硫磺回收工藝簡介課件

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硫磺回收工藝簡介ppt課件1.概述

硫磺回收裝置主要由四部分組成，制硫部分、尾氣處理、尾氣焚燒及液硫成型部分。制硫部分普遍采用改良Claus工藝（亦稱常規(guī)Claus）回收酸性氣中93%-95%的元素硫；剩余的元素硫則由尾氣處理部分回收；尾氣焚燒部分普遍采用熱焚燒工藝；液硫成型部分通常根據(jù)產(chǎn)品要求外購不同的成型機(jī)組。

ppt課件1.概述硫磺回收裝置主要由四部分組成，制硫部分、尾氣2.國內(nèi)外工藝技術(shù)狀況及進(jìn)展

國外工藝技術(shù)概況

自20世紀(jì)30年代改良Claus工藝實(shí)現(xiàn)工業(yè)化以來，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的努力，改良Claus硫回收工藝日臻完善。在工藝方面，一般采用一段高溫氧化爐，兩級、三級或四級低溫轉(zhuǎn)化器，可以加工含硫化氫5%-100%的各種酸性氣體。在催化劑的研制和使用方面亦取得了很大進(jìn)步、普遍采用活性氧化鋁催化劑以及加有助劑的專門用途的催化劑。在自控儀表應(yīng)用方面、自70年代美國杜邦公司開發(fā)成功H2S/SO2在線比值分析儀以來，硫磺回收裝置采用計(jì)算機(jī)控制優(yōu)化操作，大大提高了裝置的效率和硫回收率。另外，在材料和防腐技術(shù)的改善等方面也取得了很大進(jìn)展。ppt課件2.國內(nèi)外工藝技術(shù)狀況及進(jìn)展國外工藝技術(shù)概況ppt

采用改良Claus法從酸性氣中回收元素硫時(shí)，由于Claus反應(yīng)是可逆的，受到化學(xué)平衡的限制，即使采用4級轉(zhuǎn)化器，總硫回收率也只能到98%-99%，有1%-2%的硫化物要排到大氣。為了減少環(huán)境污染，尾氣處理部分的工藝開發(fā)和運(yùn)用變的日益重要。自20世紀(jì)60年代尾氣處理工藝問世以來，國外開發(fā)并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的工藝有數(shù)十種，按其化學(xué)原理可分為三大類:尾氣還原吸收工藝；低溫Claus工藝；H2S直接選擇氧化工藝。ppt課件ppt課件

（1）尾氣還原吸收工藝

尾氣還原吸收工藝是通過加氫反應(yīng)將尾氣中的SO2、SX還原為H2S；COS、CS2水解為H2S。然后采用胺法選擇吸收尾氣中的H2S，富液經(jīng)再生釋放出酸性氣，酸性氣則返回制硫部分循環(huán)處理。該工藝的特點(diǎn)為:硫回收率高（≥99.8%）;排放氣凈化度高（<960mg/m3,符合GB16297-1996環(huán)保規(guī)定）；投資高；操作費(fèi)用高。Shell公司的SCOT工藝；NIGI公司的HCR工藝；Parsons公司的BSR/MDEA工藝；KTI公司的RAR工藝等都屬于此工藝。

ppt課件（1）尾氣還原吸收工藝ppt課件

（2）低溫Claus工藝低溫Claus（亦稱亞露點(diǎn)法）工藝是指在低于硫露點(diǎn)的條件下尾氣中的H2S和SO2繼續(xù)進(jìn)行Claus反應(yīng)生成元素硫。這類工藝一般是在常規(guī)Claus裝置之后再配置2-3個(gè)低溫轉(zhuǎn)化器，反應(yīng)溫度一般控制在130℃左右，由于反應(yīng)溫度低，反應(yīng)平衡向生成硫的方向移動(dòng)，因而可提高硫的轉(zhuǎn)化率。生成的液硫會(huì)沉積在催化劑上，故轉(zhuǎn)化器需周期再生，切換使用。該工藝的特點(diǎn)為；總硫回收率低（98.5%-99.5%）；排放氣凈化度低（>4000mg/m3）；投資低；操作費(fèi)用低。屬于低溫Claus工藝的主要有：Lurgi公司和SNPA公司的Sulfreen工藝；Delta公司的MCRC工藝；IFP公司的Clauspol工藝等。ppt課件（2）低溫Claus工藝ppt課件

（3）H2S直接選擇氧化工藝直接氧化工藝是將尾氣（或貧酸性氣）中的H2S直接氧化生成硫磺的方法。該工藝的特點(diǎn)與低溫Claus工藝同。H2S直接選擇氧化工藝主要有：Parsons公司的BSR/Seletox工藝和BSR/Hi-Activity工藝；Comprimo公司的SuperClaus工藝；Linde公司的Clinsulf工藝等。

ppt課件ppt課件三大類尾氣處理工藝的比較ppt課件三大類尾氣處理工藝的比較ppt課件

國內(nèi)硫磺回收工藝技術(shù)概況我國Claus法硫回收生產(chǎn)起步于60年代中期，第一套Claus法硫回收工業(yè)裝置于1965年在四川東溪天然氣凈化廠建成投產(chǎn)，首次從含硫天然氣副產(chǎn)的酸性氣中回收硫磺。1971年在山東勝利煉油廠又建成了以煉廠酸性氣為原料的，年產(chǎn)硫磺5000噸的工業(yè)裝置。從此揭開了我國硫磺回收技術(shù)發(fā)展的序幕。ppt課件國內(nèi)硫磺回收工藝技術(shù)概況ppt課件1997年至今國內(nèi)引進(jìn)的硫回收裝置匯總ppt課件1997年至今國內(nèi)引進(jìn)的硫回收裝置匯總ppt課件20世紀(jì)90年代中期，在中石化科技發(fā)展部的大力支持下，齊魯石化公司在借鑒國外硫回收技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)了SSR硫回收工藝技術(shù)。SSR工藝目前已經(jīng)在國內(nèi)數(shù)套工業(yè)裝置上應(yīng)用，其特點(diǎn)是利用裝置自身熱源作為制硫轉(zhuǎn)化器和加氫反應(yīng)器熱源，用外供氫作氫源，取消了傳統(tǒng)的SCOT工藝在線加熱爐設(shè)備。

另外，我國硫回收催化劑的基礎(chǔ)研究起步于80年代初，經(jīng)過20多年的發(fā)展，徹底淘汰了活性低、污染大的鋁釩土催化劑，代之采用高活性的人工合成氧化鋁催化劑。目前，國內(nèi)有了自己的合成氧化鋁催化劑系列，如齊魯石化公司研究院開發(fā)的LS系列硫回收催化劑和四川石油管理局天然氣研究院開發(fā)的CT6系列硫回收催化劑等。

經(jīng)過40多年不斷的努力，我國硫回收工業(yè)有了很大發(fā)展，在石化及天然氣行業(yè)內(nèi)建成了80多套硫回收裝置，年回收硫磺50多萬噸，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)境的改善做出一定貢獻(xiàn)，但與國外先進(jìn)水平比還有較大的差距。ppt課件20世紀(jì)90年代中期，在中石化科技發(fā)展部的大力3.工藝技術(shù)比較

制硫部分的工藝技術(shù)目前通常都采用改良Claus（亦稱常規(guī)Claus）工藝回收酸性氣中的元素硫。因?yàn)榕c其它硫回收工藝相比較，改良Claus工藝在石油天然氣加工領(lǐng)域，是從酸性氣中回收元素硫效率最高、投資最省、工藝最成熟的一種方法。尾氣處理部分的工藝技術(shù)目前國內(nèi)引進(jìn)和開發(fā)的主要有以下幾種：SCOT、SuperClaus、MCRC、RAR、Clauspol-300及SSR技術(shù)。

ppt課件3.工藝技術(shù)比較制硫部分的工藝技術(shù)目

SCOT工藝

SCOT工藝系荷蘭Shell公司開發(fā)，自1973年第一套工業(yè)裝置交付使用以來，迄今為止已有185套SCOT工藝裝置投產(chǎn)，居所有尾氣處理工藝裝置之首。SCOT裝置規(guī)模從3噸/日到2100噸/日，裝置總硫回收率可達(dá)到99.8%以上，凈化尾氣中硫化物含量<300ppm，符合GB16297-1996環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。SCOT工藝被證實(shí)是減少SO2排放最為有效的方法，該工藝成熟（建有185套工業(yè)裝置、有27年的歷史）、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠（故障率低于1%）、操作彈性大（25%-100%）、抗干擾能力強(qiáng)（進(jìn)料氣組成稍有變化，對裝置總硫回收率沒有影響），但該工藝裝置投資高，尤其是加氫反應(yīng)器所需熱源和氫源由在線加熱爐提供，造成操作復(fù)雜和操作費(fèi)用增加。ppt課件SCOT工藝ppt課件

SuperClaus工藝

SuperClaus工藝是荷蘭Comprimo公司等開發(fā)，該工藝屬于直接將尾氣中的H2S氧化為元素硫的硫回收工藝。自1988年第一套日產(chǎn)硫磺100噸的工業(yè)裝置投產(chǎn)以來，迄今為止已有90套裝置投產(chǎn)或在建中。該工藝的特點(diǎn)是：

（1）以H2S過量運(yùn)轉(zhuǎn)方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的H2S/SO2=2/1（分子）苛刻比例調(diào)節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)方式，操作靈活性大；（2）催化劑僅對H2S進(jìn)行選擇性氧化，H2、CO等組分不會(huì)被氧化，也不會(huì)因?yàn)楦狈磻?yīng)生成COS和CS2，即使是在超過化學(xué)計(jì)量的氧存在下，SO2的生成量也非常少，在缺氧的條件下，H2S將同催化劑上的金屬氧化物反應(yīng)生成金屬硫化物，但只要O2過量催化劑很容易再生；（3）過程氣中高濃度的水含量不會(huì)影響H2S的轉(zhuǎn)化率；（4）裝置投資和操作費(fèi)用與常規(guī)Claus相當(dāng)；（5）總硫回收率分為99%和99.5%兩種，凈化尾氣中硫化物含量>1500ppm，不能滿足GB16297-1996環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。ppt課件SuperClaus工藝ppt課件

MCRC工藝

MCRC工藝是加拿大礦物和化學(xué)資源公司開發(fā)的一種硫磺回收與尾氣處理一體化的硫回收工藝。該工藝將最后一級或兩級轉(zhuǎn)化器置于低溫下操作，在工藝流程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性方面有一定的特點(diǎn)，因此自問世以來頗受重視，自1980年第一套工業(yè)裝置投產(chǎn)以來，迄今為止已有16套裝置投入運(yùn)轉(zhuǎn)。裝置采用與傳統(tǒng)Claus裝置基本相同的流程，全部設(shè)備可按Claus裝置的規(guī)范設(shè)計(jì)制造，無任何特殊要求。催化劑再生是整個(gè)操作的一部分，無需單獨(dú)設(shè)置再生循環(huán)系統(tǒng)，而只要在普通Claus裝置上增加少量閥門即能靈活控制。另外裝置操作方便，容易管理，操作費(fèi)與同樣轉(zhuǎn)化器級數(shù)的普通Claus裝置相當(dāng)，投資越高10%，而硫回收率可提高2-5個(gè)百分點(diǎn)?？偭蚧厥章史譃?9%和99.5%兩種，凈化尾氣中硫化物含量>1500ppm，不能滿足GB16297-1996環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

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RAR工藝

RAR工藝是意大利國際動(dòng)力學(xué)技術(shù)公司（KTI）開發(fā)的一種尾氣處理工藝。我國于20世紀(jì)90年代引進(jìn)該工藝，分別在茂名和南京建有生產(chǎn)裝置。RAR工藝屬于尾氣加氫還原吸收類工藝，它與同屬于尾氣加氫還原吸收類工藝的Scot工藝相比，主要區(qū)別是無在線還原氣發(fā)生爐，因此有人將它稱為無燃燒爐的Scot工藝。該工藝的主要特點(diǎn)是外供氫源，加氫反應(yīng)器熱源由反應(yīng)器進(jìn)出口物流換熱并附設(shè)電加熱器以供裝置開停工、事故及特殊工況時(shí)使用或其他外部熱源（間接加熱爐、蒸汽等）提供。無在線爐工藝意味著無額外的惰性氣體進(jìn)入系統(tǒng)，使過程氣總量較SCOT工藝減少5～10％，從而具有設(shè)備規(guī)模小，尾氣排放量相對較少的特點(diǎn)。它同時(shí)具有Scot工藝的其他優(yōu)點(diǎn)，裝置總硫回收率可達(dá)到99.8%以上，凈化尾氣中硫化物含量<300ppm，符合GB16297-1996環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

ppt課件RAR工藝ppt課件

Clauspol-300工藝

Clauspol-300工藝是在Clauspol-1500工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，Clauspol-1500工藝是法國IFP開發(fā)的，自1971年第一套工業(yè)裝置投產(chǎn)以來，迄今為止已有35套工業(yè)裝置投入運(yùn)轉(zhuǎn)。1993年，IFP在改進(jìn)了Clauspol反應(yīng)塔部分的溶劑循環(huán)回路冷卻方式和采用精確可靠的在線分析儀改善H2S/SO2的比值控制后，推出了Clauspol-300工藝，使裝置的硫回收率由98.5%提高到99.5%。迄今為止采用Clauspol-300工藝建成的工業(yè)裝置有5套，大連西太平洋石化公司的300噸/日硫回收裝置就是其中的一套。在Clauspol-300的基礎(chǔ)上，IFP又推出了Clauspol-99.9工藝，該工藝采用溶劑循環(huán)減飽和回路新技術(shù)和高水解活性的CRS-31催化劑，據(jù)稱裝置總硫回收率可達(dá)到99.9%，但未見工業(yè)化報(bào)道。

ppt課件Clauspol-300工藝ppt課件

SSR工藝

SSR工藝系齊魯石化公司開發(fā)的硫回收成套技術(shù)，國內(nèi)已有10多套裝置采用SSR工藝技術(shù)。SSR技術(shù)同樣屬于尾氣加氫還原吸收類工藝，裝置總硫回收率可達(dá)到99.8%以上，其特點(diǎn)是利用裝置自身熱源作為制硫轉(zhuǎn)化器和加氫反應(yīng)器熱源，用外供氫作氫源，取消了傳統(tǒng)的SCOT工藝在線加熱爐設(shè)備，同樣具有設(shè)備規(guī)模小，尾氣排放量相對較少的特點(diǎn)。該工藝裝置總硫回收率可達(dá)到99.8%以上，凈化尾氣中硫化物含量<300ppm，符合GB16297-1996環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

ppt課件SSR工藝ppt課件4.化學(xué)反應(yīng)原理Claus熱轉(zhuǎn)化階段：

在酸氣燃燒階段，酸氣中所含的所有炭氫化合物都與氧氣發(fā)生反應(yīng)：CH4+1.502--->C0+2H20+5538Kcal/Nm3 (1)C2H6+2.502--->2C0+3H20+9190Kcal/Nm3 (2)C3H8+3.502--->3C0+4H20+12743Kcal/Nm3 (3)

H2+0.502--->H20+2578Kcal/Nm3 (4)ppt課件4.化學(xué)反應(yīng)原理Claus熱轉(zhuǎn)化階段：ppt課件H2S燃燒反應(yīng)方程式：H2S --->H2+0.5S2-905Kcal/Nm3 (5)H2S+0.502--->H20+0.5S2+1674Kcal/Nm3 (6)H2S+1.502--->H20+S02+5531 Kcal/Nm3 (7)反應(yīng)方程式(1)、(2)、(3)和(4)完全向右進(jìn)行，方程式(5)消耗的H2S占進(jìn)入燃燒器H2S總量的6%。反應(yīng)(6)在無催化劑條件下的轉(zhuǎn)化率取決于火焰溫度和進(jìn)料氣中的H2S濃度。NH3燃燒反應(yīng)方程式：2NH3+1.5O2---->N2+3H2O+3380Kcal/Nm3 (8)本反應(yīng)在Claus接觸式反應(yīng)器中進(jìn)行。ppt課件H2S燃燒反應(yīng)方程式：ppt課件催化轉(zhuǎn)化作包含的主反應(yīng)是：2H2S+SO2---->2H2O+3/8S8+557Kcal/Nm3(9)本式為氣態(tài)硫磺的反應(yīng)平衡方程式。在整個(gè)反應(yīng)的燃燒階段、催化轉(zhuǎn)化階段和氣體冷卻階段包含下列氣態(tài)硫磺反應(yīng)平衡方程式：S8G---->4S2G-4327Kcal/Nm33S8G---->4S6G-444Kcal/Nm3ppt課件催化轉(zhuǎn)化作包含的主反應(yīng)是：ppt課件

冷凝器中的反應(yīng)如下式所示：S8G ----->8S1L +1117Kcal/Nm3 S6G ----->6S1L +1171Kcal/Nm3 S2G ----->2S1L +1372Kcal/Nm3 S1G ----->S1IL +2364Kcal/Nm3 ppt課件ppt課件5.流程簡述制硫部分

來自上游裝置的原料酸性氣及尾氣處理部分來的循環(huán)酸性氣一并進(jìn)入富H2S酸性氣分液罐分離凝液，污水汽提裝置來的酸性氣進(jìn)入富NH3酸性氣分液罐分離凝液。上述原料分離出的冷凝液排入酸性水壓送罐,間斷用泵送至污水汽提裝置處理，經(jīng)分離凝液的上述酸性氣原料各分成兩路,分別進(jìn)入到兩列制硫部分。由于兩列工藝流程相同，以下僅以一列為例進(jìn)行說明。

富NH3酸性氣原料與一部分富H2S酸性氣原料混合送至酸性氣燃燒爐燃燒器(第一區(qū))，剩余部分的富H2S酸性氣進(jìn)入酸性氣燃燒爐中部(第二區(qū))，在燃燒爐內(nèi)酸性氣與由燃燒爐鼓風(fēng)機(jī)供給的空氣發(fā)生反應(yīng)，所供給空氣量剛好可以滿足原料氣中的烴類和氨的完全氧化,以及在尾氣中H2S/SO2比率等于2所要求的H2S的燃燒。

ppt課件5.流程簡述制硫部分ppt課件

原料酸性氣與空氣的準(zhǔn)確比率是由設(shè)置在燃燒爐風(fēng)機(jī)排出管線兩路并聯(lián)的控制閥來控制的。一路控制閥維持空氣與酸性氣的比率,另一路控制閥是用安裝在三級硫冷凝器出口線上H2S/SO2比值分析儀的信號來校正。離開酸性氣燃燒爐的過程氣通過在余熱鍋爐產(chǎn)生高壓蒸汽來回收余熱，產(chǎn)生的高壓蒸汽除自用部分外,剩余部分通過尾氣焚燒部分高壓蒸汽過熱器過熱后并入全廠高壓蒸汽管網(wǎng)。離開余熱鍋爐的過程氣進(jìn)入一級硫冷凝器,硫被冷凝并通過一級硫封罐進(jìn)入硫坑。自一級硫冷凝器出來的過程氣進(jìn)入一級轉(zhuǎn)化器前,經(jīng)一級轉(zhuǎn)化器進(jìn)料加熱器用3.5Mpa高壓蒸汽加熱到催化轉(zhuǎn)化最適宜的溫度后進(jìn)入一級轉(zhuǎn)化器,在轉(zhuǎn)化器內(nèi)H2S和SO2發(fā)生claus反應(yīng)直至達(dá)到平衡。從一級轉(zhuǎn)化器流出的氣體進(jìn)入二級硫冷凝器,硫被冷凝并通過二級硫封罐進(jìn)入硫坑。從二級硫冷凝器流出的氣體通過二級轉(zhuǎn)化器進(jìn)料加熱器加熱后,進(jìn)入二級轉(zhuǎn)化器,氣體離開二級反應(yīng)器進(jìn)入三級硫冷凝器,硫被冷凝并通過三級硫封罐進(jìn)入硫坑。過程氣(尾氣)離開三級硫冷凝器,然后與第二列硫磺回收部分來的尾氣合并送到尾氣處理部分。

ppt課件原料酸性氣與空氣的準(zhǔn)確比率是由設(shè)置在燃燒爐風(fēng)機(jī)

通過三個(gè)硫冷凝器的過程氣所釋放的熱量用來產(chǎn)生0.45MPa低壓蒸汽，產(chǎn)生的低壓蒸汽用于裝置內(nèi)部加熱及伴熱,系統(tǒng)來的1.0MPa蒸汽經(jīng)減溫減壓后作為補(bǔ)充。ppt課件通過三個(gè)硫冷凝器的過程氣所釋放的熱量用來產(chǎn)生0.液硫脫氣部分

自制硫部分產(chǎn)生的液硫全部匯集進(jìn)入液硫池,液硫通過液硫循環(huán)泵循環(huán)來脫除其中的H2S,釋放的H2S用蒸汽噴射器抽送至尾氣焚燒爐。脫氣后的液硫存入硫坑,用液硫輸送泵送到硫磺成型或液硫貯罐。兩套制硫部分PFD圖如下所示。ppt課件液硫脫氣部分ppt課件ppt課件ppt課件ppt課件ppt課件尾氣處理部分

來自兩列制硫部分的尾氣通過加氫反應(yīng)器進(jìn)料加熱器被加熱到283℃。被加熱后的尾氣混入富氫氣后進(jìn)入加氫反應(yīng)器，加氫反應(yīng)器裝填的催化劑是特殊的還原/水解催化劑，在加氫反應(yīng)器中,SO2、COS、CS2及液硫、氣態(tài)硫等均被轉(zhuǎn)化為H2S。從加氫反應(yīng)器出來的尾氣進(jìn)入急冷塔，尾氣在急冷塔中被急冷水冷卻，急冷水經(jīng)循環(huán)泵通過急冷水空冷器冷卻后循環(huán)使用。尾氣在急冷過程產(chǎn)生的酸性水送至污水汽提裝置處理。尾氣離開急冷塔頂后進(jìn)入到吸收塔,其中的酸性氣體被MDEA溶液吸收，吸收了酸性氣體的富溶劑自吸收塔底經(jīng)富胺液過濾器過濾后用富液加壓泵送至貧/富液換熱器,被加熱后送入再生塔塔上部。經(jīng)0.45MPa低壓蒸汽加熱，富液在再生塔中進(jìn)行再生。再生塔頂酸性氣經(jīng)酸性氣空冷器冷卻后,進(jìn)入再生塔頂回流罐分離,然后循環(huán)返回到制硫部分。酸性水經(jīng)再生塔回流泵返塔回流。再生塔底的貧液在貧/富液換熱器內(nèi)冷卻后,用貧液加壓泵經(jīng)貧液空冷器及貧液后冷器冷卻后送至吸收塔塔頂循環(huán)吸收。再生塔底重沸器產(chǎn)生的低壓蒸汽冷凝水、裝置內(nèi)部加熱及伴熱凝結(jié)水匯集進(jìn)入凝結(jié)水回收罐集中處理。ppt課件尾氣處理部分ppt課件尾氣焚燒部分

經(jīng)吸收塔處理后的尾氣進(jìn)入尾氣焚燒爐焚燒，焚燒后煙氣通過蒸汽過熱器后經(jīng)煙囪排入大氣。焚燒爐的溫度由燃料氣流率控制,燃燒空氣由燃燒爐鼓風(fēng)機(jī)供給。尾氣處理部分PFD圖如下所示。ppt課件尾氣焚燒部分ppt課件ppt課件ppt課件ppt課件ppt課件ppt課件ppt課件

硫磺回收工藝簡介ppt課件

硫磺回收工藝簡介ppt課件1.概述

硫磺回收裝置主要由四部分組成，制硫部分、尾氣處理、尾氣焚燒及液硫成型部分。制硫部分普遍采用改良Claus工藝（亦稱常規(guī)Claus）回收酸性氣中93%-95%的元素硫；剩余的元素硫則由尾氣處理部分回收；尾氣焚燒部分普遍采用熱焚燒工藝；液硫成型部分通常根據(jù)產(chǎn)品要求外購不同的成型機(jī)組。

ppt課件1.概述硫磺回收裝置主要由四部分組成，制硫部分、尾氣2.國內(nèi)外工藝技術(shù)狀況及進(jìn)展

國外工藝技術(shù)概況

自20世紀(jì)30年代改良Claus工藝實(shí)現(xiàn)工業(yè)化以來，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的努力，改良Claus硫回收工藝日臻完善。在工藝方面，一般采用一段高溫氧化爐，兩級、三級或四級低溫轉(zhuǎn)化器，可以加工含硫化氫5%-100%的各種酸性氣體。在催化劑的研制和使用方面亦取得了很大進(jìn)步、普遍采用活性氧化鋁催化劑以及加有助劑的專門用途的催化劑。在自控儀表應(yīng)用方面、自70年代美國杜邦公司開發(fā)成功H2S/SO2在線比值分析儀以來，硫磺回收裝置采用計(jì)算機(jī)控制優(yōu)化操作，大大提高了裝置的效率和硫回收率。另外，在材料和防腐技術(shù)的改善等方面也取得了很大進(jìn)展。ppt課件2.國內(nèi)外工藝技術(shù)狀況及進(jìn)展國外工藝技術(shù)概況ppt

采用改良Claus法從酸性氣中回收元素硫時(shí)，由于Claus反應(yīng)是可逆的，受到化學(xué)平衡的限制，即使采用4級轉(zhuǎn)化器，總硫回收率也只能到98%-99%，有1%-2%的硫化物要排到大氣。為了減少環(huán)境污染，尾氣處理部分的工藝開發(fā)和運(yùn)用變的日益重要。自20世紀(jì)60年代尾氣處理工藝問世以來，國外開發(fā)并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的工藝有數(shù)十種，按其化學(xué)原理可分為三大類:尾氣還原吸收工藝；低溫Claus工藝；H2S直接選擇氧化工藝。ppt課件ppt課件

（1）尾氣還原吸收工藝

尾氣還原吸收工藝是通過加氫反應(yīng)將尾氣中的SO2、SX還原為H2S；COS、CS2水解為H2S。然后采用胺法選擇吸收尾氣中的H2S，富液經(jīng)再生釋放出酸性氣，酸性氣則返回制硫部分循環(huán)處理。該工藝的特點(diǎn)為:硫回收率高（≥99.8%）;排放氣凈化度高（<960mg/m3,符合GB16297-1996環(huán)保規(guī)定）；投資高；操作費(fèi)用高。Shell公司的SCOT工藝；NIGI公司的HCR工藝；Parsons公司的BSR/MDEA工藝；KTI公司的RAR工藝等都屬于此工藝。

ppt課件（1）尾氣還原吸收工藝ppt課件

（2）低溫Claus工藝低溫Claus（亦稱亞露點(diǎn)法）工藝是指在低于硫露點(diǎn)的條件下尾氣中的H2S和SO2繼續(xù)進(jìn)行Claus反應(yīng)生成元素硫。這類工藝一般是在常規(guī)Claus裝置之后再配置2-3個(gè)低溫轉(zhuǎn)化器，反應(yīng)溫度一般控制在130℃左右，由于反應(yīng)溫度低，反應(yīng)平衡向生成硫的方向移動(dòng)，因而可提高硫的轉(zhuǎn)化率。生成的液硫會(huì)沉積在催化劑上，故轉(zhuǎn)化器需周期再生，切換使用。該工藝的特點(diǎn)為；總硫回收率低（98.5%-99.5%）；排放氣凈化度低（>4000mg/m3）；投資低；操作費(fèi)用低。屬于低溫Claus工藝的主要有：Lurgi公司和SNPA公司的Sulfreen工藝；Delta公司的MCRC工藝；IFP公司的Clauspol工藝等。ppt課件（2）低溫Claus工藝ppt課件

（3）H2S直接選擇氧化工藝直接氧化工藝是將尾氣（或貧酸性氣）中的H2S直接氧化生成硫磺的方法。該工藝的特點(diǎn)與低溫Claus工藝同。H2S直接選擇氧化工藝主要有：Parsons公司的BSR/Seletox工藝和BSR/Hi-Activity工藝；Comprimo公司的SuperClaus工藝；Linde公司的Clinsulf工藝等。

ppt課件ppt課件三大類尾氣處理工藝的比較ppt課件三大類尾氣處理工藝的比較ppt課件

國內(nèi)硫磺回收工藝技術(shù)概況我國Claus法硫回收生產(chǎn)起步于60年代中期，第一套Claus法硫回收工業(yè)裝置于1965年在四川東溪天然氣凈化廠建成投產(chǎn)，首次從含硫天然氣副產(chǎn)的酸性氣中回收硫磺。1971年在山東勝利煉油廠又建成了以煉廠酸性氣為原料的，年產(chǎn)硫磺5000噸的工業(yè)裝置。從此揭開了我國硫磺回收技術(shù)發(fā)展的序幕。ppt課件國內(nèi)硫磺回收工藝技術(shù)概況ppt課件1997年至今國內(nèi)引進(jìn)的硫回收裝置匯總ppt課件1997年至今國內(nèi)引進(jìn)的硫回收裝置匯總ppt課件20世紀(jì)90年代中期，在中石化科技發(fā)展部的大力支持下，齊魯石化公司在借鑒國外硫回收技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)了SSR硫回收工藝技術(shù)。SSR工藝目前已經(jīng)在國內(nèi)數(shù)套工業(yè)裝置上應(yīng)用，其特點(diǎn)是利用裝置自身熱源作為制硫轉(zhuǎn)化器和加氫反應(yīng)器熱源，用外供氫作氫源，取消了傳統(tǒng)的SCOT工藝在線加熱爐設(shè)備。

另外，我國硫回收催化劑的基礎(chǔ)研究起步于80年代初，經(jīng)過20多年的發(fā)展，徹底淘汰了活性低、污染大的鋁釩土催化劑，代之采用高活性的人工合成氧化鋁催化劑。目前，國內(nèi)有了自己的合成氧化鋁催化劑系列，如齊魯石化公司研究院開發(fā)的LS系列硫回收催化劑和四川石油管理局天然氣研究院開發(fā)的CT6系列硫回收催化劑等。

經(jīng)過40多年不斷的努力，我國硫回收工業(yè)有了很大發(fā)展，在石化及天然氣行業(yè)內(nèi)建成了80多套硫回收裝置，年回收硫磺50多萬噸，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)境的改善做出一定貢獻(xiàn)，但與國外先進(jìn)水平比還有較大的差距。ppt課件20世紀(jì)90年代中期，在中石化科技發(fā)展部的大力3.工藝技術(shù)比較

制硫部分的工藝技術(shù)目前通常都采用改良Claus（亦稱常規(guī)Claus）工藝回收酸性氣中的元素硫。因?yàn)榕c其它硫回收工藝相比較，改良Claus工藝在石油天然氣加工領(lǐng)域，是從酸性氣中回收元素硫效率最高、投資最省、工藝最成熟的一種方法。尾氣處理部分的工藝技術(shù)目前國內(nèi)引進(jìn)和開發(fā)的主要有以下幾種：SCOT、SuperClaus、MCRC、RAR、Clauspol-300及SSR技術(shù)。

ppt課件3.工藝技術(shù)比較制硫部分的工藝技術(shù)目

SCOT工藝

SCOT工藝系荷蘭Shell公司開發(fā)，自1973年第一套工業(yè)裝置交付使用以來，迄今為止已有185套SCOT工藝裝置投產(chǎn)，居所有尾氣處理工藝裝置之首。SCOT裝置規(guī)模從3噸/日到2100噸/日，裝置總硫回收率可達(dá)到99.8%以上，凈化尾氣中硫化物含量<300ppm，符合GB16297-1996環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。SCOT工藝被證實(shí)是減少SO2排放最為有效的方法，該工藝成熟（建有185套工業(yè)裝置、有27年的歷史）、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠（故障率低于1%）、操作彈性大（25%-100%）、抗干擾能力強(qiáng)（進(jìn)料氣組成稍有變化，對裝置總硫回收率沒有影響），但該工藝裝置投資高，尤其是加氫反應(yīng)器所需熱源和氫源由在線加熱爐提供，造成操作復(fù)雜和操作費(fèi)用增加。ppt課件SCOT工藝ppt課件

SuperClaus工藝

SuperClaus工藝是荷蘭Comprimo公司等開發(fā)，該工藝屬于直接將尾氣中的H2S氧化為元素硫的硫回收工藝。自1988年第一套日產(chǎn)硫磺100噸的工業(yè)裝置投產(chǎn)以來，迄今為止已有90套裝置投產(chǎn)或在建中。該工藝的特點(diǎn)是：

（1）以H2S過量運(yùn)轉(zhuǎn)方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的H2S/SO2=2/1（分子）苛刻比例調(diào)節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)方式，操作靈活性大；（2）催化劑僅對H2S進(jìn)行選擇性氧化，H2、CO等組分不會(huì)被氧化，也不會(huì)因?yàn)楦狈磻?yīng)生成COS和CS2，即使是在超過化學(xué)計(jì)量的氧存在下，SO2的生成量也非常少，在缺氧的條件下，H2S將同催化劑上的金屬氧化物反應(yīng)生成金屬硫化物，但只要O2過量催化劑很容易再生；（3）過程氣中高濃度的水含量不會(huì)影響H2S的轉(zhuǎn)化率；（4）裝置投資和操作費(fèi)用與常規(guī)Claus相當(dāng)；（5）總硫回收率分為99%和99.5%兩種，凈化尾氣中硫化物含量>1500ppm，不能滿足GB16297-1996環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。ppt課件SuperClaus工藝ppt課件

MCRC工藝

MCRC工藝是加拿大礦物和化學(xué)資源公司開發(fā)的一種硫磺回收與尾氣處理一體化的硫回收工藝。該工藝將最后一級或兩級轉(zhuǎn)化器置于低溫下操作，在工藝流程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性方面有一定的特點(diǎn)，因此自問世以來頗受重視，自1980年第一套工業(yè)裝置投產(chǎn)以來，迄今為止已有16套裝置投入運(yùn)轉(zhuǎn)。裝置采用與傳統(tǒng)Claus裝置基本相同的流程，全部設(shè)備可按Claus裝置的規(guī)范設(shè)計(jì)制造，無任何特殊要求。催化劑再生是整個(gè)操作的一部分，無需單獨(dú)設(shè)置再生循環(huán)系統(tǒng)，而只要在普通Claus裝置上增加少量閥門即能靈活控制。另外裝置操作方便，容易管理，操作費(fèi)與同樣轉(zhuǎn)化器級數(shù)的普通Claus裝置相當(dāng)，投資越高10%，而硫回收率可提高2-5個(gè)百分點(diǎn)。總硫回收率分為99%和99.5%兩種，凈化尾氣中硫化物含量>1500ppm，不能滿足GB16297-1996環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

ppt課件MCRC工藝ppt課件

RAR工藝

RAR工藝是意大利國際動(dòng)力學(xué)技術(shù)公司（KTI）開發(fā)的一種尾氣處理工藝。我國于20世紀(jì)90年代引進(jìn)該工藝，分別在茂名和南京建有生產(chǎn)裝置。RAR工藝屬于尾氣加氫還原吸收類工藝，它與同屬于尾氣加氫還原吸收類工藝的Scot工藝相比，主要區(qū)別是無在線還原氣發(fā)生爐，因此有人將它稱為無燃燒爐的Scot工藝。該工藝的主要特點(diǎn)是外供氫源，加氫反應(yīng)器熱源由反應(yīng)器進(jìn)出口物流換熱并附設(shè)電加熱器以供裝置開停工、事故及特殊工況時(shí)使用或其他外部熱源（間接加熱爐、蒸汽等）提供。無在線爐工藝意味著無額外的惰性氣體進(jìn)入系統(tǒng)，使過程氣總量較SCOT工藝減少5～10％，從而具有設(shè)備規(guī)模小，尾氣排放量相對較少的特點(diǎn)。它同時(shí)具有Scot工藝的其他優(yōu)點(diǎn)，裝置總硫回收率可達(dá)到99.8%以上，凈化尾氣中硫化物含量<300ppm，符合GB16297-1996環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

ppt課件RAR工藝ppt課件

Clauspol-300工藝

Clauspol-300工藝是在Clauspol-1500工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，Clauspol-1500工藝是法國IFP開發(fā)的，自1971年第一套工業(yè)裝置投產(chǎn)以來，迄今為止已有35套工業(yè)裝置投入運(yùn)轉(zhuǎn)。1993年，IFP在改進(jìn)了Clauspol反應(yīng)塔部分的溶劑循環(huán)回路冷卻方式和采用精確可靠的在線分析儀改善H2S/SO2的比值控制后，推出了Clauspol-300工藝，使裝置的硫回收率由98.5%提高到99.5%。迄今為止采用Clauspol-300工藝建成的工業(yè)裝置有5套，大連西太平洋石化公司的300噸/日硫回收裝置就是其中的一套。在Clauspol-300的基礎(chǔ)上，IFP又推出了Clauspol-99.9工藝，該工藝采用溶劑循環(huán)減飽和回路新技術(shù)和高水解活性的CRS-31催化劑，據(jù)稱裝置總硫回收率可達(dá)到99.9%，但未見工業(yè)化報(bào)道。

ppt課件Clauspol-300工藝ppt課件

SSR工藝

SSR工藝系齊魯石化公司開發(fā)的硫回收成套技術(shù)，國內(nèi)已有10多套裝置采用SSR工藝技術(shù)。SSR技術(shù)同樣屬于尾氣加氫還原吸收類工藝，裝置總硫回收率可達(dá)到99.8%以上，其特點(diǎn)是利用裝置自身熱源作為制硫轉(zhuǎn)化器和加氫反應(yīng)器熱源，用外供氫作氫源，取消了傳統(tǒng)的SCOT工藝在線加熱爐設(shè)備，同樣具有設(shè)備規(guī)模小，尾氣排放量相對較少的特點(diǎn)。該工藝裝置總硫回收率可達(dá)到99.8%以上，凈化尾氣中硫化物含量<300ppm，符合GB16297-1996環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

ppt課件SSR工藝ppt課件4.化學(xué)反應(yīng)原理Claus熱轉(zhuǎn)化階段：

在酸氣燃燒階段，酸氣中所含的所有炭氫化合物都與氧氣發(fā)生反應(yīng)：CH4+1.502--->C0+2H20+5538Kcal/Nm3 (1)C2H6+2.502--->2C0+3H20+9190Kcal/Nm3 (2)C3H8+3.502--->3C0+4H20+12743Kcal/Nm3 (3)

H2+0.502--->H20+2578Kcal/Nm3 (4)ppt課件4.化學(xué)反應(yīng)原理Claus熱轉(zhuǎn)化階段：ppt課件H2S燃燒反應(yīng)方程式：H2S --->H2+0.5S2-905Kcal/Nm3 (5)H2S+0.502--->H20+0.5S2+1674Kcal/Nm3 (6)H2S+1.502--->H20+S02+5531 Kcal/Nm3 (7)反應(yīng)方程式(1)、(2)、(3)和(4)完全向右進(jìn)行，方程式(5)消耗的H2S占進(jìn)入燃燒器H2S總量的6%。反應(yīng)(6)在無催化劑條件下的轉(zhuǎn)化率取決于火焰溫度和進(jìn)料氣中的H2S濃度。NH3燃燒反應(yīng)方程式：2NH3+1.5O2---->N2+3H2O+3380Kcal/Nm3 (8)本反應(yīng)在Claus接觸式反應(yīng)器中進(jìn)行。ppt課件H2S燃燒反應(yīng)方程式：ppt課件催化轉(zhuǎn)化作包含的主反應(yīng)是：2H2S+SO2---->2H2O+3/8S8+557Kcal/Nm3(9)本式為氣態(tài)硫磺的反應(yīng)平衡方程式。在整個(gè)反應(yīng)的燃燒階段、催化轉(zhuǎn)化階段和氣體冷卻階段包含下列氣態(tài)硫磺反應(yīng)平衡方程式：S8G---->4S2G-4327Kcal/Nm33S8G---->4S6G-444Kcal/Nm3ppt課件催化轉(zhuǎn)化作包含的主反應(yīng)是：ppt課件

冷凝器中的反應(yīng)如下式所示：S8G ----->8S1L +1117Kcal/Nm3 S6G ----->6S1L +1171Kcal/Nm3 S2G ----->2S1L +1372Kcal/Nm3 S1G ----->S1IL +2364Kcal/Nm3 ppt課件ppt課件5.流程簡述制硫部分

來自上游裝置的原料酸性氣及尾氣處理部分來的循環(huán)酸性氣一并進(jìn)入富H2S酸性氣分液罐分離凝液，污水汽提裝置來的酸性氣進(jìn)入富NH3酸性氣分液罐分離凝液。上述原料分離出的冷凝液排入酸性水壓送罐,間斷用泵送至污水汽提裝置處理，經(jīng)分離凝液的上述酸性氣原料各分成兩路,分別進(jìn)入到兩列制硫部分。由于兩列工藝流程相同，以下僅以一列為例進(jìn)行說明。

富NH3酸性氣原料與一部分富H2S酸性氣原料混合送至酸性氣燃燒爐燃燒器(第一區(qū))，剩余部分的富H2S酸性氣進(jìn)入酸