硫回收操作Word文件下载.docx
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通过这个著名的克劳斯反应，在主烧嘴和主燃室中生成气态的单质硫。
1.3.1.2克劳斯催化反应段
接下来的克劳斯催化反应段，可以进一步提高硫的回收率。
在第一和第二反应器中主要发生以下化学反应：
2H2S+SO2→3/xSx+2H2O+Q
通过使用克劳斯催化剂使这个平衡反应向生成硫的方向进行。
通过冷凝分离第一和第二反应器中生成的硫可以提高后面催化反应中的硫转化率。
.3超优克劳斯段（EUROCLAUS®
）
由于克劳斯反应是一个平衡反应，不能完全移向生硫侧，因此在第一和第二反应器中出来的气体中仍含有SO2。
由于SO2在最后的超克（SUPERCLAUS®
）反应器中不参与反应，这会使硫回收率降低。
为了减少SO2带来的这部分损失，在第二反应器后面引入了一个超优反应器，在超优反应器中装填了一种特殊的催化剂，将工艺气中的SO2还原生成单质硫和H2S。
从第二反应器来的工艺气体中含有一定的H2和CO，它们将与SO2在超优反应器的催化床层中发生如下反应：
SO2+2H2→1/xSx+2H2O
SO2+3H2→H2S+2H2O
SO2+2CO→1/xSx+2CO2
.4超级克劳斯段（SUPERCLAUS®
从超优反应器出来的工艺气与空气进行混和，进入超克反应器中，在超克反应器中通过装填一种特殊催化剂将H2S进行选择性地氧化直接生成单质硫，主要反应如下：
H2S+1/2O2→1/xSx+H2O
此反应为热力学完全反应，因此反应可以达到很高的转化率。
.5焚烧炉
从超克反应器来的尾气，以及从液硫池来的排放气中含有一定的硫化物，这些硫化物需要在焚烧炉中进行燃烧反应。
主要反应如下：
H2S+3/2O2→SO2+H2O
1/xSx+O2→SO2
COS+3/2O2→SO2+CO2
工艺流程简述
.1酸性气体脱甲醇和部分氧化单元
来自低温甲醇洗工段的酸性气体，其温度为38℃、压力（G），流量3/h，经过脱甲醇塔（T1901）脱除气体中的甲醇，酸气分液罐（V1901）分离出气体中夹带的水分，然后气体（25℃，12MPa（G））进入到酸气预热器（E1907）中，用蒸汽加热到230℃后，分两路分别送入主烧嘴（Z1901）（3/h）和主燃室（F1901）（1050.3Nm3/h）。
除了送入主燃室（F1901）的酸性气体外，为了进行较彻底的部分氧化反应，采用纯氧代替空气做氧化剂，送入主燃室的氧气量要保证使原料气中的所有烃类（如果有）和其它杂质完全燃烧转化，该氧气量通过先进的控制系统（ABC系统）进行控制，此系统由两部分组成，即原料的前馈和后馈。
前馈部分：
燃烧所需的氧气量是这样计算出来的：
首先测量酸气的流量，然后用这个流量乘以其所需要的氧气系数计算出所需的氧气量，并且用这个值作为氧气流量控制系统的设定值。
控制系统通过两个氧气阀门对氧气流量进行控制。
首先立刻调节副管线上的小阀门，随后延迟一定时间调节主管线上的大阀门。
最终副管线上的小控制阀门回复到它的最优控制位置以便及时跟踪流量变化信号。
通过大、小两个氧气控制阀门的氧气总流量为燃烧反应所需的总氧气流量。
稳定后，通过氧气副阀的流量大约为氧气总量的7.5%。
后馈部分：
氧气流量控制系统还受位于超克反应器上游的硫化氢分析仪控制器控制。
为了使装置的总硫磺回收率最高，必须保证工艺气中H2S浓度0.60%（v）。
对于主燃室，只有燃烧温度高于1000℃才能保证火焰稳定，由于进料气中的可燃性气体含量不足以达到这么高温度，因此，需要通过中压蒸汽对进料气进行预热，同时采用分流法工艺，将进料气中大约25%的气体进入主燃室（F1901）进行反应。
为了回收主燃室中产生的热量，将高温气体引入废热锅炉（E1901）的管程，工艺气体被冷却同时产生低压饱和蒸汽（158℃，（G））。
锅炉给水通过液位控制引入到壳程。
工艺气中的硫蒸汽通过冷凝分离出来形成液态硫，从废热锅炉产生的液硫（，169℃，（G））通过液硫锁斗A（Y1901A）直接输送到液硫池（PIT1901）中。
在废热锅炉出口通道中装有除雾挡板，用以回收过程气中夹带的硫雾。
.2两级克劳斯催化反应单元
出废热锅炉（E1901）气体在第一再热器（E1908）中再次加热，使其温度达到第一反应器（R1901）要求的最佳温度235℃。
第一反应器顶部装填氧化铝型催化剂，作用是加速克劳斯反应，底部装填氧化钛型催化剂，目的是在反应器底部使COS和CS2得到很好的水解转化，通过反应器进口的温度控制器调节加到第一再热器的蒸汽流量。
工艺气体中的H2S和SO2（H2S/SO2比约为）在第一反应器中反应直至平衡。
反应器进口温度维持235℃，有利于COS和CS2的水解转化，出第一反应器的工艺气（332℃）进入第一硫冷凝器（E1902），经冷却后气体（193℃）中的硫冷凝，并从气体中分离出来，出第一硫冷凝器的液硫（609kg/h，178℃，（G）），经液硫锁斗B（Y1901B）靠自流直接进入液硫池（PIT1901）。
出第一硫冷凝器的气体在第二再热器（E1909）中再次加热以得到第二反应器（R1902）催化转化的最佳温度，第二反应器（R1902）使用的催化剂为氧化钛型催化剂，通过反应器进口的温度控制器调节加到第二再热器的蒸汽流量。
第二反应器进口温度低于第一反应器，其目的是提高H2S和SO2反应生成单质硫的转化率。
工艺气中的H2S和SO2在第二反应器中反应并达到平衡。
出第二反应器的工艺气（231℃）进入到第二硫冷凝器（E1903），经冷却后气体（176℃）中的硫冷凝，并从气体中分离出来，出第二硫冷凝器的液硫（，169℃），经液硫锁斗C（Y1901C）靠自流直接进入液硫池（PIT1901）。
.3超级克劳斯加氢催化反应单元
来自第二硫冷凝器（E1903）的气体（174℃），在第三再热器（E1910）中用中压蒸汽加热到195℃，进入超优反应器（R1903）进行催化转化反应。
该反应器装有三种不同的催化剂，顶层催化剂为氧化铝型，进行常规的克劳斯反应；
第二层催化剂为优级克劳斯催化剂，属加氢还原催化剂，其作用是把SO2还原为H2S和硫蒸气；
最后一层为COS水解催化剂，为氧化钛型。
进入第三再热器的蒸汽量由超优反应器进口温度调节器调节，进口温度低于第一、第二反应器进口温度，目的是提高转化率。
工艺气中的H2S和SO2在超优反应器（R1903）中进行反应直至达到平衡。
来自超优反应器（R1903）的工艺气（200℃）进入第三硫冷凝器（E1904）冷却冷凝，冷凝的液硫（流量，166℃）经液硫锁斗D（Y1901D）自流直接进入液硫池（PIT1901）。
工艺气（168℃）送往超克反应器（R1904）。
第一、第二、第三硫冷凝器组装在同一壳体内，锅炉给水引入硫冷凝器的壳侧，并控制液位。
冷凝器产生的低压蒸汽（158℃，（G））用于装置加热，剩余的蒸汽输出界外。
.4超级克劳斯催化反应单元
为了得到高的硫回收率，工艺气必须经过第四级催化转化，这就是超级克劳斯催化转化。
过程气在第四再热器（E1911）中加热与从空气鼓风机（C1901A/B）来的氧化空气一同送入静态混合器（A1901）中进行适当混合，进入超克反应器（R1904）。
在超克反应器中，H2S有选择性的氧化成单质硫，催化剂为有选择性的氧化催化剂，空气过量以维持反应器的氧化条件，同时为防止催化剂硫化，要对空气流量进行控制。
来自超克反应器的气体，进入超克硫冷器（E1905）。
为了尽可能多的冷凝出更多的硫磺，超克硫冷器在较低的温度（最低125℃）下操作，通过产生低压蒸汽（（A），120℃）的方法移走热量，此温度稍高于硫的固化温度。
控制系统确保在硫固化温度以上操作。
由于蒸汽压力低、量少，利用价值不大，借助蒸汽冷凝器（E1906）冷凝这些低压蒸汽。
出超克硫冷器（E1905）的液硫（，122℃）经液硫锁斗E（Y1901E）自流直接进入液硫池（PIT1901）。
出超克硫冷器（E1905）的工艺气体（125℃）进入硫捕集器（V1902）中，硫捕集器带有破沫设备，在此最后的微量液硫（，125℃）从气体中分离出来，经液硫锁斗F（Y1901F）自流直接进入液硫池（PIT1901）。
.5尾气焚烧放空单元
来自超克反应器（R1904）的尾气和来自液硫池（PIT1901）的排放气，含有残留的H2S和其它硫化物，这些含硫化合物不能直接排放到大气中，必须在焚烧炉（F1902）中完全焚烧以使残留的H2S和其它硫化物全部转化为SO2。
从焚烧炉（F1902）中出来的放空气（12264Nm3/h，800℃）经急冷空气冷却后，经烟囱（X1901）排放到大气中。
序号
设备位号
设备名称
型号规格
材质
设计温度
（℃）
设计
压力
MPa（G）
数量
设备重量（t）
1
T1901
脱甲醇塔
立式上段为
50mm的鲍威尔环
SS
170
2
Z1901
主烧嘴
∮1280×
1434
CS
壳体：
340
内衬：
1600
0.3
3
Z1902
焚烧炉烧嘴
2900
衬里/耐火砖
1750
4
F1901
主燃室
∮1400×
5500
炉膛：
炉壁：
5
F1902
焚烧炉
∮2000×
6900
1750℃
340℃
6
R1901
第一反应器
9300反应器壳体
带衬里并有内件
催化剂高度1000mm
CS/隔热材料
450
（壳体）
7
R1902
第二反应器
L=2250
8
R1903
超优反应器
L=2650
9
R1904
超克反应器
L=2500
催化剂高度850mm
10
V1901
酸气分液罐
立式∮700×
2300
11
V1902
硫捕集器
立式∮900×
220
12
V1903
排污罐
立式∮250×
190
13
V1904
闪蒸罐
立式∮450×
14
E1901
废热锅炉
管壳式：
∮1900×
6100
换热面积：
管程：
1000/370
壳程：
15
E1902
第一硫冷凝器
4900
（E1902/03/04在一个壳体内）
370/220
16
E1903
第二硫冷凝器
17
E1904
第三硫冷凝器
18
E1905
超克硫冷器
∮1000×
370/200
19
E1906
蒸汽冷凝器
空冷器L=2000mm
~2
20
E1907
酸气预热器
型式：
BEU
∮800×
2500
51.9m2
300
280
21
E1908
第一再热器
22
E1909
第二再热器
23
E1910
第三再热器
43.9m2
24
E1911
第四再热器
25
Y1901A/B
/C/D/E/F
液硫锁斗
A/B/C/D
/E/F
立式∮50/100/150×
4650
硫封：
锁斗：
26
Y1902
蒸汽喷射器
Q=150kg/h
27
Y1903
静态混合器
∮350；
空气管线直径：
∮75×
100
28
PIT1901
液硫池
8000×
4500×
（2700～3800）
防水材料
200
常压
29
X1901
尾气烟囱
∮1550×
40000
400
30
P1901A/B
酸水泵
离心泵
Q=2～3/h；
H=；
U=380；
N=4kW
316
70
31
P1902A/B
液硫泵
立式离心泵Q=3～3/h
H=82m；
U=380V；
N=22kW
304
出口压力：
32
C1901A/B
空气鼓风机
Q=32545kg/h
120
物料名称
取样
位号
分析项目
控制指标
分析
频率
备注
（分析方法）
酸气
SC1901
H2S
COS
CO2
H2
CH3OH
CO
H2O
～26.375%
（mol）
～3.482%（mol）
69～71%（mol）
～0.279%（mol）
～0.012%（mol）
～0.351%（mol）
～1.9%（mol）
1次/4h
硫分析仪
气相色谱
卡尔费休法
工艺气
SC1902
SO2
CS2
S6
S8
63～65%（mol）
～4.6%（mol）
20～23%（mol）
～4%（mol）
～1.0%（mol）
～0.017%（mol）
～0.065%（mol）
～0.60%（mol）
～2.7%（mol）
SC1903
68～70%（mol）
～25.8%（mol）
～1.84%（mol）
～0.78%（mol）
～0.031%（mol）
～0.026%（mol）
～0.65%（mol）
～0.04%（mol）
～0.014%（mol）
～2.8%（mol）
SC1904
～0.6%
0.14~0.15%
～2.8%
～0.65%
～0.031%
～0.027%
～0.018%
～0.070%
～27.2%
68～70%
SC1905
69～70.2%
～27.4%
～0.59%
～0.015%
～0.013%
～0.45%
0.014%
～0.058%
～2.7%
SC1906
O2
66～68%
～26.5%
～0.56%
～0.012%
～0.026%
～0.43%
～0.05%
～2.6%
～0.82%
工艺尾气
SC1907
～27.1%
0.001%
0.004%
～2.62%
～0.51%
烟囱
进口气
SC1909
～7%
16～17%
超克旁路工艺气
SC1910
C
69～71%
液硫泵出口液硫
SC1911
液硫
液硫中有机
物和矿物质
含量
液硫中总挥
发物分析
液硫中总自
由酸分析
液硫中H2S
分析
～100%（wt）
0.001%（mol）
见分析手册
岗位开停车规程
原始开车（大修后开车）
原始开车前的准备工作
.1开车前的检查、确认及准备工作
容器和管道已清理完成，所有的现场阀门都已处于关闭位置，界区盲板已导盲。
电力、公用工程和仪表系统都已测试投用，所有的转动设备都已检查转动良好，酸性气管线和燃料气管线都已用氮气吹扫合格并充氮气，液硫池已清理干净并已准备好接收产品。
酸气预热器和第一、第二、第三、第四再热器的蒸汽和冷凝液管线的手动阀都已关闭，蒸汽和冷凝液系统都已具备开车条件。
取下液硫锁斗顶部法兰盖，向液硫锁斗中装填固体或液体硫磺，在重新装上法兰盖前确保各个液硫锁斗均已填满硫磺。
用低压氮气或经空气鼓风机加压至最大压力的空气来完成装置的检漏试验，尤其要注意酸性气系统。
.2废热锅炉和硫冷凝器的化学清洗
（1）废热锅炉/硫冷凝器的清洗
阀门确认：
废热锅炉锅炉给水阀关闭，废热锅炉（硫冷凝器）低压蒸汽阀关闭，盲板导盲，排污阀关闭，废热锅炉（硫冷凝器）去液硫锁斗手动阀关闭。
第一步：
除去油脂
1用锅炉水配置浓度分别是0.3%（wt）Na3PO4溶液和0.025%（wt）NaOH溶
液。
2调试废热锅炉和硫冷凝器上低压蒸汽连接件（与壳体的底部连接）。
3将进界区锅炉给水管线上盲板导通，开启排气口，并打开锅炉给水阀，向废
热锅炉和硫冷凝器供应锅炉给水直至正常液位。
4将配置好的溶液经人孔加到水里，关闭人孔。
5打开废热锅炉/硫冷凝器低压蒸汽阀（有盲板的先确认盲板导通），使溶液在
常压下沸腾24小时，每隔1～2小时通过排出部分锅炉水保持液位。
6关闭蒸汽供给阀、锅炉给水阀，盲板导盲，并排出废热锅炉和硫冷凝器内所
有液体。
第二步：
除去水垢和铁锈
1用锅炉水配制一定量相对浓度为％（wt）的Na3PO4溶液。
2将进界区锅炉给水管线上盲板导通，开启排气口，并打开锅炉给水阀，向废
3通过人孔向水中加入Na3PO4溶液，然后盖上人孔。
4关闭排气口，打开废热锅炉/硫冷凝器低压蒸汽阀（有盲板的先确认盲板导
通），通入蒸汽。
当压力增加至（G），关
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