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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工藝原理流程簡述流程圖一、裝置生產工藝原理1、克勞斯（Cluas）制硫部分工藝原理自上游裝置產生的酸性氣經過脫液引入燃燒爐后，在一定的配風量及溫度下，酸性氣中的烴類完全燃燒生成CO2，而65%的H2S反應生成氣體硫，而余下的35%的硫化氫中的1/3完全反應生成SO2，2/3保持不變。其反應式如下：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)反應均為放熱反應，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的進行。如果烴類不完全燃燒生成CO及C有可能導致一系列副反應，生成羰基硫、二硫化碳，對硫化氫的轉化率及催化劑壽命造成不利影響。其反應如下：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，依次經過余熱鍋爐、一級冷卻器、一級反應器，除去液硫和霧狀硫后，進入一級轉化器。一級轉化器的入口溫度由燃燒爐出口引出一股高溫熱流，經高溫摻合閥調節(jié)。未反應的H2S及生成的SO2以2:1的摩爾比例在轉化器中發(fā)生催化反應：2H2S＋SO2=2H2O＋3S＋8.79×104kJ
3、/kg(8)羰基硫、二硫化碳在一級轉化器中于315～343℃的條件下可發(fā)生水解反應，溫度高時對反應有利。COS＋H2O=CO2＋H2S＋Q(9)CS2＋2H2O=CO2＋2H2S＋Q(10)轉化后的過程氣，經過二次冷卻、捕集，除去液硫和霧狀硫后，再進入二級轉化器。轉化后的氣體，經過第三次冷卻、捕集，除去液硫，然后去尾氣處理單元進行進一步處理。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，直接焚燒后排放達不到國家規(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的富液經再生處理，富含H2S氣體返回上游硫回收部分，經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。克勞斯尾氣與富氫氣混合經加氫反應器，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，還原為硫化氫。制硫尾氣中少量的CS2和COS，在尾氣加氫反應器中還要發(fā)生水解反應。還原反應SO2＋3H2→H2S＋2H2O＋Q(11)Sx＋xH2→xH2S＋Q(12)水解反應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，在吸收塔內用胺液（MDEA，甲基二乙醇胺）將硫化氫吸收，再經過再生塔使硫化氫從溶劑中脫吸返回制硫反應爐制硫，使裝置達到99.8%以上的總硫收率。制硫尾氣處理通常用MDEA做吸收劑，這是利用化學吸收劑在非平衡狀態(tài)下MDEA對H2S的選擇性優(yōu)于CO2。因質子傳遞，H2S與MDEA進行的反應幾乎是瞬間完成的化學反應：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CO2與H2O生成碳酸氫鹽后才與MDEA
6、發(fā)生反應：CO2＋H2O＝HCO3＋H(16)整個反應如下：CO2＋H2O＋R2NCH3＝R2NHCH3＋HCO3(17)生成碳酸氫鹽的反應通常被認為是慢反應，在短暫的氣液接觸過程中，使實際吸收的CO2低于平衡值。H2S與MDEA的反應是瞬間完成的，CO2與H2O反應需要一個緩慢的中間過程，因此認為H2S與MDEA的反應是受氣相控制，而CO2與MDEA反應受液相控制。二、流程簡述1、硫磺回收及尾氣處理部分工藝流程簡述再生和催化等裝置來的酸性氣經酸性氣分液罐（D-401）脫液后，與來自酸性水汽提裝置的酸性氣混合進入制硫燃燒爐（F-401）的火嘴。根據(jù)制硫反應需氧量，通過比值調節(jié)嚴格控制進爐空
7、氣量，經燃燒將酸性氣中的烴類等有機物全部分解。燃燒時所需空氣由制硫爐鼓風機（K-401A/B）供給。制硫燃燒爐（F-401）的配風量是關鍵，為此，在制硫尾氣管道上安裝了一臺H2S/SO2在線比值分析儀，隨機分析尾氣中H2S/SO2比率，并通過反饋信號調節(jié)供風管道上的微調閥，使過程氣中的H2S/SO2比率始終趨近2:1，從而獲得最高的Claus轉化率。自制硫爐（F-401）排出的高溫過程氣（1227℃），小部分通過高溫摻合
