達(dá)建文，殷樹青

硫磺回收催化劑及工藝技術(shù)

達(dá)建文，殷樹青

綜述了20世紀(jì)70年代以來中國(guó)石化硫磺回收催化劑及工藝技術(shù)方面的進(jìn)步。回顧了LS系列硫磺回收及尾氣加氫催化劑的發(fā)展歷程，介紹了催化劑主要性能及工業(yè)應(yīng)用情況，同時(shí)對(duì)大型引進(jìn)硫回收裝置催化劑國(guó)產(chǎn)化進(jìn)行了詳述?？偨Y(jié)了通過對(duì)已引進(jìn)的硫磺回收裝置消化吸收，借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和有益經(jīng)驗(yàn)，中國(guó)石化開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套工藝技術(shù)，提出了對(duì)新建大型硫磺回收裝置的設(shè)計(jì)原則及建議。

硫磺回收 催化劑 工藝

我國(guó)克勞斯(Claus)法回收硫磺的生產(chǎn)起步于20世紀(jì)60年代中期，第一套硫磺回收工業(yè)裝置于1965年在四川東溪天然氣田建成投產(chǎn)，首次從含硫天然氣副產(chǎn)的酸性氣回收硫磺。1971年，中國(guó)石化齊魯分公司勝利煉油廠建成了以煉油廠酸性氣為原料的5 kt/a硫磺回收裝置，從此揭開了我國(guó)硫磺回收技術(shù)發(fā)展的序幕。近年來，隨著國(guó)內(nèi)高硫高酸原油的加工規(guī)模擴(kuò)大和大型含硫油氣田的開發(fā)，硫磺回收裝置迅速大型化，同時(shí)在國(guó)產(chǎn)催化劑系列化、尾氣處理技術(shù)多樣化、儀表控制先進(jìn)化、國(guó)產(chǎn)設(shè)備成熟化和平面布置合理化等方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，其中，中國(guó)石化齊魯分公司研究院(簡(jiǎn)稱齊魯石化研究院)在系列硫磺回收催化劑開發(fā)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，已開發(fā)出適應(yīng)于各種酸性氣組成和工藝條件的系列硫磺回收及尾氣加氫催化劑。本文主要綜述20世紀(jì)70年代以來中國(guó)石化硫磺回收催化劑及工藝技術(shù)方面的進(jìn)步。

1 硫磺回收及尾氣加氫催化劑發(fā)展歷程

國(guó)內(nèi)硫磺回收裝置早期使用天然鋁礬土催化劑，克勞斯轉(zhuǎn)化率只有80%～85%。齊魯石化研究院自20世紀(jì)70年代中期開始從事LS系列硫磺回收催化劑研究，20世紀(jì)80年代將最先研制成功的LS-801，LS-811，LS-821催化劑應(yīng)用于工業(yè)硫磺回收裝置，Claus轉(zhuǎn)化率得到了顯著提高。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，齊魯石化研究院相繼開發(fā)了LS-300 Al2O3型催化劑、LS-901 TiO2基抗硫酸鹽化催化劑、LS-931 助劑型催化劑、LS-971脫“漏氧”保護(hù)型催化劑、LS-951 Co-Mo/Al2O3Claus尾氣加氫催化劑。近年來，齊魯石化研究院在催化劑載體研制開發(fā)、催化劑中毒機(jī)理研究、高水解活性催化劑開發(fā)以及配合大型硫磺回收催化劑裝置建設(shè)、引進(jìn)裝置催化劑國(guó)產(chǎn)化等方面與多家科研機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)單位、應(yīng)用廠家合作開發(fā)出LS系列新型硫磺回收催化劑。如LS-981多功能硫磺回收催化劑、LS-02新型Al2O3基制硫催化劑；LS-951T、LS-951Q等Co-Mo/Al2O3Claus尾氣加氫催化劑；LSH-02低溫Claus尾氣加氫催化劑、LSH-03適應(yīng)S Zorb再生煙氣加氫的低溫型Claus尾氣加氫催化劑等。形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、能夠適應(yīng)于煉廠氣、天然氣、化工過程氣等含硫酸性氣體回收元素硫的凈化過程，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2 催化劑的主要性能及工業(yè)應(yīng)用

2.1 制硫催化劑

制硫催化劑按制備類型和功能可分為活性Al2O3型、助劑型、TiO2基抗硫酸鹽化型、脫“漏氧”保護(hù)型、多功能型、硫化氫選擇氧化型。

2.1.1 活性Al2O3型硫磺回收催化劑 LS-801催化劑是以偏鋁酸鈉為原料經(jīng)碳化成膠制備，原料易得，制備工藝簡(jiǎn)單。在LS-801催化劑基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化制備工藝條件合成了LS-811 Al2O3型硫磺回收催化劑，與鋁礬土催化劑相比，在同一裝置和相同工藝條件下，裝置Claus轉(zhuǎn)化率可從原來的80%～85%提高到94%左右，COS水解率大于90%，尾氣中的硫化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)則可降至1%以下，其它各項(xiàng)性能與法國(guó)CR催化劑相當(dāng)。LS-300催化劑是采用水合氧化鋁快脫法制備，突出特點(diǎn)是生產(chǎn)工藝流程短、制備成本低、催化劑比表面積高，綜合性能達(dá)到了法國(guó)CR-3S催化劑的水平。

齊魯石化研究院在LS-300催化劑基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，開發(fā)了LS-02新型Al2O3型制硫催化劑。該催化劑具有更高的比表面積(大于350 m2/g)、更大的孔體積(大于0.4 mL/g)和大孔體積(大于0.15 mL/g)，孔徑分布為3～10 nm，LS-02催化劑相比LS-300催化劑具有更多數(shù)量的中孔，具有更合理的孔分布，這都有助于提高催化劑的活性[1]。

2.1.2 助劑型硫磺回收催化劑 LS-821是一種TiO2-Al2O3助劑型硫磺回收催化劑，與單純使用LS-811相比，裝置Claus轉(zhuǎn)化率可從原來的94%左右提高至95.8%，有機(jī)硫化物的水解率接近100%，催化劑的各項(xiàng)性能與法國(guó)CRS-21催化劑相當(dāng)。LS-931催化劑是在LS-811催化劑基礎(chǔ)上添加助催化劑開發(fā)的，與單純使用LS-811相比，裝置Claus轉(zhuǎn)化率可從原來的94%左右提高至95.1%，該催化劑Claus反應(yīng)活性和穩(wěn)定性以及耐硫酸鹽化中毒性能與美國(guó)S-501催化劑相當(dāng)，可以在硫磺回收裝置的各個(gè)反應(yīng)器進(jìn)行使用[2]。

2.1.3 LS-901 TiO2基抗硫酸鹽化硫磺回收催化劑 LS-901催化劑的主要特點(diǎn)是在使用過程中不會(huì)因硫酸鹽化而中毒，Claus轉(zhuǎn)化率幾乎可以達(dá)到熱力學(xué)平衡轉(zhuǎn)化率水平，有機(jī)硫水解率可以達(dá)到100%。該催化劑的物化性能和催化活性達(dá)到了法國(guó)CRS-31催化劑水平[2]。

2.1.4 LS-971脫“漏氧”保護(hù)型硫磺回收催化劑LS-971是以專用氧化鋁為載體、添加專利助劑而制備的硫磺回收催化劑，其主要特點(diǎn)是不僅Claus活性高、活性穩(wěn)定性好，而且具有脫除過程氣中微量“O2”的功能，從而確保本身及后續(xù)的催化劑不受硫酸鹽化的侵害。該催化劑的綜合性能與法國(guó)AM保護(hù)催化劑相當(dāng)[3]。

2.1.5 LS-981多功能硫磺回收催化劑 LS-981催化劑的綜合性能與BASF公司的DD-431催化劑和美國(guó)Porocel公司的Maxcel727性能相當(dāng)，在煉油行業(yè)和天然氣凈化行業(yè)得到廣泛應(yīng)用[4]。該催化劑具有如下優(yōu)點(diǎn)：①與純TiO2擠條催化劑相比，強(qiáng)度高、耐久性好，擠條后的純氧化鈦經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行不能總是保持其良好的形狀；②比純氧化鈦催化劑更經(jīng)濟(jì)節(jié)約，如果反應(yīng)器在稍高的溫度下運(yùn)行，性能相當(dāng)；③對(duì)于仍然會(huì)有BTX(苯、甲苯、二甲苯)的轉(zhuǎn)化器原料氣，其性能明顯優(yōu)于純氧化鈦催化劑。

2.1.6 LS-03硫化氫選擇氧化催化劑 在硫回收工藝中，直接氧化類工藝以操作簡(jiǎn)單、硫回收率高而受到廣泛關(guān)注，應(yīng)用最廣泛的為Super Claus工藝，其核心技術(shù)在于反應(yīng)段采用了先進(jìn)的硫化氫選擇氧化催化劑。2011年以來，齊魯石化研究院開展了硫化氫選擇氧化催化劑的小試開發(fā)及工業(yè)側(cè)線試驗(yàn)，開發(fā)的LS-03硫化氫選擇氧化催化劑具有優(yōu)異的催化性能，在硫化氫體積分?jǐn)?shù)為1%～3%、氣體體積空速為400～1 600 h-1、反應(yīng)溫度為200 ℃的條件下，硫化氫轉(zhuǎn)化率達(dá)到95%以上，硫磺產(chǎn)率達(dá)到90%以上[5]。

2.2 Claus尾氣加氫催化劑

目前工業(yè)裝置上使用的Claus尾氣加氫催化劑主要有3種：①使用溫度在280～320 ℃的常規(guī)Claus尾氣加氫催化劑；②使用溫度在220～240 ℃的低溫Claus尾氣加氫催化劑；③低溫耐氧高活性適應(yīng)S Zorb再生煙氣處理使用溫度在220～240 ℃的低溫Claus尾氣加氫催化劑。

為了提高國(guó)內(nèi)催化劑的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，迫切需要開發(fā)環(huán)境友好、制造成本低廉、催化劑性能良好的Claus尾氣加氫催化劑。因此，齊魯石化研究院在LS-951催化劑基礎(chǔ)上研制開發(fā)了LS-951T、LS-951Q兩種不同外形的催化劑。LS-951T催化劑采用一次濕法混捏-擠條-烘干-焙燒技術(shù)制備，具有制備工藝簡(jiǎn)單、環(huán)境友好、活性組分分散均勻和催化劑制造成本低廉的特點(diǎn)[7]。LS-951Q催化劑是通過大孔體積、大比表面積的球型載體浸漬活性組分制備而成，該催化劑克服了常規(guī)球型催化劑孔體積及比表面積小、堆密度大的缺點(diǎn)，提高了催化劑的加氫活性和有機(jī)硫水解活性。如系統(tǒng)壓力較低，一般使用條形催化劑，可有效降低催化劑床層的阻力降；如系統(tǒng)壓力較高，一般使用球形催化劑，球形催化劑具有容易裝卸的特點(diǎn)[8]。

2.2.2 LSH-02低溫Claus尾氣加氫催化劑 在傳統(tǒng)的Claus+SCOT工藝中，加氫段使用的常規(guī)加氫催化劑以γ-Al2O3為載體，Co、Mo為活性組分，催化劑床層操作溫度高，一般為300～330 ℃，加氫反應(yīng)器的入口溫度一般控制在280 ℃以上，裝置能耗較高。為降低裝置運(yùn)行能耗，簡(jiǎn)化加氫段再熱操作，減小加氫反應(yīng)器下游段冷卻器熱負(fù)荷，齊魯石化研究院開發(fā)了LSH-02低溫Claus尾氣加氫催化劑。該催化劑于2007年完成實(shí)驗(yàn)室小試研制，2008年完成放大制備及工業(yè)側(cè)線試驗(yàn)，2008年10月應(yīng)用于中國(guó)石化齊魯分公司80 kt/a硫磺回收裝置上，運(yùn)行結(jié)果表明，在反應(yīng)器入口溫度220～250 ℃條件下，催化劑表現(xiàn)出良好的低溫加氫活性及有機(jī)硫水解活性，加氫反應(yīng)器出口非硫化氫含硫化合物質(zhì)量濃度小于50 mg/m3，較常規(guī)SCOT催化劑使用溫度降低60 ℃以上，硫磺加工成本節(jié)約50元/t以上，節(jié)能效果顯著[9]。

2.2.3 LSH-03 S Zorb再生煙氣處理專用加氫催化劑 對(duì)于S Zorb汽油吸附脫硫技術(shù)中吸附劑連續(xù)再生產(chǎn)生的含硫煙氣，國(guó)外通常采用堿液吸收的方法除去其中的SO2，但處理后廢堿液會(huì)造成二次污染，同時(shí)也浪費(fèi)了硫資源。國(guó)內(nèi)大多數(shù)煉油廠均配套硫磺回收裝置，選擇含硫煙氣進(jìn)入硫磺回收裝置是較好的處理方式。如果進(jìn)入尾氣加氫單元，由于煙氣中SO2和O2含量較高，普通加氫催化劑容易發(fā)生SO2穿透，很難達(dá)到裝置要求；同時(shí)由于煙氣溫度較低(160 ℃左右)，達(dá)不到尾氣加氫單元的反應(yīng)溫度要求，需增設(shè)加熱器，這使得裝置能耗升高。齊魯石化研究院成功開發(fā)了低溫、耐氧、高活性的LSH-03尾氣加氫催化劑，在加氫反應(yīng)器入口溫度220 ℃的條件下，具有良好的加氫和水解活性；在不增設(shè)加熱設(shè)施的情況下，煙氣可直接進(jìn)入尾氣加氫單元。LSH-03催化劑先后應(yīng)用于中國(guó)石化齊魯分公司80 kt/a、北京燕山分公司10 kt/a、滄州分公司20 kt/a、高橋分公司55 kt/a等多套硫磺回收裝置尾氣處理單元[10-11]。

2.2.4 大型引進(jìn)硫回收裝置催化劑國(guó)產(chǎn)化 近年來，隨著國(guó)內(nèi)一些新的高硫大型氣田被開發(fā)，對(duì)天然氣凈化工藝提出了新要求。迄今為止，中國(guó)石化中原油田普光氣田天然氣凈化廠(簡(jiǎn)稱普光凈化廠)是我國(guó)最大的氣體凈化廠，該廠年處理混合天然氣能力為1.2×1010m3，硫磺產(chǎn)能2 400 kt/a，擁有6套(12列)單列規(guī)模為200 kt/a的硫磺回收裝置，裝置采用美國(guó)Black&Veatch公司的工藝包，配套使用的催化劑均為進(jìn)口。

2013年10月在普光凈化廠進(jìn)行了LS-02氧化鋁基制硫催化劑、LS-981多功能硫回收催化劑和LSH-02低溫尾氣加氫催化劑國(guó)產(chǎn)化工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)，2014年10月進(jìn)行了工業(yè)應(yīng)用1年后的工業(yè)標(biāo)定試驗(yàn)，標(biāo)定結(jié)果表明，裝置在80%，100%，110%，130%運(yùn)行負(fù)荷下，單程硫回收率均在95%以上，總硫回收率均在99.9%以上，煙氣SO2排放濃度低于400 mg/m3，遠(yuǎn)低于國(guó)家環(huán)保法規(guī)規(guī)定的960 mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)。

裝置的大型化需要性能優(yōu)異的催化劑作為基礎(chǔ)，在大型硫磺回收裝置上實(shí)現(xiàn)催化劑國(guó)產(chǎn)化具有重要意義，可節(jié)約外匯，降低催化劑采購(gòu)成本，打破國(guó)外技術(shù)壟斷，形成中國(guó)石化具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專有技術(shù)，通過開發(fā)自主技術(shù)實(shí)現(xiàn)催化劑國(guó)產(chǎn)化，可為高含硫氣田硫磺回收裝置長(zhǎng)期安全低成本運(yùn)行提供技術(shù)保障。

3 硫磺回收工藝技術(shù)

截至2012年，國(guó)內(nèi)有150余家企業(yè)近300套硫磺回收裝置運(yùn)行，其中中國(guó)石化59套，中國(guó)石油64套，其余為中海油、煤化工、化肥廠、發(fā)電廠、冶煉企業(yè)等。其中50 kt/a以上的裝置占總數(shù)的30%左右，主要集中在中國(guó)石化、中國(guó)石油和中化集團(tuán)公司[12]。通過對(duì)已引進(jìn)的硫磺回收裝置消化吸收，借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和有益經(jīng)驗(yàn)，中國(guó)石化在磺回收裝置工藝設(shè)計(jì)、單元設(shè)備改造、催化劑開發(fā)應(yīng)用、分析控制、溶劑生產(chǎn)以及防腐節(jié)能等方面取得了顯著的進(jìn)步，并形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套硫磺回收工藝技術(shù)，可以滿足不同酸性氣組成、不同工藝條件、不同排放標(biāo)準(zhǔn)和不同規(guī)模的硫磺回收裝置的要求。

3.1 典型的大型硫磺回收裝置技術(shù)特點(diǎn)分析

中國(guó)石化青島煉油化工有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱青島煉化)220 kt/a硫磺回收裝置采用意大利KTI公司專利技術(shù)，由中國(guó)石化工程建設(shè)公司提供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，中國(guó)石化洛陽石油化工工程公司設(shè)計(jì)，裝置由相同的雙系列Claus制硫單元及單系列尾氣處理單元、尾氣焚燒單元、液硫脫氣單元4部分組成。普光凈化廠200 kt/a硫磺回收及尾氣處理裝置采用美國(guó)Black & Veatch公司的專利技術(shù)及PDP工藝包，由中國(guó)石化工程建設(shè)公司總承包，包括6個(gè)聯(lián)合共12套。其技術(shù)特點(diǎn)對(duì)比見表1[13-14]。

表1 大型硫磺回收裝置技術(shù)特點(diǎn)對(duì)比

3.2 國(guó)產(chǎn)化配套硫磺回收技術(shù)

3.2.1 SSR硫磺回收工藝 SSR工藝技術(shù)是中國(guó)石化集團(tuán)公司1998年度“十條龍”重大攻關(guān)項(xiàng)目之一，由山東三維石化工程有限公司(原中國(guó)石化齊魯分公司勝利煉油廠設(shè)計(jì)院)開發(fā)。SSR工藝的主要特點(diǎn)：①對(duì)原料酸性氣的適應(yīng)性強(qiáng)。該工藝已經(jīng)廣泛用于石油化工企業(yè)和煤化工企業(yè)的硫回收裝置，酸性氣中H2S摩爾分?jǐn)?shù)在30%～97%；②不使用在線加熱爐，避免了在線爐燃燒產(chǎn)生的惰性氣體進(jìn)入系統(tǒng)，過程氣總量比在線爐的同類工藝少5%～15%，工藝設(shè)備規(guī)格和工藝管道規(guī)格較小，在同等尾氣凈化度時(shí)，尾氣污染物絕對(duì)排放量相對(duì)較少；③用外供氫作氫源，但對(duì)外供氫純度要求不高，從而使該工藝對(duì)石油化工企業(yè)硫回收裝置具有廣泛的適應(yīng)性[15]。

3.2.2 ZHSR硫磺回收工藝 中國(guó)石化鎮(zhèn)海煉化分公司開發(fā)的ZHSR硫磺回收工藝，Claus部分采用在線爐再熱流程，尾氣凈化單元采用還原加熱爐，不需依靠外靠氫源。在尾氣凈化單元采用了兩段吸收、兩段再生的技術(shù)，尾氣凈化爐通過擴(kuò)展雙比率交叉限位控制方案，使燃料氣和空氣在一定比例下實(shí)現(xiàn)輕度的不完全燃燒，使之既產(chǎn)生熱量又產(chǎn)生還原性氣體，并通過急冷塔后的H2分析儀在線監(jiān)測(cè)和控制尾氣凈化爐配風(fēng)量[16]。

3.2.3 LQSR節(jié)能型硫磺回收尾氣處理技術(shù) 近年來，國(guó)外專利商開始將降低加氫轉(zhuǎn)化器的入口溫度作為突破口，利用煉油廠方便得到的或硫磺裝置自產(chǎn)的中壓蒸汽將尾氣加熱到加氫反應(yīng)所要求的溫度。齊魯石化研究院與中國(guó)石化洛陽工程有限公司合作開發(fā)了LQSR高效節(jié)能硫磺回收尾氣處理工藝包，Claus尾氣的再熱方式采用裝置自產(chǎn)的中壓蒸汽加熱到220～240 ℃，省去在線加熱爐或氣氣換熱器，同時(shí)也省去后部的廢熱鍋爐。在保證裝置的各方面工藝指標(biāo)(如總硫回收率)不變的前提下，增加裝置運(yùn)行的可靠性，降低裝置的能耗，減少裝置投資。

3.2.5 LS-DeGAS降低硫磺裝置SO2排放成套技術(shù) 《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16297—1996)自1997年1月1日實(shí)施以來，對(duì)控制我國(guó)石油煉制工業(yè)污染物排放和推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步發(fā)揮了重要作用。今后我國(guó)將執(zhí)行新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，新的《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)》規(guī)定硫磺回收裝置煙氣SO2排放濃度小于400 mg/m3，特別地區(qū)排放濃度小于200 mg/m3。

現(xiàn)有硫磺回收工藝技術(shù)已不能滿足以上苛刻的環(huán)保要求，齊魯石化研究院開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的LS-DeGAS降低硫磺回收裝置SO2排放成套專利技術(shù)，其核心技術(shù)主要體現(xiàn)在：①進(jìn)行催化劑方案的合理級(jí)配。一級(jí)轉(zhuǎn)化器部分裝填LS-981多功能催化劑，增加有機(jī)硫的水解轉(zhuǎn)化率，降低凈化尾氣中COS含量；②配合使用高效脫硫劑，將凈化尾氣H2S質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至50 μg/g以下；③采用液硫脫氣及其廢氣處理新工藝。通過開發(fā)滿足液硫脫氣廢氣加氫要求的LSH-03A加氫催化劑，將硫磺裝置自產(chǎn)的部分凈化尾氣用于液硫池液硫鼓泡脫氣的汽提氣，節(jié)約了氮?dú)?、蒸汽的用量；液硫脫氣廢氣和Claus尾氣混合后進(jìn)加氫反應(yīng)器處理，加氫后通過急冷、胺吸收凈化、焚燒排放，使Claus尾氣達(dá)到高效凈化的目的。

該技術(shù)實(shí)施后可將液硫中的H2S質(zhì)量分?jǐn)?shù)脫至10 μg/g以下，煙氣SO2排放濃度降至200 mg/m3以下，優(yōu)化操作后可降至100 mg/m3以下，滿足即將執(zhí)行的新環(huán)保法規(guī)要求，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平[17]。

4 新建大型硫磺回收裝置設(shè)計(jì)原則及建議

目前新建大型硫磺回收裝置工藝、技術(shù)、設(shè)備立足國(guó)內(nèi)，但影響裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行和硫回收率的關(guān)鍵設(shè)備或分析儀器考慮國(guó)外引進(jìn)。

4.1 工藝技術(shù)

考慮到硫磺回收裝置在煉油廠的作用與地位，科學(xué)合理配置硫磺回收裝置各單元操作規(guī)模、套數(shù)以及操作彈性。當(dāng)硫磺回收裝置是煉油廠唯一酸性氣處理裝置時(shí)，它的停工將影響到整個(gè)煉油廠生產(chǎn)。因此，在硫磺回收裝置以及單元設(shè)置時(shí)主張多系列、能力有裕度和裝置安全可靠的應(yīng)對(duì)思路。

從保護(hù)環(huán)境、滿足國(guó)家環(huán)境保護(hù)法規(guī)法律規(guī)定的要求和提高經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，充分考慮硫資源回收，選擇具有較高硫回收率的工藝技術(shù)路線。采用先進(jìn)控制方案，提高裝置抗原料組成波動(dòng)的能力。為確保較高硫回收率，對(duì)酸性氣與空氣比例控制做特別的考慮。

4.2 裝置設(shè)備

根據(jù)硫磺回收裝置工藝特點(diǎn)，設(shè)備選型應(yīng)考慮以下5個(gè)方面的問題：①選擇安全可靠的設(shè)備，確保裝置安全、穩(wěn)定、可靠、長(zhǎng)周期運(yùn)行；②設(shè)備選型能力充分考慮過程氣通過壓力降，充分利用酸性氣進(jìn)裝置有限的壓力能，盡可能地不外加機(jī)械能來完成所有的工藝過程；③根據(jù)不同酸性氣性質(zhì)采用不同功能的燒嘴和控制系統(tǒng)；④提供的設(shè)備能夠確保操作平穩(wěn)、運(yùn)行可靠，可在設(shè)計(jì)負(fù)荷30%～130%范圍內(nèi)正常操作，維修方便；⑤充分考慮大直徑臥式反應(yīng)器徑向和軸向方向的分布結(jié)構(gòu)，不致于偏流，保證整個(gè)催化床層發(fā)揮作用。

4.3 能 耗

節(jié)能降耗是提升裝置經(jīng)濟(jì)效益的必要手段之一，主要采取如下措施：①根據(jù)不同溫位綜合考慮發(fā)生不同等級(jí)的蒸汽，降低能耗；②根據(jù)不同的供風(fēng)壓力，分別設(shè)置風(fēng)機(jī)，降低動(dòng)力的總功率，有利于節(jié)能；③合理配制多系列動(dòng)力設(shè)備的數(shù)量以及功率，采用高效率的電機(jī)，優(yōu)化投資與節(jié)能降耗之間關(guān)系；④從節(jié)約水資源或降低循環(huán)水量出發(fā)，盡可能采用空冷代替水冷。主風(fēng)機(jī)、機(jī)泵備用率按100%考慮。

5 結(jié)束語

(1) 國(guó)家有關(guān)部門正在醞釀修訂大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，要求新建硫磺回收裝置二氧化硫排放濃度小于400 mg/m3(特定地區(qū)小于200 mg/m3)。為了滿足新的環(huán)保法規(guī)要求，齊魯石化研究院正致力于高性能系列硫磺回收催化劑的開發(fā)，以及由此帶來的工藝技術(shù)進(jìn)步，并提出了降低SO2排放的建議。

(2) 新建大型硫磺回收裝置工藝、技術(shù)、設(shè)備立足國(guó)內(nèi)，但影響裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行和硫回收率的關(guān)鍵設(shè)備或分析儀器考慮國(guó)外引進(jìn)。提高硫磺回收工藝水平，開好、開穩(wěn)硫磺回收裝置，不但具有社會(huì)效益，還有較好的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)對(duì)于煉油企業(yè)來說，減少硫的損失是體現(xiàn)油品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)管理水平的一個(gè)標(biāo)志，也是實(shí)現(xiàn)減排和保護(hù)環(huán)境的客觀要求。

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(中國(guó)石化齊魯分公司研究院，山東 淄博 255400)

CATALYST AND PROCESS TECHNOLOGY FOR SULFUR RECOVERY

Da Jianwen， Yin Shuqing

(ResearchInstituteofSINOPECQiluCo.，Zibo，Shandong255400)

Progresses in catalyst and process technology for sulfur recovery since the 1970’s are reviewed. The development of the LS series catalysts for sulfur recovery and off-gas hydrogenation， and the performance and industrial applications are summarized， and the localization of the imported catalyst of sulfur recovery for large scale plant is described in detail. The process technologies developed by SINOPEC with complete self-owned intellectual property is summarized based on digestion and absorption of the imported plant and relevant advanced technologies and experiences. The design principles and advices for newly built large scale sulfur recovery plant are proposed.

sulfur recovery； catalyst； process

2015-05-06； 修改稿收到日期： 2015-06-01。

達(dá)建文，理學(xué)博士，教授級(jí)高級(jí)工程師，中國(guó)石化集團(tuán)石油煉制領(lǐng)域集團(tuán)公司首席專家，主要從事煉油化工領(lǐng)域的相關(guān)工作。

達(dá)建文，E-mail：dajw.qlsh@sinopec.com。