李建峰 李俊杰 張凱（新鄉(xiāng)中新化工有限責(zé)任公司，河南 獲嘉 453800）

Claus工藝硫回收系統(tǒng)運行中存在問題及技術(shù)改造

李建峰 李俊杰 張凱（新鄉(xiāng)中新化工有限責(zé)任公司，河南 獲嘉 453800）

介紹了硫回收裝置在中新化工航天煤氣化工藝制甲醇項目的應(yīng)用現(xiàn)狀，通過分析開車來相關(guān)工藝數(shù)據(jù)和過程控制的各個環(huán)節(jié)，有針對性地總結(jié)硫回收裝置的操作方法，針對出現(xiàn)的問題進(jìn)行技術(shù)改造。

硫回收；運行現(xiàn)狀；工廠風(fēng)；環(huán)保

硫回收裝置是低溫甲醇洗裝置的下游工序之一，其目的是對低溫甲醇洗裝置排出的克勞斯氣體進(jìn)行處理，回收硫磺，起到變廢為寶和保護(hù)環(huán)境的作用。本硫回收裝置生產(chǎn)技術(shù)采用江蘇晟宜環(huán)保科技有限公司的“C-C兩段法”，即單級常規(guī)克勞斯+H2S直接氧化組合式硫回收工藝。

1 工藝流程簡述

（1）該工藝主要由酸性氣體部分燃燒轉(zhuǎn)化、單級常規(guī)克勞斯催化反應(yīng)、H2S直接氧化催化反應(yīng)和尾氣洗滌等過程組成。低溫甲醇洗來的酸性氣體經(jīng)分離后升溫，升溫后的酸氣去部分燃燒轉(zhuǎn)化，其中的H2S經(jīng)氧化燃燒部分轉(zhuǎn)化為SO2，工藝過程維持H2S/SO2比值稍高于化學(xué)計量值以滿足后續(xù)H2S氧化反應(yīng)需要，然后經(jīng)過單級常規(guī)克勞斯反應(yīng)使部分的H2S和SO2（包括部分COS）轉(zhuǎn)化為硫磺和水，剩余H2S也在氧化催化反應(yīng)段中直接氧化生成硫磺和水。降溫脫硫磺后的尾氣經(jīng)尾氣洗滌塔洗滌后送至鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)脫硫后達(dá)標(biāo)排放。

（2）在一級反應(yīng)器內(nèi)的主要反應(yīng)為:

2H2S+SO2→3/2S2+2H2O

（3）在二級反應(yīng)器內(nèi)的催化氧化反應(yīng)方程式為：

H2S+1/2SO2→3/4S2+H2O

2H2S+O2＝2H2O+2S

由此可知，系統(tǒng)的控制關(guān)鍵在于原料氣量和空氣配入量的比值，操作中要加強廢熱鍋爐后、一級反應(yīng)器后H2S含量以及酸性氣進(jìn)入系統(tǒng)的濃度變化情況，確保H2S轉(zhuǎn)化率最大化，保證尾氣中總硫控制在盡可能低的指標(biāo)范圍內(nèi)。

2 運行中出現(xiàn)的問題

（1）尾氣中總硫含量超標(biāo)。原始設(shè)計尾氣中總硫含量為＜500ppm,實際運行中基本在2000ppm左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計要求。

（2）開車過程中升溫時間太長，影響接氣時間和環(huán)保要求。但原設(shè)計開車過程為合成系統(tǒng)開車后利用合成弛放氣進(jìn)行點爐升溫，由于時間太久不能及時接收酸性氣體。

（3）酸性氣通過酸性氣火炬放空時燃燒不充分，容易造成環(huán)境污染。

（4）尾氣分離器分離效果不好，硫磺粉末進(jìn)入尾氣洗滌塔，在經(jīng)過洗滌液洗滌后形成豆腐渣狀顆粒物，造成塔盤堵塞。

（5）尾氣洗滌塔塔底液酸性介質(zhì)含量高，造成管線腐蝕和污水處理難度較大，影響裝置的安全穩(wěn)定運行。

（6）由于硫回收洗滌塔洗滌水原設(shè)計沒有流量計，存在洗滌水不足造成硫回收尾氣大量攜帶硫磺粉塵堵塞后管道，設(shè)備現(xiàn)象。

（7）燃燒爐配風(fēng)用鼓風(fēng)機每小時設(shè)計功率為75KW,實際運行時功率為50KW，而我廠空分裝置每小時有大約20000Nm3/h富裕，該風(fēng)機設(shè)計風(fēng)量1800Nm3/h，最大3500Nm3/h，足夠硫回收系統(tǒng)的使用。按照正常生產(chǎn)一年運行8000小時計算，每年可節(jié)省電量達(dá)40萬度。

（8）空分停車時不能對硫回收系統(tǒng)進(jìn)行充分掃硫，易造成系統(tǒng)管線堵塞。

3 針對裝置出現(xiàn)的問題開展技術(shù)探討和改造方案的可行性分析評估，提出如下解決方案

（1）將硫回收尾氣引至鍋爐爐膛二次焚燒，以降低氣體中的H2S含量，然后通過氨法脫硫脫除氣體中的SO2，確保環(huán)保達(dá)標(biāo)排放。

（2）增加了一級反應(yīng)器氮氣升溫管線，在工藝氣加熱器進(jìn)口增加低壓氮氣管線，通過加熱氮氣給反應(yīng)器升溫，提前達(dá)到反應(yīng)溫度，縮短了系統(tǒng)升溫時間。

（3）考慮到在裝置異常時，有效規(guī)避酸性氣被迫放空至酸性氣火炬時由于酸性氣焚燒不徹底造成周邊大氣環(huán)境氣味污染的風(fēng)險，增加了酸性氣去主火炬放空的管線。這樣能夠保證酸性氣在焚燒時能夠有足夠量的煤氣配燒。

（4）考慮到尾氣中夾帶的都是硫磺粉末，粒度很小，常規(guī)分離效果差，將分離器由常規(guī)絲網(wǎng)除沫器改成了高效分離器，該分離器是慣性分離＋聚結(jié)長大＋離心分離＋捕集鉤捕捉。氣體進(jìn)入分離器后先經(jīng)過慣性、撞擊，使其大部分粉塵、水溶液得到分離。

（5）尾氣洗滌液中含有大量的H2S和SO2在水中形成酸性環(huán)境，該股廢液在本系統(tǒng)無法處理，統(tǒng)籌考慮后送到鍋爐氨法脫硫裝置，脫除酸性成分后再進(jìn)污水處理裝置進(jìn)行處理。

（6）在尾氣洗滌塔洗滌液進(jìn)液總管上增加流量計，準(zhǔn)確計量洗滌水量，中控達(dá)到監(jiān)護(hù)運行目的，確保硫回收尾氣洗滌效果，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定長周期運行。

（7）針對燃燒爐配風(fēng)量的情況，結(jié)合我廠空分系統(tǒng)每小時富裕20000Nm3的工廠空氣，完全能夠滿足硫回收裝置運行需求，改造效果較為理想。

（8）低溫甲醇洗C2201塔保壓，作為燃燒爐燃燒的氣柜，保障掃硫時間。

4 結(jié)語

開車以來對裝置出現(xiàn)的問題逐一進(jìn)行了原因剖析，提出并實施了優(yōu)化和改造方案，裝置運行質(zhì)量大大提高，可靠性、穩(wěn)定性的提升確保了系統(tǒng)運行的安全高效。廠區(qū)周邊的生產(chǎn)生活環(huán)境有效改善，為企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營和發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

[1]肖春輝，楊瑞華 硫回收技術(shù)選擇淺析 化工進(jìn)展 2012年第31卷增刊.

[2]劉懷軍，王高興 Claus工藝硫磺回收裝置優(yōu)化改造 工業(yè)、生產(chǎn) 2015年第10期.

[3]陳賡良，肖學(xué)蘭等 克勞斯硫磺回收技術(shù)[M]北京 石油工業(yè)出版社 2007年.