保险粉工艺及设备

1.1.4建设项目的工艺流程和主要装置（设备）和设施的分布及其上下游生产装置的关系

本项目生产工艺与设立审查阶段一致。 1.1.4.1工艺流程简述

1、空分工艺 1）、工艺过程简介

本空分设备采用分子筛预吸附净化、气体轴承透平膨胀机制取装置所需的绝大部分冷量。整套机组包括：空气压缩系统、空气预冷系统、分子筛纯化系统、分馏塔系统、压氮系统、液氮储存输送系统、仪控系统、电控系统等。

（1）空气压缩

空气首先进入空气过滤器，在空气吸入过滤器中除去灰尘和其它颗粒杂质然后进入空压机，经过多级压缩后进入空气预冷系统，压缩机级间的热量被中间冷却器中的冷却水带走。空气经末级冷却器冷却后空气出压缩机温度约40℃。

（2）空气的冷却和纯化

空气出空压机后进入空气预冷机组，空气被空气预冷机组冷却到5～10℃，同时空气中的部分水分被分离出来。空气被冷却后进入到分子筛吸附器。

（3）分子筛纯化系统由两只分子筛吸附器组成，利用分子筛对水分及CO2和高吸附性的特点吸附空气中的水份、二氧化碳和一些碳氢化合物。两只分子筛吸附器一只工作，另一只被加热的污氮再生。

（4）空气出吸附器后，直接进入冷箱主换热器冷却后进入下塔。另外在主换热器中部抽取部分空气进入膨胀机，膨胀前先经过主换热器并被返流气冷却到膨胀前温度，经膨胀机膨胀后进入上塔参与精馏。

（5）下塔

清洁并被返流气体冷却的空气进入下塔后开始进行分离，进入下塔底部的空气穿过塔板并与塔板上的回流液进行热质交换，这样的结果是，在下塔上部得到纯氮气，在塔釜得到富氧液空。

下塔顶部绝大部分纯氮进入冷凝蒸发器的冷凝侧，在那里氮气通过上塔底部的液氧蒸发所放出热量，自身得到冷凝并做为下塔回流液。

还有一部分液氮经过过冷器的过冷被送往上塔顶部，作上塔顶部的回流液。在此处抽取少部分液氮进行储存。

从下塔的塔釜抽出的富氧液空经过过冷器的过冷，节流后送入上塔做回流液。

（6）上塔(规整填料塔) 氧产品最终在上塔精馏产生。

高纯度的氧气从上塔底部抽出经过冷器、主换热器中复热后出装置做为产品气送出。

纯氮气从上塔顶部抽出，首先在过冷器中被纯液氮和富氧液空复热，然后进入主换热器中复热后出装置。做为产品气。

污氮气从上塔上部抽出，首先在过冷器中被纯液氮和富氧液空复

热，然后进入主换热器中复热后出装置。做为纯化系统再生气。

从冷箱来的产品氧气、氮气在压缩机中压缩，气体压缩产生的热量被级间和末端冷却器中的冷却水带走。

2）、工艺流程图框

空气空气过滤器除尘后空气压缩机40℃空气预冷机组5~10℃分子筛纯化系统吸附水分、CO2等冷凝蒸发器纯氧高压空气解流下塔冷箱主换热器部分空气液氮富氧液空上塔透平膨胀机污氮气纯氧纯氮气2、中间体SO2合成工艺

1）、工艺过程简介

纯氧燃烧法加压液化的工艺流程为：固体硫磺通过提升机送入快速熔硫槽，升温至175℃使固体硫磺液化后送入粗硫池经过搅拌摇匀，用泵打入液硫过滤器进行过滤后送入精硫池，经二次搅拌通过液硫立式泵送入焚硫炉内，在600℃和压力0.03MPa条件下与纯氧气进行燃烧反应，生成的二氧化硫夹带硫磺蒸气经余热锅炉回收热量和炉气冷凝器等设备拦截液体硫磺雾滴后冷却至常温，在压力0.35MPa条件下进行过滤，再经过冷却器对水蒸气和SO2及分子筛系统冷却净化除去气体二氧化硫中的微量硫磺粉尘、水分及其他固体杂质，用压缩机加压至0.4MPa以上，间接水冷液化成液体二氧化硫。

2）、SO2合成反应方程式： S+O2 = SO2↑ 3）、工艺流程图框

氧气硫磺快速熔硫槽175℃粗硫池145℃精硫池145℃焚烧炉800℃废热锅炉固体硫磺丝网过滤器一二级冷却器50-151℃金属丝网过滤器135℃炉气冷凝器70℃固体硫磺纤维过滤器分子筛干燥器除雾器压缩机液态SO2成品冷凝器2、Na2S2O4合成工艺

1）、工艺过程简介

（1）加压干燥的工艺流程为：

第一、将工艺水和干品NaCOOH送酸钠配制釜，在70℃下经行搅拌为液体NaCOOH送入合成反应釜；

第二、将甲醇送入甲醇计量槽，然后用0.4MPa的氮气将甲醇压入焦亚硫酸钠配置釜；然后将干品焦亚硫酸钠和工艺水及二氧化硫同时加入焦亚硫酸钠配置釜，在常温和0.2MPa压力条件下反应后生成NaHSO3，将NaHSO3加入保险粉合成反应釜；

第三、将液态SO2送入液态SO2冷却器在20℃和压力0.3MPa条件下经行冷却后送入合成反应釜；

第四、将环氧乙烷从环氧乙烷储槽内用0.30MPa氮气压入合成反

应釜。甲酸钠、焦亚硫酸钠、液体SO2在甲醇、水体系中，达到温度60-82℃和压力0.2MPa条件下进行化学反应而生成Na2S2O4。

该反应过程中，伴随的副反应较为复杂。Na2S2O3是保险粉生产过程的副产物，具有催化保险粉分解的作用。为破坏合成反应生成的Na2S2O3，并且在母液中加入了一种能与Na2S2O3反应以降低其浓度的有机物。该项目采用添加环氧乙烷方式破坏Na2S2O3使之生成帮特盐方式来促进合成主反应，合成生成的Na2S2O4经过放入四合一干燥釜，同时加入精甲醇（含量≥99.5%）溶液，在小于90-95℃压力-0.1～-0.3pa时过滤、洗涤、干燥生产干品Na2S2O4，加纯碱混合等工序而进行包装。经干燥器完成后剩余甲醇水溶液（合成母液）再回流到甲酸钠配置釜，作为循环母液循环利用。

（2）合成母液绝大部分可套用于合成主反应，少部分母液及酸性洗涤甲醇经中和工序用NaOH在温度60-80℃压力0.45MPa条件下进行中和反应和皂化后，可回收得到工业无水亚硫酸钠，中和母液放入碱性洗涤液贮罐进行洗涤然后经过精馏工序可回收甲醇。

2）、保险粉合成反应方程式： Na2S2O5+H2O=2NaHSO3

NaCOOH+NaHSO3+SO2= Na2S2O4+CO2↑+H2O 总反应式：

2HCOONa+ Na2S2O5+2SO2= 2Na2S2O4+ 2CO2↑ +H2O ①合成副反应方程式： HCOOH+CH3OH=HCOOCH3+H2O 2Na2S2O4+H2O= Na2S2O3+2NaHSO3

②辅助工序（中和）化学反应方程式： NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O HCOOH+NaOH=HCOONa+ H2O HCOOCH3+NaOH= HCOONa+CH3OH 3）、工艺流程图框

1.1.6建设项目的主要设备和设施名称、型号、材质、数量和主要特种设备 表1.9-1 空分工段主要生产设备表 序 号 1 2 3 4 设 备 名 规格型号 称 空气压缩机 氮气压缩机 空气预冷机组 分馏塔 LW-48/6 LW-30/5 UF-8700/8 FON-1500/1800 PLPK-25/5.4-0.44 （台） 6 2 1 1 - - - - 数量 材质 位号 C1001A-F C1003A-C M1001 T1001 0.6MPa 进气温度≤40℃、出气温度≤160℃；0.1MPa 进气温度≤40℃、出气温度5-10℃；0.2-1.0MPa -196℃；0.6MPa 特种设备 特种设备 特种设备 设备 操作条件（温度、压力） 备注 5 透平膨胀机 2 Q235-B 入口温度-127℃、出口温度169.5℃；入口压C1002AB 力0.64MPa（A）、出口压力0.144MPa（A）

序 号 6 设 备 名 规格型号 称 空气纯化器 HXK-8700/6 仪表电控控制系统 数量 材质 （台） 1 Q235-B/OCr18Ni9/OCr18Ni9II 标准机柜H：2100，B:612,l：700 设备 操作条件（温度、压力） 位号 M1002 -196℃；0.6MPa -20-60℃；0.45-0.6MPa 特种设备 备注 7 电Ⅲ+数显 1 - 表1.9-2 液体SO2工段主要生产设备表 序 设 备 名 称 规格型号 号 1 2 3 4 5 6 7 8 一级冷却器 二级冷却器 快速熔硫槽 蒸汽分配罐 成品冷凝器 1#、2#金属丝网液流过滤器 炉气冷凝器 138㎡ 88㎡ 5t/h 0.28m 120㎡ 15.4m 249㎡ 3.82㎡ 3.72㎡ 28㎡ 2.1m 20.90m 20.90m 3.95m 3.95m 4.0m 33333333数量 材质 （台） 4 4 1 2 2 4 2 8 8 2 2 1 1 1 1 1 Q235-B\\OCr18Ni9 Q235-B\\OCr18Ni9 Q235-B\\OCr18Ni9 Q235-B OCr18Ni9 Q235-B Q235-B\\1Cr18Ni9 Q235-B E1003A-D E1004A-D R2001 V2005AB E2006AB M1003AB、M1004AB E2001AB 设备位号 操作条件（温度、备注 压力） 50-151℃；0.45MPa 40-151℃；0.45MPa 175℃；常压 特种设备 特种设备 158.1℃；0.5MPa 压力容器 40℃；0.6MPa 142℃；0.35MPa 特种设备 特种设备 70-80℃；0.3MPa 特种设备 70-80℃；常压 常温；常压 800℃；0.03MPa 常温；0.03MPa 70℃；常压 70℃；常压 常温；常压 常温；常压 常温；常压 1#、2#固体硫磺丝网过滤器 1#、2#固体硫磺9 纤维过滤器 10 11 12 13 14 15 16 焚硫炉 电热炉 炉气冷凝器水循环槽 锅炉热水罐 冷凝水槽 稀碱计量槽 液碱地槽 M2005A-D、M2006A-D Q235-B\\1M2007A-D、Cr18Ni9 M2008A-D Q235-B\\1Cr18Ni9TF2001AB i Q235-B Q235-B Q235-B Q235-B Q235-B Q235-B F2003AB V2007 V2006 V2004 V2009 V2012

序 设 备 名 称 规格型号 号 17 18 19 20 21 1#、2#分子筛干燥器 料斗 兑碱槽 碱贮槽 精硫池 8.0m 10.3 m 12.6m 19.7m 85㎡ 3333数量 材质 （台） 4 1 1 1 1 Q235-B Q235-B Q235-B Q235-B Q235-B\\1Cr18Ni9Ti Q235-B\\1Cr18Ni9Ti Q235-B 玻璃钢/1Cr18Ni9Ti 玻璃钢/1Cr18Ni9Ti 玻璃钢 M2009AB、M2010AB V2001 V2010 V2011 V2003 设备位号 操作条件（温度、备注 压力） 30℃；常压 常温；常压 70℃；常压 40℃；常压 135-145℃；常压 22 23 24 粗硫池 除雾器 尾吸一塔 27㎡ 12.6m 9.06m 331 2 1 V2002 M2011AB T2001 40℃；常压 常温；常压 100 ℃；常压 25 尾吸二塔 3.1m 21.2m 331 1 T2002 V2008 60 ℃；常压 40 ℃；常压 26 亚硫酸氢钠罐 表1.9-3 保险粉工段主要生产设备表

保险粉生产分为两套相同但又独立的生产装置，其中一套生产装置的主要设备如下：

序 设 备 名 称 号 1 2 3 环氧乙烷贮罐 液体SO2贮罐 氮气贮罐 20m3 52.8m3 37m3 20m2 7.1m2 37m3 规格型号 （台） 2 1 1 1 4 1 Q235-B/16MnR/Q235-A Q235-B/16MnR/OCr18Ni9 Q235-B Q235-B/16MnR/OCr18Ni9 16MnR/OCr18Ni9 Q235-B V3001AB V3003 V3002 E3001 数量 材质 设备位号 度、压力） 20℃；0.5MPa -10℃~常温；0.6MPa 压力容器 压力容器 操作条件（温备注 常温；0.4MPa、 压力容器 -10℃；0.6MPa 特种设备 4 液体SO2冷却器 5 液态SO2计量槽 6 氮气缓冲罐 3008A-D -10℃；0.6MPa 压力容器 V3002 常温；0.4MPa 压力容器

序 设 备 名 称 号 7 8 9 10 11 12 13 热水贮罐 精甲醇计量罐 洗涤甲醇计量罐 ME配制釜 AE配制釜 水计量槽 合成釜 19.7m3 2.8m3 2.8m3 7m3 11m3 2.0m3 17.2m3 60m2 60m2 0.25m3 0.25m3 2.77m3 4.6m2 40m3 7.0m3 11.9m3 6.0m3 规格型号 数量 材质 （台） 1 1 1 3 3 1 5 10 10 10 5 1 1 3 2 2 2 Q235-B Q235-B OCr18Ni9 Q235-A/OCr18Ni10Ti Q235-A/Q235-B/OCr18Ni10Ti Q235-B Q235-B/OCr18Ni10Ti Q235-B/16MnR/OCr18Ni9 Q235-B/16MnR/OCr18Ni9 OCr18Ni9 V3005 V3006 V3007 设备位号 操作条件（温备注 度、压力） 100～105℃；常压 常温；常压 常温；常压 特种设备 特种设备 特种设备 压力容器 压力容器 R3001A-C 常温；0.3MPa R3002A-C V3010 R3003A-E E3002A-E E3003A-E V3015A-J 70℃； 常压 常温； 常压 60～85℃；0.3MPa 常温； 常压 常温； 常压 常温；0.2-0.3MPa 5℃；0.4MPa 14 合成水冷却器 15 合成盐冷却器 16 17 18 19 合成气液分离器 E0计量槽 E0中间贮罐 35CrMo/35CrV3016A-E MoAoCr18Ni9 16MnR Q235-B/16MnR/OCr18Ni9 OCr18Ni9 OCr18Ni9 OCr18Ni9 Q235-B SUS321/SUS304/M33 ×170/Q235-B Q235-B Q235-B Q235-B V3017 配料尾气甲醇捕集罐 不合格、合格母20 液贮罐 不合格、合格母21 液沉降釜 不合格、合格洗22 醇贮罐 23 甲醇计量罐 -10～20℃；0.4MPa -10～20℃；常V3009 压 60～70℃；常V3013A-C 压 60～70℃；常R3005AB 压 V3014AB V3012AB 50℃； 常压 常温；常压 24 四合一干燥釜 12.6m3 5 R3004A-E 150℃；0.6MPa 特种设备 25 26 27 液碱贮罐 液碱计量槽 水计量罐 1.8m3 1.0m3 2.0m3 1 1 1 V3021 V3018 V3019 常温；常压 常温； 常压 常温； 常压

序 设 备 名 称 号 28 中和釜 中和放空尾气冷却器 中和放空冷凝液贮罐 干燥负压水冷却器 干燥负压盐冷却器 负压尾气缓冲罐 干燥负压捕集釜 18.3m3 规格型号 数量 材质 （台） 3 设备位号 操作条件（温备注 度、压力） Q235-B/OCr160-80℃；8Ni9/OCr18NR3006A-C 特种设备 0.4MPa i9II OCr18Ni10Ti/16MnR/Q235E3006 60-80℃；常压 -B Q235-A/Q235V3020 30℃；常压 -B/OCr18Ni9 Q235-B/16MnE3004 30℃；-0.2MPa R/35CrMoA Q235-B/16Mn-18℃；E3005 R/35CrMoA -0.2MPa 100℃；Q235-B V3022 -0.3MPa 常温；Q235-B R3008 -0.09MPa SUS321/SUS304/M33 R3007AB 150℃；0.6MPa 特种设备 ×170/Q235-B Q235-B OCr18Ni9 Q235-B/16MnR/35CrMoA Q235-B Q235-B/20II Q235-A/Q235-B Q235-B/OCr18Ni9 OCr18Ni10Ti/16MnR/Q235-B OCr18Ni10Ti/16MnR/Q235-B OCr18Ni9/16MnII OCr18Ni9/OOCr17Ni14Mo2II V3024 V3023 E3007 R3009 V3025 T3002 V3026 E3028 常温；常压 80℃； 常压 30～40℃；常压 60-70℃；常压 常温；常压 50℃ ；常压 -18℃；常压 -10℃；常压 29 30 31 32 33 34 15m2 1.4m3 40m2 40m2 1.4m3 3.4m3 1 1 1 1 1 1 35 亚钠四合一釜 12.6m3 5 36 精甲醇计量槽 37 38 39 40 41 42 43 正压尾气缓冲罐 正压冷凝冷却器 中和母液沉降釜 碱性洗涤液贮罐 碱性尾气洗涤塔 洗涤循环罐 配料尾气盐冷却器 合成尾气盐冷却器 6.0m3 1.2m3 20m2 37m3 7.0m3 9.65m3 5.0m3 30m2 1 1 1 1 1 1 1 1 44 30m2 15.0m2 6.7m3 1 3 3 E3029 E3010A-C T3003A-C -10℃；常压 -6℃～20℃；常压 -10～30℃；常压 45 循环盐冷却器 46 酸性尾气吸收塔

序 设 备 名 称 号 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 酸性尾气洗涤塔 30%碱计量槽 正压尾气水冷却器 正压尾气盐冷却器 负压尾气水冷却器 负压尾气盐冷却器 配料尾气缓冲罐 合成尾气缓冲罐 酸性甲醇缓冲罐 负压尾气缓冲罐 16.76m3 1.0m3 20m2 20m2 80m2 100m2 2.2m3 7.0m3 3.5m3 1.4m3 3.41m3 1.2m3 6m2（夹套）+3m2（蛇管） 3.4m3 3.5m3 规格型号 数量 材质 （台） 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 1 2 1 1 OCr18Ni9 Q235-B OCr18Ni10Ti/Q235-B OCr18Ni10Ti/Q235-B Q235-B/OCr18Ni9 Q235-B/OCr18Ni9 OCr18Ni9/OOCr17Ni14Mo2 OCr18Ni9/OCr18Ni10Ti OCr18Ni9 Q235-B OCr18Ni9/OOCr17Ni14Mo2II OCr18Ni9 16MnR/OCr18Ni9 Q235-B/OCr18Ni9 OCr18Ni9 T3004 V3032 E3011 E3012 E3013 E3014 V3027 V3028 设备位号 操作条件（温备注 度、压力） 0～10℃；常压 常温；常压 常温；常压 -10℃；常压 30℃；-0.2MPa 0～20℃；-0.08MPa 10℃；常压 -10～50℃；常压 -5℃～常温；V3029AB 常压 100℃；V3035 -0.3MPa V3030 V3033 V3031AB R3010 V3034 -5～20℃；常压 80℃； 常压 0～10℃；0.09MPa 常温； -0.09MPa 30℃；常压 57 精甲醇循环罐 58 59 60 正压尾气缓冲罐 酸性总尾气循环罐 干燥负压尾气捕集釜 61 冷凝液处理罐 表1.9-4 主要储存设备、设施一览表

材质或结序号 设备、设施名称 容积或面积 构 0.6MPa、<35℃、液态1 成品罐 82m3 Q235-A 12 SO2 2 3 甲醇储罐 环氧乙烷储罐 200m3 20m3 Q235-B Q235-B/168 4 常压、50℃、甲醇 0.5MPa 、20℃、环氧 压力容器 压力容器 数量 储存物质条件 备注

MnR/Q235-A 4 5 6 保险粉仓库 硫磺库 纯碱原料库 焦亚硫酸钠原7 料库 8 甲酸钠仓库 1000m 2乙烷 180m 966m 1000m 222砖混 砖混 砖混 3 1 1 保险粉 固体硫磺 纯碱 1000m 2砖混 1 焦亚硫酸钠 砖混 2 甲酸钠

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