固體硫磺生產(chǎn)過程中酸度的控制

固體硫磺生產(chǎn)過程中酸度的控制吳建榮郝東來馮輝李繼豪（中國石油獨(dú)山子石化公司煉油廠第二聯(lián)合車間，新疆獨(dú)山子，83600）摘要：本文著重介紹了在克勞斯法硫磺回收工藝中，影響固體硫磺產(chǎn)品酸度的主要原因和控制固體硫磺產(chǎn)品中酸度的措施。關(guān)鍵詞：克勞斯硫磺酸度1引言克勞斯硫回收裝置用來處理含硫化氫酸性氣體，使酸性氣中的H2S轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)硫。首先在燃燒爐內(nèi)三分之一的H2S與氧燃燒，生產(chǎn)SO2,然后剩余的H2S與生成的SO2在催化劑的作用下，進(jìn)行克勞斯反應(yīng)回收硫磺的一種方法。此法制得的成品各項(xiàng)指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)（GB2449一81）。但是，隨著裝置運(yùn)行后期，技術(shù)要求中“酸度”一項(xiàng)較難控制，往往偏高。本文就從影響硫磺酸度的主要原因和降低產(chǎn)品硫磺酸度幾項(xiàng)措施介紹如下：一、影晌硫磺酸度的原因分析硫磺酸度值是以H2SO4的百分含量表示的（國家標(biāo)準(zhǔn)一等品要求W0.005%）。酸度是硫磺中存在酸性物質(zhì)引起的。自2014年3月23日，我公司新區(qū)硫磺產(chǎn)品中“酸度”有較為明顯的上升，從＜0.002%上升至0.0022%，并一直穩(wěn)定在0.002?0.0026%之間，車間也召開分析會討論，并多次做實(shí)驗(yàn)，排查成品造粒的影響，但效果不明顯。4月20日，新區(qū)硫磺成品酸度又一次上升，酸度值上升至0.0037%，車間再次召開分析會議討論，分析查找成品硫磺酸度持續(xù)升高的原因，并制定相應(yīng)的對策。從各種現(xiàn)象分析判斷，硫磺酸值高的主要原因是由于廢鍋E-101出口溫度高造成造成。1.1造粒加工量大對硫磺酸度的影響2014年4月1日至10日，車間為排查造粒粒型對酸度的影響，專門將造粒處理量從12t/h降低至9t/h，并且嚴(yán)格控制成品硫磺的粒型，觀察10天，硫磺成品酸度值一直保持在0.002?0025%之間，無明顯變化，說明造粒加工量對酸度不明顯影響。1.2硫磺裝置廢鍋E-101出口溫度變化對硫磺酸度的影響近期硫磺裝置酸性氣負(fù)荷變化較大，硫磺廢鍋E-101出口溫度一直在420r左右運(yùn)行，較設(shè)計(jì)值380°C高約40°C，車間從MES調(diào)取廢鍋E-101出口溫度TI1008的歷史趨勢，從lims系統(tǒng)調(diào)取硫磺酸度值變化趨勢，經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)廢鍋出口溫度與硫磺成品酸度趨勢一致（見圖1E-101出口溫度與硫磺酸度值變化趨勢圖）。

50045040035030025020015010050t-硫磺酸度值*10000*p-imMu50045040035030025020015010050t-硫磺酸度值*10000*p-imMun'/HFtp日4m2日4IU2日4IU2日；4m2日4m2日4IU23A03A03A0日3m2日3m2o日4m2日4m2日日4IU2日4IU2經(jīng)車間與國內(nèi)同行進(jìn)行交流，并查閱相關(guān)文獻(xiàn)（硫酸工藝1989年第4期，河北辛集化工廠趙樹擇著克勞斯法制硫過程中降低產(chǎn)品硫磺酸度的措施），認(rèn)為廢鍋出口溫度對硫磺成品酸度有較大影響，其理論依據(jù)如下：在克勞斯法生產(chǎn)硫磺的過程中與液硫接觸的酸性物質(zhì)有H2S、SO2和CO2等氣體。H2S、SO2、CO2氣體在液硫中的溶解度是不同的。SO2和CO2的溶解度符合亨利定律，即隨著溫度的升高溶解度降低。在生產(chǎn)條件下，液硫的溫度通常在140°C左右，這樣高的溫度，SO2和CO2在液硫中的溶解度已經(jīng)很小了。而H2S在液硫中的溶解有兩種形式：第一，H2S氣體直接溶于硫磺中，這種形式與其它氣體溶解度的規(guī)律一樣，隨著溫度升高溶解度降低，第二，H2S與硫分子結(jié)合生成多硫化氫，然后多硫化氫溶解在液硫中，這種多硫化氫的溶解度則隨著溫度的升高而增加。這兩種形式綜合起來,使H2S在硫磺中的飽和溶解度可達(dá)1300PPm。從以上分析判斷，硫磺酸值高的主要原因是由于廢鍋管束積灰結(jié)垢，換熱效率不高，出口溫度高造成多硫化氫在液硫中溶解度升高造成。二、控制硫磺酸度的措施既然硫化氫是影響硫磺酸度的主要因素，則降低硫磺酸度值就必須降低硫化氫在硫磺中的含量。上面已提到，氣態(tài)硫化氫在硫磺中的溶解度比之多硫化氫相對較小，況且在140C硫磺冷凝操作溫度下，氣態(tài)硫化氫在液硫中的溶解度已相當(dāng)小了。所以關(guān)鍵是降低多硫化氫在液硫中的含量。為此我們采取下面幾項(xiàng)措施。1.降低余熱回收器出口溫度克勞斯法制硫，為了降低溫度回收熱量，往往在燃燒爐后面設(shè)置余熱回收器或余熱鍋爐。余熱回收器出口溫度一般為300~40C，也有的40。?500°C。實(shí)踐證明，溫度偏高對降低產(chǎn)品酸度不利。河北辛集化工廣年產(chǎn)3000t.克勞斯裝置采用部分燃燒法，余熱回收器設(shè)計(jì)溫度為450C。后因增產(chǎn)(3600ta/)，該溫度達(dá)47。?50C,產(chǎn)品酸度值即上升到較高范圍(0.0035、0.0040%),有的批次已經(jīng)超標(biāo)。后將余熱回收器出口溫度降到470C以下，產(chǎn)品酸度值也隨之降到0.03%以下。根據(jù)我廠的實(shí)踐，余熱回收器的出口溫度與產(chǎn)品酸度的關(guān)系如圖、1和表2所示。2.1近期措施2.1.1通過降低酸性水汽提裝置處理量，部分含氨酸性氣放火炬等措施，將硫磺廢鍋E-101出口溫度TI1008控制在420C以下。2.1.2溶劑再生裝置減溫減壓器壓力由目前的0.34MPa調(diào)至0.32MPa以下，降低硫磺裝置自產(chǎn)蒸汽壓力，降低硫冷器出口溫度，使液硫溫度降低。2.1.3調(diào)節(jié)液硫池伴熱線，減少液硫池伴熱量，達(dá)到降低液硫溫度的目的。2.1.4調(diào)節(jié)液硫脫氣泵至滿負(fù)荷，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)節(jié)液硫抽氣裝置負(fù)荷。2.1.5造粒單元對抽風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，抽風(fēng)效果不好時及時安排清理。2.1.6造粒單元調(diào)節(jié)好防粘劑與鋼帶之間的配合，確保成品硫磺水分