克劳斯_低温斯科特硫回收工艺在煤化工中的应用_刘立考
超优克劳斯工艺在煤化工硫回收中的应用
收 稿 日期 :0 0 0 — 6 2 1- 5 2
作者简 介 : 汪家铭 (9 9 ) 男 , 14 一 , 江苏苏州人 , 工程师 , 曾从事大 型引进化肥装置设 备管理和维修工作 ,9 3 19 年后从 事 化工 科 技 期 刊 编 辑 及 化 工情 报信 息工 作 , 先后 在 国 内各 种 公 开 刊物 上 发 表 过 化 工 科 技 论 文 2 0余 篇 。 1
传 统 克 劳 斯
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 3 I . abn Id s 98 . F re n u 。改 进 成 现 在 的克 劳 斯 工 艺 流 程 , 个 工 艺 包 括 了 一 个 热 改 良克 劳斯 ( 流 G 这 直 反 应 段 和 紧接 两 个 或 三 个催 化 反 应 器 段 , 过这 次 重 大 改 进 后 , 劳 斯 工 艺 法 、 分燃 烧 法 ) 经 克 部 才开 始 在 工业 上 得 到 广 泛 应 用 , 而 奠 定 了现 代 硫 磺 回 收 工艺 的 基础 。 从 16 Jcb eeln . (N ) 权 和 设 计 的 包 含 一 个 高温 反 应 段 和 三 个 催 化 反 现 代 改 良克 劳 斯 90 ao s dr dBV. L 授 N a J 应 段 的 克 劳斯 硫 磺 回 收 装 置 , 高温 反 应 炉 、 凝 器 、 热炉 和催 化转 化反 应 ( 分 燃 烧 法 、 流 由 冷 再 部 分 器 等 一 系列 容 器 所 组 成 。 在 其 后 2 0多 年 中其 基 本 的 工 艺 原 理 并 没 有 改 变 , 法 和 直 接 氧 化法 ) 但 装 置 性 能 、 全 性 、 靠 性 和运 行状 况都 有 了显 著 提 高 。 安 可
克劳斯法硫磺回收工艺技术现状及发展趋势
克劳斯法硫磺回收工艺技术现状及发展趋势克劳斯法是一种常用的硫磺回收工艺技术,主要用于焦化企业的硫磺资源回收利用。
随着环保意识的不断提高和能源资源的日益紧缺,硫磺回收技术得到了广泛关注和应用。
本文将对克劳斯法硫磺回收工艺技术的现状和发展趋势进行介绍和分析。
克劳斯法是一种基于氧化还原反应的硫磺回收工艺技术,其原理基本上是将焦化煤气中的二氧化硫还原成硫化氢,再经过反应器和吸收器处理,最终得到高纯度的硫磺。
克劳斯法硫磺回收工艺技术具有硫磺回收率高、产品质量好、操作稳定等优点,因此得到了广泛的应用。
目前,国内外焦化企业在硫磺回收方面都在积极引进和应用克劳斯法技术。
特别是在我国,随着《大气污染防治行动计划》的实施,环保压力日益增大,使得硫磺回收技术得到了更广泛的应用和关注。
许多焦化企业已经或正在进行硫磺回收工艺技术改造,以适应环保政策的要求。
克劳斯法硫磺回收工艺技术在技术改造和优化方面也取得了一系列的进展。
通过增加反应器和吸收器的容积,优化反应条件等手段,可以提高硫磺回收率和产品质量,降低生产成本,实现资源的更好利用。
1. 技术创新和优化随着环保要求的不断提高,克劳斯法硫磺回收工艺技术将不断进行技术改造和优化,以满足环保要求和提高经济效益。
未来,克劳斯法硫磺回收工艺技术可能会进一步提高硫磺回收率,减少废水和废气排放,提高产品质量,降低生产成本。
2. 节能减排随着我国能源资源的日益紧缺,节能减排将成为未来克劳斯法硫磺回收工艺技术发展的一个重要趋势。
通过采用新的节能技术和设备,优化工艺流程和操作条件,可以有效降低能源消耗,减少废气排放,实现可持续发展。
3. 自动化和智能化随着信息技术的不断发展,克劳斯法硫磺回收工艺技术将朝着自动化和智能化方向发展。
通过引入先进的控制系统和设备,实现生产过程的智能化监控和调节,可以提高生产效率,降低人工成本,提高产品质量和安全性。
4. 成套化和集成化未来,克劳斯法硫磺回收工艺技术可能会向成套化和集成化方向发展。
煤化工项目硫回收工艺技术分析
煤化工项目硫回收工艺技术分析作者:李德龙张瑶来源:《科学与财富》2019年第04期摘要:随着社会的发展和经济水平的提高,人们在物质生活极大丰富的今天逐渐意识到生态环保对于人类生存的重要性。
煤化工的大力发展在给人们物质生活奠定保障的同时,也对环境造成了不可挽回的污染。
本文基于煤化工装置中硫回收工艺技术特点,介绍了克劳斯工艺、Clinsulf-do 工艺、斯科特工艺和生物脱硫工艺在煤化工装置中的应用,并对其进行了技术分析,以期推动硫回收工艺在煤化工装置中的发展。
关键词:煤化工;硫回收;工艺技术引言中国当前处于经济飞速发展的阶段,对能源需求不断增加,由于我国资源储备煤多油少,因此对于煤炭能源的依赖度较高,煤化工企业发展迅速。
但同时煤化工企业的大力发展又带来了环境污染,当前我国中小型煤化工企业处理硫尾气通常采用直接燃烧和固体吸收两种方法,既会对锅炉造成腐蚀,操作费用高,又不能满足环保要求。
如何采用适合的硫回收技术,避免资源浪费和环境污染,成为了当代煤化工企业发展的重要问题。
一、煤化工领域中硫回收装置的特点1.1 规模不够庞大就目前形势来看,炼厂装置的炼油能力以及天然气能力都比较强,对此,硫回收装置的规模也在日益增大,但相较于硫回收装置而言,煤化工装置的规模就相对较小,其硫磺的年产量最多也只有5万吨左右。
1.2 酸性气构成较为复杂首先,煤本身就是一个构成较为复杂的物质,这也直接导致了其产生的酸性气构成也较为复杂,其中甚至还包含着如木精、氰化氢等杂质,这些物质对于硫回收装置的运行所带来的影响不容小觑。
1.3酸性气的浓度偏低且变化幅度较大煤化工装置酸性气主要通过合成气净化而来,而天然气净化厂酸性气则主要来自于醇胺,因此,氢硫酸的含量相对较低,大约只能维持在25% 左右,除此之外,酸性气的浓度也不稳定,时常会发生变化。
2 煤化工领域硫回收工艺种类2.1克劳斯工艺克劳斯工艺分为三个层次的工艺:常规克劳斯工艺、超级克劳斯工艺、超优克劳斯工艺。
克劳斯法硫磺回收工艺技术现状及发展趋势
克劳斯法硫磺回收工艺技术现状及发展趋势随着工业化进程的不断深入,硫磺资源的开发和利用已经成为全球性的热点话题。
硫磺是一种非常重要的化工原料,在化肥、农药、橡胶、化工等多个领域都有着广泛的应用。
大量的工业生产过程中会产生硫磺废气,如果不进行合理的处理和回收,不仅会对环境造成严重的污染,还会浪费大量的资源。
硫磺的回收和再利用技术的研究和开发成为了当今工业界的重要课题之一。
在硫磺回收技术中,克劳斯法硫磺回收工艺技术是一种非常有效的方法。
克劳斯法是一种使用空气中氧气将二氧化硫氧化为三氧化硫,再进一步还原为硫磺的工艺方法。
这种方法在硫磺的回收过程中具有诸多优势,如能够高效回收硫磺、减少排放污染物等。
克劳斯法硫磺回收工艺技术已经在工业生产中得到了广泛的应用。
目前,克劳斯法硫磺回收工艺技术在全球范围内得到了越来越多的关注和应用,其技术现状和发展趋势备受瞩目。
现在,本文将从技术现状和未来发展趋势两个方面入手,对克劳斯法硫磺回收工艺技术进行深入的分析和探讨。
1. 技术原理及流程克劳斯法硫磺回收工艺技术的原理是利用雷电产生的电场和静电作用来促进空气中的氧气与二氧化硫发生氧化反应,生成三氧化硫。
然后,利用氢气将三氧化硫还原为硫磺。
具体的流程包括以下几个步骤:(1)将二氧化硫气体通入反应器中,利用雷电产生的静电场促进二氧化硫与空气中的氧气发生反应生成三氧化硫。
(2)将生成的三氧化硫与氢气在高温条件下发生还原反应,生成硫磺和水蒸气。
(3)通过冷却和凝结,将硫磺和水蒸气分离成为液态硫磺和液态水。
2. 技术优势克劳斯法硫磺回收工艺技术具有以下几个方面的优势:(1)高效回收:该工艺技术能够高效、快速地将二氧化硫转化为硫磺,回收率较高。
(2)减少污染:该工艺技术的产物中不含有硫化物和氮氧化物等污染物,对环境污染小。
(3)资源综合利用:回收的硫磺可以再次应用于化肥、农药等领域,实现资源的综合利用。
3. 应用现状克劳斯法硫磺回收工艺技术已经在一些工业生产中得到了广泛的应用。
煤化工装置中硫回收工艺的应用
煤化工装置中硫回收工艺的应用传统煤化工企业处理酸性尾气,常用直接燃烧法,这种方法虽然简单方便、成本较低,但处理过程中容易腐蚀锅炉,增加维护成本,同时直接将气体排放至大气中,也容易造成环境污染和生态破坏,与可持续发展原则相悖。
基于环保要求,越来越多的化工企业开始采用净化工艺技术。
目前来看,净化酸气处理技术主要有斯科特技术、超级克劳斯、富氧克劳斯和生物脱硫等。
下文以富氧克劳斯为主,对与此相关的硫回收工艺应用内容进行具体分析。
一、煤化工装置含硫尾气排放现状煤化工装置在生产过程中不可避免的要将尾气排入大气,特别是由于高硫原料煤的使用,使得大量的含硫污染物进入大气,,成为酸雨和大气污染的主要污染源,严重地影响环境,给工农业带来巨大的危害。
,如何消除含硫污染物排放已经成为我国目前环境保护的重大问题。
,近年来,随着国内煤化工装置不断增加且规模日趋大型化,,尾气排放量也大大增加,,同时日趋严格的环保法规对煤化工装置环保指标提出更加苛刻要求,,对不能满足环保要求的新建项目甚至具有一票否决的权力。
煤化工装置采用何种硫回收工艺,如何在保证经济性的情况下满足尾气达标排放,,越来越成为大家关注的一个焦点。
评价硫回收工艺先进性的主要指标就是硫回收率,硫回收率越高,则排放至大气中的含硫污染物越少,越能够达到环保的排放要求。
国际上针对硫回收装置的回收率早已有严格规定,例如:德国要求规模20~50t/d的硫磺回收装置,硫回收率必须大于99.5%,50t/d以上的装置,,硫回收率必须达到99.8%;我国台湾省要求硫回收率高达99.95%;日本要求硫回收率超过99.8%;美国对200t/d以上硫回收装置,要求硫回收率必须达到99.9%。
由此看来,我国也将会出台类似法规,煤化工企业必将面临更加苛刻的排放要求。
二、富氧克劳斯硫回收工艺原理富氧克劳斯硫回收原理是低温甲醇洗单元的酸性气和来自鲁奇尾气处理单元的循环气经酸性气分离器进入富氧克劳斯烧嘴。
克劳斯硫磺回收装置冷启动过程研究和应用
克劳斯硫磺回收装置冷启动过程研究和应用摘要:论文研究了克劳斯硫磺回收装置冷启动工艺原理及应用。
通过分析,深入探讨了冷启动阶段涉及的关键过程,包括H2S和SO2反应、催化剂的加热、克劳斯反应的放热特性、硫磺的冷凝效应以及工艺气体的热能传递等。
此外,还对工艺路线及启动程序进行了研究和分析。
研究结果表明,克劳斯硫磺回收装置在冷启动阶段表现出高效能的性能,并展示了其在工业应用中的潜力。
关键词:克劳斯硫磺回收装置;冷启动;竞争性反应;性能评估;硫磺冷凝;工艺优化引言硫磺回收是石油化工行业中的重要工艺,对资源利用和环境保护具有重要意义。
目前国内外研发克劳斯硫磺回收装置的公司也纷纷对传统的克劳斯硫磺回收技术进行改良优化,其中冷启动技术以其先进的技术和创新的设计在行业中引起了广泛关注。
在冷启动阶段,装置面临着多个竞争性反应和性能挑战。
本论文旨在对这些关键问题进行深入研究和评估。
1 克劳斯硫磺回收装置概述克劳斯硫磺回收(Claus sulfur recovery)工艺是一种常用的石油化工工艺,用于回收含硫废气中的硫化物,将其转化为高纯度硫磺[1]。
1.1 克劳斯硫磺回收工艺克劳斯硫磺回收过程基于燃烧和催化反应的组合。
克劳斯硫磺回收的基本原理如下[2]:1)催化燃烧:含硫废气首先进入燃烧炉,在氧气的存在下,硫化物被氧化成二氧化硫(SO2)。
燃烧通常在高温下进行,以确保高效的转化率。
反应可以表示为以下化学方程式:2)催化转化:在燃烧炉之后,含有二氧化硫的气体进入催化转化器。
这里,二氧化硫与剩余的硫化氢反应,生成硫磺和水蒸气。
此反应需要催化剂的存在,通常使用氧化铝或氧化铝和二氧化钛的混合物。
反应可以表示为以下化学方程式:3)硫磺凝结:在催化转化器之后,硫磺以高温形式出现,并通过冷却和凝结操作,使其转变为固态硫磺。
这一过程涉及将气体冷却至硫磺的凝点以下,使硫磺从气相转变为液相,然后进一步冷却使其固化。
4)尾气处理:硫磺回收过程产生的尾气可能还含有一些未被完全转化的硫化物。
克劳斯法硫磺回收工艺技术的应用和进展
克劳斯法硫磺回收工艺技术的应用和进展【摘要】本文简单阐述了克劳斯法在硫磺回收方面的工艺,包括传统克劳斯、富氧克劳斯、低温克劳斯、直接氧化、SuperClaus工艺及超优克劳斯法的原理、发展及应用。
【关键词】克劳斯硫磺回收应用进展随着全球工业的发展,环境污染越来越严重,引起了人们的注意。
本文简述近年来克劳斯法在尾气处理特别是硫磺回收方面的技术的发展和应用,对国内再建设施或改造及清洁生产具有指导意义。
1 传统克劳斯传统克劳斯法是硫磺回收中最基本的方法之一,其装置由一个高温段和两个或三个转化段构成。
其工艺原理为含H2S的酸性气体发生燃烧反应,约1/3体积的H2S在1200℃左右转化成SO2,放出大量热,此阶段称为热反应阶段;生成的SO2再与剩余2/3体积的H2S在催化剂的作用下反应生成硫单质,此阶段称为催化反应阶段。
其中,回收的硫还可以用作生产硫酸的的原料。
克劳斯反应是一个可逆反应,存在化学平衡,受温度、压强等反应条件的影响,而且硫的转化率主要取决于n(H2S):n(SO2)(即两者物质的量的比),因此为使装置能达到硫回收的最佳效果,必须保证n(H2S):n(SO2)接近2:1。
就要求在热反应阶段,需严格控制燃烧炉中通入空气的量,这也是传统克劳斯法操作的关键步骤。
在工艺方面,克劳斯法使用的工艺有两种,分别是直流式和分流式。
有的传统克劳斯装置还设有转化器,一般为二级、三级或四级。
二级催化转化硫的回收率一般为90%~95%,三级转化能达到94% ~96%,四级转化也只能提高1个百分点。
由于传统克劳斯法尾气中还存在H2S和SO2等硫化物,若没有后续的尾气处理装置,就不能满足国家现行的大气排放标准。
传统克劳斯工艺限制了尾气排放的达标,还需对其加以改进。
2 富氧克劳斯富氧克劳斯是在传统克劳斯基础上的改进,主要是增加主燃烧炉内空气中氧气的含量或者通入纯氧,减少N2在系统内的循环,提高硫的回收率和尾气处理能力,其工艺原理与传统克劳斯相同。
超级克劳斯硫回收工艺在我公司煤化工系统中的应用
超级克劳斯硫回收工艺在我公司煤化工系统中的应用近年来,随着人们对环保问题越来越重视,我国也相应提高了环保要求,重大工程项目环保不达标一票否决。
我国新颁布的环境保护法规《大气污染物综合排放标准》规定酸性气处理装置排放烟气中的SO2最高允许浓度≤960mg/Nm3(即≤336ppm),H2S≤0.06 mg/m3。
我公司60万吨甲醇项目为了硫回收装置尾气能够达标排放,减少污染,经过了解多家硫回收专利技术供应商,最终选定了荷兰JACOBS公司的超级克劳斯硫磺回收技术。
本公司的超级克劳斯硫回收装置于2008年8月31日接气成功,产出硫磺,成为国内首例在煤化工硫回收工艺中应用该技术的装置。
运行近4年来,装置运行基本平稳,取得了很好的经济效益和社会效益。
一、工艺原理常规克劳斯工艺是较成熟的多单元处理技术,是目前应用最广泛的硫回收工艺之一。
其工艺过程为含有H2S的酸性气体在克劳斯炉内燃烧,部分H2S氧化为SO2,然后SO2再与剩余的未反应的H2S在催化剂作用下生成硫磺。
由于受化学平衡的限制,两级催化转化的常规克劳斯工艺硫回收率为90~95%,三级转化也只能达到95~98%。
目前国内三级克劳斯总硫回收率一般在94~96%,最高在98%。
按回收率98%计算,SO2排放浓度将达到2900ppm,远超过环保指标336ppm。
不能满足环保要求。
超级克劳斯是克劳斯延伸型工艺,在克劳斯基础上突破传统观念,巧妙地组合了近年开发的新技术,从改善热力学平衡和强化硫回收的角度出发,对克劳斯工艺作了较大的改造,在传统克劳斯转化之后,最后一级转化段增加一个选择性催化氧化反应器(超级克劳斯反应器),成为超级克劳斯工艺。
本公司采用的是荷兰JACOBS公司的改良型超级克劳斯工艺,其流程见图2。
其关键是将普通克劳斯的第三级反应器内的催化剂改为选择性氧化剂,并将普通克劳斯控制H2S:SO2=2变为单一控制超级克劳斯入口的H2S含量为0.82%(V),从而使硫磺回收率由普通克劳斯的95~97%提高至99%以上。
硫回收工艺在煤化工装置中的应用
硫回收工艺在煤化工装置中的应用摘要:当前,我国社会发展对于煤炭资源的依赖性较高,并且我国小型煤化工企业处理硫尾气方式多为固体吸收、直接燃烧两种方式,在这样的背景下,煤化工生产对于设备、成本投入、材料消耗量等都产生比较严重的影响。
在科技信息技术的影响下,应用针对性的硫回收技术,在防止环境污染以及煤炭资源有效利用方面具有较为突出的作用。
关键词:硫回收;煤化工;应用1克劳斯工艺1.1常规克劳斯工艺克劳斯工艺经过多年的发展,当前已经日趋完善,现今已经成为了硫回收的标准工艺,被广泛的应用于煤化工的硫回收当中。
常规的克劳斯工艺是指在燃烧过程中,对硫化氢和空气的比例进行有效的控制,确保其比例维持在2:1左右,克劳斯反应的化学方程式是H2S+SO2-3/nSn+2H2O。
常规克劳斯工艺的回收率理论上是较高的,但是在实际的生产过程中,硫的回收率会受到各种外界因素的不良影响,导致其回收率无法达到理论上的回收率。
1.2超级克劳斯工艺超级克劳斯工艺是在常规克劳斯工艺的基础上发展而来的,整个工艺过程包括高温反应阶段和催化反应阶段,进而确保在整个处理流程中,冷凝器能够将硫元素进行有效的回收处理。
相较于常规克劳斯工艺,其具有的优点如下所示:(1)在三级转换器中加入了超级克劳斯催化剂,通过动力学的有效控制,进而加快整个过程的反应速率,提高了转换的效率;(2)对于硫化氢和二氧化硫之间的比例要求没有严格的限制,只要确保硫化氢的量足够,降低了整个工艺的控制难度,大大简化了整个流程的控制,其总硫的回收率最高可达99%;(3)应用于新建或改造装置,操作简单、稳定,提高了硫回收率,单位能耗低,投资低,无三废,符合国家环保要求。
1.3超优克劳斯工艺超优克劳斯工艺是在硫的处理过程中,在前两个反应器中只加入常规的克劳斯催化剂,在最后的反应器中,根据处理工艺的需要加入具有选择性的氧化催化剂。
同时,在床层中根据实际反应的需要,可以加入选择性的加氢还原催化剂。
克劳斯法硫磺回收工艺技术现状及发展趋势
克劳斯法硫磺回收工艺技术现状及发展趋势
克劳斯法硫磺回收工艺是一种重要的工业环保技术,其主要用途是回收炼油、煤气化、焦化等工业过程中排放的含硫废气中的硫磺,以达到减少污染物排放与节约资源、降低生
产成本的目的。
目前,克劳斯法硫磺回收工艺在国内已经有了广泛应用。
该工艺的主要技术模式包括:原位燃烧模式、浓缩液化模式、溶剂脱硫模式、蒸汽降压模式等,其中以浓缩液化模式最
为常见,是目前工业界中最成熟的技术模式。
该工艺的发展趋势主要表现在以下几个方面:
1.技术的不断改进和完善
克劳斯法硫磺回收工艺主要面临的问题是硫磺回收率低、能耗高和设备占地面积大等
问题,目前,工业界主要通过改良和提高科技含量的手段,对技术进行升级和改进。
例如,利用低温蒸汽渗透技术提高回收率、利用催化剂降低反应温度等,都是珍视于提高工艺效
率的手段。
2.设备的多样化
根据不同的工业排放物质和回收率的需求,工业界正在开发出不同种类的设备,例如
需要加装分离膜的装置,具有精确分离废气中的硫磺效果;还有具有智能控制的装置,可
实现对流量、压力和温度等的自动调控等。
3.技术的拓展和应用
除了应用于实体化工行业外,克劳斯法硫磺回收技术还有望应用于燃油发动机与燃气
轮机废气处理、钢铁冶炼工业脱硫等领域。
随着国家环保要求的不断提升,该技术将逐步
得到推广和普及。
克劳斯法硫磺回收工艺技术及应用
、
克 劳 斯 硫 回 收 工 艺 特 点
常规 C l a u s 工 艺是 目前炼 厂气 、天 然 气加 工副 产酸 性气 体及 其 它 含H 2 S气体 回收硫 的主要 方 法。其特 点是 :流程 简单 、设备少 、 占地 少 、投 资省 、回收硫磺 纯度 高 。但 是 由于受 化 学平衡 的限 制 ,两级催 化转 化 的常 规 C l a u s 工艺 硫 回收率 为 9 0 — 9 5 %,三 级 转化 也 只能 达 到 9 5 — 9 8 %,随 着 人 们 环 保 意 识 的 日益 增 强 和 环 保 标 准 的 提 高 ,常 规 C l a u s 工 艺的尾气 中硫 化物 的排放 量 已不 能满足 现行环 保标 准的要 求 , 降低 硫化物排 放量和 提高硫 回收率 已迫在 眉睫 。 般克 劳斯 尾气 吸收要 经 过尾 气焚烧 炉 ,通过 吸收 塔 ,在 吸收 塔
2 H2 S+S O2 - -  ̄ 3 S+2 H2 0。随 后在在 加氢 催化 还原 反应器 中,S O2通 过 加氢 催 化 还 原 反应 ,被 克 劳 斯 尾 气 中 的 H 2和 C O还 原 生 成 硫 和 H 2 S ,反应 式 为 S O 2+2 H 2 _ + s+2 H 2 0,S O 2+3 H 2 - - -  ̄ H 2 S+2 H2 0。
再 选用 选择性 氧化催 化剂 ,使 总硫 回收率 得 以大大提 高 。根据酸 性气 体 进料量和 催化反 应器数量 ,回收率可 以达到 9 9 . 4 %以上或 更高。 超优克 劳斯装 置 由一 个高 温段及二个 或 三个反应 段构成 . 高温段包 括 H 2 S燃烧 炉和废热锅 炉 ,利 用气 体 中的 H 2 S在克劳斯燃 烧炉 内使 其 部分氧 化生 成 S O 2 ,燃烧 反应 是 H 2 S+1 . 5 0 2 - '  ̄ S O 2 +H 2 0,约有 1 / 3 的H 2 S 于1 2 0 0 ℃左 右温度下 与空气在燃 烧炉 内反 应生 成 S O 2 。其余 未反应 的 H 2 S同 S O 2 在温度 较低的转化 段借助 于催化剂继 续完成 克劳 斯反 应 ,再 与部 分 H 2 S作 用生 成 硫黄 。在 克 劳斯 反 应器 中的反 应 是
基于克劳斯法硫磺回收工艺技术实践与发展相关思考与分析
77一、克劳斯法硫磺回收工艺技术的实践应用分析据有关调查显示,我国大多数石油化工企业都会采用克劳斯法硫磺回收工艺技术来提高对生产中的硫化物和氢化物的加工和处理效果,从而在提高生产原料利用效率的同时,起到一定的环保效果。
一般而言,克劳斯法硫磺回收工艺技术主要是侧重于对硫化氢气体的回收和处理,尽可能的提升硫元素的回收效果。
目前的克劳斯法硫磺回收工艺技术的时间应用主要是分为了氧基硫磺回收工艺技术、选择性催化氧化制硫技术以及液相氧化还原脱硫技术等三个方面,其主要的应用差异见图1。
图1 克劳斯法硫磺回收工艺技术的实践应用差异1.氧基硫磺回收工艺技术应用。
在克劳斯法硫磺回收工艺技术实践应用当中,氧基硫磺回收工艺技术作为重要实践,其主要是通过完善硫磺回收装置来提高其处理能力,从而提高硫磺回收的效果。
一般而言,氧基硫磺回收工艺技术是将氧气或富氧气作为空气的替代品来减少原有装置的压力,从而提高硫元素的处理含量。
在实践中,氧基硫磺回收工艺技术的载体设备具有占地面积小、蒸汽少、硫浪费少的特点;并且可在较为充足的氧气反映环境中维持设备反应的平衡性,从而提高硫元素的转化效率。
此外,结合克劳斯法的应用,氧基硫磺回收工艺技术在丰富装置扩容的同时,减少了温度因素对于回收率的限制性,在一定程度上也避免了酸性气体可能会由于置换反应而产生烷烃等物质。
但是,在实践的利用中仍然要注意氧气浓度以及温度等因素。
2.选择性催化氧化制硫技术应用。
调查显示,选择性催化氧化制硫技术应用范围上主要是当原材料中的酸性气体的硫化氢含量较低时,会导致在热力学平衡的作用下造成利用克劳斯法进行硫磺回收和硫化物处理产生温度与转化率的限制。
此时,就需要选择合适的催化剂来提高其气体反应效果,从而实现对硫化氢的处理。
一般而言,选择性催化氧化制硫技术应用主要是通过还原反应以及循环利用等来实现对尾气的处理和干硫磺的回收利用。
但是,在此过程中不可避免的就需要燃烧炉进行燃烧处理,并且考虑到硫化氢的含量问题应该注意对床层的温度控制,最终提高硫元素的回收效果。
EUROCLAUS硫回收技术在煤化工中的应用
常规 的 克 劳 斯 工 艺 是 通 过 控 制 “空 气 和 酸 性 气 ”的 比例 ,调 节 催 化 反 应 段 出来 的气 体 中硫 化 氢 和二 氧化硫 的 比值 达到 2:1。
关 键 词 :煤 化 工 硫 回 收 环 保 EUROCLAUS硫 回收 技 术
2016年 以来 ,我 国大 部 分 地 区 被 雾 霾 天 气 笼 罩 ,对 人 类 生 存 环 境 造 成 很 大 的 危 害 。二 氧 化 硫 、 氮氧化 物 和 可 吸入 颗 粒 物 是 雾 霾 的 主 要 组 成 。其 中 ,二 氧化 硫 主要 是 刺 激 人 的 呼 吸 道 ,导 致 人 类 出 现呼 吸 系统疾病 ,故 需减 少二 氧化 硫排 放 。
EUROCLAUS硫 回收 工 艺 主 要 应 用 在 煤 制 甲 醇 、煤 制油 、煤 制 天 然 气 、合 成 氨 等 煤 化 工 工 艺 中 , 对 环保 做 出 了很 大 的 贡 献 。随 着 国 内 多套 EURO— CLAUS硫 回收工 艺装 置 的不 断开 车运 行 ,该 技 术 在 实际生 产操 作 中 出现 了不少 问题 ,制 约 了操 作 的正 常运行 ,不 得 不 将 装 置停 车 ,将 酸 性 气 排 至 到 火 炬 高点排 放 ,从 而 导 致 回 收 率 较 低 。 因 此 ,分 析 和 总 结 EUROCLAUS硫 回收技 术存 在 的问题 尤为 重要 。
高 温燃 烧反 应 段是 在偏 离 “克 劳 斯 比例 ”下 操 作 的 ,即 H S和 SO 比值 >2:1。操 作 时 ,应控 制硫 化 氢 浓度 ,而 不是 传 统 的控 制 “H S和 SO ”比值 。采 用 1台气体 分析 仪来 测量 超优 克劳 斯反 应器 出 口气 中的硫 化氢 浓度 ,再 通 过 分 析 控 制器 来 校 正 进 入 主 燃烧 器 的 空 气 流 量 ,以 获 得 所 要 求 的 硫 化 氢 浓 度
硫磺回收LO-CAT工艺与克劳斯工艺的比较
硫磺回收LO-CAT工艺与克劳斯工艺的比较
硫磺回收LO-CAT工艺与克劳斯工艺的比较
分别对克劳斯硫磺回收技术和LO-CAT硫磺回收技术进行简要介绍,通过对二者的反应机理、反应务件、生产流程控制、原料的使用范围、操作的适应性、H2S脱除率、硫磺的质量的比较,明晰各种工艺的特点,便于硫磺回收工艺的选择.
作者:李茵作者单位:中国石油哈尔滨石化公司,黑龙江,哈尔滨,150000 刊名:黑龙江科技信息英文刊名:HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期):2010 ""(14) 分类号:X7 关键词:硫磺回收 H2S脱除率克劳斯工艺 LO-CAT工艺。
硫回收工艺在煤化工装置中的应用易 彬
硫回收工艺在煤化工装置中的应用易彬摘要】:随着我国经济的发展以及科学技术的进步,社会对于能源的需求有所增加,在傳统的能源领域中,人们习惯大量的应用煤炭资源。
而大量煤炭资源的过分应用,使得环境污染问题日趋严重。
在技术进步的时代背景下,如何利用新的技术降低煤化工产业的环境污染程度成为社会关心的问题,而如何在煤化工装置中科学应用硫回收工艺的问题正是本文接下来要研究的问题。
【关键词】:硫回收工艺;煤化工装置;应用引言含有硫化氢的天然气,需要经过脱硫净化后方可作为清洁能源使用,来自醇胺脱硫装置的含H2S酸气,需要经过处理使尾气达到环保要求才能排放,硫磺回收就是一种很好的处理酸气的方法。
对于低浓度H2S酸气而言,使用常规克劳斯工艺难以满足硫回收要求,因此硫回收工艺在煤化工装置中的应用引起了人们的重视。
1、克劳斯工艺作为一种成熟的硫回收工艺,克劳斯工艺是一种在硫回收领域应用较为广泛的硫回收工艺。
克劳斯工艺可以被分为常规克劳斯工艺、超级克劳斯工艺以及超优克劳斯工艺三种。
常规克劳斯工艺在理论上的硫回收率较高,因其应用的是严格控制燃烧中的硫化氢以及空气的比例以达到负二价硫离子和正四价硫离子的中和反应形成单质以回收硫的原理。
作为常规克劳斯工艺的延伸技术的超级克劳斯工艺采取的则是选择性的氧化反应的原理。
这种工艺技术的可操作性更强,因反应的条件要求较易达到,不那么苛刻,最终可以得到的是氧化物二氧化硫。
由于工艺的可操作性得到提高,因而其硫回收率可高达99%,环保要求达到国家环保要求,因而在煤化工装置中应用最为广泛。
超优克劳斯工艺则是充分考虑了煤化工产业的时间效率问题,在前两个反应器中加入了常规克劳斯催化剂,选择性氧化催化剂则被加到最后一个反应器中,床层中添加选择性加氢还原催化剂更是加快了反应的速度,有助于硫回收工作的进行。
2、Selectox工艺及循环Selectox工艺Selectox工艺一般用于从H2S体积含量小于30%的贫酸气中回收硫或硫回收尾气净化。
煤化工硫回收过程中超优克劳斯工艺的应用探究
煤化工硫回收过程中超优克劳斯工艺的应用探究摘要:随着我国经济的高速发展,对于能源的消耗也与日俱增,这就给环境带来了严重的安全隐患。
尤其是在煤化工等化石燃料的生产中,产生的硫化氢含有剧毒,如果不进行有效的处理,轻则导致工作人员的呼吸系统及神经系统出现问题,重则甚至会危及到生命。
在本文中,笔者就以常见的超优克劳斯工艺为例,阐述了其在硫回收工作中的原理;然后论述了超优克劳斯在可操作性上具有的若干优势;最后结合超优克劳斯工艺的应用现状,分析了这项技术在我国的发展前景。
关键词:煤化工;超优克劳斯;硫回收;技术优势;发展前景引言根据有关部门的数据显示,我国已经是世界上最大的能源消耗国与生产国。
每年的煤炭产量超过30亿吨,在全球煤炭市场中占比高达50%。
同时煤化工产品还被广泛的应用到冶金、化工等领域,在我国的工业生产中发挥着越来越中要的作用。
近几年,人们逐渐意识到煤化工对环境造成的污染,从而积极寻求手段来实现经济效益与生态效益的结合。
由此可见,在现阶段对煤化工中超优克劳斯硫回收工艺进行探讨,就具有十分重要的理论价值和研究意义。
一、超优克劳斯工艺概述克劳斯硫回收工艺早在19世纪80年代就被提出来了,当时在石油天然气和煤化工中,克劳斯法回收率已经高达98%。
而在2000年的时候更是提出了在克劳斯催化层进行氢还原的设想,使大量的硫化氢反应生成硫磺和水,这种技术就是超有克劳斯工艺。
传统的克劳斯法更注重对化学反应的依赖,使硫化氢气体经过燃烧生成二氧化硫。
二氧化硫进一步和反应不完全的硫化氢进行化学反应,生成了硫磺。
超有克劳斯工艺则借助专业的装置来进行隔离反应,通过若干分项的反应使硫磺的回收率更加高。
在第一个反应段,通过加热的方式使氢化硫与空气反应生成二氧化硫。
通常而言加热部分的温度应该保持在1200℃以上,才能确保30%的硫化氢转换率。
而剩余的70%硫化氢在余下的反应段中,利用催化剂的使用与二氧化硫进行反应。
在第三个反应段,根据氧化原理使硫化氢与氧气充分接触,最终置换出硫单质与水分。
克劳斯法硫磺回收工艺技术现状及发展趋势
克劳斯法硫磺回收工艺技术现状及发展趋势1. 克劳斯法硫磺回收原理克劳斯法是一种将含硫污水中的硫酸盐还原成硫磺的化学过程。
其原理是通过还原反应,使硫酸盐转化为硫醇,并进一步转化为元素硫。
克劳斯法将含硫污水中的硫酸盐转化为硫磺,同时释放出二氧化碳和水。
这种方法简单、原理清晰,对硫磺回收效果良好。
目前,克劳斯法硫磺回收工艺技术在化工、冶金等行业得到了广泛应用。
在化肥生产过程中,硫磺是必不可少的原料,而化肥生产废水中常含有大量硫酸盐,采用克劳斯法可以将硫酸盐回收为硫磺,节约了资源并减少了对环境的污染。
在冶金行业,由于冶炼过程中废气中含有大量硫化氢,采用克劳斯法可以将硫化氢转化为硫磺,实现了硫磺的回收。
克劳斯法硫磺回收工艺技术具有技术成熟、工艺简单、回收效率高的特点。
在实际应用中,该技术被广泛应用,并取得了显著的经济和环保效益。
克劳斯法硫磺回收工艺技术成为了当前硫磺回收的主要技术之一。
1. 技术改进方向目前,虽然克劳斯法硫磺回收工艺技术已经相对成熟,但仍然存在一些问题亟待解决。
现有的克劳斯法硫磺回收工艺技术存在能耗高、产物纯度较低、设备运行稳定性等方面的问题。
未来的发展方向主要包括降低能耗、提高产物纯度、改善设备运行稳定性等方面。
2. 配套设备的研发克劳斯法硫磺回收工艺技术需要配套的设备进行生产实施,例如还原反应器、脱硫器、结晶器等。
未来的发展趋势是研发更加高效、节能、环保的配套设备,以满足克劳斯法硫磺回收工艺技术的需求。
3. 与其他技术的结合应用随着科学技术的不断发展,克劳斯法硫磺回收工艺技术将与其他技术相结合,以期达到更好的效果。
可以将克劳斯法与生物技术相结合,利用微生物对硫酸盐进行生物降解,进而进一步提高硫磺回收效率。
还可以将克劳斯法与化学物理技术相结合,以达到降低产物纯度、提高能效等方面的目标。
4. 环保化发展随着社会对环保意识的不断提高,环保化已成为各行业的发展趋势。
克劳斯法硫磺回收工艺技术的发展趋势将更加注重环保化,努力达到减少废物排放、减少资源消耗等目标。
克劳斯法硫磺回收工艺技术及应用
克劳斯法硫磺回收工艺技术及应用摘要:克劳斯法是硫磺回收工艺中的重要方法之一,本文为传统克劳斯方法、超级克劳斯硫回收和超优克劳斯硫磺回收方法工艺做了对比介绍,并对最新的超优克劳斯法应用前景进行了展望。
关键词:克劳斯法硫磺回收工艺超优克劳斯硫回收法随着环境的变化以及能源的短缺,采用高效能和高效益的硫回收技术成为今后硫回收工艺发展的必然趋势,并具有现实意义。
当前酸性气体的硫回收方法主要有湿法脱硫和干法脱硫。
干法脱硫又分为传统克劳斯(Claus)法、亚露点类克劳斯工艺、还原吸收类克劳斯工艺、直接氧化类克劳斯工艺、富氧克劳斯工艺和氧化吸收类克劳斯工艺。
湿法脱硫主要有鲁奇的低、高温冷凝工艺和托普索WSA工艺。
克劳斯硫回收工艺自从20世纪30年代实现工业化以来,已经广泛应用于合成氨和甲醇原料气生产、炼厂气加工、天然气净化等气体净化加工过程中。
从脱硫过程中产生的含H2S气体中回收硫,既可获得良好的经济效益,又可解决工业废气对大气的污染问题。
克劳斯硫回收工艺的特点是流程简单、操作灵活、回收硫纯度高、投资费用低、环境及规模效益显著,其回收硫磺的纯度可达到99. 8%,可作为生产硫酸的一种硫资源,也可作为化工原料。
在传统克劳斯硫回收工艺基础上开发的超优克劳斯工艺在硫磺回收率、尾气环保达标、装置投资费用等方面具有更多的优势,世界上第1套超优克劳斯工业化装置于2000年投入生产运行。
目前,超优劳斯工艺在国外引起普遍重视,并在德国、荷兰、美国、加拿大和日本等国推广应用,我国近年来已引进该工艺建设装置并投入生产运行。
一、克劳斯硫回收工艺特点常规Claus工艺是目前炼厂气、天然气加工副产酸性气体及其它含H2S气体回收硫的主要方法。
其特点是:流程简单、设备少、占地少、投资省、回收硫磺纯度高。
但是由于受化学平衡的限制,两级催化转化的常规Claus工艺硫回收率为90-95%,三级转化也只能达到95-98%,随着人们环保意识的日益增强和环保标准的提高,常规Claus工艺的尾气中硫化物的排放量已不能满足现行环保标准的要求,降低硫化物排放量和提高硫回收率已迫在眉睫。
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的Claus+低温SCOT+尾气吸收技术,此技术顺应了
硫回收与尾气处理工艺高效与节能的发展趋势。
低温SCOT工艺作为新的尾气处理技术,其核心
就是新型低温加氢催化剂的应用,与传统SCOT工艺
比较,大幅降低了加氢反应器的入口温度,故通过
采用再热器预热的方式代替了价格昂贵的在线燃
广泛的 SUPERCLAUS、EUROCLAUS 均属此工艺。
1.3 斯科特(SCOT)尾气处理工艺
20 世纪 70 年代以后硫磺回收装置的尾气处理
技术迅速发展,而且硫磺回收和尾气处理两种工艺
相互渗透、逐步结合起来,SCOT 工艺是 Shell 公司
开发的尾气处理工艺,其实质为克劳斯工艺与斯科
4 装置运行效果及存在问题
4.1 运行技术分析
渭化集团新建硫回收装置于 2010 年 9 月开工
建设,于 2011 年 7 月施工完成。并与 9 月 21 日克
劳斯进行了化工投料,产出合格液体硫磺。9 月 28
日 SCOT 尾气处理系统引入工艺气运行,排放尾气
中二氧化硫含量再线表显示为 120ppm 左右。10 月
只能达到 95%,同时随着转化级数的增加相应设备
投资也会增加,而硫回收率的提高不明显。随着人
们环保意识的日益增强和环保标准的提高,常规
Claus 工艺尾气中硫化物的排放量已不能满足现行
环保标准的要求。
1.2 改良型克劳斯工艺
该工艺是由荷兰 JACOBS 公司开发并拥有,改
变以往单纯提高 H
艺特点、工艺流程及运行效果等方面,阐述了此技术在煤化工方面的应用。
关键词 甲醇; 合成氨; 硫回收; 尾气处理
近年来,各国对环境污染的控制日益严格。硫
回收对于煤化工装置来说,既是环境保护装置,又
是生产装置,占有特殊地位,其作为煤化工生产中
的一个重要部分业已引起广泛关注,世界各大公司
和科研机构也加强了硫回收技术的开发及应用。
660 46.32 994 6.7
654 41.69 967 3.5
845 38.17 1139 3.5
901 40.3 1198 2
903 34.98 1143 1.4
870 32.62 1121 1.4
881 29.79 1140 1.4
备注:尾气中 SO
2
含量未检出,设计<2×10
置的长周期稳定运行,要求首先净化工段加强工况
调整,保证酸性气浓度的同时保持流量稳定,再次
要求燃烧空气控制阀的调节应该更加灵敏和快速。
表 3 实验所测主要数据
酸性气 尾气
流量 H
2
S 浓度 流量 H
2
S 含量×10
-6
714 36.31 1117 1.2
715 36.86 1102 1.2
《大气污染物综合排放标准》(GB16279-1996)的
颁布,现有装置的尾气排放也已无法达到新的环保
要求,因此,在公司 3 期项目建设时,结合公司实
际情况,新上了一套技术先进、工艺成熟的克劳斯
+低温斯科特(Claus(2R) +LT SCOT)硫回收装
置。
1 国内常用的几种硫回收工艺
1.1 常规克劳斯工艺
响。另外由于炉温的提升,增加了主燃烧炉内硫磺
转化率,降低了 1 段触媒热点温度,进而延长了触
媒使用寿命。
表 2 硫磺产品指标
项 目 设计值 测定值
状 态 液硫 液硫
颜色(固体) 亮黄 亮黄
纯度,%(m) ≥99.9 99.99
灰分 ≤0.05 0.001
酸度 <0.03 0.001
主燃烧室
焚烧炉
F7802
F7801
烟囱
X7801
R7801
一级CLAUS反应器 二级CLAUS反应器
R7802 R7803
SCOT反应器
液硫池
V7813 C7802
激冷塔
C7803
吸收塔
C7804
解析塔 回流罐
V7804
图 1 Claus+LT-SCOT 硫回收工艺流程简图
2
S 与 SO
2
反应进程的方法,在常规
Claus 转化之后,最后 1 级反应器改用选择性氧化
催化剂处理常规 Claus 硫回收尾气,将 H2S 直接氧
化成元素硫,总硫回收率可达到 99%以上。该工艺
简单、流程短、投资和运行费用低,是近 10 年来
发展速度较快的一种硫回收处理工艺,目前应用较
常规 Claus 工艺是目前煤化工、炼油厂、天然
气加工等副产酸性气体回收硫的主要方法。其特点
是:流程简单、技术可靠、设备少、占地少、投资
省、回收硫磺纯度高。但是由于受化学平衡的限制,
硫回收率较低,两级催化转化的常规 Claus 工艺硫
回收率约 96%,但实际只有 89%~92%,3 级转化也
合气体进入废热锅炉冷却后生成硫磺并副产蒸汽,
未冷凝的气体经加热后进入 1 级、2 级 Claus 反应
器,在此二氧化硫再与剩余的未反应的硫化氢在催
化剂上反应生成硫磺。
克劳斯工艺的基本反应原理如下:
H
2
S+1/2O
2
→S+H
2
O (1)
H
2
S+3/2O
2
→SO
2
+H
2
O (2)
2H
2
S+SO
2
→3S+2H
2
O (3)
3.2 SCOT 尾气处理工艺
该工艺分 3 个部分:
3.2.1 加氢还原部分
还原气 H
2
与 CLAUS 尾气混合,在加氢反应器催
化剂床层发生加氢反应,将过程气中的 SO
2
和单质
硫转化为 H
2
S,同时将 COS 和 CS
渭化集团合成氨、甲醇项目均是以低硫煤为原
料生产合成气,经低温甲醇洗净化后富集了大量含
硫气体,即酸性气。为满足国家现有的环保指标,
同时实现企业利润最大化,需将含硫气体回收成单
质硫,渭化集团 1 期硫回收装置于 1996 年建成投
产,随着公司 2 期及 3 期装置的连续投产,已无法
满足装置生产的需求,同时随着新环境保护法规
特尾气处理工艺的相结合,该工艺是将常规 Claus
工艺尾气中的 SO
2
、有机硫、单质硫等所有硫化物西 部 煤 化 工 2012 年 第 2 期
-21-
经加氢还原转化为 H
2
S 后,进一步经溶剂吸收-解析
后,将硫化氢循环回 Claus 装置进行处理,硫回收
率达 99.9%。所以是目前世界上装置建设较多、发
国内
可靠
不能 低
3 级 Claus 约 98
国内
可靠
不能 低
SuperClaus 99-99.5
国外
可靠
能 较低
SCOT 工艺 >99.9
国外
可靠
能 较高
综上分析认为,对于以煤为原料制备甲醇和合
成氨工厂的酸性尾气脱硫,常规的单一CLAUS 硫磺
回收工艺已不能满足日益严格的环保要求。改良型
2
水解为 H
2
S。催化
还原反应如下:西 部 煤 化 工 2012 年 第 2 期
-22-
S
8
+8H
2
→8H
2
S (4)
SO
2
+3H
2
→H
2
S+2H
2
O (5)
COS+H
2
O→H
2
S+CO
2
(6)
CS
2
+2H
2
O→2H
2
S+CO
2
西 部 煤 化 工 2012 年 第 2 期
-20-
克劳斯+低温斯科特硫回收工艺
在煤化工中的应用
刘立考 丁彩丽
(陕西渭河煤化工集团有限责任公司,陕西渭南,714000)
摘 要 随着以煤为原料制甲醇和合成氨装置不断增加,规模趋于大型化。同时,新的环保法规对我国煤气化制甲醇和合成
氨装置提出了更严格的要求。综合分析了该领域酸性气回收技术的发展现状,并从低温斯科特(LT-SCOT)硫回收技术的工
砷,% - 8.00E-05
铁,% - 0.0008
有机物,% ≤0.025 0.006
水分,% ≤0.1 0.04西 部 煤 化 工 2012 年 第 2 期
-23-
(2)再生塔 C7804 内常常因为起泡使得回流
罐 V7804 的液位波动,造成胺液损耗量增加,并导
致 SCOT 部分的控制回路波动很大,由消泡剂未采
(7)
3.2.2 激冷部分
离开加氢反应器的过程气通过废热锅炉回收
热量,并在激冷塔中与含硫循环冷却水逆流接触,
过程气中大量蒸汽冷凝,温度降到吸收温度。
3.2.3 吸收再生部分
采用 MDEA 溶液吸收尾气中的 H