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1、河南化工·30·HENANCHEMICALINDUSTRY2006年第23卷适用硫黄回收装置生产工艺优化技术解国宏(中国石油抚顺石化公司石油二厂,辽宁抚顺113004)摘要:介绍了抚顺石化公司石油二厂3000t/a硫黄回收装置建成投产以来的运行状况,对硫回收率低、尾气排放超标及液硫管线堵塞等问题进行了详细分析,采取了有效措施,取得了一定的效果,并结合公司目前具体情况提出了可行性建议。关键词:硫黄;回收装置;尾气处理;运行分析中图分类号:TE626.9文献标识码:B文章编号:1003-3467(2006)10-0030-03抚顺石化公司石油二厂硫黄回收装置由中石化反应段,在催化剂作
2、用下,继续反应生成元素硫。生洛阳石油化工工程公司设计,采用部分燃烧法和两成的元素硫经冷凝分离,达到回收的目的。级转化的常规Claus制硫工艺,硫黄尾气采用热焚1.2工艺流程烧后直接排空,未设尾气处理设施,总投资1500万酸性气与燃烧炉鼓风机来的空气预热至160℃元,设计规模3000t/a,于2002年9月建成投产。后混合进入酸性气燃烧炉,控制配风量使反应后过运行期间,遇到了诸多影响装置运行的因素,经过不程气中n(H2S)∶n(SO2)为2∶1,以保证最大的硫断分析和优化,使装置得到了进一步的改善,为装置平衡转化率,燃烧产生的高温过程气进入锅炉产生安稳运行创造了条件。蒸汽,自身被冷
3、却至350℃,然后再经一级冷凝冷却器冷却到硫露点(约200℃)以下,冷凝的液硫经硫1工艺原理与流程封进入液硫贮罐,过程气经一级高温掺合阀用高温1.1工艺原理炉气掺合至240℃,进入一级反应器进行一级Claus该工艺是由一个热反应段和两个常规Claus催催化反应,然后经二级冷凝冷却器分离出液硫;再经化反应段组成。含H2S的酸性气在燃烧炉内与空二级掺合、二级Claus催化反应、三级冷凝冷却器分气进行不完全燃烧,严格控制风量,使H2S燃烧后离出液硫;硫黄尾气经捕集器进一步捕集硫雾后,进生成的SO2量满足n(H2S)∶n(SO2)等于或接近2,入尾气焚烧炉,使硫化物焚烧为SO2,焚烧后的
4、烟气未反应的H2S和SO2在高温下反应生成元素硫。用空气混兑冷却至350℃经烟囱排空,液硫成型后受热力学条件的限制,剩余的H2S和SO2进入催化以固体形式作为产品出厂。工艺流程见图1。图1硫黄回收装置工艺流程图收稿日期:2006-07-18作者简介:解国宏(1972-),男,工程师,从事硫酸、硫黄生产管理工作,电话:013354132208。第10期解国宏:硫黄回收装置生产工艺优化·31·33Nm/h,实际运行中酸性气流量为110～865Nm/h,2装置存在的主要问题H2S的浓度为17%～49%(体积分数),且波动频2.1装置硫回收率未达到设计指标繁。原料酸性气流量和组分的频繁波
5、动易造成配风装置硫回收率太低,距设计值93.5%(质量分滞后,从而导致空气过剩或空气不足。空气过剩,则数)差距较大。可能造成反应气中生成SO3,造成催化剂硫酸盐化,2.2冷凝冷却器出口液硫管线易堵塞从而失去活性,并降低COS、CS2的水解率;空气不生产运行中,经常出现液硫管线堵塞,液硫流通足,则可能造成烃类不能充分燃烧,氨分解率降低,不畅,憋在冷凝冷却器内,造成过程气系统压力升造成积炭,铵盐结晶沉积堵塞反应器、冷凝冷却器及高,影响正常生产。其出口液硫管线等,造成热反应段硫转化率降[3]2.3排放尾气中SO2浓度超标低。经70m烟囱排放的硫黄尾气中SO2浓度高达3.1.4原料酸性气
6、中烃含量超高的影响33[1]5720～11000mg/m,严重超标(960mg/m)。酸性气带入的烃类燃烧需要消耗大量的空气并生成CO2和H2O,稀释了反应物的浓度,不仅影响3原因分析热燃烧炉的温度,而且会使燃烧炉产物中的CS2、通过对国内同类装置考察,进行对比,分析影响COS增加,CS2在反应器中的水解率仅为70%(体我厂硫黄中SO2回收装置正常运行的原因有以下几积分数),剩余部分随尾气排出装置使硫回收率降方面:低。特别是较重的烃类,在氧气不足的条件下,会分3.1原料酸性气的影响解产生积炭,堵塞冷凝冷却器出口液硫管线及其它原料酸性气组成见表1。设备和催化剂床层,并使催化剂活性降
7、低,影响硫回表1酸性气组成(体积分数)%收率。项目H2SCO2烃类NH3总计3.2装置无在线分析仪表设计指标603442100装置建设时未设在线分析仪表,酸性气及过程操作指标26.7368.073.711.49100气完全采用人工分析,每4h分析1次,根据原料酸3.1.1原料酸性气中H2S浓度太低性气及过程气的分析结果人工手动配风调节,这种从表1可以看出,实际操作数据中H2S浓度距生产调节严重滞后,无法保证过程气中的n(H2S)∶设计值相差较大。在一定条件下,硫回收率随着n(SO
