三維硫回收技術(shù)

1、1三維硫回收技術(shù)一、業(yè)績目前三維有 9090 余套硫回收裝置的工程業(yè)績，裝置可靠性較好，運行周期較長，均達(dá)到設(shè)計值要求。而且，三維公司在不同的裝置上根據(jù)不同酸性氣條件、 上下 游裝置條件采用有針對性的技術(shù)方案， 硫回收技術(shù)靈活多變，適應(yīng)不同的裝置要 求。二、技術(shù)方案硫回收裝置主要包括制硫單元、尾氣處理單元、液硫脫氣單元。各單元、儀 表控制系統(tǒng)、尾氣排放及不凝氣的處理方式說明如下：（一）、制硫單元制硫單元包括一個高溫?zé)岱磻?yīng)段和兩個克勞斯催化反應(yīng)段， 在制硫燃燒爐中 發(fā)生高溫?zé)岱磻?yīng)，進(jìn)料氣中三分之一的硫化氫被燃燒成二氧化硫， 三分之二的硫 化氫與生成的二氧化硫發(fā)生克勞斯反應(yīng)， 離開燃燒室的混合氣體

2、被冷卻，然后液 體硫磺被分離， 氣體再先后進(jìn)入兩級克勞斯反應(yīng)器發(fā)生克勞斯催化反應(yīng)，進(jìn)一步 提高硫磺回收率。1 1、高溫?zé)岱磻?yīng)段燃燒方式進(jìn)料氣全部進(jìn)入制硫燃燒爐發(fā)生部分燃燒，反應(yīng)后的氣體經(jīng)冷卻分硫后全部進(jìn)入一級克勞斯反應(yīng)器配風(fēng)方式空氣，輔助氧氣（氧含量 2121100%100%）制硫燃燒爐爐溫是硫回收裝置操作的最關(guān)鍵控制參數(shù)之一，爐溫穩(wěn)定整個硫 回收裝置運行就穩(wěn)定。爐溫的高低取決丁帶入的惰性氣體的量的多少， 酸性氣 H H2S S 濃度和氧含量的高低。當(dāng)酸性氣燃燒放出的熱不足以提高爐溫時，硫回收裝置的運行就會受到很大影響。石化行業(yè)酸性氣濃度大丁 60%60%煤化工行業(yè)酸性氣濃度 只有 20204

3、0%40%這是石化行業(yè)硫回收裝置比煤化工硫回收裝置運行穩(wěn)定的重要原 因之一。進(jìn)入煤化工硫磺回收裝置的酸性氣體中的 HSHS 含量比較低，三維硫回收技術(shù) 采用部分燃燒方式和純氧助燃技術(shù)，這對保證燃燒段的反應(yīng)溫度非常有利。另外， 用純氧來代替空氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)，還有如下特點：(1)(1) 不需要空氣鼓風(fēng)機，但需要減壓閥將中壓氧氣減壓到裝置工作壓力； 需要引進(jìn)專用的耐氧燒嘴，燃燒充分，有利丁燃料氣和酸性氣中的輕類物質(zhì)分解, 避免析碳發(fā)生；2(2)(2) 純氧助燃無惰性氣體進(jìn)入系統(tǒng)，空氣或富氧助燃會有大量的惰性氣體 進(jìn)入系統(tǒng)，惰性氣體帶走大量的反應(yīng)熱，不利丁爐溫的控制；(3)(3) 純氧助燃比富氧和空氣

4、燃燒的總氣量少，設(shè)備和管道尺寸相比較小， 投資較少；(4)(4) 純氧助燃的克勞斯尾氣量較富氧和空氣助燃少，后系統(tǒng)的尾氣處理量 少，吸收溶劑循環(huán)量小，電耗低，而且排放指標(biāo)容易控制。2 2、克勞斯催化反應(yīng)段克勞斯反應(yīng)器入口溫度控制萬式米用中壓蒸汽加熱克勞斯催化劑種類一級克勞斯反應(yīng)器裝填多功能制硫催化劑； 反應(yīng)器床層中裝填氧化鋁型克勞斯催化劑。級克男斯克勞斯反應(yīng)器入口溫度控制：一、二級克勞斯反應(yīng)器利用中壓蒸汽通過換熱 器將過程氣預(yù)熱到克勞斯反應(yīng)器入口所需溫度， 此種方式通過調(diào)節(jié)蒸汽量來調(diào)節(jié) 溫度，方法簡單，易操作；但對蒸汽壓力等級有較高要求，一般需要 4.04.04.5MPa4.5MPa 蒸汽作為

5、加熱介質(zhì)。當(dāng)工廠蒸汽無法滿足要求時，可利用制硫爐或尾氣焚燒爐產(chǎn)生的熱量發(fā)生中 壓蒸汽滿足加熱要求。在一級克勞斯反應(yīng)器中裝填多功能催化劑，該催化劑具有以下特點：(1)(1) 以氧化鋁為基體，保證具有較高的克勞斯活性；(2)(2) 加入鈦及其他堿性助劑，提高催化劑的有機硫水解活性及抗結(jié)碳性能，可以保證 COSCOS 和 CSCS 在催化床層中完全水解，保證制硫尾氣中有機硫含量戶i0ppmi0ppm(3)(3) 加入鐵劑，提高催化劑的脫氧性能；(4)(4) 加入骨架穩(wěn)定劑，提高催化劑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，適合長周期運行。(二)、尾氣處理單元尾氣處理部分可結(jié)合全廠情況與動力部分的煙氣脫硫結(jié)合處理或采用加氫還原

6、吸收工藝。當(dāng)動力部分要設(shè)置煙氣脫硫設(shè)施時（如氨法脫硫），可考慮將硫回收的制硫 尾氣焚燒回收余熱后并入動力部分的氨法脫硫設(shè)施， 這就要求硫回收裝置靠近動 力部分布3置，如果不能就近部分則考慮在硫回收裝置設(shè)置脫硫塔，而將生成的硫鉉溶液送至動力部分共同進(jìn)行處理，目前三維設(shè)計的大唐克旗煤制氣項目、 神華 寧煤煤炭間接液化項目硫回收裝置尾氣處理均采用與動力部分脫硫結(jié)合的方式， 煙氣中 SOVSOV150mg/Nr3h150mg/Nr3h尾氣加氫還原處理包括一個催化加氫段和一個尾氣吸收段?？藙谒狗磻?yīng)的尾 氣進(jìn)入加氫反應(yīng)器中，通過裝填鉆鉗類催化劑，將克勞斯尾氣中所有的硫化物進(jìn) 行加氫還原成 HS,HS,然后

7、尾氣經(jīng)急冷后進(jìn)入吸收塔，用 MDEAMDEA 劑將氣體中的 RSRS 進(jìn) 行選擇性吸收，而氣體中絕大部分的二氧化碳（9090 恕上）不被溶劑吸收，隨處 理后的氣體離開吸收塔。溶劑再生產(chǎn)生的酸性氣與原料酸性氣混合后重新回到制 硫燃燒爐反應(yīng)。三維 EPCEPC、承包的神華煤制烯輕項目硫回收裝置就采用加氫還原 吸收工藝處理尾氣，裝置已安全平穩(wěn)運行兩年，各項指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)丁設(shè)計值， 目前已作為煤化工硫回收示范裝置廣泛推廣。1 1、加氫反應(yīng)段加氫反應(yīng)入口溫度的預(yù)熱方式中壓蒸汽加熱器加氫反應(yīng)器進(jìn)出口溫度230230 C C /280/280 C C反應(yīng)溫度230230280280 C C氫源供應(yīng)方式利用變

8、換不凝氣供氫或自身反應(yīng)產(chǎn)生（設(shè)外供氫氣在異常工況下使用）加氫催化劑種類加氫催化劑催化劑運行周期 4 4 年供氫方式：加氫還原反應(yīng)所需的氫氣不需要外供， 三維硫回收技術(shù)通過控制 制硫尾氣中 HS/SQHS/SQ 比例，使得裝置生成的氫氣滿足加氫的需要； 但是為了避免異 常情況下對裝置的干擾，需要外供氫氣管線以保證裝置平穩(wěn)運行。加氫催化劑：采用低溫加氫催化劑，此種催化劑國內(nèi)已有良好的應(yīng)用效果， 對入口溫度要求較低（230C230C）。三維采用的尾氣加氫催化劑，由丁低溫加氫催 化劑的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高丁傳統(tǒng)的加氫催化劑，因此其低溫斯科特催化劑的裝填量要比 傳統(tǒng)催化劑少4040 恕上，從而低溫斯科特反應(yīng)器的尺

9、寸也相應(yīng)的減小了。盡管價 格上低溫斯科特催化劑比傳統(tǒng)催化劑貴大約 20%20%但是在催化劑和反應(yīng)器的投資 上低溫斯科特工藝要低丁傳4統(tǒng)的加氫工藝。加氫反應(yīng)入口溫度的預(yù)熱方式是中壓蒸汽預(yù)熱。2 2、尾氣吸收吸收溶劑MDEAMDEA吸收劑濃度25%25% 30%30%補充量0.2kg/0.2kg/噸尾氣采用純氧技術(shù)后，尾氣量減少，所以尾氣吸收的溶劑循環(huán)量也相應(yīng)減少， 電 耗及熱再生的低壓蒸汽消耗就少，總體的運行費用低。（三） 、不凝氣處理方式對比以煤為原料制取合成氣工藝中變換不凝氣含有 NHNH、COCO 及 H H 漪，易結(jié)晶堵塞、 腐蝕管線設(shè)備，處理比較困難。處理方式是將不凝氣引入急冷塔，經(jīng)過

10、水洗去除 大部分HNHN 后，進(jìn)入尾氣吸收塔脫除 H HbS,S,吸收后的尾氣進(jìn)焚燒爐焚燒，解決直接 處理不凝氣帶來的一系列問題。（四） 、儀控系統(tǒng)裝置采用一定的在線分析儀表，確保裝置保持平穩(wěn)、高效運行。在酸性氣管 線設(shè)置酸性氣組成在線分析儀，在二級克勞斯反應(yīng)器后設(shè) HS/SQHS/SQ 比值分析儀，實 現(xiàn)對酸性氣配風(fēng)的前饋、反饋控制，保證克勞斯單元有較高的硫磺回收率。 在急 冷塔后設(shè)置 H H分析儀，使尾氣加氫完善，確保尾氣加氫部分的正常運行。在急冷 塔的循環(huán)水中設(shè)置P P 朋析儀，檢測急冷水的 PFfi,PFfi,以保證急冷塔正常運行。在焚 燒爐后設(shè)置 O O 和 SOSO 分析儀，根據(jù)煙

11、氣中 0 02的含量調(diào)節(jié)焚燒爐配風(fēng)以防生成 NONO 有害 物，并能節(jié)約能耗，通過SMSM 析儀，監(jiān)測煙氣中 SOSO 含量，優(yōu)化裝置操作，確保 裝置排放合格。主要?制硫爐米用雙回路控制配風(fēng)方案控制方案制硫爐和尾氣爐安全連鎖保護：生產(chǎn)過程順序化工作自動完成，實現(xiàn) DCSDCS鎖控制。工藝流程切換控制：根據(jù)預(yù)設(shè)程序?qū)崿F(xiàn)流程切換。鼓風(fēng)機停機聯(lián)鎖保護。5主要分析儀1HbS/SQHbS/SQ 比值分析儀2酸性氣組成在線分析儀成 H H2濃度在線分析儀4 4安裝一個煙道氣 SQSQ 分析儀表（可以和 Q Q 分析儀表通用）5 5PHPH 在線分析儀表制硫爐配風(fēng)采用雙回路控制：一個是空氣與酸性氣的比值控制回路（前饋流 量控制回路），因煤化工酸性氣組成波動頻繁，故設(shè)置酸性氣組成在線分析儀， 確保前饋空氣流量隨酸性氣組成的變化隨時變化， 在保證不出黑硫磺產(chǎn)品的同時 達(dá)到最大轉(zhuǎn)化率；另一個是硫化氫/二氧化硫比值分析儀控制回路（反饋流量控 制回路）。三、結(jié)論1 1、三維硫回收技術(shù)工藝成熟有特色、裝置設(shè)計能耗低、設(shè)備布置緊湊、占 地面積小，且裝置規(guī)模大、操作彈性寬、原料適應(yīng)范圍廣、自動控制方案和安全 聯(lián)鎖設(shè)置合理、裝置操作自動化程度高，達(dá)到國際先進(jìn)水平。2 2、三維硫回收技術(shù)經(jīng)過多套