格尔木炼油厂5000t/a硫磺回收装置运行

摘要：通过对装置试运行情况的分析，介绍了运行过程中存在的问题，并根据这些问题进行了调整，确保了装置能够平稳运行、长周期运行。

关键词：硫磺回收 尾气处理 运行总结

一、前言

中国石油青海油田分公司格尔木炼油厂硫磺回收装置是由中国石油天然气华东勘察设计研究院上海分院设计， 2008年11月建成投产，是格尔木炼油厂“十一五”规划重点安全环保隐患治理项目。硫磺回收装置设计能力为年回收硫磺5000t，原料为催化干气、液化气脱硫装置及酸性水汽提装置产生的含H2S的酸性气。硫磺回收装置采用一段高温转化和两级低温催化转化Claus工艺；硫磺尾气处理采用外补氢源的还原―吸收法尾气处理工艺。催化剂采用山东迅达化工集团有限公司生产的A918/A958/A999系列硫磺回收催化剂。

二、装置工艺流程

从格尔木炼油厂5000t/a硫磺回收装置工艺流程显示。从催化干气、液态烃脱硫和含硫污水汽提装置来的混合酸性气，分离切液后，进入酸性气燃烧炉F3501，所需空气由鼓风机供给，按烃类完全燃烧和1/3H2S燃烧生成SO2控制配风，炉温控制在≯1450℃。燃烧后的过程气进入废热锅炉E3501，经冷却使其中的硫蒸汽冷凝，产生的液硫自底部流出，进入液硫封罐，过程气通过一级高温掺和阀掺合到230~260℃，进入一级转化器R3501，在催化剂的作用下，使H2S与SO2发生反应生成元素硫，床层温度控制在250~350℃。反应后的过程气进入一级冷凝器E3504，使转化器内反应生成的元素硫冷凝，同时产生0.3Mpa蒸汽用于系统各部伴热，产生的液硫自底部流出，进入液硫封罐，过程气通过二级高温掺和阀掺和到230~250℃,进入二级转化器R3502,使剩余的H2S与SO2继续反应，床层温度控制在240~280℃,随后进入二级冷凝器E3503降温到140℃左右，产生的液硫自底部流出，进入液硫封罐。所有液硫封罐的液硫流入硫池。

反应尾气通过丝网捕集器进一步捕集元素硫后，进入尾气加热炉加热到280~300℃后进入尾气加氢反应器在加氢催化剂的作用下进行加氢处理，将尾气中的单体硫、SO2加氢还原为H2S，COS、CS2水解转化为硫化氢，还原、水解后的气体经冷却塔冷却至45℃后，进入吸收塔，与吸收液（甲基二乙醇胺）逆流接触，硫化氢被胺液选择吸收，吸收了硫化氢的胺液进入脱硫装置溶剂再生塔，经换热再生，汽提出硫化氢，提浓的硫化氢经冷却返回到硫磺回收装置继续回收硫磺。胺液循环利用，从胺液吸收塔塔顶排出的净化尾气送往尾气焚烧炉焚烧后通过烟囱高空排放。

三、催化剂装填方案

考虑到酸性气在燃烧炉中燃烧时配风量不易控制，由此会造成过程气中存在过剩的氧气，造成硫磺回收催化剂的硫酸盐化中毒，因此推荐第一反应器上部装填脱氧保护型硫磺回收催化剂以延长催化剂使用寿命，保证装置长周期运行。具体的催化剂装填方案示于表1.

四、装置运行情况总结

硫磺回收装置自2008年12月开工后，先后解决了急冷塔塔板、急冷水泵堵塞，导致硫磺回收系统憋压等问题。为确保尾气处理系统能够正常投运，通过全厂协调，加强装置上下游联系，调整干气、液化气脱硫装置溶剂再生系统的操作，保证再生酸性气量的平稳供给。同时加强化验分析管理，确保原料酸性气中烃、氨含量不超标。同时，对尾气处理系统各项操作参数进行了调整。通过采取上述措施，保证了装置的正常运行。

装置主要操作数据见表2：

五、装置存在的问题及措施

1. 酸性气波动及过氧操作的影响

由于上下游装置操作波动造成硫磺回收装置的酸性气流量和H2S浓度波动较大，给装置的正常操作带来了较大难度。酸性气波动经常造成系统配风过剩，大量SO2进入尾气加氢反应器，来不及或者是未反应完全，SO2穿透进入急冷塔底部生成单质硫。单质硫进入急冷塔后温度骤降，形成固体硫雾，附着于底层塔盘上，轻者破坏急冷水的循环，严重时阻断尾气通道，造成硫磺回收系统在内的整个装置系统压力升高通过进行全厂协调，根据酸性气来量及时调节配风量，防止配风过剩，同时要保证烃类完全燃烧，避免黑硫磺的产生。

2.尾气加氢反应器入口组成变化大

由于上游克劳斯装置操作波动，造成尾气加氢反应器入口气体组成频繁发生变化，造成加氢不彻底，发生液体硫磺阻塞后续的急冷塔。通过采取下述措施后保证了尾气处理系统运行情况良好：

2.1密切监视急冷塔出口在线氢气含量，及时调节氢气配给量，保证急冷塔出口氢气含量不低于4%，确保加氢反应充分。以加氢反应器床层温升20℃~30℃为宜，同时也可以此作为反应系统配风的依据。加氢反应器床层温度保持在280℃~320℃，反应情况良好。

2.2增大急冷水循环量，由以前的2~3t/h调整至6~8t/h，防止因急冷水量过小而使急冷塔下部塔盘干板。

六、结论

从表2工业分析数据可以看出，硫磺尾气经焚烧炉焚烧后烟气中SO2含量为225ppm,也就是643mg/m3,达到了我国环保总局颁布的GB16297-1996环保标准规定的小于960 mg/m3的要求，取得了满意的运行效果。