金林林 李金國

摘 要：克勞斯硫回收技術(shù)是化工生產(chǎn)中較為高效的一種回收技術(shù)。通過對硫回收工藝指標的分析，重點探討了影響硫回收穩(wěn)定性的有關(guān)因素，提出了必要的優(yōu)化措施，希望能夠為改善我國的硫回收技術(shù)提供一定借鑒，進而能夠在化工生產(chǎn)中減少環(huán)境污染，并回收高質(zhì)量的硫，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：克勞斯；硫回收；穩(wěn)定運行

引言

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，人們對環(huán)境問題越來越重視，而我國化工產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大，對我國的大氣環(huán)境造成了較為嚴重的污染，考慮到國家對污染氣體排放的管理越來越嚴格，高效能的硫回收技術(shù)成為未來發(fā)展的重要趨勢。自20世紀以來，克勞斯硫回收技術(shù)在氣體凈化生產(chǎn)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，本文對克勞斯硫回收穩(wěn)定運行因素展開探討。

1 概述

隨著含硫原油和含硫天然氣的開發(fā)利用，用克勞斯法從酸性氣中回收單質(zhì)硫元素的工藝已成為加工含硫天然氣或煉廠氣的一種重要形式?？藙谒狗ɑ厥諉钨|(zhì)硫元素主要分兩個階段，一個是高溫熱反應(yīng)階段，主要在酸性氣燃燒爐內(nèi)完成，控制爐膛溫度一般不低于980℃，爐內(nèi)H2S的轉(zhuǎn)化率為65%一70%；另一個是催化反應(yīng)階段，控制酸性氣燃燒爐出口過程氣中H2S和S02的摩爾比為2：1，在反應(yīng)器內(nèi)克勞斯催化劑參與下，H2S和S02完成氧化還原反應(yīng)，生成單質(zhì)硫，該階段單質(zhì)硫元素收率約25%一30%。一般認為，在合適的操作條件下，克勞斯制硫部分總硫轉(zhuǎn)化率約95%。為提高催化反應(yīng)階段單質(zhì)硫元素的轉(zhuǎn)化率，利用硫冷凝器冷卻去除過程氣中的單質(zhì)硫蒸汽，降低生成物分壓，促進H2S和S02的反應(yīng)向正方向進行。硫蒸汽冷凝成液硫后，由液硫回收系統(tǒng)統(tǒng)一回收到硫池，進一步脫氣、成型處理。圖1為克勞斯制硫工藝原則流程。液硫回收系統(tǒng)由硫封罐、液硫管線、地下硫池組成。若硫封罐或硫池設(shè)置不合理，容易出現(xiàn)液硫管線布置不集中、占地面積大、液硫凝固堵塞，甚至會出現(xiàn)液硫池中液硫倒竄、硫池著火等安全事故，影響裝置長周期運行。

2 克勞斯硫回收的工藝指標

2.1 爐膛溫度的控制

克勞斯法的應(yīng)用，要求硫化氫與氧氣具有一定的比例，因此，相應(yīng)的反應(yīng)過程所形成的熱量是固定不變的，燃燒爐的溫度也就是確定的。若是通過增加空氣來提升溫度，那么不只是會生成硫磺，還會生成一定量的二氧化硫。所以說，影響爐膛溫度的因素有生產(chǎn)工藝、酸性氣的濃度及其包含的可燃物質(zhì)的量。

2.2 空氣量的控制

當前，在硫回收生產(chǎn)中對空氣量的控制多是由專業(yè)性的儀表來實現(xiàn)的。一般來說，是將配風流量與酸性氣的比例進行自動化控制。但在實際生產(chǎn)過程中，這種方法的應(yīng)用效率并不高，主要是因為：酸性氣組成、流量存在較大波動，使得儀表無法完成高效的自動追蹤。

3 運行過程中存在的問題

3.1 伴熱疏水效果差，堵塞管線

對硫磺進行加熱時，其分子結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)一定的變化。一般在130～160℃，液體硫磺的流動性是最為理想的。因此，需要根據(jù)相應(yīng)指標對液硫進行適當?shù)募訜崽幚?，在這一過程中應(yīng)盡量減少能耗損失，若是伴熱疏水效果差，溫度達不到相應(yīng)要求，會使得硫磺出現(xiàn)一定程度的凝固，進而對管線造成堵塞，影響到系統(tǒng)的正常運行。

3.2 酸氣帶甲醇較多，引發(fā)溫度波動

如果換熱效果不理想，會造成酸性氣的溫度升高，其中帶甲醇也會增加，使得甲醇進入到回收系統(tǒng)中。這時候，甲醇會與其中的氧發(fā)生反應(yīng)，為確保后續(xù)生產(chǎn)的順利運行，就需要適當增加配風量，由于甲醇的燃燒熱值較高，會引發(fā)溫度波動。若是爐溫超出了最初的設(shè)計值，設(shè)備將會遭到損壞。若是配風量不足，則進入的甲醇得不到完全燃燒。

3.3 生產(chǎn)裝置易腐蝕

在整個生產(chǎn)過程中，對設(shè)備都會造成一定程度的腐蝕。因此，就需要在關(guān)鍵裝置及相應(yīng)管道中進行防腐蝕設(shè)計，但是考慮到系統(tǒng)運行時的溫度非常高，防止硫化物的腐蝕一直是生產(chǎn)中首要解決的問題。一般來說，主要有以下兩種腐蝕類型：第一，低溫硫腐蝕，指的是生產(chǎn)過程中凝結(jié)的水滴附著在金屬結(jié)構(gòu)的表層，再加上其他酸性物質(zhì)，對其造成的腐蝕。第二，高溫硫腐蝕，指的是240℃以上環(huán)境下的硫、硫化氫等造成的腐蝕。

4 克勞斯硫回收穩(wěn)定運行的有關(guān)措施

4.1 對伴熱管線進行優(yōu)化

為盡可能降低液硫聚集的可能性，生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)趨于緊湊；用到的管線應(yīng)盡量短。同時，嚴格遵照操作流程進行生產(chǎn)，并加強日常巡視，確保生產(chǎn)中所有位置的溫度都得到合理的控制，以免引發(fā)堵塞，并確保不會因為環(huán)境的變化而引發(fā)硫磺的固化。要盡量避免出現(xiàn)事故性的操作，并對管線中的積硫進行及時的清理，減輕系統(tǒng)壓力。要加強疏水，避免伴熱管線的水擊。

4.2 對原料氣的溫度進行控制

對生產(chǎn)系統(tǒng)中的溫度進行嚴格控制，增強其冷卻效果，降低壓力波動。對于相應(yīng)的回收裝置來說，若是出現(xiàn)氧氣不足的情況，就會使得其中含有的烴類燃燒不充分。所以說，對于其中所包含烴類的含量有著一定的要求，結(jié)合過往經(jīng)驗，烴類的含量一般不能超過3%。同時，為了防止析碳，溫度不能過低。此外，可以對分液罐進行技術(shù)上的優(yōu)化，通過增設(shè)管線，對酸性氣進行再處理，以盡量減少其中甲醇的含量。

4.3 對生產(chǎn)流程進行優(yōu)化，防止腐蝕

為了防止腐蝕，可以對生產(chǎn)流程進行如下優(yōu)化：首先，要對溫度進行嚴格的控制，防止出現(xiàn)水滴凝結(jié)。其次，確保燃燒爐等裝置防腐蝕襯里的完整性，避免生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生物質(zhì)對設(shè)備的損害。在運行階段，應(yīng)嚴格根據(jù)設(shè)計要求進行升溫，以防出現(xiàn)任何意外。對脫硫設(shè)備入口溫度進行控制，防止出現(xiàn)劇烈的熱沖擊，以此來保護設(shè)備免受損傷。

結(jié)束語

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國的化工產(chǎn)業(yè)規(guī)模進一步擴大。為了降低化工生產(chǎn)對環(huán)境的影響，硫回收技術(shù)也獲得了迅速的發(fā)展與進步。當前，我國在硫回收領(lǐng)域較多的應(yīng)用克勞斯法，但在其運行過程中存在較多不穩(wěn)定因素，影響到生產(chǎn)效率的提高。因此，對克勞斯硫回收穩(wěn)定運行因素展開研究。

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