硫磺回收裝置長周期平穩(wěn)運行分析與總結(jié)

孟松

摘要：主要介紹遼陽石化30kt/a硫磺回收裝置在長周期平穩(wěn)運行方面的技術(shù)經(jīng)驗教訓(xùn)，結(jié)合實際生產(chǎn)操作分析關(guān)于影響長周期平穩(wěn)運行的一些因素以及應(yīng)當(dāng)措施。

關(guān)鍵詞：硫回收；長周期；分析總結(jié)

隨著大氣污染越來越嚴(yán)重，國家對大氣排放指標(biāo)越發(fā)嚴(yán)格。對于硫磺回收裝置而言SO2排放濃度無疑成為考核的硬性指標(biāo)，這就意味著裝置的長周期平穩(wěn)運行的重要性。結(jié)合遼陽石化30kt/a硫磺回收裝置的生產(chǎn)操作情況進(jìn)行分析，并作出應(yīng)對措施，確保裝置無事故、低排放、長周期運行。

1 遼陽石化硫磺回收裝置運行情況

遼陽石化目前有兩套30kt/a（新、老脫硫）硫磺回收裝置同時運行，經(jīng)過多年對裝置的專研總結(jié)出豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗，在硫磺業(yè)內(nèi)取得不錯的成績，新脫硫裝置連續(xù)3年無事故長周期運轉(zhuǎn)，嚴(yán)格把控SO2尾氣排放指標(biāo)。全體員工齊心合力，各崗位精誠合作，想著5年無事故零排放目標(biāo)努力。

2 頻繁開停工的影響

保證裝置長周期運轉(zhuǎn)可謂是百利無一害，開停工對上下游物料平衡造成極大的失衡，以及自身物料的損失。由于老脫硫處理能力有限，就迫使上游降量，開工自身裝置過程氣直接進(jìn)行焚燒所以效益上造成損失。開停工必然無法保證尾氣SO2的排放指標(biāo)，對環(huán)境造成一定的污染。檢修期間換油、換劑、空冷管束清理、設(shè)備打開等需要較高的檢修費。

3 裝置長周期運行的注意事項

3.1主反應(yīng)爐火嘴的選擇

主反應(yīng)爐主燃燒器時硫磺回收裝置的核心部分，該部分具有Claus反應(yīng)器所需的SO2以及破壞酸性氣中烴類與氨等雜質(zhì)防止制硫反應(yīng)器床層積碳和銨鹽結(jié)晶堵塞的作用。本裝置采用Duiker公司高強(qiáng)度火嘴，Duiker公司高強(qiáng)度火嘴主要特點是確保高流量的注入氣體（酸性氣、瓦斯氣、空氣等）在集成化的小型燃燒室內(nèi)充分徹底的混合，以保證產(chǎn)生短而穩(wěn)定的高強(qiáng)度火焰。這種火嘴在低負(fù)荷情況下，工作效能正常，氨能充分燃燒未出現(xiàn)銨鹽結(jié)晶堵塞現(xiàn)象，避免了裝置非計劃停工，大大延遲了硫磺裝置的運行時間。

3.2延長催化劑的使用壽命

30kt/a硫磺回收裝置采用兩級轉(zhuǎn)化Claus制硫工藝，一級反應(yīng)器采用1/3漏“O2”保護(hù)性催化劑，+2/3大比表積的Al2O催化劑裝填方案。二級反應(yīng)器采用1/6漏“O2”保護(hù)性催化劑，+5/6大比表積的Al2O3催化劑裝填方案。這種裝填方案節(jié)省投資，提高催化劑使用壽命。圖1一二反催化劑裝填示意圖

2016年裝置大修期間對一級反應(yīng)器（256-R-101）和二級反應(yīng)器（256-R-102）中的催化劑更換為LS-300和LS-971兩種催化劑，使用壽命為3年，達(dá)到預(yù)期使用壽命。加氫反應(yīng)器（256-R-103）內(nèi)PSR-51催化劑時2013年裝填，大修進(jìn)行鈍化還原未更換。同樣可以達(dá)到使用壽命5年。表1催化劑型號、性能指標(biāo)及裝填數(shù)量。

硫磺回收裝置的酸性氣成分復(fù)雜多變，影響催化劑活性下降原因也是多元化，每個環(huán)節(jié)都要做到嚴(yán)格把控，精益求精。

（1）保證酸性氣中H2S濃度不低于60%（V），控制烴含量不大于2%（V），防止不完全燃燒碳化變黑。

（2）嚴(yán)格把控配風(fēng)比，使各組分充分燃燒，保證H2S與SO2的比值在2-4之間。

（3）嚴(yán)格控制各反應(yīng)器入口溫度，時刻監(jiān)控床層溫度變化，及時分析做出有效措施。開工時期做好預(yù)硫化工作，使催化劑活性達(dá)到最佳。

3.3裝置設(shè)備防腐

硫磺回收裝置尾氣過程氣中含有H2S、SO2、COS、SX、CO2、H2O等有害性以及腐蝕性物質(zhì)，均能與設(shè)備表面發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生腐蝕，腐蝕速度隨著溫度、硫化物濃度、介質(zhì)成分、設(shè)備材質(zhì)不同而改變。如果碳鋼設(shè)備溫度超高310度以上，硫化腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重，因此，燃燒爐和反應(yīng)器容易發(fā)生高溫硫化腐蝕，所以反應(yīng)爐的襯里要定期維修，以免高溫硫化腐蝕。

SO2的腐蝕：SO2對急冷塔尾氣系統(tǒng)的腐蝕，如果系統(tǒng)配氫控制不當(dāng)，導(dǎo)致系統(tǒng)中SO2還原不完全穿透催化劑床層，進(jìn)入急冷塔，造成急冷水腐蝕，其反應(yīng)如下：

SO2+H2O→H2SO3

H2SO3+Fe→FeSO3+H2

SO2-O2- H2O的腐蝕：在裝置低溫部分，當(dāng)溫度低于SO2、SO3等酸性氣體的露點時，就會有酸液形成，從而造成露點腐蝕，其中以煙囪為例，發(fā)生露點腐蝕最明顯。其反應(yīng)如下：

SO2+1/2O2→SO3

SO3+H2O→H2SO4

做好腐蝕措施保證超周期運轉(zhuǎn)：反應(yīng)器設(shè)置隔熱耐火襯里，燃燒爐設(shè)耐火耐熱襯里，爐壁外上方設(shè)置有弧度的防護(hù)罩，防止高溫露點腐蝕；開工時，做好預(yù)硫化，防止過程氣中的SO2進(jìn)入急冷塔腐蝕設(shè)備，在急冷水泵入口注入氨液或凝結(jié)水中和SO2，保證急冷塔PH值不小于7；停工時用2%NaCO3溶液清洗管線，中和酸性液，使用N2保護(hù)。

4 總結(jié)

環(huán)保重要性日益提高，高含硫原油大規(guī)模提煉，硫磺回收長周期運轉(zhuǎn)重要性毋容置疑，做出幾點總結(jié)：

1、采用高溫耐火火嘴，保證燃燒爐穩(wěn)定運行。

2、采用合理措施延長催化劑活性。

3.做好防腐設(shè)施，減少裝置腐蝕。

參考文獻(xiàn)

[1]劉文君，余姣，馬向偉，等.影響硫磺回收裝置長周期運行因素分析[J].石油與天然氣化工，2017，46（1）：27-33.