硫磺回收裝置工藝流程

1、3萬噸萬噸/年硫磺回收工藝原理及年硫磺回收工藝原理及流程流程 荊門石化維修車間 目目 錄錄w裝置生產(chǎn)工藝原理 w流程簡述 w流程圖一、 裝置生產(chǎn)工藝原理 1、克勞斯（、克勞斯（Cluas）制硫部分工藝原理）制硫部分工藝原理 自上游裝置產(chǎn)生的酸性氣經(jīng)過脫液引入燃燒爐后，在一定的配自上游裝置產(chǎn)生的酸性氣經(jīng)過脫液引入燃燒爐后，在一定的配風(fēng)量及溫度下，酸性氣中的烴類完全燃燒生成風(fēng)量及溫度下，酸性氣中的烴類完全燃燒生成CO2，而，而65%的的H2S反應(yīng)生成氣體硫，而余下的反應(yīng)生成氣體硫，而余下的35%的硫化氫中的的硫化氫中的1/3完全反應(yīng)完全反應(yīng)生成生成SO2，2/3保持不變。保持不變。 其反應(yīng)式如下：

2、其反應(yīng)式如下： 2H2SO2 =2H2O2S 8.79105 kJ/kg (1) 2H2S3O2 = 2H2O2SO2 5.19105 kJ/kg (2) CH42O2 = 2H2OCO2 8.04105 kJ/kg (3) 反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，因此燃燒爐溫度一般控制在反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，因此燃燒爐溫度一般控制在900-1265，溫度過高或過低都不利于反應(yīng)的進(jìn)行。如果烴類不完全燃燒生溫度過高或過低都不利于反應(yīng)的進(jìn)行。如果烴類不完全燃燒生成成CO及及C有可能導(dǎo)致一系列副反應(yīng)，生成羰基硫、二硫化碳，有可能導(dǎo)致一系列副反應(yīng)，生成羰基硫、二硫化碳，對硫化氫的轉(zhuǎn)化率及催化劑壽命造成不利影響。對硫化氫的轉(zhuǎn)化率

3、及催化劑壽命造成不利影響。 其反應(yīng)如下：SO2 3CO = COS 2CO2(4)Sx xCO = xCOS (5)H2S CO =COS H2 (6)C 2S = CS2 (7) 燃燒過后的過程氣，依次經(jīng)過余熱鍋爐、一級冷卻器、一級反應(yīng)器，除去液硫和霧狀硫后，進(jìn)入一級轉(zhuǎn)化器。一級轉(zhuǎn)化器的入口溫度由燃燒爐出口引出一股高溫?zé)崃鳎?jīng)高溫?fù)胶祥y調(diào)節(jié)。未反應(yīng)的H2S及生成的SO2以2:1的摩爾比例在轉(zhuǎn)化器中發(fā)生催化反應(yīng)： 2H2S SO2 =2H2O 3S 8.79104 kJ/kg(8) 羰基硫、二硫化碳在一級轉(zhuǎn)化器中于315343的條件下可發(fā)生水解反應(yīng)，溫度高時對反應(yīng)有利。 COS H2O = C

4、O2 H2S Q(9)CS2 2H2O =CO2 2 H2S Q(10) 轉(zhuǎn)化后的過程氣，經(jīng)過二次冷卻、捕集，除去液硫和霧狀硫后，再進(jìn)入二級轉(zhuǎn)化器。轉(zhuǎn)化后的氣體，經(jīng)過第三次冷卻、捕集，除去液硫，然后去尾氣處理單元進(jìn)行進(jìn)一步處理。2、尾氣處理部分工藝原理、尾氣處理部分工藝原理 從硫磺回收部分排出的制硫尾氣，仍含有少量的H2S、SO2、COS、Sx等有害物質(zhì)，直接焚燒后排放達(dá)不到國家規(guī)定的環(huán)保要求。 加氫還原吸收工藝是將硫回收尾氣中的元素S、SO2、COS和CS2等，在很小的氫分壓和很低的操作壓力下，用特殊的尾氣處理專用加氫催化劑，將其還原和水解為H2S，再用醇胺溶液吸收，再生后的醇胺溶液循環(huán)使用

5、；吸收了H2S的富液經(jīng)再生處理，富含H2S氣體返回上游硫回收部分，經(jīng)吸收處理后的凈化氣中的總硫300ppm。 加氫還原吸收尾氣處理是目前世界上公認(rèn)的最徹底的制硫尾氣處理工藝，“SSR”工藝的原理是尾氣加氫還原吸收。 克勞斯尾氣與富氫氣混合經(jīng)加氫反應(yīng)器，在鈷鉬催化劑的作用下，使尾氣中所有非硫化氫形式存在的硫化物與氫氣反應(yīng)，還原為硫化氫。制硫尾氣中少量的CS2和COS，在尾氣加氫反應(yīng)器中還要發(fā)生水解反應(yīng)。 還原反應(yīng) SO23H2H2S2H2OQ(11) SxxH2xH2SQ (12) 水解反應(yīng) COSH2OH2SCO2Q(13) CS22H2O2H2SCO2Q(14) 制硫尾氣中以非硫化氫形式存在

6、的硫化物還原、水解為硫化氫后，在吸收塔內(nèi)用胺液（MDEA，甲基二乙醇胺）將硫化氫吸收，再經(jīng)過再生塔使硫化氫從溶劑中脫吸返回制硫反應(yīng)爐制硫，使裝置達(dá)到99.8%以上的總硫收率。制硫尾氣處理通常用MDEA做吸收劑，這是利用化學(xué)吸收劑在非平衡狀態(tài)下MDEA對H2S的選擇性優(yōu)于CO2。因質(zhì)子傳遞，H2S與MDEA進(jìn)行的反應(yīng)幾乎是瞬間完成的化學(xué)反應(yīng)： H2SR2NCH3 R2NHCH3 HS(15) MDEA是叔胺，沒有氫原子附著于氮原子上，因此，只有當(dāng)CO2與H2O生成碳酸氫鹽后才與MDEA發(fā)生反應(yīng)：CO2H2OHCO3H (16) 整個反應(yīng)如下：CO2H2OR2NCH3R2NHCH3HCO3 (17

7、) 生成碳酸氫鹽的反應(yīng)通常被認(rèn)為是慢反應(yīng)，在短暫的氣液接觸過程中，使實際吸收的CO2低于平衡值。H2S與MDEA的反應(yīng)是瞬間完成的，CO2與H2O反應(yīng)需要一個緩慢的中間過程，因此認(rèn)為H2S與MDEA的反應(yīng)是受氣相控制，而CO2與MDEA反應(yīng)受液相控制。二、流程簡述 1、硫磺回收及尾氣處理部分工藝流程簡述、硫磺回收及尾氣處理部分工藝流程簡述 再生和催化等裝置來的酸性氣經(jīng)酸性氣分液罐（D-401）脫液后，與來自酸性水汽提裝置的酸性氣混合進(jìn)入制硫燃燒爐（F-401）的火嘴。根據(jù)制硫反應(yīng)需氧量，通過比值調(diào)節(jié)嚴(yán)格控制進(jìn)爐空氣量，經(jīng)燃燒將酸性氣中的烴類等有機(jī)物全部分解。燃燒時所需空氣由制硫爐鼓風(fēng)機(jī)（K-4

8、01A/B）供給。制硫燃燒爐（F-401）的配風(fēng)量是關(guān)鍵，為此，在制硫尾氣管道上安裝了一臺 H2S/SO2 在線比值分析儀，隨機(jī)分析尾氣中 H2S/SO2 比率，并通過反饋信號調(diào)節(jié)供風(fēng)管道上的微調(diào)閥，使過程氣中的 H2S/SO2 比率始終趨近 2:1，從而獲得最高的 Claus 轉(zhuǎn)化率。 自制硫爐（F-401） 排出的高溫過程氣（1227），小部分通過高溫?fù)胶祥y調(diào)節(jié)一級轉(zhuǎn)化器（R-401）的入口溫度， 其余部分進(jìn)入制硫余熱鍋爐（ER-401），用余熱發(fā)生 1.2MPa 飽和蒸汽送至蒸汽過熱器（E-413）過熱；過程氣溫度降至 350進(jìn)入一級冷凝冷卻器（E-401）冷至 160，在E-401 管

9、程出口，冷凝下來的液體硫磺與過程氣分離，自底部流出進(jìn)入硫封罐（D-405A）。 一級冷凝冷卻器（E-401）管程出口 160的過程氣，通過高溫?fù)胶祥y與 1227的高溫過程氣混合后，溫度達(dá)到 258進(jìn)入一級轉(zhuǎn)化器（R-401），在催化劑的作用下，過程氣中的 H2S和SO2 轉(zhuǎn)化為元素硫。反應(yīng)后的氣體溫度為 316，進(jìn)入過程氣換熱器（E-404）管程與二級冷凝冷卻器（E-402）出口的低溫過程氣換熱，溫度降至 262進(jìn)入二級冷凝冷卻器（E-402）；過程氣冷卻至 160，冷凝下來的液體硫磺，在管程出口與過程氣分離，自底部流出進(jìn)入硫封罐（D-405B）。 分離后的過程氣再返回過程氣換熱器（E-404

10、）殼程，加熱至 225進(jìn)入二級轉(zhuǎn)化器（R-402）。在催化劑作用下，過程氣中剩余的 H2S和SO2 進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為元素硫。 反應(yīng)后的過程氣進(jìn)入三級冷凝冷卻器（E-403），溫度從 239被冷卻至 160，冷凝下來的液體硫磺，在管程出口與過程氣分離，自底部流出進(jìn)入硫封罐（D-405C）。頂部出來的制硫尾氣經(jīng)尾氣分液罐（D-404）分液后進(jìn)入尾氣處理部分。 一、二、三級冷凝冷卻器殼層內(nèi)均通除氧水，通過余熱發(fā)生 0.35MPa 飽和蒸汽加以回收，產(chǎn)生的飽和蒸汽一部分作為硫磺回收及尾氣處理部分的設(shè)備、管道伴熱，剩余部分送至本裝置溶劑再生部分作為溶劑再生熱源。 一、二、三級捕集下來的液硫匯入硫封罐的液硫自

11、流進(jìn)入液硫池脫氣后，用液硫提升泵（P-403A/B）送至液硫儲罐或送至成型造粒包裝，裝車后用汽車外送出裝置。 尾氣分液罐 （D-401） 出口的制硫尾氣， 先進(jìn)入尾氣加熱器 （E-411），與蒸汽過熱器 （E-413）出口的高溫?zé)煔鈸Q熱，溫度升到 302，混氫后進(jìn)入加氫反應(yīng)器（R-411），在催化劑的作用下進(jìn)行加氫、水解反應(yīng)，使尾氣中的 SO2、S2、COS、CS2 還原、水解為 H2S。 反應(yīng)后的高溫氣體約 335進(jìn)入蒸汽發(fā)生器（E-412）發(fā)生 0.35MPa 飽和蒸汽，尾氣溫度降至 170進(jìn)入尾氣急冷塔（C-411）下部，與急冷水逆流接觸、水洗冷卻至 40。尾氣急冷塔使用的急冷水，用急冷

12、水泵(P-411A/B)自 急冷塔C-411 底部抽出，經(jīng)急冷水冷卻器（E-414A/B）冷卻至 40后，返 急冷塔C-411循環(huán)使用。因為溫度降低凝析下來的不平衡急冷水通過塔底液位調(diào)節(jié)閥送至污水汽提裝置處理。 為了防止設(shè)備腐蝕， 需在急冷水中注入氨水， 以調(diào)節(jié)其 pH 值保持在 78。急冷降溫后的尾氣自尾氣急冷塔（C-411）頂部出來進(jìn)入尾氣吸收塔（C-412）。 本裝置溶劑再生部分來的貧胺液（25%MDEA 溶液）進(jìn)入尾氣吸收塔（C-412）上部，與尾氣急冷塔來的尾氣逆流接觸，尾氣中的 H2S 被吸收。吸收了 H2S 的富胺液，經(jīng)富液泵(P-412A/B)升壓后返回溶劑再生部分。 自尾氣吸

13、收塔（C-412）塔頂出來的凈化尾氣，進(jìn)入尾氣焚燒爐（F-411），在 600高溫下，將凈化尾氣中殘留的硫化物焚燒生成 SO2，剩余的 H2 和烴類燃燒成 H2O和CO2，焚燒后的高溫?zé)煔庀冉?jīng)過蒸汽過熱器（E-413），然后再經(jīng)尾氣加熱器（E-411）回收熱量，煙氣溫度降至 300左右由煙囪（ST-411）排入大氣。 2、胺液再生部分工藝流程簡述、胺液再生部分工藝流程簡述 本裝置尾氣吸收部分來的富胺液經(jīng)貧富液換熱器 （E-421AD） 與來自溶劑再生塔 （C-421）底的高溫貧液換熱至 95左右進(jìn)入再生塔(C-421)上部第 22 層， 經(jīng)過塔板自上而下的熱交換和質(zhì)交換過程，塔底獲得的貧胺液進(jìn)入貧富液換熱器(E-421AD)殼程回收余熱，再經(jīng)貧液水冷器(E-423A/B)冷卻后進(jìn)入貧液貯罐（D-421），貧液經(jīng)貧液泵（P-421）抽出，輸送至本裝置尾氣吸收塔（C-412）。再生塔(C-421)底部的胺液進(jìn)入塔底再沸器(E-42