30kt硫磺装置操作规程要点.docx

1、30kt硫磺装置操作规程要点30kt/a硫磺回收装置操作规程1. 范围本标准主要叙述了硫磺回收装置的原理、流程、开停工、事故处理、单体设备操作方法及安全规程。本标准适用于本企业30kt/a硫磺回收装置。2. 规范性引用文件Q/JSH G1102012003工艺技术操作规程管理标准。3. 装置概况3.1 装置组成该装置包括硫磺回收、尾气处理和溶剂再生三部分。 3.2 设计处理量3.2.1 硫磺回收部分规模为年回收硫磺30kt/a3.2.2 溶剂再生部分规模为50t/h3.3 工艺概况制硫部分采用克劳斯部分燃烧法处理酸性气生产硫磺，此法是将全部原料气引入制硫燃烧炉， 在炉中按制硫所需的O2量严格控

2、制配风比, 使H2S在炉中约65%发生高温反应生成气态硫磺。未反应的 H2S和SO2 再经过转化器，在催化剂的作用下，进一步完成制硫过程。对于含有 NH3和少量烃类的原料气用该法可将 NH3 和烃类完全分解为 N2、 CO2 和H2O， 使产品硫磺的质量得到保证。从硫磺回收部分排出的制硫尾气,仍含有少量的 H2S、SO2、COS、Sx 等物质，直接焚烧后排放达不到国家规定的环保要求。为此，制硫部分的尾气需要继续进行尾气处理。制硫尾气经过加氢还原吸收，将硫回收尾气中的元素 S、SO2、COS和CS2 等，在很小的氢分压和极低的操作压力下(约 0.020.03MPa),用特殊的尾气处理专用加氢催化

3、剂，将其还原或水解为 H2S，再用醇胺溶液吸收，吸收了 H2S 的富液经再生处理，富含 H2S 的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500mg/m3。 溶剂再生部分采用成熟、可靠的热再生技术。3.4 装置特点1)硫磺回收装置是一个环保装置，它的社会效益远大于它的经济效益，装置安全、平稳、长周期运行才能使装置主要污染物的排放量和排放浓度(尤其是对硫、二氧化硫和其它含硫化合物)符合国家环保排放标准。硫磺回收装置工艺技术比较复杂，介质易燃、易爆，并有腐蚀和毒性，操作不安全因素较多，因此自动控制系统必须具有高可靠性和高安全性。 2) 本装置原料为酸性气，产品为液体和固体硫磺，并产生低

4、压蒸汽。装置操作温度较高，工艺介质粘稠、易结晶、易燃易爆，且含有硫化氢等有毒介质，故对自控设备选型、防爆要求严格。本设计中选用的自控设备质量可靠、技术先进、经济合理、性能稳定，有成熟的使用经验和技术支持，可以满足本装置对自动化仪表的需要。 本装置变送器和信号转换类仪表选用本质安全型，配用齐纳式或隔离式安全栅构成本质安全防爆系统；开关类仪表选用隔爆型仪表。 3) 本装置工艺技术先进、运行条件苛刻、操作难度大，安全要求严格。为满足工艺过程的要求，本单元采用分散控制系统(DCS)。通过 DCS 的操作站对工艺过程的重要参数进行控制、监测、记录、报警和报表打印。现场变送器采用精度高、性能好、维护量少的

5、智能变送器，在 DCS 操作站上可与变送器作双向数字通讯，作远程诊断和修改量程、校验等工作，提高了自动化水平，减少了仪表的维护、维修量。 4) 硫磺回收装置开/停工过程烦琐，在生产过程中可能出现人身和设备事故，为保证操作人员和生产装置的安全，简化和降低开/停工过程中工人的劳动强度，本单元独立设置紧急停车系统(SIS)。 5) 为确保装置安全生产和人身安全，对可能泄漏或聚集硫化氢和可燃气体的地方，按规定设置有毒气体以及可燃气体检测装置，并将信号送至 DCS 进行报警、记录。 4. 工艺流程简述4.1 装置生产原理 4.1.1 Cluas制硫）燃烧炉中的化学反应酸性气引入燃烧炉后，在一定的配风量及

6、温度下，酸性气中的烃类完全燃烧生成CO2，而65%的H2S氧化成硫，约12%的H2S完全氧化成SO2,其反应式如下： 2H2S O2 2H2O 2S 8.79105 kJ/kg2H2S 3O2 2H2O 2SO2 5.19105 kJ/kg CH4 2O2 2H2O CO2 8.04105 kJ/kg 如果烃类不完全燃烧生成CO及C有可能导致一系列副反应,生成羰基硫、二硫化碳,对硫化氢的转化率及催化剂寿命造成不利影响。SO2 3CO COS 2CO2 Sn nCO nCOS H2S CO COS H2C 2S CS2b）转化器中的化学反应未反应的H2S及生成的SO2以2:1的摩尔比例在转化器中

7、发生催化反应: Al2O32H2S SO2 2H2O 3S 8.79104 kJ/kg 羰基硫、二硫化碳在转-601/1中于315343的条件下可发生水解反应，温度高时对反应有利。Al2O3 COS H2O CO2 H2S QAl2O3 CS2 2H2O CO2 2 H2S Q4.1.2 尾气处理尾气处理系统采样还原吸收法，克劳斯尾气与富氢气混合经加氢反应器，在钴钼催化剂的作用下，使尾气中所有的含硫化合物被还原或被水解为H2S。还原反应 SO23H2H2S2H2OQSH2H2SQ水解反应 COSH2OH2SCO2QCS22H2O2H2SCO2Q经加氢反应后的尾气，经过MDEA吸收后送到气体脱硫

8、装置的胺液再生部分脱除H2S，然后经尾气焚烧炉将剩余的硫化物转化为SO2，由烟囱排放至大气。4.1.3 溶剂再生 本装置采用常规汽提再生工艺，这也是世界上普遍采用的工艺技术方法。该工艺采用低压蒸汽作为再生塔底重沸器热源，使用复合型MDEA 脱硫溶剂，其技术成熟，投资少，能耗低，操作简单。4.1.4 加氢催化剂预硫化与钝化过程与原理 加氢催化剂中的活性组分钴、钼起初是以氧化态形式存在的，经硫化处理后将其变成硫化态，活性组分才对加氢还原起催化作用。 催化剂的预硫化要求在200300之间、有氢、有H2S存在的情况下进行，预硫化期间催化剂上的硫含量能达到3%（W）左右，完全硫化后硫含量约为6%（W）。

9、预硫化是放热反应，应防止催化剂过热。装置停车时，需对催化剂进行钝化处理，即将沉积在催化剂表面的FeS氧化为Fe2O3和SO2，避免FeS暴露在空气中剧烈氧化，并导致催化剂过热而失去活性。加氢催化剂钝化的过程中，床层温度要求控制在6070之间。4.2 流程简述 4.2.1 硫磺回收及尾气处理部分工艺流程简述 再生和催化等装置来的酸性气经酸性气分液罐（原有利旧）脱液后，与来自酸性水汽提装置的酸性气混合进入制硫燃烧炉（F-2101）的火嘴。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烃类等有机物全部分解。在制硫燃烧炉内约 65%(v)的 H2S进行高温克劳斯反应转化为硫，余

10、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（K-2101A/B）供给。制硫燃烧炉（F-2101）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，从而获得最高的 Claus 转化率。 自 F-2101 排出的高温过程气（1227），小部分通过高温掺合阀调节一级转化器（R-2101）的入口温度, 其余部分进入制硫余热锅炉（ER-2101），用余热发生 1.2MPa 饱和蒸汽送至蒸汽过热器（E-3203）过热；

11、过程气温度降至 350进入一级冷凝冷却器（E-2101）冷至 160，在E-2101 管程出口，冷凝下来的液体硫磺与过程气分离，自底部流出进入硫封罐（D-2105A）。 一级冷凝冷却器（E-2101）管程出口 160的过程气，通过高温掺合阀与 1227的高温过程气混合后，温度达到 258进入一级转化器（R-2101），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 316，进入过程气换热器（E-2104）管程与二级冷凝冷却器（E-2102）出口的低温过程气换热，温度降至 262进入二级冷凝冷却器（E-2102）；过程气冷却至 160，冷凝下来的液体硫磺，在管程出

12、口与过程气分离，自底部流出进入硫封罐（D-2105B）。分离后的过程气再返回过程气换热器（E-2104）壳程，加热至 225进入二级转化器（R-2102）。在催化剂作用下，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（E-2103），温度从 239被冷却至 160，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（D-2105C）。顶部出来的制硫尾气经尾气分液罐（D-2104）分液后进入尾气处理部分。一、二、三级冷凝冷却器的余热均通过发生 0.35MPa 饱和蒸汽加以回收，产生的饱和蒸汽一部分作为硫磺回收及尾气处理部分的设备、管道伴热，

13、剩余部分送至本装置溶剂再生部分作为溶剂再生热源。汇入硫封罐的液硫自流进入液硫池脱气后，用液硫泵送至液硫储罐或送至成型造粒包装，装车后用汽车外送出装置。 尾气分液罐 （D-2104） 出口的制硫尾气， 先进入尾气加热器 （E-3201） ， 与蒸汽过热器 （E-3203）出口的高温烟气换热，温度升到 302，混氢后进入加氢反应器（R-3201），在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 335进入蒸汽发生器（E-3202）发生 0.35MPa 饱和蒸汽，尾气温度降至 170进入尾气急冷塔（C-3201）下部，与急冷水逆

14、流接触、水洗冷却至 40。尾气急冷塔使用的急冷水，用急冷水泵(P-3201A/B)自 C-3201 底部抽出，经急冷水冷却器（E-3204A/B）冷却至 40后，返 C-3201 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装置处理。 为了防止设备腐蚀， 需在急冷水中注入氨水， 以调节其 pH 值保持在 78。急冷降温后的尾气自尾气急冷塔（C-3201）顶部出来进入尾气吸收塔（C-3202）。 本装置溶剂再生部分来的贫胺液（25%MDEA 溶液）进入尾气吸收塔（C-3202）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 的富胺液，经

15、富液泵(P-3202A/B)升压后返回溶剂再生部分。 自尾气吸收塔（C-3202）塔顶出来的净化尾气，进入尾气焚烧炉（F-3201），在 600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，焚烧后的高温烟气先经过蒸汽过热器（E-3203），然后再经尾气加热器（E-3201）回收热量，烟气温度降至 300左右由烟囱（ST-3201）排入大气。 4.2.2 胺液再生部分工艺流程简述 本装置尾气吸收部分来的富胺液经贫富液换热器 （E-4301AD） 与来自溶剂再生塔 （C-4301）底的高温贫液换热至 95左右进入再生塔(C-4301)上部第 22 层

16、， 经过塔板自上而下的热交换和质交换过程，塔底获得的贫胺液进入贫富液换热器(E-4301AD)壳程回收余热，再经贫液水冷器(E-4303A/B)冷却后进入贫液贮罐（D-4301），贫液经贫液泵（P-4301）抽出，输送至本装置尾气吸收塔（C-3202）。再生塔(C-4301)底部的胺液进入塔底再沸器(E-4304)，用低压蒸汽加热，为富胺液再生提供热源；塔底再沸器(E-4304)产生的凝结水进入凝结水罐(D-4303)，回收后送出装置。 再生塔(C-4301)顶部的含 H2S 蒸汽经过再生塔顶水冷器（E-4302A/B）冷却至 40进入再生塔顶回流罐(D-4302)，凝液经塔顶回流泵(P-4302A/B)、液控阀返回再生塔(C-4301)顶作回流；塔顶回流罐(D-4302)的气相酸性气，经过塔顶压控阀送至硫磺回收部分作原料。4.3 装置设备一览表5. 装置设计参数5.1 原料指标酸性气硫化氢%（体积）烃 类%（体积）氢气氢气%（体积）95%烃 类%（体积）90-Al2O3活性 组份物理性质外观 规格 mm 比表面积 m2/g 堆密度g/cm3 强度 N/粒 磨损率 %(w)白色固体小球 46 300 0.650.80 140 0.5土红褐色小球 46 260 0.700.82 130 0.5表6 尾气处理加氢催化剂物性项目单位指标化学组成MoO3 Co