克劳斯硫磺回收工艺装置设计

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1、毕业设计（论文）任务书题目：600m3/h硫磺回收工艺装置设计系名化学工程系专业过程装备与控制工程学号XX学生姓名XX指导教师XX职称讲师2013年3月1日一、原始依据1.设计规模：装置正常处理能力：酸性气量600m3/h最大生产能力：10%设计余量年操作日：330天2.气体组成：（1）酸性气的组分：组成氢气一氧化碳二氧化碳硫化氢硫氧化碳H2OΣ湿基备注V%0.410.951.0092.420.035.19100.0温度：40℃，压力：0.145MPa(a)（2）放空气体的组成要求H2SV%≤0.01%温

2、度：≤54℃，压力：0.115MPa(a)克劳斯反应的基本原理：1883年英国化学家Claus开发了H2S氧化制硫的方法，即：3H2S+3/2O2=cat/570~600K=3/xSx+3H2O+615KJ/mol上式称为克劳斯反应，这一经典的反应由于强的放热而很艰难维持合适的温度，只能借助于限制处理量来获得80%~90%的转化率。20世纪30年代，德国法本公司将克劳斯工艺发展为改良克劳斯工艺，H2S的部分氧化分两阶段完成，同时忽略了烃类和其他可燃性气体的反应。第一阶段是1/3的H2S氧化为SO2的自由火

3、焰氧化反应（高温放热反应或燃烧反应），第二阶段是余下的2/3的H2S在催化剂上与反应炉中生成的SO2反应（中等放热的催化反应），由于酸气中含有烃、CO2、水等杂质，他们在反应炉达到的高温下将发生复杂的副反应，导致生成COS、CS2、CO和H2，反应平衡是复杂的。二、参考文献[1][美]气体加工和供应者协会．气体加工工程数据手册[M]．北京：石油工业出版社，1992．[2]南京化学工业公司设计院．硫酸工艺设计手册[M]．南京：化工部硫酸工业科技情报中心站，1990．[3]刘光启，马连湘，刘杰．化学化工物性数

4、据手册[M]．北京：化学工业出版社，2002．[4]禹晓伟，王百森，黄福泉．化学化工物性数据手册[M]．北京：中国石化出版社，2010．[5]刘天齐．三废处理工程技术手册（废气卷）[M]．北京：化学工业出版社，1999．[6]GAVINMCINTYRE，LILILYDDON．ClausSulphurRecoveryOptions[J]．BryanResearchandEngineering，1997：57-61．三、设计（研究）内容和要求产品规格：硫磺纯度≥99.5其余为有机杂质采样时间纯（S），%硫磺度

5、，%灰份，%有机物，%砷含量，%铁含量，%水份，%执行指标≥99.5≤0.005≤0.10≤0.30≤0.01≤0.005≤2.0设计内容：（1）600m3/h硫磺回收工艺装置设计（2）物料衡算、热量衡算（3）主要生产设备设计计算与选型（4）编写设计说明书（5）绘制设计图纸厂址选择：天津静海开发区指导教师（签字）年月日审题小组组长（签字）年月日XX大学XX学院本科生毕业设计（论文）开题报告课题名称600m³/h硫磺回收工艺装置设计系名称化工系专业名称过程装备与控制工程学生名称XX指导教师XX一、课题来源及

6、意义随着我国国民经济持续、快速发展，能源需求量明显加大，原油进口数量逐年增加，尤其是含硫原油进口量大幅上升。随着进口原油资源重质化和硫含量不断增高，加工深度和产品质量要求不断提高以及对环保要求日趋严格，硫磺回收装置的建设规模和设计技术水平也迅速上升。硫在加工过程中存在极大的危害，如不及时将其脱除，将严重腐蚀设备，影响装置的长周期运行。同时，硫的存在也严重影响产品质量，各国对油品中的硫含量均有日趋严格的标准。因此，必须对炼油过程中的硫进行脱除，并加以回收。硫磺回收装置的作用就是对炼油过程中产生的含有硫化氢的

7、酸性气，采用适当的工艺方法回收硫磺，实现清洁生产，达到化害为利，变废为宝，降低污染，保护环境的目的，并同时满足产品质量要求，降低腐蚀，实现装置长周期安全生产等诸多方面要求。另外，由于硫磺产品应用日益扩大和硫磺市场价格的快速提升，硫磺回收装置不仅仅是环保装置，也是产生巨大经济效益的生产装置。二、国内外发展现状国外自20世纪30年代改良Claus工艺实现工业化以来，经过半个多世纪的努力，改良Claus硫回收工艺日臻完善。在工艺方面，一般采用一段高温氧化炉，两级、三级或四级低温转化器，可以加工含硫化氢5%-10

8、0%的各种酸性气体。荷兰壳牌石油公司于20世纪70年代初开发了一种将克劳斯尾气先加氢，然后用醇胺溶剂进行脱硫，再将提浓后的H2S返回克劳斯装置回收单质硫的Claus—SCOT组合工艺。SCOT工艺实际上也是CLAUS工艺的延伸，其通过对CLAUS尾气中的SO2进行加氢还原为H2S后，在返回到克劳斯工艺的原料气中进一步反应，从而提高了硫磺的回收率。装置的总硫磺回收率都在99.8％以上。但SCOT法工艺的主要缺点是装置投资、操作成