硫磺回收工艺介绍

硫磺回收工艺介绍-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

目录

第一章总论 (4)

1.1项目背景 (4)

1.2硫磺性质及用途 (5)

第二章工艺技术选择 (5)

2.1克劳斯工艺 (5)

2.1.1MCRC工艺 (5)

2.1.2CPS硫横回收工艺 (6)

2.1.3超级克劳斯工艺 (7)

2.1.4三级克劳斯工艺 (9)

2.2尾气处理工艺 (10)

2.2.1碱洗尾气处理工艺 (10)

2.2.2加氢还原吸收工艺 (14)

2.3尾气焚烧部分 (14)

2.4液硫脱气 (15)

第三章超级克劳斯硫磺回收工艺 (16)

3.1工艺方案 (16)

3.2工艺技术特点 (16)

3.3工艺流程叙述 (16)

3.3.1制硫部分 (16)

3.3.2催化反应段 (16)

3.3.3部分氧化反应段 (17)

3.3.4碱洗尾气处理工艺 (18)

3.3.5工艺流程图 (18)

3.4反应原理 (18)

3.4.2制硫部分一、二级转化器内发生的反应: (19)

3.4.3尾气处理系统中 (19)

3.5物料平衡 (20)

3.6克劳斯催化剂 (20)

3.6.1催化剂的发展 (20)

3.6.2催化剂的选择 (21)

3.7主要设备 (22)

3.7.1反应器 (22)

3.7.2硫冷凝器 (22)

3.7.3主火嘴及反应炉 (22)

3.7.4焚烧炉 (23)

3.7.5废热锅炉 (23)

3.7.6酸性气分液罐 (23)

3.8影响Claus硫磺回收装置操作的主要因素 (24)

3.9影响克劳斯反应的因素 (25)

第四章工艺过程中出现的故障及措施 (27)

4.1酸性气含烃超标 (27)

4.2系统压降升高 (27)

4.3阀门易坏 (28)

4.4设备腐蚀严重 (29)

第一章总论

1.1项目背景

自从本世纪30年代改良克劳斯法实现工业化以后，以含H2S酸性气为原料的回收硫生产得到了迅速发展，特别是50年代以来开采和加工了大量的含硫原油和天然气，工业上普遍采用克劳斯过程回收元素硫。经近半个世纪的演变，克劳斯法在催化剂研制、自控仪表应用、材质和防腐技术改善等方面取得了很大的进展，但在工艺技术方面，基本设计变化不大，普遍采用的仍然是直流式或分流式工艺。

由于受反应温度下化学反应平衡的限制，即使在设备和操作条件良好的情况下，使用活性好的催化剂和三级转化工艺，克劳斯法硫的回收率最高也只能达到97%左右，其余的H2S、气态硫和硫化物即相当于装置处理量的3%～4%的硫，最后都以SO

的形式排入大气，严重地污染了环境。

2

随着社会经济的不断发展，世界可供原油正在重质化，高含硫、高含金属原油所占份额也越来越大，迫使炼油厂商不断地开发新的技术，对重质原油进行深度加工。然而原油的深度加工和生产低硫油品必然会使炼油厂副产大量

H2S气体。传统上含H2S的酸性气都采用克劳斯法回收硫磺，随着各国对环境保护日益重视，制定了更加严格的环保法规，迫使炼油工作者不断改进工艺，提高装置效能，降低尾气排硫量。

因此硫回收技术发展很快，近十几年来出现了许多新工艺、新技术，使硫回收技术提高到一个新水平。

1.2硫磺性质及用途

硫的物理性质

1bar下沸点444.6℃

熔点（纯S）120℃

比重 2.06

燃点232℃

闪点207℃

溶解性

单质硫不溶于H

2

O，微溶于

C

2

H

6

O、C

4

H

10

O，溶于CS

2

。

形状黄色晶体，有一种特殊气味。

化学性质化学性质活泼能和大多数元素发生化学反应，生成相应的硫化物。

用途主要用于制造生产各种染料，多功能药剂，火柴，炸药，橡胶产品等。

危险性其硫蒸汽和硫燃烧生成的SO

2

对人的身体有毒并造成伤害。

第二章工艺技术选择

硫磺回收装置由四部分组成，它们分别是 Claus 硫磺回收部分、尾气回收处理部分、尾气脱氢燃烧部分、液硫脱气部分等四部分组成。

2.1克劳斯工艺

2.1.1MCRC工艺

MCRC亚露点硫横回收工艺是由加拿大矿物和化学资源公司提出的一种把硫磺回收装置和尾气处理装置结合成一体的新技术，它将克劳斯反应扩展至硫露点以下、凝固点以上的低温（130-150℃）条件下，使克劳斯反应进行的更完全，在1976年实现工业化。MCRC的工艺特点是：

1、前半段与常规克劳斯回收工艺流程相同，后半段为两级交替处于吸附状态的MCRC催化反应段。过程气切换阀自动程序控制，切换灵敏，操作过程平稳可靠；

2、再生热源为上游克劳斯反应段经分硫和再热后的过程气本身，无需单独的再生系统和补充再生能量；

3、过程气的再热方式为高温惨合和通过气气换热器再热，流程简单，占地面积小，操作和维修简便，

4、由于应用了低温克劳斯技术，最后一级转化器中过程气是在硫蒸汽露点

温度下反应，使实际转化率能够接近理论值。

MCRC过程最大特点之一是采取在线再生方式。故具有占地少、能耗低、投资省、收率高、操作方便等优点，将常规克劳斯装置与尾气处理装置结合为一体，得到广泛的应用。

2.1.2CPS硫横回收工艺

CPS硫横回收工艺是酸性气田天然气净化处理的关键配套技术，属于克劳斯延伸类硫横回收工艺，该工艺根据硫化氢与氧气反应生成单质硫和水的化学反应为可逆、放热反应的机理，在流程上创新性地增加了再生态切换前的预冷工艺，降低催化剂反应温度；创新性地増加了再生前的冷凝去硫工艺，降低单质硫分压值；创新性地回收焚烧炉排放烟气余热用于催化剂再热工艺，确保再生温度稳定，同时对废热进行充分回收利用等。与国际同类硫磺回收工艺相

等污染物排放少、适应性强的优比，具有投资省、硫横收率高、能耗低、SO

2

点。

CPS工艺由一床克劳斯反应段和三个后续的低温克劳斯反应段组成，主要特点有：