制硫工艺

3.2主要工艺特点

3.2.1装置采用二级常规克劳斯工艺，直流法硫回收净化工艺，保证装置有稳定的较高的硫回收率。

3.2.2采用饱和或过热蒸汽加热，控制反应床层入口温度，操作简单，利于开工升温，床层除硫，为催化剂床层具有较高活性提供保障。

3.2.3在末级硫冷凝器出口H2S/SO2比值分析仪，并实现闭环控制。根据二级克劳斯尾气中H2S/SO2的比例值，调节空气/酸性气控制回路中的空气量，使空气中的H2S/SO2达到4比1，以保证有较高的硫磺回收率。

3.2.4 反应炉采用进口高强度专用烧嘴，同时使装置具有较大的操作弹性。

3.2.5地下液硫储槽，内贴防酸耐热磁砖，内置蒸汽加热盘管，外置保温性能和抗腐蚀性能良好的保温层，减少散热损失保证长周期运行

3.2.6液硫脱气采用国外MAG专利的脱气设施，操作控制简单，可将溶解在硫中的微量H2S脱至10ppm 以下。

3.2.7 反应炉配备性能可靠的点火器、火焰检测仪，并采用光学温度计测量反应炉温度，保证测温的准确性。

3.2.8对反应炉采用联锁保护，对炉温、炉压、酸气分液罐、废锅液面等重要参数采取多点测量，三取二进联锁等措施，极大地提高仪表的可靠性，保证了装置的安全运行。

3.3主要进料条件

3.3.1酸性气进料操作条件

温度：30～55℃压力：70～85KPa（表压）

流率：9000～30000Nm3/h

3.3.2进料酸气主要组成：

组分（V）% 正常工况最大工况

C1 0.22 0.21

CO2 34.43 32.28

H2S 58.39 60.520

COS 0.01 0.0073 ~ O8 W8 ?% H5 I

H2O 6.95 6.97

CH4S 0.004 0.004

总流率（kmol/h）1331.98 1660.779

3.3.3装置收率

装置回收硫磺：23.75 t/h（根据原料气气质而定）；收率为：93-95%

工厂收率：99.8%

3.3.4物料平衡

物料名称重量百分数% 千克/小时吨/天吨/年

入方酸性气47.99 48411 1161.864 387288

燃烧空气50.45 50887 1221.288 407096

液硫池脱气空气0.84 849 20.376 6792

脱气蒸汽0.72 726 17.424 5808

合计100 100873 2420.952 806984-

出方硫磺产品23.75 23592 566.208 1887366

烟道气76.25 75730 1817.52 605840

合计100 99322 2383.728 794576

3.4工艺流程及原理

3.4.1工艺流程简述

来自天然气脱硫单元的酸性气首先进入酸气分液罐(111-D-301)分液，以避免可能携带的凝液进入反应炉燃烧器(111-F-301), 对单元操作及下游设备造成影响。分离出的酸性凝液经酸气分液罐底泵（111-P-302）送往酸性水汽提单元。

燃烧空气供给系统Claus风机(111-K-301A/B)同时为反应炉燃烧器(111-F-301)及加氢进料燃烧器(111-F-401)提供燃烧所需的空气，而尾气焚烧炉所需的燃烧空气由位于焚烧炉附近的焚烧炉风机（111-K-401A/B）提供。

进入反应炉燃烧器的空气量应刚好可以将原料气中的烃类完全氧化，同时满足装置尾气中H2S/S02比率为4:1所要求的部分H2S燃烧所需的空气量。

燃烧反应部分:

燃烧反应部分的设备包括反应炉燃烧器（111-F-301）、反应炉(111-F-302),余热锅炉(111-E-301/302)及第一级硫冷凝器(111-E-303)。燃烧反应部分中最重要的参数为反应温度、反应物的混合程度及停留时间，适当提高这三个参数可以使燃烧反应得到更为理想的产物。燃烧反应温度约为

1070℃。

在燃烧器及反应炉中发生的主要化学反应为：

H2S ＋（3/2）O2= SO2 ＋H20 （1 ）

2H2S ＋S02 = （3/X）SX ＋2H20 ( 2 )

在反应炉中燃烧反应能够得到充足的反应时间，同时还能有效地破坏酸性气中携带的杂质。燃烧产生的高温过程气进入与反应炉直接相连的余热锅炉，在锅炉中通过产生3.5Mpag等级的饱和蒸汽来回收余热并将过程气冷却到约281℃。冷却后的过程气进入第一级硫冷凝器，被进一步冷却至172℃并凝出液硫，同时发生0.4MPa等级的饱和蒸汽，冷凝出的液硫重力自流至一级硫封罐(111-S-302),然后自流至液硫池（111-S-301）。

催化反应部分,

自第一级硫冷凝器出来的过程气进入第一级反应进料加热器(111-E-304), 经3.5MPag等级高压蒸汽加热到213℃后进入一级转化器(111-R-301),在反应器内过程气与催化剂接触，继续发生反应(2)直至达到平衡，反应中生成的硫在过程气进入第二级硫冷凝器（111-E-305)后冷凝出来，自流经二级硫封罐

(111-S-303)后进入液硫池。

过程气在第二级催化反应部分经过的流程与第一级催化反应部分相同，在第二级反应进料加热器(111-E-306)中被加热至211℃后进入二级转化器(111-R-302).在二级转化器内过程气与催化剂接触，进一步发生反应（2)直至达到平衡。反应后的过程气进入末级硫冷凝器(111-E-307),冷凝下来的液硫经三级硫封罐（111-S-304）后进入液硫池，出末级硫冷凝器的尾气进入尾气处理单元。

液硫池及液硫脱气部分

来自各级硫冷凝器的液硫重力自流至液硫池(111-S-301), 在液硫池中通过Black &Veatch的专利MAG○R脱气工艺可将液硫中的H2S脱除至10ppm（w）以下。MAG○R液硫脱气工艺不需采用任何化学添加剂，其工艺原理为：液硫在液硫池的不同分区中循环流动，并通过一、二级喷射器（111-EJ-302/303）进行机械搅动，溶解在液硫中的H2S释放到气相中并由抽空器（111-EJ-301A/B）送入尾气焚烧炉，以保持气相中的H2S浓度在爆炸极限以下。

来自各级硫冷凝器的液硫一般含有250-300ppm （w）的H2S,取决于不同的操作条件，操作温度较高