吳世凱

(河南龍宇煤化工有限公司，河南 永城 476600)

環(huán)境保護(hù)與催化

克勞斯工藝在煤化工的應(yīng)用

吳世凱

(河南龍宇煤化工有限公司，河南 永城 476600)

為驗(yàn)證國(guó)產(chǎn)化超優(yōu)克勞斯技術(shù)的可行性，對(duì)工藝路線(xiàn)、運(yùn)行效率、轉(zhuǎn)化率、能耗和產(chǎn)品質(zhì)量等指標(biāo)在煤化工的應(yīng)用情況進(jìn)行分析。結(jié)果表明，該技術(shù)路線(xiàn)成熟可靠，催化劑性能優(yōu)越，能滿(mǎn)足煤化工的生產(chǎn)需要。

催化化學(xué)；克勞斯工藝；催化劑；工藝應(yīng)用

近十年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)煤化工的興起，多套大型煤化工裝置相繼建立，采用低溫甲醇洗工藝脫硫脫碳已成為主流，與其配套的克勞斯硫磺回收工藝因投資和設(shè)備腐蝕相對(duì)較小、產(chǎn)品易儲(chǔ)存等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用。超優(yōu)克勞斯技術(shù)因流程簡(jiǎn)單、操作便捷、轉(zhuǎn)化率高和尾氣總硫低等優(yōu)勢(shì)而備受青睞，但其技術(shù)一直被國(guó)外公司壟斷，專(zhuān)利轉(zhuǎn)讓費(fèi)高，專(zhuān)用催化劑和燒嘴皆需進(jìn)口，制約其在國(guó)內(nèi)發(fā)展。

河南龍宇煤化工有限公司二期硫回收采用國(guó)產(chǎn)克勞斯技術(shù)，工藝原理與超優(yōu)克勞斯相同，其關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備和催化劑全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，相應(yīng)的投資費(fèi)用降低約20%。本文對(duì)該裝置實(shí)際運(yùn)用情況進(jìn)行分析總結(jié)。

1 工藝流程

克勞斯硫回收裝置為河南龍宇煤化工有限公司二期醋酸項(xiàng)目配套工程，設(shè)計(jì)純酸氣吞入量為243.3 m3·h-1，高硫工況436 m3·h-1,硫轉(zhuǎn)化率≥98%。裝置于2014年8月進(jìn)入試車(chē)階段，9月25日裝置達(dá)到滿(mǎn)負(fù)荷,至2015年10月，裝置已滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行一年。

克勞斯硫回收裝置工藝流程如圖1所示。

圖 1 克勞斯硫回收裝置工藝流程Figure 1 Process flow of Claus sulfur recovery unit

采用山東迅達(dá)化工集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的A958、A988和A777型催化劑，催化劑裝填量如表1所示。

表 1 催化劑裝填量

2 裝置運(yùn)行分析

2.1 裝置運(yùn)行率

克勞斯硫回收裝置為主裝置的配套環(huán)保裝置，要求在主裝置開(kāi)車(chē)前具備接收酸氣條件，主裝置停車(chē)后方可停車(chē)，主裝置運(yùn)行時(shí)，不允許停車(chē)。

裝置運(yùn)行過(guò)程中，曾因操作失誤導(dǎo)致第一廢熱鍋爐超壓引發(fā)安全閥起跳，造成被迫停車(chē)一次。總體運(yùn)行率接近100%，能滿(mǎn)足環(huán)保生產(chǎn)需要。

2.2 主要能耗

電耗：裝置燃燒爐和焚燒爐設(shè)計(jì)風(fēng)源為羅茨風(fēng)機(jī)(55 kW+75 kW)，結(jié)合運(yùn)行實(shí)際情況(空分裝置壓縮空氣富裕)，使用來(lái)自空分的壓縮空氣替代羅茨風(fēng)機(jī)，直接降低電耗82%。

水耗：因運(yùn)行負(fù)荷高于設(shè)計(jì)值，鍋爐耗水量為設(shè)計(jì)值的104%，略高于設(shè)計(jì)值。

燃料氣消耗：因酸氣濃度高(H2S物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)約為32%)，燃燒爐無(wú)需助燃，無(wú)燃料氣消耗；尾氣總硫相對(duì)降低，能滿(mǎn)足鍋爐脫硫系統(tǒng)需要，尾氣通過(guò)焚燒爐旁路管線(xiàn)直接進(jìn)入鍋爐脫硫系統(tǒng)，因此，裝置的焚燒爐未投用。正常運(yùn)行時(shí)，本裝置無(wú)燃料氣消耗。

蒸汽消耗：正常運(yùn)行時(shí)，由于裝置負(fù)荷高于設(shè)計(jì)值，副產(chǎn)低壓蒸汽富裕，向外管網(wǎng)輸送約1 t·h-1；中壓蒸汽除用于自身需要外，富裕蒸汽向1.7 MPa管網(wǎng)供應(yīng)。因焚燒爐未投用，系統(tǒng)副產(chǎn)中壓蒸汽不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，需從外管網(wǎng)引入約0.5 t·h-1。

2.3 催化劑運(yùn)行

高硫工況下反應(yīng)器的溫度分布如表2所示。由表2可以看出，各反應(yīng)器溫升與設(shè)計(jì)值接近，第二和第三反應(yīng)器的溫升略低于設(shè)計(jì)值，可能是第一反應(yīng)器的催化劑處于使用初期，活性良好，轉(zhuǎn)化率高，導(dǎo)致第二和第三反應(yīng)器入口總硫濃度低，最終引起第二和第三反應(yīng)器的溫升低于設(shè)計(jì)值。

表 2 反應(yīng)器的溫度分布

在高硫工況(為設(shè)計(jì)值的103.5%)下，總硫轉(zhuǎn)化率分析如表3所示。

表 3 總硫轉(zhuǎn)化率分析

由表3可以看出,在高硫工況下，硫轉(zhuǎn)化率優(yōu)于設(shè)計(jì)值。

2.4 系統(tǒng)阻力對(duì)比

高硫工況下系統(tǒng)壓差為22 kPa，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值(41 kPa)，表明系統(tǒng)負(fù)荷仍有提升空間。

2.5 產(chǎn)品質(zhì)量

采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2449-2006對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可見(jiàn)，產(chǎn)品為優(yōu)等品。

表 4 產(chǎn)品質(zhì)量分析

3 結(jié) 語(yǔ)

河南龍宇煤化工有限公司克勞斯硫回收裝置

產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)接近或優(yōu)于設(shè)計(jì)值，表明擁有自主產(chǎn)權(quán)的克勞斯工藝技術(shù)成熟,催化劑性能優(yōu)良，能夠滿(mǎn)足煤化工裝置生產(chǎn)需要。

Application of Claus process in coal chemical industry

WuShikai

(Longyu Coal Chemical Co.,Ltd. of Henan,Yongcheng 476600,Henan,China)

In order to verify the feasibility of domestic super Claus Technology,the application status of Claus process route,operation efficiency,conversion rate,energy consumption and product quality in coal chemical industry field was analyzed.The results showed that the technical route was mature and reliable,and the performance of the catalyst was superior,which could meet the production requirements of coal chemical industry.

catalytic chemistry;Claus process;catalyst;process application

TQ424.94;TQ225.12+2 Document code: A Article ID: 1008-1143(2016)12-0076-03

2016-07-29

吳世凱，男，1985年生，河南省延津縣人，從事煤化工技術(shù)管理工作。

10.3969/j.issn.1008-1143.2016.12.015

TQ424.94;TQ225.12+2

A

1008-1143(2016)12-0076-03

doi:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.12.015