第十四章 硫磺回收装置

第十四章硫磺回收装置

第一节装置概况及特点

一、装置概况

硫磺回收装置是环保装置，它是洛阳分公司500万吨/年炼油工程主体生产装置之一。该装置主要处理液态烃、干气脱硫酸性气及含硫污水汽提酸性气等，其产品是国标优等品工业硫磺。

二、装置组成及规模

硫磺回收（Ⅰ）设计生产能力为3000t/a，1987年8月开工，2001年4月扩能改造至1.0×104t/a；硫磺回收（Ⅱ）设计生产能力为5650t/a，1997年9月开工，2000年3月扩能至1.0×104t/a。

三、工艺流程特点

两套硫磺回收装置均采用常规克劳斯工艺，采用部分燃烧法，即将全部酸性气引入酸性气燃烧炉，按烃类完全燃烧和1/3硫化氢完全燃烧生成二氧化硫进行配风。过程气采用高温外掺合、二级转化、三级冷凝、三级捕集，最终硫回收率达到93%以上。尾气中硫化物及硫经尾气焚烧炉焚烧，70m烟囱排放。

第二节工艺原理及流程说明

一、工艺原理

常用制硫方法中根据酸性气浓度不同，分别采用直接氧化法、分流法和部分燃烧法。本装置采用的是部分燃烧法，即将全部酸性气引入燃烧炉，按烃类完全燃烧和1/3硫化氢完全燃烧生成二氧化硫进行配风。对于硫化氢来说，反应结果炉内约有65%的硫化氢转化为硫，余下35%的硫化氢中有1/3燃烧生成二氧化硫，2/3保持不变。炉内反应剩余的硫化氢、二氧化硫在转化器内催化剂作用下发生反应，进一步生成硫，其主要反应如下：

主要反应：

燃烧炉内：H2S+3/2O2=H2O+SO2+Q 2H2S+ SO2= 2H2O+3/2S2+Q

H2S+CO2=COS+ H2O+Q 2H2S+CO2=CS2+2 H2O+Q

反应器内：2H2S+SO2=H2O+3/nSOn+Q COS+ H2O = H2S+CO2-Q

CS2+ 2H2O=2H2S+CO2-Q

为获得最大转化率，必须严格控制转化后过程气中硫化氢与二氧化硫的摩尔比为2：1。

二、工艺流程说明

来自液态烃、干气脱硫装置酸性气及含硫污水汽提酸性气，压力0.05Mpa（表），温度40℃左右，硫化氢浓度30～90%（V），烃含量小于4%（V），在酸性气分液罐V101分液后进行入酸性气焚烧炉F101，所需空气由风机C101供给。

燃烧后的过程气进入废热锅炉E101冷却，使其中的硫蒸汽冷凝。过程气经E101出口丝网捕集硫雾后，再用高温过程气掺合至220～260℃，进入一级转化器R101，在催化剂作用下硫化氢和二氧化硫反应生成单质S（硫磺）；反应后过程气经一级冷凝器E102冷却，使转化器内反应生成的硫蒸汽冷凝。同样过程气经E102出口丝网捕集硫雾后，再用高温过程气掺合至210～260℃，进入二级转化器R102，在催化剂作用下，使余下的硫化氢和二氧化硫继续反应生成单质S（硫磺）；反应后过程气经二级冷凝器E103冷却，使转化器内反应生成的硫蒸汽冷凝，经丝网集器V103捕集液硫后，进入尾气燃烧炉中，用燃料气维持炉膛温度，使过程气中残余单质态硫及其它含硫化合物燃烧生成二氧化硫，最后从烟囱排放。

废热锅炉E101和一级冷凝器E102产生0.3Mpa（表）饱和蒸汽及E203所产生蒸汽，并入0.3Mpa（表）蒸汽管网，二级冷凝器产生的少量蒸汽直接排入大气。

E103和V103内液硫汇合，与E101、E102内的液硫三路共同进入Dg80/150管线，自流入液硫贮槽。液硫经液硫泵送至成型机成型生产后，由销售公司统一外销。

第三节原料及产品主要技术指标

一、原料气性质

酸性原料气的主要成份为硫化氢。硫化氢的理化性质：

硫化氢为无色可燃气体，有典型臭鸡蛋味，分子式H2S，分子量34.08，密度1.521g/l。熔点－85.5℃，沸点－60.4℃，蒸汽压20mmHg(25.5℃)，燃点260℃，爆炸极限4.3～4.6%，可溶于水（1g/242ml、20℃），乙醇（1g/94.3ml、20℃），二硫化碳及四氯化碳等。

二、硫磺产品质量指标

硫磺产品质量指标见表1

表1：GB2449-92

第四节装置物料平衡及主要操作条件

一、物料平衡

表2：硫磺回收（Ⅰ）物料平衡

：硫磺回收（Ⅱ）物料平衡

表3

二、主要工艺操作条件

表4：主要工艺操作条件

第五节主要工艺参数操作分析

1、酸性气燃烧炉配风控制

酸性气燃烧炉配风调节控制是硫磺回收装置生产的关键，直接影响着装置的平稳运行、总硫转化率及硫磺产品质量。目前装置采用酸性气流量单参数与进炉空气流量比值调节供风，忽略了酸性气浓度变化，控制过程为粗调，配风效果不好。因此，配风效果需要根据过程气组份化验分析数据、部分工艺参数变化及酸性气焚烧炉火焰颜色综合分析.

①根据二级转化器出口过程气组份化验分析数据判断:

a、（H2S+COS）/SO2 = 2 时，说明配风合适。

b、（H2S+COS）/SO2 ＞2 时，说明配风偏小。

C、（H2S+COS）/SO2 ＜2 时，说明配风偏大。

②根据工艺参数变化判断：

a、配风不合适转化器床层温度下降，配风过大床层会着火，温度“飞升”

b、两炉温度变化。当配风过大时炉-1温度升高；当配风过小时，炉-1温度下降，炉

-2温度上升。

③根据炉-1火焰颜色变化判断：

a、火焰颜色发白，则配风大。

b、火焰颜色发暗，则配风小。

C、火焰颜色发呈橙红色，则配风合适。

2、炉-1温度控制

3、炉-1压力控制

第六节装置消耗指标及能耗

一、装置设计消耗指标

1、电消耗量

2、水消耗量

3、蒸汽消耗量

4、燃料气用量