硫磺回收装置存在的问题及改进

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摘 要：基于环境保护的重要性，就我国石化公司所建设的硫磺回收装置存在的一系列问题进行了分析；在此基础上，针对这些存在问题，对硫磺回收装置提出了一系列改进措施，这对于总硫回收率的提高、尾气达标排放的实现都具有一定的促进作用。

关键词：硫磺 回收装置 尾气 存在问题 改进措施

一、引言

随着社会的不断发展，人们生活水平的不断提高，有关环保意识及可持续发展理念已经越来越深入人心；正是在这种大背景条件下，近年来我国很多地方的石化公司已经开始有意识地新建、扩建专为回收硫磺的装置，这种装置对硫磺的回收，主要是基于高温转化（一段）、催化转化Claus法（两段）及对SSR尾气进行处理的工艺基础上建造的。这些装置自投入使用以来，所取得成效却不尽人意，例如，总硫回收率达不到设计标准的99.89%；运行不正常的尾气处理系统带来SO2超标的尾气排放；有关管线、塔产生堵塞于尾气加氢部分等等。鉴于此，为把这些装置的总硫回收率提高起来，促使尾气实现达标排放，以下就从分析硫磺回收装置所存在问题入手，对改进硫磺回收装置方面提出一系列有针对性的措施。

二、硫磺回收装置存在的主要问题表现及分析

1.关于原料气的问题

原料气存在的主要问题，主要表现在这几方面：

第一，原料气的波动比较大。在实际运行之中，有关原料气流量以及组分，不仅波动比较大，而且其波动相当频繁，这极易带来配风滞后，若出现配风滞后，将直接导致空气不足或者空气过剩，并由此引起一系列不良后果，

第二，原料气中二氧化碳的含量偏高。硫化氢将与这些过剩的二氧化碳通过反应，其反应物就是数量巨大的二硫化碳及氧硫化碳；其化学反应方程式表示如下：

H2S + CO2 COS + H2O H2S + COS CO2 + H2O

在后工序过程中，如果碰到不好的催化水解效果，则这两个反应因不完全逆反应，致使尾气燃烧炉中被大量COS和CS2进入，从而引起尾气含硫超标排放。

第三，原料气中烃含量偏高。烃含量偏高，将使得废热锅炉的热负荷以及路火焰的稳定大大提高起来，因而带来了空气需要量的增加及把反应物稀释下来。

2.关于在线分析仪表的问题

PH值在线分析仪、H2S/SO2在线分析仪及H2在线分析仪，这三台在线分析仪通常被引进硫磺回收装置中。在具体生产运行过程中，若这些在线分析仪出现故障，则有关人工配氢、人工配氨以及人工分析等将被迫应用生产运行中，由此将带来一系列不良后果。例如，若H2S/SO2在线分析仪产生问题无法正常工作，为维持生产，则手动配风将被迫采用，致使制硫燃烧炉中的配风往往无法得到及时调节，φ（SO2）/φ（H2S）的最佳反应比值1/2根本无法达到，从而带来较低的硫转化率；而硫转化率无法得到保证，势必让实际当中硫化氢的解吸量要比设计值显然高得多，最终让加氢效果受到极大影响。

3.对部分工艺条件的控制及选择不尽合理

在硫磺回收装置中，实际操作数据与部分工艺条件的设计值往往存在着比较大的差异，在硫磺回收装置中，对部分工艺选择和控制的不尽合理，主要体现在这几方面：

第一，偏高的冷却器出口温度。对于冷却器的出口温度必须严格控制，特别是控制好第三级冷却器出口温度更是至关重要。

第二，偏高的硫化氢解析量。若制硫部分的硫转化率，其实际值无法达到设计水平，则在尾气处理部分将被过多的含硫化合物所进入，致使MDEA溶液中H2S吸收量增加起来，从而带来比较大的H2S解吸量；在不足的贫液循环量作用下，胺液无法充分吸收硫化氢，最终使得硫化氢在净化气中出现过高的含量。

第三，温度偏高而进料量却偏低的MDEA吸收剂。与尾气H2S的解吸量及尾气量相比，若吸收剂MDEA的实际进料量偏低，则实际需要吸收的无法被满足，特别是当制硫转化率为能达到预期水平时，更应结合解吸气量把循环贫液量进行大大增加。在进料量相同时，若吸收剂MDRA进料温度偏高，则净化气中硫化氢含量也将大大增加；在实际当中，由于吸收剂进料温度往往偏高，极大地制约了烟气的达标排放。

第四，压力偏高的再生塔顶。再生塔顶若具有较高的操作压力，则对硫化氢的解吸将带来极大的不利，从而大大降低了硫化氢的解吸率以及形成再生效果比较差的胺液；由于硫化氢含量在贫胺液比较高，这将对胺液下一个循环的吸收效果产生极大的不利，致使硫在尾气中的含量因过高而超标。

三、改进硫磺回收装置的主要措施

针对硫磺回收装置所存在的问题，应采取的改进措施主要有这些：

1.有关硫化氢的进料要尽可能地进行稳定

第一，增设两大酸性气体进料的控制阀：①流量控制阀、②压力控制阀，并对第二和第三这两套硫磺装置的进料量进行合理分配；第二，与上游装置加强联系，若波动在上游装置出现，应及早准备好，通过分析原料气的结果，把风气比及时进行调节。

2.保障在线分析仪表的正常工作

密切配合维护在线仪表部门，确保在线分析仪表长期保持最佳工作状态，为硫磺回收装置自动、高效进行配风、配氢提供有力保障。

3.促使冷却器出口温度降低下来

把废热锅炉及尾气废热锅炉进行及时更换，以降低冷却器出口温度，并促使换热面积增大起来；此外，还应全面检修冷却器，为促使硫磺捕集效果的提高，在水冷塔入口还可根据需要增设硫磺捕集器。

4.对部分催化剂进行必要的更换

例如，对加氢催化剂LS-951进行更换，可把加氢反应器出口的氢浓度适当提高，为硫化物的充分还原提供了良好条件。

5.优化调节再生塔顶压力及MDEA进料的操作条件

四、结束语

综上所述，针对硫磺回收装置存在的一系列问题而制定了相应的改进措施，由于促使了硫磺回收装置能够更加平稳的运行，因而能把总硫回收率大大提高起来，从而把二氧化硫在尾气中的含量大大降低下来而实现了尾气达标排放，这对于促进经济、生态及社会的可持续发展、创设全面和谐社会都具有重要的意义。

参考文献

[1]江洪泽.两段式燃烧炉在硫磺回收装置中的应用.[J].炼油技术与工程.2009.11.

[2]王天寿.国内外硫磺回收工业发展现状对比与展望.[J].石油化工环境保护.2010.05.

[3]张洪礼.硫磺回收尾气净化处理装置.[J].环境保护.2010.05.

作者简介：闫明明，男，陕西省神木县，职称：助理工程师，学历，大学专科，研究方向：荒煤气制氢和硫回收系统。