1. 研究目的与意义
合成气主要以氢气、一氧化碳为主要组分供化学合成用的一种原料气。由含碳矿物质如煤、石油、天然气以及焦炉煤气、炼厂气、污泥和生物质等转化而得。生物质和污泥在热解或者气化时也会产生大量的合成气。从形成的气体成分区分,按合成气的不同来源、组成和用途,它们也可称为煤气、合成氨原料气、甲醇合成气等。合成气的原料范围极广,生产方法甚多,用途不一,组成有很大差别。
在制备合成气的过程中煤、重油、焦炭等原料中所含的“S ”、“N ”等杂质会转移至合成气中,这些杂质能够腐蚀设备、引起下游催化剂中毒、降低后续产品纯度、危害正常的生产运行甚至造成安全生产事故,因此需要对合成气进行精致脱除杂质以满足下一步工艺或装置对杂质的要求。
合成气中所含杂质中危害最大的是含硫化合物。包括硫醇、硫醚、噻吩等有机硫化物。针对合成气所含的硫化物杂质,各大企业及研究机构投入了大量的人力和物力开发了多种脱硫工艺及催化剂,这些脱硫工艺整体上可分干法脱硫和湿法脱硫倆大类。干法脱硫包括吸附法和催化转换法。其中吸附法根据吸附剂种类分为氧化铁、活性炭、氧化锌、分子筛等。催化转化法又包括钴钼加氢和铁化锌吸附。湿法脱硫包括化学吸收法、物理吸收法和湿式氧化法等。上述脱硫方法在工业上都有应用实例,湿法脱硫具有硫容量处理量大、操作简便但难以将硫化物脱至较低水平的特点,常用于粗脱硫工段。而干法脱硫具有工艺流程简单、操作简单、脱硫精度高、可将原料硫化物脱除至较低水平的优点,常被用于精脱硫工段。
2. 研究内容与预期目标
研究内容:了解合成气脱硫的方法,确定本设计采用的生产方法,并对所选定的设计方案进行工艺设计及相关的计算。
预期目标:完成合成气脱硫的文献综述,对确定的设计方案予以详细叙述和说明,完成过程及设备的工艺计算,对车间及设备布置进行工艺设计,并绘制工程图纸。
3. 研究方法与步骤
通过查阅文献资料,了解合成气的生产方法,利用对比分析的方法,设计工艺方案确定适合的设计工艺方案,利用物料衡算、热量衡算、管路计算、设备选型及设计计算等方法,确定所需设备的尺寸和类型,连接管路的直径、安装高度和安装位置以及车间和厂房的建筑尺寸等。
根据工艺操作条件确定单元设备的自控方案。
依据设备及管路的布置要求确定车间及管道的布置方案。
4. 参考文献
[1] 左识之.精细化工反应器及车间工艺设计[M].上海:华东理工大学出版社,1998.
[2] 时均,汪家鼎,余国琮等.化学工程手册[M].北京:化学工业出版社,1996.
5. 工作计划
2022年12月25日-2022年3月16日。查询资料,编写文献综述,完成开题报告。
2022年3月19日-2022年4月13日。确定生产方法,设计工艺流程。
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