搜索
11.硫磺联合装置概况1.1概述硫磺车间共有六套装置，即60t/h污水汽提装置、200t/h溶剂再生装置、10000t/a硫磺回收装置、5000t/a硫磺回收装置、5000m3气柜、20000m3气柜。污水汽提装置由上海博申工程技术有限公司设计。该装置采用单塔常压汽提工艺处理酸性水，硫化氢和氨同时被汽提，酸性气为硫化氢和氨混合气。原料酸性水经脱气除油后进入汽提塔上部。塔底用1.0Mpa蒸汽加热汽提，酸性水中硫化氢、氨被汽提，自塔顶经冷凝分液后酸性气送至硫磺回收部分，塔底得到合格净化水，净化水可作为催化、常压等生产装置注水回用。溶剂再生装置由洛阳工程设计公司设计。该装置采用常规蒸汽汽提再生工艺，溶剂采用复合型MDEA溶剂。MDEA具有良好的选择性吸收性能，酸性气负荷大、腐蚀轻，使用浓度高、循环量小、能耗低。再生酸性气送至硫磺回收。集中后的富溶剂采用中温（60-65℃）低压闪蒸，降低了再生酸性气的烃含量。10000t/a硫磺回收装置由洛阳工程设计公司设计。硫磺回收部分采用Claus部分燃烧法制硫工艺，制硫燃烧炉采用AECOMETRIDC公司生产的强力烧氨火嘴，在大于1250℃的温度下将酸性气中的氨全部转化为氮气和水，10000t/a硫磺和5000t/a硫磺共用一个尾气处理部分，尾气处理采用SCOT（还原-吸收）工艺，总硫回收率可达99.8%以上。最后烟囱排放尾气SO2浓度为477.7mg/m3（4.99kg/h）完全满足国家大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）要求。所有装置联合布置，采用一个中心控制室、变配电室。集中处理全厂酸性水、酸性气；回收瓦斯、消灭火炬。避免了酸性气是毒性介质，长距离管道输送需定期排液，易发生泄漏事故造成人身事故的危险。溶剂集中再生还2具有比分散再生投资省、占地少、能耗低等优点。装置统一管理、联合操作，从管理上保证全厂酸性气、酸性水处理的安全稳定、优化长效。为我厂主体生产装置的长周期运转创造坚实的基础。1.2生产工艺原理1.2.1污水汽提装置工艺原理在含硫污水中存在如下化学平衡、相平衡：NH+4+HS-→（NH3+H2S）液→（NH4—H2S）气，当温度升高时平衡向右移动，即温度升高有利于氨、硫脱出，而H2S比NH3饱和蒸汽压力高，在同一压力下，H2S较易脱出，要达到脱除污水H2S、NH3必须控制能够使氨脱出的温度、压力。根据此原理含硫污水经与塔底净化水换热达到进塔温度在110℃以上（NH4HS水解反应转折温度）使硫化氢、氨主要以游离态存在，自汽提塔上部进入，汽提塔内操作压力控制0.2Mpa左右，比进料实管内污水压力低的多，H2S、NH3由液相转入气相向塔顶移动。大部分H2S、NH3进入气相上升至塔顶，液相向塔下部移动与塔底上行汽提蒸汽接触，氨、硫化氢被继续汽提至塔顶，自塔顶打入85℃左右回流液，控制塔顶温度在113℃左右，减少塔顶酸性气带水量，提高塔顶酸性气浓度。在塔底由于汽提蒸汽的作用，温度控制在125℃以上，NH3、H2S被汽提上行，塔底得到含氨、硫化氢较低的净化水。1.2.2溶剂再生装置工艺原理干气、液化气、焦化富气及加氢精制来的低压含硫瓦斯，硫磺回收装置的尾气，其脱硫的工艺原理是相同的。首先其中H2S和CO2在低温下与溶剂进行化学反应，生成一种不稳定的络和物，使干气、液化气、富气、瓦斯得以净化。而这种络和物又在高温下分解脱出H2S、CO2使溶剂得以再生，循环使用，其化学方程式为：2R3N+H2S（R3NH）2S硫化胺盐3（R3NH）2S+H2S2R3NHHS酸式硫化胺盐2R3N+H2O+CO2（R3NH）2SCO3碳酸胺盐（R3NH）2CO3+H2O2R3NHHCO3酸式碳酸胺盐上述反应是可逆反应，低温（＜45℃时向右进行，高温＞105℃）时向左进行。1.2.3硫磺回收装置工艺原理1.2.3.1硫磺回收部分本装置采用Claus部分燃烧法，同时在制硫燃烧炉内AECOMETRIC公司生产的强力烧氨火嘴，在1250℃以上将酸性气中的氨全部转化为N2和水。在燃烧炉内的反应H2S+1.5O2→SO2+H2O+QH2S+O2→S2+2H2O+Q2NH3+1.5O2→N2+3H2O2NH3→3H2+N2在转化器内的反应：催化剂2H2S+SO2→3/XSX+2H2O+Q1.2.3.2尾气处理部分尾气处理部分采用SCOT法，硫磺尾气与富氢气混合经加氢反应器，在钴\钼加氢催化剂的作用下，尾气中的单质硫、二氧化硫被加氢还原成为H2S，COS，CS2被水解转化成H2S。反应如下：4SO2+3H2→H2S+2H2O+QS+H2→H2S+QCOS+H2O→H2S+CO2+QCS2+2H2O→2H2S+CO2+Q尾气中H2S和CO2被MDEA溶液吸收后送到溶剂再生装置，在再生塔内被加热汽提再生，再生后贫液返回尾气吸收塔循环使用脱出H2S和CO2，从再生塔返回到Claus系统。经吸收净化后的尾气采用热燃烧，将剩余的微量硫化物转化SO2，由烟囱排放至大气。1.3工艺流程说明1.3.1污水汽提装置工艺流程说明：自装置外来的混合酸性水，经加入破乳剂后进入原料水脱气罐（V3401）脱出的轻油气送至低压瓦斯管网。脱气后的酸性水先进入原料水罐（V3402）沉降除油，脱出的轻污油进入污油罐（V3409），送至污油罐区，除油后的酸性水进入原料水缓冲罐（V3408）。经原料水进料泵（P3401/AB）加压，再经原料水、净化水换热器（E3401A-F）换热至110℃，进入主汽提塔（T3401）。塔底用汽提塔重沸器（E3404）间接加热汽提以保证塔底温度120℃，汽提塔净化水与原料水换热后，再经过净化水加压泵（P3404/AB）一部分送至装置外回用。一部分经过净化水冷却器（E3403/AB）冷却至40℃，排至含油污水管网。汽提塔顶酸性气被冷凝冷却至85℃后回流入塔顶回流罐（V3403），分出的酸性气（温度为85℃）送至硫磺回收酸性气燃烧炉（F3501），分凝液经塔顶回流泵（P3402/AB）返回塔作回流。原料水罐顶设置水封罐，密闭有害气体的泄放，减轻对操作环境的污染及保证原料水罐安全运行。1.3.2溶剂再生装置工艺流程说明从炼油一部、炼油二部、硫磺回收装置来的富液，合流后经富液过滤器（FI3604）进入闪蒸前贫富液换热器（E3602/AB）与（E3601/AB）来的贫液5换热至65℃，然后进入闪蒸罐（V3601），闪蒸气去火炬放空系统，闪蒸后的富液经撇油后由P3602/AB抽出，送入闪蒸后贫富液换热器（E3601AB）与T3601底流出的贫液换热升温至98℃后进入再生塔（T3601）。再生塔底120℃的热贫液，进入闪蒸后贫富液换热器（E3602/AB）壳程换热，再经贫液冷却器（E3603/AB）冷却到40℃后，进入溶剂储罐（V3604）。罐内贫液通过贫液泵（P3604/AB）抽出，一路溶剂返回泵入口线进行循环过滤，一路送至各脱硫装置循环使用。再生塔顶出来的酸性气经再生塔顶冷凝器（E3604）冷却至40℃后，进入再生塔顶回流罐（V3402），分离冷凝的酸性水作为塔顶回流。，酸性气送至硫磺回收酸性气燃烧炉（F3501）。1.3.3硫磺回收装置工艺流程说明来自污水汽提装置的富氨酸性气与来自溶剂再生的富H2S酸性气分别分水缓冲后混合，进入酸性气燃烧炉前部，使温度在1250℃-1400℃的情况下进行Claus反应，并使其中的NH3得到完全燃烧分解。另外有小部分富H2S酸性气从炉膛中部进入进行反应。在炉内约65%（V）H2S反应转化为硫，余下H2S中有1/3转化SO2，燃烧所需的空气由鼓风机（C3501ABC）经空气预热器（E3503）用蒸汽预热至160℃供给。燃烧后的过程气一小部分通过两个高温掺合阀分别调节两级转化器的温度，其大部分进入制硫余热锅炉（E3501）冷却至350℃，再进入一级冷凝冷却器（E3502A）冷却至170℃并经除雾后，液硫从一级冷凝冷却器底部经硫封罐（V3503A）进入硫池（V3505），过程气经一级高温掺合阀用炉内高温气流掺合至240℃，进入一级转化器（R3501A），在Claus催化剂作用下，H2S与SO2发生反应，生成硫磺，温度为280℃反应过程气经二级冷凝冷却器冷却至160℃并经除雾后，液硫从二级冷凝冷却器底部经硫封罐（V3503B）进入硫池。过程气经二级掺合阀，用炉内高温气流掺合至220℃，进入二级转化器（R3501B），在Claus催化剂作用下，H2S与SO2继续发生反应生成硫磺，温度为232℃反应过程气6经三级冷凝冷却器（E3502C）冷却至158℃并经除雾后，液硫从三级冷凝冷却器底部经硫封罐（V3503C）进入硫池，尾气再经捕集器（V3504）进一步捕集硫雾后，进入尾气处理系统。在富H2S酸性气进酸气燃烧炉的管线上设置有酸性气在线分析仪，分析酸性气中H2S及烃类组成，前馈调节进酸气燃烧炉的空气量，以保证过程气中H2S/SO2为2：1，使Claus反应转化率达到最高，减少硫损失。产生的液硫全部汇集进入硫池，硫池中的液硫通过液硫脱气泵（P3505AB）循环脱气，为了提高脱气效果，向硫池中注入少量的氨，液硫脱出的少量H2S用蒸汽喷射器（EJ3502AB）抽送到尾气焚烧炉（F3502）。脱气后的液硫经由液硫泵（P3504AB）送出装置。经捕集硫雾后的硫磺尾气在尾气加热器（E35070）中用尾气焚烧炉的高温烟气进行加热升温，硫磺尾气被加热至280℃左右，与外补氢气混合后进入加氢反应器（R3502）。在加氢催化剂的作用下SO2、COS、CS2及液硫，气态硫等均被转化H2S。加氢反应为放热反应，离开反应器温度为360℃的过程气进入急冷塔（T3501）。尾气在急冷塔内利用循环急冷水来降温。即70℃的急冷水自急冷塔底部流出，用冷水泵（P3601AB）加压后，经急冷水冷却器（F3501AB）冷却后返回急冷水泵入口。因尾气冷却后其中的水蒸气被急冷水冷凝产生的酸性水由急冷水泵送到污水汽提装置处理，操作中由PH值大小，确定注入的氨量。急冷后的尾气离开急冷塔顶进入尾气吸收塔（T3502），用MDEA溶液吸收尾气中的H2S及CO2，吸收塔底富液泵（P3502AB）送到溶剂再生统一处理。从塔顶出来的净化尾气进入尾气焚烧炉（F3502）焚烧，由燃料气流量控制炉膛温度。尾气中残留的H2S及其它硫化物几乎完全转化为SO2，焚烧后的尾气经尾气废热锅炉（E3506）和尾气加热器（E3507）吸收热量后，经烟囱排放。硫磺回收部分事故状态时，酸性气送装置外火炬顶焚烧。当尾气处理部7分事故状态时Claus尾气可通过跨线，直接进入尾气焚烧炉焚烧后进入烟囱排空。废热锅炉（E3501、E3506）产生的1.0Mpa蒸汽送至厂1.0Mpa蒸汽管网。一、二、三级冷凝冷却器产生的0.3Mpa蒸汽供装置内保温，拌热用。不足部分由系统管网补充。装置内部拌热，夹套拌热，来自溶剂再生，污水汽提装置，5000t/a硫磺回收装置的凝结水，汇集进入凝结水罐（V3506），闪蒸乏汽后，经凝结水泵（P3503AB）分别送至E3501、E3506、E3502ABC，溶剂再生装置回用，剩余的凝结水送出装置。闪蒸出的乏汽、经乏汽空冷器（E3505）冷凝冷却后，返回凝结水罐循环使用。1.4原料及产品性质（设计）1.4.1原料性质混合酸性水：H2S含量15000ppmNH3含量4500ppmCO2含量400ppm混合富液：H2S含量1.76%（wt）CO2含量0.59%（wt）MDEA浓度25-35%（wt）酸性气的组成：H2SCO2HCNH3H2O（V%）≥60≤30≤4.5≤20饱和1.4.2产品性质：净化水H2S≤20mg/lNH3≤60mg/l贫液H2S≤0.08%（wt）MDEA浓度25-35%（wt）硫磺质量符合GB2449-92标准（wt%）纯度≥99.9砷≤0.0001灰分≤0.03酸度（以H2S04计算）8≤0.003铁≤0.003有机物≤0.003水份≤0.10机械杂质无1.5装置物料平衡与能量消耗（设计）1.5.1污水汽提装置物料平衡与能量消耗1.5.1.1污