煤制天然氣項目硫回收裝置技術(shù)改進的論證

王 強

（遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司，遼寧阜新 123000）

阜新煤制天然氣項目年產(chǎn)天然氣40×108m3，目前項目一期已初具規(guī)模。項目硫回收裝置采用荷蘭Jacobs公司（JNL）和荷蘭荷豐技術(shù)公司提供的Claus工藝技術(shù)。裝置占地面積5 400 m2，設(shè)計年操作8 000 h，裝置主要由硫磺回收、硫磺成型及包裝和硫磺貯運3個部分組成。裝置主要是將煤中多余的硫元素進行回收生產(chǎn)硫磺，產(chǎn)品硫磺可用于化肥、硫酸、亞硫酸鈉、二硫化碳、染料、冶金、橡膠、農(nóng)藥等行業(yè)領(lǐng)域。項目三期全部建成后可年產(chǎn)固體硫磺16×104t。在市場銷售方面，硫磺采購商對液態(tài)硫磺產(chǎn)品產(chǎn)生了濃厚的興趣，且采購量大于企業(yè)生產(chǎn)量。本文將從以下幾個方面對改變硫磺產(chǎn)品形態(tài)銷售對企業(yè)的影響進行系統(tǒng)的研究。

1 工藝技術(shù)方面

1.1 現(xiàn)有工藝流程

硫回收裝置采用二級Claus硫回收工藝[1，2]，將酸性氣中的硫回收生成單質(zhì)硫。酸性原料氣先進行分液、預(yù)熱，然后進入制硫爐燒嘴與空氣充分混合，燃燒產(chǎn)物在制硫爐內(nèi)短暫停留進行高溫?zé)岱磻?yīng)，然后進一級、二級反應(yīng)器催化轉(zhuǎn)化。最后經(jīng)過高溫?zé)岱磻?yīng)和催化轉(zhuǎn)化生成的氣態(tài)硫經(jīng)冷凝和捕集回收進入液硫池，經(jīng)液硫脫氣后送入造粒機、包裝機，最終生成顆粒狀硫磺產(chǎn)品，具體流程（見圖1）。

1.2 改變產(chǎn)品形態(tài)后的工藝流程

如采用液體硫磺形式進行銷售，在技術(shù)上，則只需要在現(xiàn)有設(shè)備液硫泵后增加液硫儲罐和一條裝車管線即可，也可以直接利用現(xiàn)有液硫泵資源選擇擴建已有液硫池[3，4]。目前，硫回收裝置一期兩系列共有兩個液硫池，每個大小為18 m×4 m×3.4 m，單個液硫池可存儲液態(tài)硫磺約245 t，同時液硫池為防止硫磺低溫固化裝有伴熱裝置，可直接增加旁路進行裝車。但由于目前現(xiàn)有液硫池只能儲存71 h（約3 d）的硫磺產(chǎn)品，極易出現(xiàn)運輸不暢導(dǎo)致的冒池現(xiàn)象。故如果不新建液硫儲罐，必須對現(xiàn)有工藝的液硫池進行擴建，改建后（見圖2）。

從圖1、圖2可以看出，采用液態(tài)硫磺進行產(chǎn)品銷售的形式可以縮短產(chǎn)品流程，間接省下二、三期硫回收部分設(shè)備的投資和運行維護費用。

2 設(shè)備投資方面

由圖2可以看出，如果采用液體硫磺的方式進行銷售，可以取消二、三期硫回收裝置產(chǎn)品造粒機等設(shè)備、電氣的采購，同時目前建設(shè)的固體硫磺產(chǎn)品庫房也可用作其他倉儲使用。對于需要新建的液硫儲罐，按目前一期硫磺產(chǎn)量并綜合考慮三期，再考慮硫磺密度和阜新地區(qū)雨雪等惡劣天氣及不可預(yù)測情況，按一周儲存量來計算，新建2 000 m3儲罐或者改擴建現(xiàn)有液硫池完全可以滿足生產(chǎn)要求。而且阜新煤制天然氣項目地理位置交通十分便利，硫磺潛在合作購買商與項目相距也較近，如無交通管制或惡劣天氣，每天可往返兩次運輸，基本可以滿足企業(yè)的庫存需要，不會造成產(chǎn)品積壓。

而對于目前已經(jīng)采購的造粒機、包裝機、碼垛機等配套設(shè)備和建筑則可以保留現(xiàn)有，用于企業(yè)液態(tài)硫磺銷售不暢或固態(tài)硫磺產(chǎn)品價格高于液態(tài)硫磺產(chǎn)品較多時開展多元化銷售。對硫回收現(xiàn)有設(shè)備投資進行了估算（見表 1）。

由表1可以看出，如改用液體硫磺方式進行銷售，二、三期將不必再另行采購造粒機及建設(shè)配套廠房，減少了大量投資。

3 人員方面

如果采用固體硫磺銷售模式，則需要另外雇傭碼垛工、叉車工和裝卸工，以目前項目配套員工來看，需要另行雇傭14名工人負責(zé)上述工作，增加了人員費用，具體人員崗位（見表2）。

圖2 改用液態(tài)硫磺產(chǎn)品后的工藝簡圖

表1 兩種銷售情況設(shè)備一覽表

表2 硫回收裝置外招人員一覽表

由表2可以看出，如果生產(chǎn)固體硫磺，還需要額外配備14名工人，需要相應(yīng)的工資投入，按阜新當(dāng)?shù)厝斯こ杀具M行核算，每年公司需要為每人投入大約11萬元的人工成本。而如果采用液體硫磺的方式開展銷售，則直接通過儲罐儲存再經(jīng)液硫泵打液裝車即可。后續(xù)崗位碼垛工、叉車司機、裝卸工可無需配備，此項每年可以為單位節(jié)約154萬元的人工開銷。

4 安全方面

硫磺屬于二級易燃物，可與空氣形成爆炸性混合物，屬易燃危險品，也屬于易制爆危險化學(xué)品。目前化工企業(yè)液硫和固硫的儲存一般均按乙類火災(zāi)危險和防爆要求設(shè)計，在固、液態(tài)硫磺儲存上，安全方面的投入并沒有什么差異。在運輸上，國家發(fā)改委已于2007年9月10日發(fā)布硫磺運輸規(guī)定，規(guī)定要求除了液體硫磺要用特定的儲罐車運輸外，固體硫磺可以作為普通貨物運輸。而目前很多硫磺貿(mào)易企業(yè)都具備固、液態(tài)硫磺的運輸資質(zhì)，可以保證正常的銷售運輸。

在人員安全方面，接觸硫磺的員工一般不需要特殊防護，只需要穿一般工作服、佩戴防護手套和自吸過濾式防塵口罩即可。而如果采用液硫的方式進行銷售，則避免了員工直接接觸硫磺產(chǎn)品，降低了員工危害程度。

但需要表明的是，采用固體硫磺產(chǎn)品銷售方式實際上縮短了企業(yè)的硫回收裝置的生產(chǎn)工藝線，直接避免了很多后續(xù)設(shè)備可能造成的安全隱患和人員傷害，間接提高了生產(chǎn)方面的安全。

5 銷售成本方面

由于固體硫磺銷售價格略高于液體硫磺，在銷售價格方面，會有減少，在不考慮液、固硫磺市場需求暫按產(chǎn)品全部銷售的情況，以目前企業(yè)周邊液、固硫磺市場平均價格核算，每噸液體硫磺相比固體硫磺價格降低約80元/噸。產(chǎn)品收益（見表3）。

由表3可以看出，雖然改用液體硫磺銷售對比固體硫磺銷售減少了企業(yè)營銷收入，但是液體硫磺銷售減少了設(shè)備投資，避免了后續(xù)工藝帶來的安全隱患，也省去了固體硫磺產(chǎn)品的包裝和部分人工消耗。僅從包裝袋和人工成本考慮，按目前已知固體硫磺包裝袋每袋裝50 kg硫磺計算，項目一期的硫磺產(chǎn)量就需要包裝袋110萬個，即使每個包裝袋成本按2元錢計算，也節(jié)約了220萬元/年，加上人工成本154萬元/年，僅這兩項就為單位節(jié)約了374萬元/年。這還不考慮二期需要再次購買的設(shè)備和新建的廠房、每年的公用工程消耗和安全消防等方面的投入，不僅可以彌補液體硫磺銷售所帶來的銷售差額，還可以為企業(yè)創(chuàng)造更多的效益。

表3 一期硫磺產(chǎn)品不同銷售價格收益對比表

6 結(jié)論

對于化工企業(yè)來說，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)工藝鏈一方面有利于操作，降低操作難度，減少現(xiàn)場操作巡檢人員的投入，另一方面也可以降低企業(yè)各項運行成本。同時，企業(yè)的產(chǎn)品在銷售過程中也要綜合考慮市場的需求，不能一味考慮市場銷售價格，相比于固態(tài)硫磺產(chǎn)品，各個采購商更愿意購買液態(tài)硫磺產(chǎn)品，這使得液態(tài)硫磺產(chǎn)品的銷售前景也更加樂觀。企業(yè)可以在做好與各個采購商簽訂完善銷售合同的基礎(chǔ)上，采取優(yōu)化工藝方案，增加液態(tài)硫磺的產(chǎn)品銷售，將使企業(yè)產(chǎn)品在市場中具有更好的銷售前景。

［1］汪家銘.超級克勞斯硫磺回收工藝及應(yīng)用［J］.天然氣與石油，2009，27（5）：28-32.

［2］周沛浩.克勞斯法硫磺回收工藝技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢［J］.化工管理，2016，（33）：154.

［3］范東平.硫磺回收工藝技術(shù)現(xiàn)狀及前景展望［J］.化工管理，2017，（14）：27-28.

［4］遼寧大唐國際阜新煤制天然氣項目硫回收裝置操作規(guī)程［S］.2014.