克勞斯法硫磺回收工藝技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢(shì)

周沛浩（中國(guó)石油化工股份有限公司茂名分公司,廣東 茂名 525000）

克勞斯法硫磺回收工藝技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢(shì)

周沛浩（中國(guó)石油化工股份有限公司茂名分公司,廣東 茂名 525000）

隨著我國(guó)煉油廠數(shù)量的增多，采用克勞斯法可以在一定程度上完善硫磺的回收工藝，本文主要分析了克勞斯法在硫磺回收工藝中的運(yùn)用，分析裝置的擴(kuò)容和改造趨勢(shì)，完善裝置對(duì)硫的回收率。

硫回收；脫硫；煉油廠

隨著全球含硫原油和天然氣資源的廣泛的開發(fā)，運(yùn)用克勞斯法從酸性氣體中將硫元素回收的工藝已經(jīng)得到了廣泛的使用，近年來我國(guó)也新建立了很多克勞斯裝置，克勞斯裝置在我國(guó)近80%的煉油廠中都在充分使用。

1 目前克勞斯工藝制硫現(xiàn)狀

現(xiàn)在，我國(guó)在使用克勞斯法中還是存在一定的局限性的，傳統(tǒng)克勞斯法將含有的硫化氫的氣體通過燃燒的方法生產(chǎn)二氧化硫，但這種反應(yīng)有可能不徹底，這就導(dǎo)致了很多不能發(fā)生反應(yīng)的硫化氫的浪費(fèi)。克勞斯法的應(yīng)用受到熱力條件和化學(xué)反應(yīng)條件的限制，而且裝置硫的轉(zhuǎn)化率還與硫化氫和二氧化碳的比例有很大的關(guān)系。

2 氧基硫磺回收工藝

在氧基硫磺回收的過程中，應(yīng)該完善裝置的處理能力，通過氧氣或者富氧氣來代替空氣，使裝置的處理能力得到很大的完善，在德國(guó)的公司中，研究COPE工藝，這類工藝已經(jīng)廣泛使用了近20年，在今年來受到了廣泛的關(guān)注，將氧基工藝在克勞斯裝置中使用，可以使原有裝置的壓力下降，而且其他的條件都不會(huì)發(fā)生改變，裝置可以處理更多的硫。而且新建的裝置中，在給定的處理量的前提下，裝置的占地面積減小，而且硫的蒸汽也會(huì)減少，防止硫的大量的浪費(fèi)。裝置可以在富氧的條件下操作，空氣中的含氧量大為提升，裝置的平衡可以得到很好的控制，不需要大量的操作人員就可以對(duì)裝置進(jìn)行完善，使得硫的轉(zhuǎn)化率大為提高。

在傳統(tǒng)的克勞斯法中，都是著重考慮到裝置擴(kuò)容的問題，但是在實(shí)際的實(shí)踐過程中，運(yùn)用氧基進(jìn)行硫的回收，不用在較高的溫度下就能實(shí)現(xiàn)高回收率，而且也防止了酸性氣體在置換的過程中出現(xiàn)烷烴等問題。通過對(duì)相關(guān)理論的分析，濃度不同的富氧都可以運(yùn)用到硫的置換工作中，在實(shí)際的操作中，耐火的材料要求爐子的溫度是不能超過1550℃的，克勞斯裝置在對(duì)硫的處理中，應(yīng)該嚴(yán)格的控制好氧氣的濃度，防止氧氣濃度的升高。

3 選擇性催化氧化法制硫

當(dāng)原料酸性氣體中如果硫化氫的含量過低，克勞斯工藝會(huì)受到熱力學(xué)平衡的影響，其反應(yīng)溫度也受到很大的限制，轉(zhuǎn)化率也會(huì)降低，但是硫化氫的選擇性催化氧化反應(yīng)并不是平衡的反映，只要有合適的催化劑，就可以使轉(zhuǎn)化率大為提升。按照這個(gè)思路，在美國(guó)公司率先研究了催化氧化法制硫，這類方法的關(guān)鍵在于氧化劑的選擇。催化氧化法主要是分成還原式和循環(huán)式，這兩種不同的類型方法也不同，還原式的方法主要用于尾氣的處理的，循環(huán)式的方法主要用于硫磺的回收。這類方法不用借助燃燒爐，而且原料中的酸性氣體中的烴類物質(zhì)含量比較少。硫化氫的含量比較低的情況下，原料在反應(yīng)后可以直接進(jìn)入到轉(zhuǎn)化器中，床層的溫度應(yīng)該控制在370℃左右，硫的回收率可以達(dá)到80%以上。在采用上述的方法進(jìn)行處理后，硫化氫為酸性氣體，在一級(jí)轉(zhuǎn)化器中，反應(yīng)溫度會(huì)受到限制，導(dǎo)致硫化氫中的酸性氣體的含量不能過高。我國(guó)的煉油廠也采用過此類方法，但是當(dāng)時(shí)裝置內(nèi)的硫化氫氣體的酸性太強(qiáng)，而且氣體非常不穩(wěn)定，效果不好，而且煉油廠也加工了大量的含硫的原料，在回收中，導(dǎo)致裝置的規(guī)模過大，在采用還原法進(jìn)行尾氣的處理中，效果并不是特別的理想。

4 液相氧化還原法脫硫

這種方法采用的是金屬離子與硫化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的，直接將硫元素置換出來，這種方法的主要特征在于原料在脫硫處理中，會(huì)生成硫元素，導(dǎo)致脫硫、硫磺回收和尾氣處理結(jié)合。自循環(huán)式的方法在氧化還原脫硫中應(yīng)用中比較廣泛，借助了三價(jià)鐵離子將硫酸素置換出來，而且這種方法的硫磺回收量不能大于5噸，可以防止在硫酸素回收中大量酸性氣體的產(chǎn)生，在煉油廠中得到了較為廣泛的應(yīng)用，在一定程度上可以代替克勞斯法的運(yùn)用，這種工藝將吸收與再生結(jié)合在一起。自循環(huán)式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 自循環(huán)式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)

在這種結(jié)構(gòu)中，硫化氫的氧化還原反應(yīng)是在吸收器中進(jìn)行的，將硫化物與空氣中的其他的物質(zhì)隔離，防止了各類副產(chǎn)物的形成，在脫硫的過程中，硫化氫的酸性氣體與氣相分配系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來，提高了脫硫的效果。

5 結(jié)語

如今，我國(guó)的含硫原油煉制的程度大幅的上升，硫磺的回收和尾氣的處理已經(jīng)成為重點(diǎn)，現(xiàn)在煉油廠也已經(jīng)廣泛使用了克勞斯裝置，通過還原和吸收的方法對(duì)尾氣進(jìn)行處理，硫的回收率也是比較高的，幾乎99%的硫都能被回收。但是二氧化硫的排放總量超過了國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，而且規(guī)模較小的硫磺回收裝置還是存在一定局限性的，克勞斯法的應(yīng)用突破了傳統(tǒng)脫硫的局限性，取得了較好的效果。

[1]王明麗.克勞斯法硫磺回收工藝技術(shù)現(xiàn)狀及前景展望[J].化工中間體,2010,04:11-17.

[2]汪家銘.超級(jí)克勞斯硫磺回收工藝技術(shù)現(xiàn)狀及前景展望[J].化工中間體,2013,12:60-66.

[3]蘭空翔,王永勝.克勞斯法硫磺回收工藝技術(shù)的應(yīng)用和進(jìn)展[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2013,03:31.