的氣體體積流量：V-1504x（273 十 35） /273x9=188. 5m3 , h=324m訕 in 選用 4L-10 / 30 無油潤滑氫 氣壓縮機(jī)， 三開一備 期臺7. 5k、真/。比凹參數(shù)：流量：10m/min 壓力：3MPa功率：110kw每臺壓縮機(jī)的計(jì)算： 各級進(jìn)、排氣的壓力和溫度：II進(jìn)氣壓力 丨進(jìn)氣量 丨排氣壓力 丨 溫度丨II1111II 噸/ cm （絕）