克勞斯工藝在煤化工的應用

吳世凱

(河南龍宇煤化工有限公司，河南 永城 476600)

環境保護與催化

克勞斯工藝在煤化工的應用

吳世凱

(河南龍宇煤化工有限公司，河南 永城 476600)

為驗證國產化超優克勞斯技術的可行性，對工藝路線、運行效率、轉化率、能耗和產品質量等指標在煤化工的應用情況進行分析。結果表明，該技術路線成熟可靠，催化劑性能優越，能滿足煤化工的生產需要。

催化化學；克勞斯工藝；催化劑；工藝應用

近十年來，隨著國內煤化工的興起，多套大型煤化工裝置相繼建立，采用低溫甲醇洗工藝脫硫脫碳已成為主流，與其配套的克勞斯硫磺回收工藝因投資和設備腐蝕相對較小、產品易儲存等優勢被廣泛應用。超優克勞斯技術因流程簡單、操作便捷、轉化率高和尾氣總硫低等優勢而備受青睞，但其技術一直被國外公司壟斷，專利轉讓費高，專用催化劑和燒嘴皆需進口，制約其在國內發展。

河南龍宇煤化工有限公司二期硫回收采用國產克勞斯技術，工藝原理與超優克勞斯相同，其關鍵技術、設備和催化劑全部實現國產化，相應的投資費用降低約20%。本文對該裝置實際運用情況進行分析總結。

1 工藝流程

克勞斯硫回收裝置為河南龍宇煤化工有限公司二期醋酸項目配套工程，設計純酸氣吞入量為243.3 m3·h-1，高硫工況436 m3·h-1,硫轉化率≥98%。裝置于2014年8月進入試車階段，9月25日裝置達到滿負荷,至2015年10月，裝置已滿負荷運行一年。

克勞斯硫回收裝置工藝流程如圖1所示。

圖 1 克勞斯硫回收裝置工藝流程Figure 1 Process flow of Claus sulfur recovery unit

采用山東迅達化工集團有限公司生產的A958、A988和A777型催化劑，催化劑裝填量如表1所示。

表 1 催化劑裝填量

2 裝置運行分析

2.1 裝置運行率

克勞斯硫回收裝置為主裝置的配套環保裝置，要求在主裝置開車前具備接收酸氣條件，主裝置停車后方可停車，主裝置運行時，不允許停車。

裝置運行過程中，曾因操作失誤導致第一廢熱鍋爐超壓引發安全閥起跳，造成被迫停車一次。總體運行率接近100%，能滿足環保生產需要。

2.2 主要能耗

電耗：裝置燃燒爐和焚燒爐設計風源為羅茨風機(55 kW+75 kW)，結合運行實際情況(空分裝置壓縮空氣富裕)，使用來自空分的壓縮空氣替代羅茨風機，直接降低電耗82%。

水耗：因運行負荷高于設計值，鍋爐耗水量為設計值的104%，略高于設計值。

燃料氣消耗：因酸氣濃度高(H2S物質的量分數約為32%)，燃燒爐無需助燃，無燃料氣消耗；尾氣總硫相對降低，能滿足鍋爐脫硫系統需要，尾氣通過焚燒爐旁路管線直接進入鍋爐脫硫系統，因此，裝置的焚燒爐未投用。正常運行時，本裝置無燃料氣消耗。

蒸汽消耗：正常運行時，由于裝置負荷高于設計值，副產低壓蒸汽富裕，向外管網輸送約1 t·h-1；中壓蒸汽除用于自身需要外，富裕蒸汽向1.7 MPa管網供應。因焚燒爐未投用，系統副產中壓蒸汽不能滿足生產需求，需從外管網引入約0.5 t·h-1。

2.3 催化劑運行

高硫工況下反應器的溫度分布如表2所示。由表2可以看出，各反應器溫升與設計值接近，第二和第三反應器的溫升略低于設計值，可能是第一反應器的催化劑處于使用初期，活性良好，轉化率高，導致第二和第三反應器入口總硫濃度低，最終引起第二和第三反應器的溫升低于設計值。

表 2 反應器的溫度分布

在高硫工況(為設計值的103.5%)下，總硫轉化率分析如表3所示。

表 3 總硫轉化率分析

由表3可以看出,在高硫工況下，硫轉化率優于設計值。

2.4 系統阻力對比

高硫工況下系統壓差為22 kPa，遠低于設計值(41 kPa)，表明系統負荷仍有提升空間。

2.5 產品質量

采用國家標準GB/T2449-2006對產品質量進行分析，結果見表4。由表4可見，產品為優等品。

表 4 產品質量分析

3 結 語

河南龍宇煤化工有限公司克勞斯硫回收裝置

產品的各項指標接近或優于設計值，表明擁有自主產權的克勞斯工藝技術成熟,催化劑性能優良，能夠滿足煤化工裝置生產需要。

Application of Claus process in coal chemical industry

WuShikai

(Longyu Coal Chemical Co.,Ltd. of Henan,Yongcheng 476600,Henan,China)

In order to verify the feasibility of domestic super Claus Technology,the application status of Claus process route,operation efficiency,conversion rate,energy consumption and product quality in coal chemical industry field was analyzed.The results showed that the technical route was mature and reliable,and the performance of the catalyst was superior,which could meet the production requirements of coal chemical industry.

catalytic chemistry;Claus process;catalyst;process application

TQ424.94;TQ225.12+2 Document code: A Article ID: 1008-1143(2016)12-0076-03

2016-07-29

吳世凱，男，1985年生，河南省延津縣人，從事煤化工技術管理工作。

10.3969/j.issn.1008-1143.2016.12.015

TQ424.94;TQ225.12+2

A

1008-1143(2016)12-0076-03

doi:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.12.015