硫磺回收装置技术问答

硫磺回收装置技术问答第1页共140页目录第一篇基础知识篇2第二篇工艺技术篇14第三篇设备知识篇33第四篇操作知识篇47第五篇仪表自控篇84第六篇事故处理篇111第七篇安全、环保篇120硫磺回收装置技术问答第2页共140页第一篇基础知识篇第1题原油中硫以什么形态存在？答：硫在原油中的分布一般是随着馏份沸程的升高而增加，大部分集中在重馏份和渣油中，硫在原油中的存在形态已经确定的有：元素硫、硫化氢、硫醇（RSH）、硫醚（RSR）、环硫醚、二硫化物（RSSR'）、噻吩及其同系物。硫醚是石油中含量很大的硫化物。硫醚是中性液体，对金属没有腐蚀作用，但是在高温下会分解成活性硫化物。二硫化物在石油馏份中含量较少，而且多集中在高沸点馏份中。二硫化物也是中性，不与金属作用，但它的热安定性较差，受热后可分解出活性硫化物，活性硫化物对金属有很强的腐蚀作用。第2题按原油的含硫量可把原油分为哪几类？答：按原油的含硫量可分为低含硫原油（含硫0.5％）、含硫原油（含硫0.5～2.0％）、高含硫原油（含硫2.0％）。第3题说出硫化氢的重要理化性质。答：硫化氢是一种无色、具有臭鸡蛋气味的可燃性剧毒气体，分子式为：H2S，分子量为34.08，密度为1.539Kg/m3，比重为1.19，纯硫化氢在空气中246℃或在氧气中220℃即可燃烧，与空气混合会爆炸，其爆炸极限为：4.3～45.5％。H2S溶于水，一体积水可以溶解4.65体积H2S，水溶液呈弱酸性(氢硫酸)，氢硫酸是不稳定的，易被水溶液中氧氧化，而使其H2S溶液呈混浊(单质硫易析出)。第4题说明硫化氢在空气中燃烧的情况？答：硫化氢在空气中燃烧带有淡蓝色火焰，在供氧量不同的情况下，燃烧后会得到不同产物。过氧情况下：H2S+3/2O2===H2O+SO2+Q氧不足情况下：H2S+1/2O2===H2O+S+QH2S具有较强的还原能力，在常温下，H2S也能在空气中发生氧化反应，因此H2S是强还原剂：缓慢2H2S+O2====2H2O+2S+Q第5题说出硫化氢与金属反应的情况？答：H2S能与大多数金属反应生成硫化物，特别是在加热或水蒸汽存在的情况下也能和其它氧化物质生成硫化物。如：2H2S+Fe→FeS↓+2H2↑硫磺回收装置技术问答第3页共140页H2S能严重腐蚀钢材(设备、管道等)，因此在停工吹扫过程中，一般选用氮气作为吹扫介质，其目的就是防止蒸汽H2S加速与金属作用产生腐蚀。第6题说出硫磺的重要理化性质。答：硫磺是一种浅黄色晶体，不溶于水，稍溶于乙醇和乙醚，溶于二硫化碳、四氯化碳和苯，能与氧、氢、卤素(碘除外)和大多数金属化合。分子量为32.06，熔点112～119℃，沸点444.6℃，温度变化时，可发生气、液、固三态转变。自燃点246～248℃，在空气中接触明火即可燃烧，其密度为1.92～2.07g/cm3。第7题说出随温度变化硫磺的粘度和存在形态（外观）的改变情况。答：①当硫磺被加热时，分子结构发生变化，当加热到160℃时，S8的环状开始破裂为开链，随之粘度升高，加热到190℃时粘度最大，继续加热时，长链开始发生断裂，粘度又重新下降。在130～160℃之间液体硫磺的流动性最好。在硫蒸汽里存在着下列平衡：3S8===4S6===12S2，随着温度的升高，平衡逐渐向右移动，当接近760℃时，几乎全部转变为S2。②存在形态（外观）的变化情况：112.8℃以下为黄色固体，112.8～250℃为黄色流动液体，250～300℃为暗棕色粘稠液体，300～444.6℃暗棕色流动液体，444.6～650℃为橙黄色气体，650～1000℃为草色气体，1000℃以后为无色气体。第8题说出硫有几种同素异形体存在，并指明存在这种同素异形体的温度。答:硫的同素异形体主要有斜方晶硫和单斜晶硫，单斜晶硫存在于95.6～119℃，斜方晶硫主要存在于95.6℃以下温度。第9题硫磺有何作用？答：硫磺的用途很广，世界上每年消耗大量的硫磺，用于制造农药、硫酸、火药、橡胶、漂白剂等，还广泛用于食品工业，医药工业和国防建设，在半导体工业上也有应用。第10题说出二氧化硫的重要理化性质。答：二氧化硫是具有强烈刺鼻的窒息气味和强烈涩味的无色有毒气体，分子式SO2，分子量是64.06，SO2易冷凝，常压下冷至-10℃或常温下加压至405.2KPa即可液化，故SO2可做制冷剂，熔点：-76.1℃，沸点：-10.02℃。20℃时，一体积水可以溶解40体积SO2气体，SO2水溶液生成亚硫酸(H2SO3)，呈中强酸，所以在有水或水蒸汽存在的情况下，SO2比H2S更易腐蚀钢材，同时与水生成的亚硫酸也会缓慢氧化成硫酸；溶于乙醇、乙醚、氯仿、甲醇、硫酸和醋酸；不燃，也不助燃，车间空气最高容许浓度为15mg/m3。第11题用化学反应式说明二氧化硫的氧化、还原二重性。答：SO2具有氧化性，又具有还原性。如：2H2S+SO2===2H2O+3/xSx(注：X为2,6，8)硫磺回收装置技术问答第4页共140页2SO2+O2===2SO3因此二氧化硫可作为漂白剂使许多有色物质退色。第12题答：氨分子式为NH3，分子量为17.03，氨为无色具有强烈刺激气体，俗称阿莫尼亚，密度0.77Kg/m3，比重0.596。氨易溶于水，在常温下加压即可使其液化(临界温度132.4℃，临界压力112.2大气压)，沸点-33.5℃，其水溶液称为氨水，呈碱性。还可溶于乙醇、乙醚，有还原作用，在催化剂作用下氧化为一氧化氮。高温下可分解成氮和氢。第13题说出甲基二乙醇胺的一些重要的理化性质。答：甲基二乙醇胺学名MDEA，为棕色液体，能溶于水，水溶液呈弱碱性，分子式为：CH3N(CH2CH2OH)2，分子量119.16，密度（20℃）为1.038～1.044g/cm3，冰点-21℃，粘度10厘泊，蒸发热124千卡/千克，PH值8～9，不随水蒸汽挥发，能选择性吸收硫化氢。第14题吸收剂MDEA和MEA、DEA相比有何优越性？答：①由于MDEA是叔醇胺，分子中不存在活泼H原子，因而化学稳定性好，溶剂不易降解变质；②MDEA溶液的发泡倾向和腐蚀性也均低于MEA和DEA，MDEA溶液的浓度可达到50%（m）以上，酸气负荷也可取0.5～0.6，甚至更高；③MDEA比MEA和DEA容易再生，且蒸汽压也较低，故再生塔板数可适当减少；④MDEA的反应热（和CO2、H2S）较其他低。第15题二氧化碳的重要理化性质？答：二氧化碳俗名为碳酸气，分子式为CO2，分子量44，无色无味气体，有水分时呈酸味，密度1.977Kg/m3，比重1.53，溶于水，部分生成碳酸，化学性质很稳定，它是在燃烧过程中生成的。对于硫磺装置来说，CO2主要有两个来源，一是酸性气含有一定量的CO2，另一个是烃类燃烧产生的。第16题瓦斯主要由哪些成份组成？答：瓦斯的主要成分是甲烷和乙烷，还有氢气、乙烯、丙烷、丙烯、正丁烷、异丁烷、丁烯、异丁烯、反丁烯-2、顺丁烯-2等。第17题瓦斯主要成分甲烷、乙烷的理化性质？答：①甲烷：分子式：CH4，分子量16.04，自燃点：在空气中65O～750℃,在氧气中560～700℃；爆炸范围：在空气中5～15%,在氧气中5.4～59.2%；密度为0.717Kg/m3，比重为0.55，闪点-66.7℃，自燃点：645℃。在高温下和足够空气燃烧，能够硫磺回收装置技术问答第5页共140页完全氧化，生成二氧化碳和水，反应过程中放出大量热：CH4+2O2→CO2+2H2O+890KJ/mol②乙烷：分子式：C2H6，分子量30.07，燃点：在空气中472℃,在氧气中630℃；爆炸范围：在空气中3.2～12.5%；密度为1.357Kg/m3，比重为1.05，闪点-66.7℃，自燃点：530℃。在足够的空气中燃烧生成二氧化碳和水，反应过程中放出大量热：C2H6+7/2O2→2CO2+3H2O+Q第18题氢气的重要理化性质？答：氢气分子式为H2，分子量2.016，密度0.0898Kg/m3，自燃点510℃，爆炸极限4.1～74.2％（V）。氢气在空气中和氧气反应生成水并放出大量的热。第19题羰基硫的理化性质？答：羰基硫的分子式为COS，分子量为60.07，是一种无色无味、易燃气体，与空气混合时能发生爆炸，爆炸极限上限：29%，下限：11.9%，比重：2.1，熔点：-138.2℃，沸点：-50.2℃。COS稍溶于水，易溶于二氧化碳和乙醇，能被水解成二氧化碳和硫化氢：COS+H2O→CO2+H2S因此，COS如果存在于潮湿的空气中也能闻到硫化氢气味。第20题什么是爆炸极限?答：可燃气体、蒸汽或可燃粉尘与空气组成的爆炸混合物，遇火即能发生爆炸。这个发生爆炸的浓度范围叫爆炸极限，最低的爆炸浓度叫下限，最高的爆炸浓度叫上限，通常用可燃气体、蒸汽、粉尘在空气中的体积百分比表示。第21题含硫化合物对石油加工及产品质量有哪些影响？答：①严重腐蚀设备和管线。②在加工过程中生成H2S及低分子硫醇等有毒气体造成有碍人体健康的空气污染。③汽油中有含硫化合物，会降低汽油的感铅性及安定性，使燃料性质变坏。④在气体和多种石油馏分的催化加工时，造成催化剂中毒。⑤燃烧时生成S02，造成环境污染，大量的S02排放—旦超出大气自净能力，无法扩散稀释时就形成酸雨而降落地面，引起土壤酸化，危害植物生长。第22题什么是粘度？答：当液体受外力作用而流动时，在液体分子间存在内摩擦阻力，产生一定的粘滞性，这个粘滞性就是粘度的体现，分子间的内摩擦阻力越大，则粘度也越大，粘度的单位为：达因·秒/厘米2，常称为“泊”，但在实际应用中，常用1/100泊为单位，称“厘泊”。第23题什么叫泡点温度和泡点压力？什么叫露点温度和露点压力？答：泡点温度是在恒压条件下加热液体混合物，当液体混合物开始汽化出现第一个汽泡时的温度。硫磺回收装置技术问答第6页共140页泡点压力是在恒温条件下逐步降低系统压力，当液体混合物开始汽化出现第一个汽泡时的压力。露点温度是在恒压条件下冷却气体混合物，当气体混合物开始冷凝出现第一个液滴时的温度。露点压力是在恒温条件下压缩气体混合物，当气体混合物开始冷凝出现第一个液滴时的压力。第24题什么叫比热？答：比热又称热容，它是指单位物质温度升高１℃所需的热量，单位是KJ/Kg·℃。第25题什么叫汽化潜热？答：汽化潜热又称蒸发潜热，它是指单位物质在一定温度下由液态转化为汽态所需的热量，单位以KJ/Kg表示。当温度和压力升高时，汽化潜热逐渐减少，到临界点时，汽化潜热等于零。第26题什么叫“相”？答：所谓“相”，就是指系统（体系）中的物质具有相同物理和化学性质完全均匀的部分。呈汽态的相称汽相，呈液态的相称液相。第27题什么叫“相平衡”？答：所谓“相平衡”，就是指体系的性质不随时间的变化而发生变化。在这种状态下，液相表面分子不断逸出进入汽相和汽相分子不断进入液相的分子数是相等的，所以平衡是动态的平衡，这种状态的保持也是相对的、暂时的、有条件的。一旦条件变化，平衡状态也将打破。从理论上讲真正的平衡状态是达不到的。第28题传热的基本方式与特征是什么？答：传热的基本方式有热传导、对流、辐射三种。热传导的特征：物体中温度较高部分的分子因振动而与相邻的分子碰撞，并将能量的一部分传给后者，这样，热量就从物体的一部分传到另一部分叫热传导，物体的分子不发生相对位移。对流传热的特征：在流体中，由于流体质点的移动，热能由一处传到另一处的传热现象叫对流传导。在对流传导中，亦伴随流体质点的热传导，但主要是流体质点位置的变动。辐射的特征：是一种以电磁波形式传播能量的现象。物体在放热时，热能变为辐射能，以电磁波发射的形式向空间传播，当遇到别的物体时，则部分或者全部地被吸收，又重新转变为热能。第29题传热系数的物理意义是什么？硫磺回收装置技术问答第7页共140页答：传热系数Ｋ的物理意义指流体在单位面积和单位时间内，温度每变化一度所传递的热量，即K=Q/S△tm单位为：W/m2﹒℃式中：Q---传热速率，W；S---传热面积，m2△tm---平均温差，℃第30题影响换热器换热效果的主要因素有哪些？对于给定的换热器