提高克勞斯工藝硫磺回收率技術(shù)探討

謝嫘祖

（中石化中原油田普光分公司天然氣凈化廠，四川達(dá)州 635000）

提高克勞斯工藝硫磺回收率技術(shù)探討

謝嫘祖

（中石化中原油田普光分公司天然氣凈化廠，四川達(dá)州 635000）

通過對(duì)克勞斯硫磺回收工藝技術(shù)的改進(jìn)，提高硫磺的回收率，減少硫磺對(duì)環(huán)境的污染，使化工生產(chǎn)的尾氣排放，達(dá)到環(huán)保的指標(biāo)。經(jīng)過改進(jìn)處理，使化工生產(chǎn)的尾氣中硫磺的回收率達(dá)到99.5% 以上，持續(xù)氣相催化工藝技術(shù)措施的應(yīng)用，使硫磺達(dá)到非常好的回收效果。

克勞斯工藝；硫磺回收率；技術(shù)

1 克勞斯硫磺回收工藝

克勞斯屬于多單元的處理工藝技術(shù)，傳統(tǒng)的工藝中要求進(jìn)料酸氣中的 H2S 含量大于 50%，酸氣中一般含有 CO2、NH3等成分，影響到尾氣的處理效果，因此有必要對(duì)傳統(tǒng)的克勞斯處理工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，保證處理后硫磺的收率，才能滿足環(huán)保的要求。

2 改進(jìn)克勞斯工藝流程

2.1 克勞斯?fàn)t改進(jìn)

克勞斯?fàn)t內(nèi)進(jìn)行如下反應(yīng)：

對(duì)克勞斯?fàn)t進(jìn)行國產(chǎn)化改造，在爐溫和爐體振動(dòng)等參數(shù)滿足安全運(yùn)行的前提下，改進(jìn)長(zhǎng)徑比，以期在反應(yīng)爐中獲得更充足的燃燒反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)有效地破壞酸性氣中攜帶的雜質(zhì)。燃燒產(chǎn)生的高溫過程氣進(jìn)入與反應(yīng)爐直接相連的余熱鍋爐，在鍋爐中通過產(chǎn)生3.5MPa 的飽和蒸汽來回收余熱并將過程氣冷卻到約281℃。冷卻后的過程氣進(jìn)入第一級(jí)硫冷凝器，被進(jìn)一步冷卻并凝出液硫，同時(shí)發(fā)生0.4MPa 的飽和蒸汽，冷凝出的液硫靠重力自流至一級(jí)硫封罐，然后自流至液硫池。

2.2 催化反應(yīng)部分的改進(jìn)

自第一級(jí)硫冷凝器出來的過程氣進(jìn)入第一級(jí)反應(yīng)進(jìn)料加熱器，經(jīng)3.5MPa 高壓蒸汽加熱到 213℃后進(jìn)入一級(jí)轉(zhuǎn)化器，在反應(yīng)器內(nèi)過程氣與催化劑接觸，繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)（2）直至達(dá)到平衡，反應(yīng)中生成的硫在過程氣進(jìn)入第二級(jí)硫冷凝器后冷凝出來，自流經(jīng)二級(jí)硫封罐后進(jìn)入液硫池。

過程氣在第二級(jí)催化反應(yīng)部分經(jīng)過的流程與第一級(jí)催化反應(yīng)部分相同，在第二級(jí)反應(yīng)進(jìn)料加熱器中被加熱至211℃后進(jìn)入二級(jí)轉(zhuǎn)化器。在二級(jí)轉(zhuǎn)化器內(nèi)過程氣與催化劑接觸，進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)（2）直至達(dá)到平衡。反應(yīng)后的過程氣進(jìn)入末級(jí)硫冷凝器，冷凝下來的液硫經(jīng)三級(jí)硫封罐后進(jìn)入液硫池，出末級(jí)硫冷凝器的尾氣進(jìn)入尾氣處理單元。

2.3 液硫脫氣部分的改進(jìn)

液硫空氣鼓泡工藝原理為：使用空氣作為脫氣介質(zhì)，由于氧的存在可促進(jìn)多硫化氫直接氧化為元素硫的反應(yīng)發(fā)生，液硫池系統(tǒng)處于微負(fù)壓運(yùn)行狀態(tài)，硫化氫不易外漏，同時(shí)，空氣能使液硫池氣相空間保持氧化態(tài)，防止生成易自燃的硫化亞鐵，減少發(fā)生爆燃的可能性。

來自各級(jí)硫冷凝器的液硫一般含有（250～300）×10–6的H2S，取決于不同的操作條件，操作溫度較高的第一級(jí)硫冷凝器中冷凝的液硫中 H2S 含量高于操作溫度較低的末級(jí)硫冷凝器中冷凝的液硫。

來自各級(jí)硫冷凝器的液硫重力自流至液硫池，在液硫池中經(jīng)空氣鼓泡處理，H2S 脫除至10×10–6以下。

3 改進(jìn)的措施和效果分析

針對(duì)克勞斯工藝存在的問題，對(duì)硫磺的收率低進(jìn)行改進(jìn)，不斷提高硫磺的收率，滿足不同進(jìn)料的條件，合理控制進(jìn)料酸氣的組成，保證硫磺的收率最高，使其達(dá)到環(huán)保的指標(biāo)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，進(jìn)入到尾氣回收裝置的酸氣的組分不同，處理的效果也是不同的。

3.1 克勞斯工藝的改進(jìn)措施

（1）采用飽和或過熱蒸汽加熱，控制反應(yīng)床層入口溫度，為催化劑床層具有較高活性提供保障。

（2）在末級(jí)硫冷凝器出口設(shè)置 H2S/SO2比值分析儀，根據(jù)二級(jí)克勞斯尾氣中 H2S/SO2的比值，反饋調(diào)節(jié)克勞斯?fàn)t空氣 /酸性氣控制回路中的空氣量，使尾氣中的 H2S ∶ SO2達(dá)到4 ∶ 1。

（3）反應(yīng)爐采用進(jìn)口高強(qiáng)度專用燒嘴，同時(shí)使裝置具有較大的操作彈性。

（4）液硫脫氣采用空氣鼓泡系統(tǒng)，操作控制簡(jiǎn)單，可將溶解在硫中的微量 H2S 有效控制在10×10–6以下。

3.2 改進(jìn)后的效果分析

傳統(tǒng)的克勞斯工藝技術(shù)中，要求酸氣中的硫化氫的含量大于50%，而實(shí)際的酸氣中的含量并達(dá)不到這個(gè)數(shù)值，因此，對(duì)尾氣硫磺的回收效率就不高。因此，通過工藝技術(shù)的改進(jìn)，應(yīng)用二級(jí)以及氧化等技術(shù)措施，對(duì)酸氣的要求沒有限制，能夠?qū)λ釟庵械钠渌s質(zhì)氣體進(jìn)行處理，之后回收硫磺，保證硫磺的收率達(dá)到99.5% 以上，從真正意義上解決了環(huán)保的問題。

4 結(jié)論

通過對(duì)提高克勞斯工藝硫磺回收率技術(shù)的研究，使硫磺回收率達(dá)到最佳的狀態(tài)。不斷發(fā)揮克勞斯工藝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，通過對(duì)工藝的改造，提高了硫磺的收率，使其達(dá)到99.5% 以上，完全免去了硫磺對(duì)環(huán)境的污染。應(yīng)用改進(jìn)的克勞斯工藝，提高硫磺的回收率，滿足環(huán)境保護(hù)的要求，使化工企業(yè)的生產(chǎn)達(dá)到綠色環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)，保證化工生產(chǎn)的順利進(jìn)行，不斷提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 張運(yùn)新 .淺談提高克勞斯硫回收裝置收率的方法 [J].中國化工貿(mào)易，2014，6（31）.

[2] 路 蒙 蒙， 孫 守 華 .國 內(nèi) 外 硫 磺 回 收 工 藝 特 點(diǎn) 綜 述 [J].氣 體 凈 化，2012，（4）：11-16.

Discussion on Improving Sulfur Recovery Technology of Claus Process

Xie Lei-zu

Through the improvement of Claus sulfur recovery process technology，Improve the recovery of sulfur，Reduce sulfur pollution to the environment，Make the exhaust gas of chemical production reach the target of environmental protection.Improved treatment，The recovery rate of sulfur in the tail gas of chemical production is above 99.5%，Application of continuous gas catalytic process technology，Bring sulfur to a very good recovery result.

Claus process ；sulfur recovery ；technology

TQ426.9

：A

：1003–6490（2017）07–0087–01

2017–05–22

謝嫘祖（1990—），女，山東煙臺(tái)人，助理工程師，主要從事天然氣凈化工作。