硫黃回收裝置考核及技術(shù)研究

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1、硫黃回收裝置考核及技術(shù)研究硫黃回收裝置考核及技術(shù)研究 2019/01/26 摘要：述了采用SS工藝技術(shù)的22kt/a硫黃回收裝置的工藝技術(shù)特點及該裝置改用LS系列催化劑后的性能考核、能耗計算和技術(shù)分析情況?？己私Y(jié)果表明，該裝置滿負荷運行工況良好，關(guān)鍵操作數(shù)據(jù)與設計數(shù)據(jù)基本一致，設備運行正常，硫黃產(chǎn)品質(zhì)量達到優(yōu)等品指標要求，排放的煙道氣中SO2濃度優(yōu)于國家標準中的指標要求。關(guān)鍵詞：黃回收;性能考核;技術(shù)分析22kt/a硫黃回收裝置采用SS工藝技術(shù)，于2008年3月開工建設，2009年11月中交，2010年6月5日引酸性氣開工并產(chǎn)出合格硫黃產(chǎn)品，標志著該硫黃回收裝置投料試車一次成功。該裝置在201

2、6年檢修時，首次改用LS系列催化劑，開車及運行情況良好。1工藝技術(shù)特點1該硫黃回收裝置由兩級克勞斯、尾氣加氫還原吸收、胺液再生、液硫脫氣和尾氣焚燒五大部分組成?？藙谒共糠植捎弥绷魇讲糠秩紵ǎ箒碜宰儞Q汽提系統(tǒng)含氨不凝氣和低溫甲醇洗系統(tǒng)的酸性氣在溫度1250以上進行克勞斯反應，將變換汽提系統(tǒng)含氨不凝氣中的NH3全部轉(zhuǎn)化為N2和H2O。制硫燃燒爐采用加拿大AECOMETIC燒嘴，以保證酸性氣中氨和其他烴類雜質(zhì)完全燃燒。制硫反應器采用高低溫過程氣摻合工藝，操作控制簡單，具有較大的操作靈活性。尾氣吸收采用加氫還原吸收法。來自克勞斯的尾氣摻入氫混合以后被加熱至280，在鈷、鉬催化劑的作用下，尾氣中攜帶

3、的單質(zhì)硫和SO2進行加氫反應，COS和CS2進行水解反應。吸收、再生部分采用質(zhì)量分數(shù)30%的MDEA水溶液作為脫硫劑，可以使凈化后的尾氣中含硫化氫體積分數(shù)001%。采用地下液硫儲槽進行液硫脫氣。液硫儲槽主體為水泥結(jié)構(gòu)，設置抗腐蝕性能良好的保溫層，儲槽底部鋪設加熱盤管。利用循環(huán)脫氣泵使液硫中的H2S逸入氣相中，經(jīng)抽氣器送入尾氣焚燒爐焚燒。為了使尾氣中的H2S充分燃燒生成SO2，必須控制尾氣焚燒爐的溫度，使其最大限度燃燒;同時還應控制空氣和燃料氣量，防止氮氧化物的生成。2標定考核情況為了考核硫黃回收裝置最大負荷(裝置負荷以硫黃產(chǎn)量計，下同)下的運行情況，深入了解LS系列催化劑的性能，于2016年8

4、月2日07:00對硫黃回收裝置進行96h的標定考核。21原料情況硫黃回收裝置標定期間，來自低溫甲醇洗系統(tǒng)的酸性氣流量為28302999m3/h(標態(tài))，平均流量為2902m3/h(標態(tài))，酸性氣中含硫化氫體積分數(shù)344%;來自變換汽提系統(tǒng)的含氨不凝氣流量為28922956m3/h(標態(tài))。標定期間裝置原料情況如表1所示。22催化劑技術(shù)指標本次硫黃回收裝置檢修后，將催化劑更換為LS-300制硫催化劑、LS-971抗漏氧保護制硫催化劑及LS-951T尾氣加氫催化劑，其中制硫一級反應器上層1/3高度裝填LS-971抗漏氧保護制硫催化劑。LS-300制硫催化劑、LS-971抗漏氧保護制硫催化劑及LS-

5、951T尾氣加氫催化劑主要技術(shù)指標如表2所示。23主要運行數(shù)據(jù)標定期間硫黃回收裝置主要運行數(shù)據(jù)如表3所示。24物料平衡硫黃回收裝置標定期間保持較高的酸性氣處理負荷，8月3日裝置負荷達到了最大值1003%，酸性氣流量為2999m3/h(標態(tài))，裝置酸性氣負荷達到標定考核要求。硫黃回收裝置物料平衡數(shù)據(jù)如表4所示。25裝置能耗在標定期間，硫黃回收裝置共回收生產(chǎn)優(yōu)等品固體硫黃200t，裝置平均負荷為95%。硫黃回收裝置生產(chǎn)噸硫黃的標定值與設計值比較如表5所示。標定期間生產(chǎn)噸硫黃的能耗略高于設計值，主要是以下幾個因素綜合作用的結(jié)果。(1)實際循環(huán)水消耗量高于設計值，主要原因是標定時處于夏季，氣溫相對較高

6、，循環(huán)水消耗量較大。(2)實際電耗低于設計值，主要原因是將空冷器電機改為變頻電機并加強裝置照明等管理，使電耗大幅下降。(3)實際燃料氣的消耗量高于設計值，主要原因是裝置所處理的酸性氣濃度相對較低，采用燃料氣作為伴燒氣以提高制硫爐的爐膛溫度，使燃料氣消耗量大幅增加。(4)實際氮氣的消耗量高于設計值，主要原因為裝置酸性氣和含氨不凝氣混合處經(jīng)常會出現(xiàn)結(jié)晶，導致含氨不凝氣管線堵塞，因此采用通入氮氣的方式以防止此處產(chǎn)生結(jié)晶，由此導致氮氣消耗量增加。26產(chǎn)品質(zhì)量標定期間對硫黃產(chǎn)品質(zhì)量進行了2次分析(表6)，均達到國家標準工業(yè)硫磺第1部分:固體產(chǎn)品(GB/T244912014)優(yōu)等品指標的要求。27煙道氣排

7、放濃度分析標定期間委托環(huán)境監(jiān)測站對硫黃回收裝置排放煙道氣中的SO2、NOx和H2S濃度進行了檢測，檢測結(jié)果如表7所示。國家標準大氣污染物綜合排放標準(GBl62971996)要求高度為100m的煙囪SO2最高允許排放質(zhì)量濃度為960mg/m3，SO2最大排放速率為170kg/h。從表7檢測結(jié)果來看，硫黃回收裝置的SO2排放濃度和排放速率均優(yōu)于國家標準要求。但是按照新的國家標準石油煉制工業(yè)污染物排放標準(GB315702015)的要求，自2017年7月1日起，現(xiàn)有的硫黃回收裝置SO2排放質(zhì)量濃度要求小于400mg/m3(標態(tài))，裝置現(xiàn)有的SO2排放值已不能滿足新標準要求，須作進一步的改造。3硫平

8、衡計算及催化劑轉(zhuǎn)化率計算31硫平衡計算根據(jù)硫黃回收裝置標定期間的數(shù)據(jù)，凈化后尾氣中含硫化氫體積分數(shù)001%，排放煙道氣中二氧化硫平均質(zhì)量濃度為562mg/m3。按煙道氣中二氧化硫平均質(zhì)量濃度562mg/m3、硫化氫平均質(zhì)量濃度67mg/m3進行計算，裝置平均硫回收率為9965%。標定期間裝置硫平衡情況如表8所示。32制硫系統(tǒng)出口總硫回收率在整個標定期間，進硫回收裝置的酸性氣中硫化氫平均體積分數(shù)為3987%，制硫系統(tǒng)出口氣體中含硫化氫體積分數(shù)為027%，則制硫系統(tǒng)出口硫轉(zhuǎn)化率為9932%，完全滿足催化劑技術(shù)協(xié)議中要求制硫系統(tǒng)出口總硫轉(zhuǎn)化率95%的要求。從裝置整體運行情況來看，本次更換的LS系列催

9、化劑優(yōu)于上爐催化劑，在硫黃采樣分析中也未發(fā)現(xiàn)有催化劑成分，充分表明LS系列催化劑在運行過程中沒有出現(xiàn)粉化現(xiàn)象。4其他技術(shù)分析硫黃回收系統(tǒng)壓力是制約硫轉(zhuǎn)化率的重要因素。從本次標定結(jié)果可以看出，制硫爐爐頭壓力已達到了極限值(表3)，如果上游出現(xiàn)波動，將會出現(xiàn)制硫空氣無法加入而導致硫化氫、二氧化硫分析儀失調(diào)的現(xiàn)象，最終使尾氣中二氧化硫含量升高，此現(xiàn)象在夏季更為明顯。針對這一情況，正在進行投用低壓氧氣的前期準備工作，屆時硫黃回收裝置的負荷將有更大的提升空間。5結(jié)語標定期間硫黃回收裝置酸性氣進料量達到滿負荷生產(chǎn)的指標要求，標定考核結(jié)果顯示:該裝置滿負荷運行工況良好，關(guān)鍵操作數(shù)據(jù)與設計數(shù)據(jù)基本一致2，設備

10、運行正常;硫黃產(chǎn)品質(zhì)量達到GB/T24492014優(yōu)等品指標要求，煙道氣中SO2排放濃度與排放速率均優(yōu)于GB162971996標準的限值。通過本次標定考核，體現(xiàn)出SS硫黃回收工藝具有技術(shù)成熟、能耗低、操作彈性大以及原料適應性強等優(yōu)點;同時，LS系列催化劑完全可以滿足煤化工行業(yè)硫黃回收裝置在不同負荷下的生產(chǎn)需要。硫黃回收裝置檢修后，硫黃產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定，排放煙道氣中SO2質(zhì)量濃度遠低于960mg/m3(標態(tài))，但要滿足SO2質(zhì)量濃度低于400mg/m3(標態(tài))的新標準要求，還需進行一系列的改造工作。參考文獻1魏振軍，王斌20kt/a硫回收裝置開車運行情況總結(jié)J化肥工業(yè)，2014(5):53-572師彥俊鎮(zhèn)海煉化100kt/a硫磺回收裝置標定考核及技術(shù)分析J硫酸工業(yè)，2009(6):29-34