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1、3萬噸/年硫磺回收工藝原理及流程荊門石化維修車間目錄裝置生產(chǎn)工藝原理流程簡(jiǎn)述流程圖一、裝置生產(chǎn)工藝原理1、克勞斯（Cluas）制硫部分工藝原理自上游裝置產(chǎn)生的酸性氣經(jīng)過脫液引入燃燒爐后，在一定的配風(fēng)量及溫度下，酸性氣中的烴類完全燃燒生成CO2，而65%的H2S反應(yīng)生成氣體硫，而余下的35%的硫化氫中的1/3完全反應(yīng)生成SO2，2/3保持不變。其反應(yīng)式如下：2H2S＋O2=2H2O＋2S＋8.79×105kJ/kg(1)2H2S＋3O2=2H2O＋2SO2＋5.19×105kJ/kg(2)CH4＋2O2=2H2O＋CO2＋8.04×105kJ/kg(3)反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，因此燃燒爐溫度一般控
2、制在900-1265℃，溫度過高或過低都不利于反應(yīng)的進(jìn)行。如果烴類不完全燃燒生成CO及C有可能導(dǎo)致一系列副反應(yīng)，生成羰基硫、二硫化碳，對(duì)硫化氫的轉(zhuǎn)化率及催化劑壽命造成不利影響。其反應(yīng)如下：SO2＋3CO=COS＋2CO2(4)Sx＋xCO=xCOS(5)H2S＋CO=COS＋H2(6)C＋2S=CS2(7)燃燒過后的過程氣，依次經(jīng)過余熱鍋爐、一級(jí)冷卻器、一級(jí)反應(yīng)器，除去液硫和霧狀硫后，進(jìn)入一級(jí)轉(zhuǎn)化器。一級(jí)轉(zhuǎn)化器的入口溫度由燃燒爐出口引出一股高溫?zé)崃?，?jīng)高溫?fù)胶祥y調(diào)節(jié)。未反應(yīng)的H2S及生成的SO2以2:1的摩爾比例在轉(zhuǎn)化器中發(fā)生催化反應(yīng)：2H2S＋SO2=2H2O＋3S＋8.79×104kJ
3、/kg(8)羰基硫、二硫化碳在一級(jí)轉(zhuǎn)化器中于315～343℃的條件下可發(fā)生水解反應(yīng)，溫度高時(shí)對(duì)反應(yīng)有利。COS＋H2O=CO2＋H2S＋Q(9)CS2＋2H2O=CO2＋2H2S＋Q(10)轉(zhuǎn)化后的過程氣，經(jīng)過二次冷卻、捕集，除去液硫和霧狀硫后，再進(jìn)入二級(jí)轉(zhuǎn)化器。轉(zhuǎn)化后的氣體，經(jīng)過第三次冷卻、捕集，除去液硫，然后去尾氣處理單元進(jìn)行進(jìn)一步處理。2、尾氣處理部分工藝原理從硫磺回收部分排出的制硫尾氣，仍含有少量的H2S、SO2、COS、Sx等有害物質(zhì)，直接焚燒后排放達(dá)不到國(guó)家規(guī)定的環(huán)保要求。加氫還原吸收工藝是將硫回收尾氣中的元素S、SO2、COS和CS2等，在很小的氫分壓和很低的操作壓力下，用特
4、殊的尾氣處理專用加氫催化劑，將其還原和水解為H2S，再用醇胺溶液吸收，再生后的醇胺溶液循環(huán)使用；吸收了H2S的富液經(jīng)再生處理，富含H2S氣體返回上游硫回收部分，經(jīng)吸收處理后的凈化氣中的總硫＜300ppm。加氫還原吸收尾氣處理是目前世界上公認(rèn)的最徹底的制硫尾氣處理工藝，“SSR”工藝的原理是尾氣加氫還原吸收?？藙谒刮矚馀c富氫氣混合經(jīng)加氫反應(yīng)器，在鈷鉬催化劑的作用下，使尾氣中所有非硫化氫形式存在的硫化物與氫氣反應(yīng)，還原為硫化氫。制硫尾氣中少量的CS2和COS，在尾氣加氫反應(yīng)器中還要發(fā)生水解反應(yīng)。還原反應(yīng)SO2＋3H2→H2S＋2H2O＋Q(11)Sx＋xH2→xH2S＋Q(12)水解反應(yīng)COS
5、＋H2O→H2S＋CO2＋Q(13)CS2＋2H2O→2H2S＋CO2＋Q(14)制硫尾氣中以非硫化氫形式存在的硫化物還原、水解為硫化氫后，在吸收塔內(nèi)用胺液（MDEA，甲基二乙醇胺）將硫化氫吸收，再經(jīng)過再生塔使硫化氫從溶劑中脫吸返回制硫反應(yīng)爐制硫，使裝置達(dá)到99.8%以上的總硫收率。制硫尾氣處理通常用MDEA做吸收劑，這是利用化學(xué)吸收劑在非平衡狀態(tài)下MDEA對(duì)H2S的選擇性優(yōu)于CO2。因質(zhì)子傳遞，H2S與MDEA進(jìn)行的反應(yīng)幾乎是瞬間完成的化學(xué)反應(yīng)：H2S＋R2NCH3＝R2NHCH3＋HS(15)MDEA是叔胺，沒有氫原子附著于氮原子上，因此，只有當(dāng)CO2與H2O生成碳酸氫鹽后才與MDEA
6、發(fā)生反應(yīng)：CO2＋H2O＝HCO3＋H(16)整個(gè)反應(yīng)如下：CO2＋H2O＋R2NCH3＝R2NHCH3＋HCO3(17)生成碳酸氫鹽的反應(yīng)通常被認(rèn)為是慢反應(yīng)，在短暫的氣液接觸過程中，使實(shí)際吸收的CO2低于平衡值。H2S與MDEA的反應(yīng)是瞬間完成的，CO2與H2O反應(yīng)需要一個(gè)緩慢的中間過程，因此認(rèn)為H2S與MDEA的反應(yīng)是受氣相控制，而CO2與MDEA反應(yīng)受液相控制。二、流程簡(jiǎn)述1、硫磺回收及尾氣處理部分工藝流程簡(jiǎn)述再生和催化等裝置來的酸性氣經(jīng)酸性氣分液罐（D-401）脫液后，與來自酸性水汽提裝置的酸性氣混合進(jìn)入制硫燃燒爐（F-401）的火嘴。根據(jù)制硫反應(yīng)需氧量，通過比值調(diào)節(jié)嚴(yán)格控制進(jìn)爐空
7、氣量，經(jīng)燃燒將酸性氣中的烴類等有機(jī)物全部分解。燃燒時(shí)所需空氣由制硫爐鼓風(fēng)機(jī)（K-401A/B）供給。制硫燃燒爐（F-401）的配風(fēng)量是關(guān)鍵，為此，在制硫尾氣管道上安裝了一臺(tái)H2S/SO2在線比值分析儀，隨機(jī)分析尾氣中H2S/SO2比率，并通過反饋信號(hào)調(diào)節(jié)供風(fēng)管道上的微調(diào)閥，使過程氣中的H2S/SO2比率始終趨近2:1，從而獲得最高的Claus轉(zhuǎn)化率。自制硫爐（F-401）排出的高溫過程氣（1227℃），小部分通過高溫?fù)胶?/p>
