硫磺回收装置操作手册A.docx

1、硫磺回收装置操作手册A海南实华炼油化工有限公司海南炼化续建项目8万吨/年硫磺回收装置工艺手册档案号：B0303-12B-PR3/A1本文件含有编制单位专有技术，在未取得编制单位书面同意前，不得进行复制或向第三方透露，也不得用于与本项目无关的其它用途。山东三维石化工程有限公司2005年12月1 前言2 概述2.1 装置组成2.2 设计基础2.3 设备3 工艺流程 3.1 硫回收部分工艺说明 3.2 尾气处理部分工艺说明3.3 胺液再生部分工艺说明3.4 液硫脱气及液硫成型部分工艺说明4 工艺原理及操作条件4.1 工艺原理4.2 主要操作条件5 装置开工前的准备5.1 系统及设备检查5.2 单机试

2、运行5.3 系统清扫5.4 煮炉操作5.5 烘炉和烘器5.6 催化剂装填5.7 水联运5.8 系统吹扫和系统气密6 装置开车操作程序 6.1系统升温6.2硫回收部分开车6.3尾气净化系统的生产准备6.4尾气加氢催化剂预硫化6.5装置的正常运行7 装置停车操作程序7.1装置停工操作7.2制硫部分系统吹扫7.3尾气处理系统吹扫和尾气加氢催化剂钝化7.4急冷水系统和胺液系统的处理8 装置故障停工操作8.1急冷水系统和胺液系统的处理8.2 故障停工操作9 长期停工的维护10安全、环保、健康技术规定1 前言本工艺手册仅适用于海南炼化续建项目8万吨/年硫磺回收装置。本工艺手册提供了硫磺回收装置总的操作指南

3、。在本装置工作的所有操作人员和维护人员都要经过良好的培训和熟悉所有的设备，并能熟练地操作和维护、维修。在装置的实际运行过程中，对于可能出现的各种问题和情况，工艺手册不可能全部预见到并包括进去。由于原料性质是变化的，操作条件可能相应变化，因此，工艺手册中叙述的所有条款，都要经过试运行和装置实际操作经验加以修正，才能适应生产情况的变化。2 概述2.1 装置组成硫磺回收装置由制硫、尾气处理、液硫脱气、尾气焚烧及液硫成型五部分组成。2.2 设计基础2.2.1装置能力 装置能力：硫化氢富气的流量大约为9900Nm3/h；硫磺产量约为79200吨/年。年操作时间：8400小时(350天)2.2.2原料来源

4、原料来自本装置胺液再生单元的清洁酸性气和本装置酸性水汽提单元来的含氨酸性气。2.2.3原料性质及组成酸性气来源溶剂再生单元溶剂再生单元含硫污水汽提装置酸性气合计温度 40409057.2压力 MPa(g)0.060.060.09分子量34.9633.3723.2730.22组成kmol/hH2S47.660206.71139.951CO211.1020.9134.5450H2O2.7149.56240.168C10.0630.011N20.003H20.0270.284C20.1190.0082.760C30.0170.007NH30.5750.01453.436合计62.280217.510

5、140.86002.2.4产品规格硫磺回收及尾气处理部分的产品为固体硫磺。固体硫磺产量为79200吨/年。硫磺产品质量，符合GB2449-92中一等品的要求，检测方法参照GB/T2451、2452、2453、2454、2455执行。项 目纯度砷含量灰分酸度(H2SO4)水份有机物铁指标%（m/m）99.500.010.100.0050.50.300.0052.2.5工艺要求1)工艺必须要世界先进，安全可靠，且有实践证明。2)且在大型商业生产厂得到良好的验证。3)硫化氢尾气控制在国家废气排放标准范围内。4)较高的生产能力。5)对原材料和公用工程的消耗低，污染小，易操作。6)30120%负荷率。7

6、)易于操作和维修。2.2.6 界区公用工程条件序号规格名称状态压力MPa(g)温度备注1循环冷水液0.4332循环热水液0.25433除盐水液0.4404新鲜水液0.4常温5消防供水液0.81.0常温6低压除氧水液2.01047电6000V，380V，220V，50Hz8高压蒸汽汽3.54109中压蒸汽汽1.025010低压蒸汽汽0.3514711净化风气0.6常温12非净化风气0.74013低压氮气气0.85常温14燃料气气0.4常温2.3 设备主要设备一览表序号设备位号设备名称数量主要规格备注11203-F-101制硫燃烧炉1台34001115920B0303-12-HT20121204-

7、F-101制硫燃烧炉1台34001115920B0303-12-HT20131203-F-201尾气焚烧炉1台28001025516B0303-12-HT20241203-R-101一级转化器1台34001442020B0303-12-EQ20351203-R-102二级转化器61204-R-101一级转化器1台34001442020B0303-12-EQ20371204-R-102二级转化器81203-R-201加氢反应器1台34001081616B0303-12-EQ20491203-C-201尾气急冷塔1台2600/260032802(103)/12B0303-12-EQ20510120

8、3-C-202尾气吸收塔111203-E-101制硫余热锅炉1台锅筒2100645746汽包1200561030B0303-12-EQ206序号设备位号设备名称数量主要规格备注121204-E-101制硫余热锅炉1台锅筒2100645746汽包1200561030B0303-12-EQ206131203-E-102一级冷凝冷却器1台2200/28001055016/18B0303-12-EQ207141203-E-104二级冷凝冷却器151203-E-105三级冷凝冷却器161204-E-102一级冷凝冷却器1台2200/28001055016/18B0303-12-EQ207171204-E

9、-104二级冷凝冷却器181204-E-105三级冷凝冷却器191203-E-103过程气换热器1台1300/1800848216/14B0303-12-EQ208201204-E-103过程气换热器1台1300/1800848216/14B0303-12-EQ208211203-E-201尾气加热器1台1900/2500703614B0303-12-EQ209221203-E-202蒸汽发生器1台1800/26001028114/16B0303-12-EQ210231203-E-203蒸汽过热器1台447026203450江西江联能源环保公司241203-E-204贫液冷却器1台LBI-16

10、5-2150/1200四平市北方压力容器厂251203-E-205急冷水冷却器1台BRB1.2-1.0-250-E-I四平市北方压力容器厂261203-E-301成型冷却水冷却器1台LTI-90-1400/1200四平市北方压力容器厂271203-E-401锅炉排污冷却器1台AES400-1.6-15-3/25-2LJ.E-2005-65281203-D-101清洁酸性气分液罐1台2400730814B0303-12-EQ212291203-D-102含氨酸性气分液罐1台1400477412B0303-12-EQ213301203-D-103尾气分液罐1台1400/1600388914/10B

11、0303-12-EQ214311204-D-103尾气分液罐1台1400/1600388914/10B0303-12-EQ214321203-D-201循环气缓冲罐1台120035838B0303-12-EQ215331203-D-301硫封罐1台219/27343668/8B0303-12-EQ216341203-D-302硫封罐1台325/406442812/9B0303-12-EQ217351203-D-303硫封罐1台325/406442812/9B0303-12-EQ217361203-D-304硫封罐1台325/406442812/9B0303-12-EQ217371203-D-3

12、05硫封罐1台219/27343668/8B0303-12-EQ216381204-D-301硫封罐1台219/27343668/8B0303-12-EQ216391204-D-302硫封罐1台325/406442812/9B0303-12-EQ217401204-D-303硫封罐1台325/406442812/9B0303-12-EQ217411204-D-304硫封罐1台325/406442812/9B0303-12-EQ217421204-D-305硫封罐1台219/27343668/8B0303-12-EQ216431203-D-401连续排污膨胀器1台100036008宜兴高胜消音环

13、保设备厂441203-D-402定期排污膨胀器1台1500286010宜兴高胜消音环保设备厂451203-D-404燃料气缓冲罐1台80033338B0303-12-EQ218461203-D-406净化风罐1台1000338510B0303-12-EQ201471203-K-101制硫鼓风机3台C200-1.57陕鼓集团陕西骊山风机厂481203-K-201A/B尾气鼓风机2台AI110-1.12陕鼓集团陕西骊山风机厂491203-K-201C尾气鼓风机1台AI220-1.12陕鼓集团陕西骊山风机厂501203-P-101酸性水泵2台ZA40-200临淄长治泵业有限公司511203-P-20

14、1急冷水循环泵2台ZA150-400临淄长治泵业有限公司521203-P-202富胺液泵2台ZA100-200临淄长治泵业有限公司531203-P-301液硫脱气泵2台DGCY100-250A大连化工耐腐蚀泵厂序号设备位号设备名称数量主要规格备注541203-P-302液硫提升泵2台DGCY25-200C大连化工耐腐蚀泵厂551203-P-303成型冷却水泵2台DLY50-200大连化工耐腐蚀泵厂561203-PA-301硫磺成型机3台RB-1500LV/HV上海瑞宝造粒机有限公司571203-PA-302称重码垛机2台哈尔滨博实自动化设备公司581203-SR-201急冷水过滤器1台190m

15、3/h；80新乡胜达过滤净化技术公司591203-SR-202贫胺液过滤器1台190m3/h；50新乡胜达过滤净化技术公司601203-TV-0501高温掺合阀1台HC6S41H-20C-700/150-800浙江石化阀门有限公司611204-TV-0501高温掺合阀1台HC6S41H-20C-700/150-800浙江石化阀门有限公司3 工艺流程3.1 制硫工艺概述在石油化工企业中，由于原料中硫含量的不同、脱硫工艺方法各异，产生的酸性气中硫化氢浓度高低不一。通常均采用工艺路线成熟的Claus硫回收工艺，根据酸性气中H2S含量不同，常用的制硫工艺有部分燃烧法和分流法。酸性气浓度较高时采用的是部

16、分燃烧法；酸性气浓度较低时常采用分流法。部分燃烧法是将酸性气全部引入反应炉，按照原料气中全部有机杂质(包括NH3)彻底氧化分解的同时1/3的H2S完全反应为SO2来计算需氧量并配风。在反应炉内，由于反应温度不同，约有6075的H2S发生高温Claus反应直接生成元素硫，剩余的H2S有1/3生成SO2。该法适用于硫化氢浓度较高的酸性气制硫。分流法是将约1/3的原料气引入制硫燃烧炉，在炉中按1/3的原料气中的H2S在炉中全部生成SO2控制配风；另外2/3的原料气在炉后与其混合进入转化器，在催化剂的作用下，发生Claus反应生成硫磺，完成制硫过程。对于不含烃类且硫化氢浓度较低的酸性气用分流法，产品硫

17、磺的质量完全可以得到保证。3.2 制硫工艺过程描述本装置溶剂再生单元来的清洁酸性气经清洁酸性气分液罐（1203-D-101）脱液后，分为两路进入线和线的制硫燃烧炉（1203-F-101和1204-F-101）的烧氨火嘴；污水汽提单元的含氨酸性气进入含氨酸性气分液罐（1203-D-102）脱液后，分为两路进入线和线，与清洁酸性气合并后，一并进入制硫燃烧炉（1203-F-101和1204-F-101）的烧氨火嘴。制硫部分线和线的流程相同，以下仅对线流程进行叙述。根据制硫反应需氧量，通过比值调节严格控制进炉空气量，经燃烧,将酸性气中的氨和烃类等有机物全部分解。根据烧氨火嘴供应商提供的条件，NH3的分

18、解温度为12501300。为了防止原料性质变化造成炉温偏低，设计了清洁酸性气分流管线，必要时可以将一部分清洁酸性气分流至制硫燃烧炉中部，从而保证炉膛前部温度1300，避免NOX的生成和铵盐堵塞系统。在制硫燃烧炉内约68%(v)的H2S进行高温克劳斯反应转化为硫，余下的H2S中有1/3转化为S02，燃烧时所需空气由制硫炉鼓风机（1203-K-101A/B/C）供给。制硫燃烧炉（1203-F-101）的配风量是关键，为此，在制硫尾气管道上安装了一台H2S/SO2在线比值分析仪，随机分析尾气中H2S/SO2比率，并通过反馈信号调节供风管道上的微调阀，使过程气中的H2S/SO2比率始终趋近2:1，从而

19、获得最高的Claus转化率。清洁酸性气分液罐（1203-D-101）和含氨酸性气分液罐（1203-D-102）分出的凝液，根据分液包液面信号，自启动酸性水泵（1203-P-101A/B/C）将酸性水送出装置至污水汽提单元。自1203-F-101排出的高温过程气（约1365）,小部分通过高温掺合阀调节一级转化器（1203-R-101）的入口温度, 其余部分进入制硫余热锅炉（1203-E-101），用余热发生4.0MPa饱和蒸汽输至蒸汽过热器（1203-E-203）过热至410并网；过程气温度降至350进入一级冷凝冷却器（1203-E-102）冷至160，在1203-E-102管程出口，冷凝下来的

20、液体硫磺与过程气分离，自底部流出进入硫封罐（1203-D-301）。一级冷凝冷却器（1203-E-102）管程出口160的过程气，通过高温掺合阀与1365的高温过程气混合后，温度达到254进入一级转化器（1203-R-101），在催化剂的作用下，过程气中的H2S和SO2转化为元素硫。反应后的气体温度为308，进入过程气换热器（1203-E-103）管程。过程气换热器（1203-E-103）管程，与二级冷凝冷却器（1203-E-104）出口的低温过程气换热，温度降至253进入二级冷凝冷却器（1203-E-104）；过程气冷却至160， 1203-E-104冷凝下来的液体硫磺，在管程出口与过程气分

21、离，自底部流出进入硫封罐（1203-D-301）。分离后的过程气再返回过程气换热器（1203-E-103）壳程，至220进入二级转化器（1203-R-102）。在催化剂的作用，过程气中剩余的H2S和SO2进一步转化为元素硫。反应后的过程气进入三级冷凝冷却器（1203-E-105），温度从239被冷却至160。1203-E-105冷凝下来的液体硫磺，在管程出口与过程气分离，自底部流出进入硫封罐（1203-D-301）。顶部出来的制硫尾气经尾气分液罐（1203-D-103）分液后进入尾气处理部分。一、二、三级冷凝冷却器（共用一个壳体）的余热均通过发生0.35MPa饱和蒸汽加以回收，产生的饱和蒸汽一

22、部分作为硫磺回收及尾气处理部分的设备、管道伴热（约3.4t/h），剩余部分用专线送至本装置溶剂再生单元作为溶剂再生热源。汇入硫封罐的液硫自流进入液硫池（1203-S-301），经注入氨气和氮气，用液硫循环泵（1203-P-301A/B）循环脱气处理，液硫中的有毒气体被脱出至气相，用液硫脱气抽空器的中压蒸汽作动力，送至尾气焚烧炉（1203-F-201）焚烧。脱气后的液硫用液硫提升泵（1203-P-302A/B）送至硫磺成型机（1203-PA-301A/B/C）造粒成型；再经皮带输送机（1203-SC-301）传送至称重码垛机（1203-PA-302A/B）称重、包装为50千克/袋，码垛为1吨/每

23、托盘的产品硫磺，用防爆叉车（1203-HE-302A/B）码放在产品库棚内，供汽车运输出厂。3.3 尾气处理工艺概述从硫磺回收部分排出的制硫尾气,仍含有少量的H2S、SO2、COS、Sx等有害物质，直接焚烧后排放达不到国家规定的环保要求。硫磺回收尾气处理方法主要有低温克劳斯法、选择氧化法、加氢还原吸收法。加氢还原吸收工艺是将硫回收尾气中的元素S、SO2、COS和CS2等，在很小的氢分压和很低的操作压力下,用特殊的尾气处理专用加氢催化剂，将其还原和水解为H2S，再用醇胺溶液吸收，再生后的醇胺溶液循环使用；吸收了H2S的富液经再生处理，富含H2S气体返回上游硫回收部分，经吸收处理后的净化气中的总硫

24、300ppm。加氢还原吸收尾气处理是目前世界上公认的最彻底的制硫尾气处理工艺，“SSR”工艺的原理是尾气加氢还原吸收。3.4 尾气处理工艺过程描述尾气分液罐（1203-D-103）出口的制硫尾气与线尾气分液罐（1204-D-103）出口的制硫尾气合并后，先进入尾气加热器（1203-E-201），与蒸汽过热器（1203-E-203）出口的高温烟气换热，温度升到300，混氢后进入加氢反应器（1203-R-201），在LS-951催化剂的作用下进行加氢、水解反应，使尾气中的SO2、S2、COS、CS2还原、水解为H2S。反应后的高温气体约331进入蒸汽发生器（1203-E-202）发生0.35MPa

25、饱和蒸汽，尾气温度降至170进入尾气急冷塔（1203-C-201）下部，与急冷水逆流接触、水洗冷却至40。尾气急冷塔使用的急冷水，用急冷水循环泵(1203-P-201A/B)自1203-C-201底部抽出，经急冷水空冷器（1203-A-201）冷却至40后返1203-C-201循环使用。因为温度降低凝析下来的不平衡急冷水通过塔底液位调节阀送至污水汽提单元处理。为了防止设备腐蚀，需在急冷水中注入NH3，以调节其pH值保持在78。急冷降温后的尾气自尾气急冷塔（1203-C-201）顶部出来进入尾气吸收塔（1203-C-202）。本装置溶剂再生单元来的MDEA贫胺液（30%溶液）进入尾气吸收塔（12

26、03-C-202）上部，与尾气急冷塔来的尾气逆流接触，尾气中的H2S被吸收。吸收了H2S的MDEA富液，经富胺液泵(1203-P-202A/B)升压后返回溶剂再生单元。自尾气吸收塔（1203-C-202）塔顶出来的净化尾气（总硫300ppm），进入尾气焚烧炉（1203-F-201），在670高温下，将净化尾气中残留的硫化物焚烧生成 SO2，剩余的H2和烃类燃烧成H2O和CO2，焚烧后的高温烟气经过蒸汽过热器（1203-E-203）和尾气加热器（1203-E-201）回收热量后，烟气温度降至300左右由烟囱（1203-ST-201）排入大气。4 工艺原理及操作条件4.1 工艺原理4.1.1制硫工

27、艺原理Claus制硫总的反应可以表示为：2H2SO2 2/X SX2H2OQ(1)在反应炉内，反应(1)是部分燃烧法的主要反应，反应比率随炉温变化而变化，炉温越高平衡转化率越高；除反应(1)外，还进行以下主反应：2H2S3O2 2SO22H2OQ(2)在转化器中发生以下主反应： 2H2SSO2 3/XSX 2H2OQ(3)采用分流法时，反应炉内仅发生反应(2)，转化器中发生反应(3)。由于酸性气中存在烃类和氨，反应炉内还发生烃类和氨的分解反应。烃类完全燃烧需要炉温达到900以上；氨的分解需要炉温达到1250以上并合理配风，否则将生成NOX。CXHY(XY/2)O2XCO2Y/2 H2OQ(4)4NH33O2 2N26H2OQ(5)4NH3 (32X)O2 2NOX 6H2OQ(6)由于复杂的酸性气组成，反应炉内可能发生以下副反应：2S2CO2