大型硫回收裝置的設計

大型硫回收裝置的設計

隨著我國石化工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，大型油廠的規(guī)模不斷擴大，含硫原油的產(chǎn)量也在不斷增加。因此如何體現(xiàn)科學發(fā)展觀,減少煉油廠污染,確保生產(chǎn)安全,減少投資和操作費用,對于搞好大型硫回收裝置設計來說成為不容忽視的問題。筆者多年前曾經(jīng)參加了幾次國外硫回收工藝的考察,現(xiàn)將國外某大型石油化工廠硫回收裝置的設計特點剖析如下。1硫回收裝置的組成該廠加工中東含硫原油(硫質量分數(shù)為3%),原油加工能力15Mt/a。設有常減壓蒸餾、催化裂化、重整、制氫、產(chǎn)品加氫、常壓渣油加氫,以及蒸汽裂解制乙烯等40多套裝置。硫回收裝置的原料來自該廠的兩套脫硫溶劑集中再生裝置和三套酸性水集中汽提(單塔)裝置。酸性氣組成為:來自溶劑集中再生裝置的酸性氣中H溶劑集中再生及酸性水集中汽提裝置均布置在硫回收裝置附近。2裝置的設計及處理能力裝置由常規(guī)三級克勞斯(Claus)工藝、斯科特(SCOT)尾氣處理及尾氣焚燒三部分組成?？藙谒构に嚬矁商?單套處理能力為325t/d,其中一套可采用富氧克勞斯硫回收工藝,處理能力為400t/d;裝置只設一套SCOT尾氣處理工藝,處理能力為700t/d;尾氣焚燒共兩套,一套為催化焚燒,另一套為熱焚燒,焚燒后的尾氣由一個120m高煙囪排放。3配套控制閥系統(tǒng)硫回收裝置要求操作彈性大(5%～100%),常規(guī)硫回收裝置操作彈性一般為25%～100%,所以該裝置又設置了操作彈性為5%～25%的配套調節(jié)閥系統(tǒng)。其優(yōu)點是盡量多回收硫磺,避免小處理量時硫回收裝置無法正常生產(chǎn),造成酸性氣直接焚燒排空污染大氣。缺點是需增加部分投資。當兩套硫回收工藝同時操作,若其中一套發(fā)生故障,則另一套提高處理量,此時若仍不能滿足要求,只有將上游工藝裝置減量操作。4硫回收率一套克勞斯工藝+SCOT尾氣處理工藝+尾氣催化焚燒工藝,硫回收率為99.9%;另一套克勞斯工藝+SCOT尾氣處理工藝+尾氣熱焚燒工藝,除處理SCOT尾氣外,還處理液硫脫氣部分及溶劑集中再生裝置閃蒸罐排來的含H5工藝和設備的主要特點5.1煙氣再熱回收系統(tǒng)(1)兩套克勞斯工藝。其中一套處理溶劑集中再生裝置送來的組成較穩(wěn)定的酸性氣;另一套處理混合酸性氣。溶劑集中再生酸性氣與酸性水汽提酸性氣的比例約為1:1,混合酸性氣中NH(2)酸性氣燃燒爐采用燒氨火嘴,爐溫約1300℃,燒氨后酸性氣中NH(3)過程氣再熱方案采用外來6.8MPa蒸汽減壓至4.0MPa進行加熱,以提高轉化率。(4)余熱鍋爐產(chǎn)生的1.6MPa蒸汽外輸,作其他裝置熱源;硫冷卻器產(chǎn)生0.35MPa蒸汽自用。(5)三級轉化器中只有在一級轉化器裝有CRS-31催化劑。(6)含氨酸性氣進入裝置后用蒸汽加熱至約100℃,以防堵塞。(7)富氧硫回收工藝采用純氧經(jīng)過濾后直接加入到入爐的空氣管道上,使空氣中氧質量分數(shù)達27%,氧純度及用量由先進控制系統(tǒng)控制。(8)液硫作為產(chǎn)品,采用Shell公司的脫氣技術脫氣,脫氣用的空氣需經(jīng)加熱。(9)三臺反應器為臥式組合型;四臺硫冷凝器為臥式組合型,兩臺組成一個殼體。(10)硫捕集器和硫冷凝器組合在一起,三級硫冷凝器后再單設一臺硫捕集器。(11)四臺硫封分別安裝在液硫池中。(12)硫回收部分采用先進控制系統(tǒng)控制。5.2溶劑及再生塔布置(1)在線爐燃料氣設置氣體密度儀,并在特殊情況下可以外補氫氣。(2)加氫反應器為立式設備;反應器出口設置余熱鍋爐,并可產(chǎn)生0.35MPa蒸汽。(3)氫氣設在線分析儀,維持氫氣過量2%。(4)急冷塔循環(huán)水設pH值在線分析儀,控制pH值約7.3,可以間斷補氨維持pH值。(5)急冷塔、急冷塔循環(huán)水空冷器、吸收塔等設備材質均采用碳鋼。(6)吸收塔的溶劑采用MDEA,濃度約為50%;再生塔頂壓力為0.11～0.12MPa,塔底溫度約為130℃。(7)溶劑再生塔布置在硫回收裝置外的溶劑集中再生部分。(8)急冷塔系統(tǒng)必須開循環(huán)風機才能維持正常操作,因催化焚燒系統(tǒng)壓力降大。5.3增設酸性氣火炬系統(tǒng)(1)熱焚燒部分正常操作時處理部分SCOT尾氣及溶劑脫硫集中再生裝置閃蒸罐產(chǎn)生的含H(2)全廠沒有設置單獨的酸性氣火炬系統(tǒng)。酸性氣經(jīng)熱焚燒后,由硫回收裝置尾氣煙囪排空,減少了工廠系統(tǒng)的酸性氣管道。(3)熱焚燒部分。當?shù)卣?guī)定排放尾氣中H(4)熱焚燒爐負荷大,所以體積大;催化焚燒爐和反應器呈立體布置,管道很短。(5)催化焚燒部分設有氧氣在線分析儀。(6)尾氣煙囪內襯耐火磚,并設有二氧化硫在線分析儀。6酸性氣回收工藝上述特點體現(xiàn)科學發(fā)展觀,特別值得石化行業(yè)深入探討,以提高設計及管理水平。(1)工廠總流程和總平面布置都較好考慮到環(huán)境保護和安全生產(chǎn),采用溶劑集中再生和酸性水集中汽提工藝,并布置在硫回收裝置附近,為硫回收提供了穩(wěn)定、可靠的酸性氣原料。(2)利用硫回收裝置的尾氣熱焚燒爐同時處理其他裝置或本裝置非正常操作時排出的酸性氣,燃燒完全,污