試論硫磺回收裝置運(yùn)行分析

李東旭 王波

摘要：隨著我國石化工業(yè)的不斷發(fā)展，硫化氫等廢氣的排放越來越多。如果不加以凈化，對人體的危害就會產(chǎn)生極大的影響，硫磺回收工藝就是通過化學(xué)方法將空氣中的硫化物進(jìn)行循環(huán)吸收，使得尾氣排放穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。而硫磺回收裝置就是冶金鋼鐵行業(yè)、煤化工業(yè)凈化配套的必要裝置，本文就硫磺回收裝置運(yùn)行進(jìn)行分析，旨在為環(huán)保效益的提升提供參考建議。

關(guān)鍵詞：硫磺;回收裝置;運(yùn)行

硫磺回收指將含硫化氫等有毒含硫氣體中的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)硫，從而變廢為寶，保護(hù)環(huán)境的化工過程。原油或煤中的硫化物在加工過程中轉(zhuǎn)化為H2S，而H2S是劇毒物質(zhì)，對人體和環(huán)境有極大的毒害作用，必須進(jìn)行無害化處理，硫磺回收裝置是重要的環(huán)保裝置，主要是對石化工業(yè)等生產(chǎn)過程中的硫化氫氣體進(jìn)行處理，最后加以回收利用，從而降低尾氣中二氧化硫的排放。為此裝置的運(yùn)行過程非常重要，必須保證裝置的長久平穩(wěn)運(yùn)行，不過由于硫磺回收裝置的運(yùn)行周期比較長，而且影響其運(yùn)行的因素比較復(fù)雜，為此需要對此裝置的運(yùn)行情況以及影響因素進(jìn)行深入分析，從而針對裝置運(yùn)行的因素進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，確保硫磺回收裝置的長久平穩(wěn)運(yùn)行。

1.硫磺回收裝置運(yùn)行原理

在不改變原有催化劑的前提下保障裝置硫磺回收率，將再生煙氣進(jìn)行變廢為寶的處理，回收硫資源的同時避免了油品質(zhì)量升級過程的污染轉(zhuǎn)移，達(dá)到環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。

2.影響硫磺回收裝置運(yùn)行的因素和優(yōu)化措施分析

2.1酸性氣中雜質(zhì)影響

酸性氣中雜質(zhì)對硫磺回收裝置的長期運(yùn)行有很大影響，如果原料酸性氣中雜質(zhì)含量過高，就會增加裝置系統(tǒng)的負(fù)荷，這樣的話就會導(dǎo)致空氣需求量上升，從而使得裝置爐頭壓力、溫度急劇上升，如此一來，就會使得硫轉(zhuǎn)化率降低。與此同時，因?yàn)榱蚧腔厥昭b置的反應(yīng)器內(nèi)生成的H2S在氧氣下反應(yīng)生成的 SO2，會釋放大量熱量。容易堵塞反應(yīng)器床層，還會破壞催化劑活性，嚴(yán)重情況下裝置甚至?xí)黄韧Ｖ惯\(yùn)行。優(yōu)化措施：采用高強(qiáng)度混合的燃燒器，并保持足夠的停留時間;采用余熱空氣和酸性氣等手段，提高燃燒爐溫度。資料介紹，雜質(zhì)的最低反應(yīng)溫度，燃燒或分解溫度分別是：輕烴925℃，重?zé)N、甲醇、硫醇和芳香烴為1050℃，NH3為1250℃;采用鈦基催化劑，促進(jìn)COS和CS2水解，并預(yù)防殘留的芳香烴結(jié)焦。

2.2催化劑因素的影響

硫磺回收裝置運(yùn)行過程中，催化劑的使用也是影響其穩(wěn)定運(yùn)行的一個比較重要因素。硫磺回收裝置的長周期運(yùn)行對催化劑性能的要求具有高標(biāo)準(zhǔn)，一般在硫磺回收裝置運(yùn)行3年中，催化劑一定要具備有優(yōu)秀的穩(wěn)定性。能夠確保硫的回收率。為此在選取催化劑上，一定要選擇適合煉廠大規(guī)模、并且符合較為復(fù)雜的硫磺回收裝置長周期運(yùn)行的要求。

2.3尾氣管道堵塞，系統(tǒng)阻力升高

現(xiàn)在的很多硫磺回收裝置的尾氣管道設(shè)計(jì)的保溫效果大多不理想，一般是設(shè)計(jì)為管道底部雙伴熱管伴熱，這在進(jìn)入尾氣管道后，溫度就會降低，使得裝置尾氣中夾帶的氣硫液硫慢慢冷凝，最后造成管路堵塞。這會造成系統(tǒng)阻力升高從而使得裝置不能正常運(yùn)行。正常情況下。硫磺回收裝置的運(yùn)行阻力大概在10kPa左右，一旦出現(xiàn)尾氣管道堵塞，系統(tǒng)的阻力就會大幅度升高，最高達(dá)到50kPa左右。在這種情況下，就會導(dǎo)致助燃空氣、酸性氣、伴燒煤氣無法進(jìn)入該系統(tǒng)。主要原因是因?yàn)樗嵝詺夥忠汗?、酸性氣流量?jì)及酸性氣阻火器的堵塞。優(yōu)化措施：進(jìn)入酸性氣分液罐之前，要對酸性氣管道增加過濾器，與此同時，還要設(shè)置過濾器旁路，如此一來，在系統(tǒng)過濾器壓差增大堵塞的時候，就可以進(jìn)行在線清理，從而確保硫磺回收裝置系統(tǒng)的持續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行。還有可以更改雙伴熱管伴熱為夾套伴熱或者電伴熱。達(dá)到尾氣管道的溫度使用要求。

2.4設(shè)備的影響因素

在硫磺回收裝置中，為了提高其整個的運(yùn)行周期，其酸性腐蝕性介質(zhì)的材質(zhì)相當(dāng)嚴(yán)格，一旦出現(xiàn)腐蝕或者脫落，就會造成停工。但是在實(shí)際的制硫過程中，仍舊存在各類腐蝕，例如高溫硫腐蝕、電化學(xué)腐蝕等等。這主要是閥芯材質(zhì)的生產(chǎn)過程中設(shè)備的腐蝕原因造成的，為此為了降低運(yùn)行過程中腐蝕現(xiàn)象，需要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，在選擇酸性腐蝕材質(zhì)上也要更加嚴(yán)格要求。另外制硫燃燒爐運(yùn)行的好壞也影響著硫磺回收裝置的長周期平穩(wěn)運(yùn)行。作為硫磺回收裝置的最主要核心設(shè)備。制硫燃燒爐直接影響著硫的回收率和硫磺回收裝置長期平穩(wěn)運(yùn)行。為此在實(shí)際的操作過程中，要確保制硫燃燒爐的良好運(yùn)行。一旦發(fā)現(xiàn)制硫燃燒爐的材質(zhì)出現(xiàn)腐蝕穿孔或者雨水侵蝕加劇，要及時進(jìn)行維修，從而降低經(jīng)濟(jì)損失。

2.5低負(fù)荷運(yùn)行的影響

低負(fù)荷運(yùn)行下，會造成硫磺回收裝置系統(tǒng)的原料氣總量的減少，并且燃燒器、風(fēng)機(jī)、硫冷器等設(shè)備也會受到影響。優(yōu)化措施：強(qiáng)化設(shè)備巡檢和維護(hù)，加強(qiáng)對爐子火嘴的保護(hù)，在上游系統(tǒng)的酸性氣線上補(bǔ)入適量氮?dú)?。提高酸性氣流量的?shí)際操作下限值。優(yōu)化燃燒器、風(fēng)機(jī)、硫冷器等設(shè)備的操作。

3.結(jié)語

硫磺回收裝置主要用于處理煉油區(qū)域各裝置及輔助設(shè)施在運(yùn)行中排放出的酸性氣，該裝置的投用，有效降低石化工業(yè)企業(yè)三廢排放總量，使企業(yè)總體環(huán)保能力有了進(jìn)一步的提高。硫磺回收裝置采用了國內(nèi)最成熟的克勞斯硫磺回收和加氫還原尾氣凈化工藝技術(shù)，開工時數(shù)按每年8000小時設(shè)計(jì)，是15萬噸/年重整裝置技術(shù)改造及配套設(shè)施。對滿足當(dāng)前干氣凈化及酸性氣處理任務(wù)，進(jìn)一步改善周邊大氣質(zhì)量，適應(yīng)煉化企業(yè)生產(chǎn)“綠色低碳”環(huán)保要求，達(dá)到社會效益、環(huán)保效益和生產(chǎn)效益“三贏”具有重要意義。

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(yùn)行因素分析[J].石油與天然氣化工，2017，46（1）：27-33.

[2]王會強(qiáng).硫磺回收裝置長周期運(yùn)行存在的問題分析及對策[J].硫酸工業(yè)，2017（8）：30-34.