煤制天然氣項目硫回收裝置技術改進的論證

王 強

（遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責任公司，遼寧阜新 123000）

阜新煤制天然氣項目年產天然氣40×108m3，目前項目一期已初具規模。項目硫回收裝置采用荷蘭Jacobs公司（JNL）和荷蘭荷豐技術公司提供的Claus工藝技術。裝置占地面積5 400 m2，設計年操作8 000 h，裝置主要由硫磺回收、硫磺成型及包裝和硫磺貯運3個部分組成。裝置主要是將煤中多余的硫元素進行回收生產硫磺，產品硫磺可用于化肥、硫酸、亞硫酸鈉、二硫化碳、染料、冶金、橡膠、農藥等行業領域。項目三期全部建成后可年產固體硫磺16×104t。在市場銷售方面，硫磺采購商對液態硫磺產品產生了濃厚的興趣，且采購量大于企業生產量。本文將從以下幾個方面對改變硫磺產品形態銷售對企業的影響進行系統的研究。

1 工藝技術方面

1.1 現有工藝流程

硫回收裝置采用二級Claus硫回收工藝[1，2]，將酸性氣中的硫回收生成單質硫。酸性原料氣先進行分液、預熱，然后進入制硫爐燒嘴與空氣充分混合，燃燒產物在制硫爐內短暫停留進行高溫熱反應，然后進一級、二級反應器催化轉化。最后經過高溫熱反應和催化轉化生成的氣態硫經冷凝和捕集回收進入液硫池，經液硫脫氣后送入造粒機、包裝機，最終生成顆粒狀硫磺產品，具體流程（見圖1）。

1.2 改變產品形態后的工藝流程

如采用液體硫磺形式進行銷售，在技術上，則只需要在現有設備液硫泵后增加液硫儲罐和一條裝車管線即可，也可以直接利用現有液硫泵資源選擇擴建已有液硫池[3，4]。目前，硫回收裝置一期兩系列共有兩個液硫池，每個大小為18 m×4 m×3.4 m，單個液硫池可存儲液態硫磺約245 t，同時液硫池為防止硫磺低溫固化裝有伴熱裝置，可直接增加旁路進行裝車。但由于目前現有液硫池只能儲存71 h（約3 d）的硫磺產品，極易出現運輸不暢導致的冒池現象。故如果不新建液硫儲罐，必須對現有工藝的液硫池進行擴建，改建后（見圖2）。

從圖1、圖2可以看出，采用液態硫磺進行產品銷售的形式可以縮短產品流程，間接省下二、三期硫回收部分設備的投資和運行維護費用。

2 設備投資方面

由圖2可以看出，如果采用液體硫磺的方式進行銷售，可以取消二、三期硫回收裝置產品造粒機等設備、電氣的采購，同時目前建設的固體硫磺產品庫房也可用作其他倉儲使用。對于需要新建的液硫儲罐，按目前一期硫磺產量并綜合考慮三期，再考慮硫磺密度和阜新地區雨雪等惡劣天氣及不可預測情況，按一周儲存量來計算，新建2 000 m3儲罐或者改擴建現有液硫池完全可以滿足生產要求。而且阜新煤制天然氣項目地理位置交通十分便利，硫磺潛在合作購買商與項目相距也較近，如無交通管制或惡劣天氣，每天可往返兩次運輸，基本可以滿足企業的庫存需要，不會造成產品積壓。

而對于目前已經采購的造粒機、包裝機、碼垛機等配套設備和建筑則可以保留現有，用于企業液態硫磺銷售不暢或固態硫磺產品價格高于液態硫磺產品較多時開展多元化銷售。對硫回收現有設備投資進行了估算（見表 1）。

由表1可以看出，如改用液體硫磺方式進行銷售，二、三期將不必再另行采購造粒機及建設配套廠房，減少了大量投資。

3 人員方面

如果采用固體硫磺銷售模式，則需要另外雇傭碼垛工、叉車工和裝卸工，以目前項目配套員工來看，需要另行雇傭14名工人負責上述工作，增加了人員費用，具體人員崗位（見表2）。

圖2 改用液態硫磺產品后的工藝簡圖

表1 兩種銷售情況設備一覽表

表2 硫回收裝置外招人員一覽表

由表2可以看出，如果生產固體硫磺，還需要額外配備14名工人，需要相應的工資投入，按阜新當地人工成本進行核算，每年公司需要為每人投入大約11萬元的人工成本。而如果采用液體硫磺的方式開展銷售，則直接通過儲罐儲存再經液硫泵打液裝車即可。后續崗位碼垛工、叉車司機、裝卸工可無需配備，此項每年可以為單位節約154萬元的人工開銷。

4 安全方面

硫磺屬于二級易燃物，可與空氣形成爆炸性混合物，屬易燃危險品，也屬于易制爆危險化學品。目前化工企業液硫和固硫的儲存一般均按乙類火災危險和防爆要求設計，在固、液態硫磺儲存上，安全方面的投入并沒有什么差異。在運輸上，國家發改委已于2007年9月10日發布硫磺運輸規定，規定要求除了液體硫磺要用特定的儲罐車運輸外，固體硫磺可以作為普通貨物運輸。而目前很多硫磺貿易企業都具備固、液態硫磺的運輸資質，可以保證正常的銷售運輸。

在人員安全方面，接觸硫磺的員工一般不需要特殊防護，只需要穿一般工作服、佩戴防護手套和自吸過濾式防塵口罩即可。而如果采用液硫的方式進行銷售，則避免了員工直接接觸硫磺產品，降低了員工危害程度。

但需要表明的是，采用固體硫磺產品銷售方式實際上縮短了企業的硫回收裝置的生產工藝線，直接避免了很多后續設備可能造成的安全隱患和人員傷害，間接提高了生產方面的安全。

5 銷售成本方面

由于固體硫磺銷售價格略高于液體硫磺，在銷售價格方面，會有減少，在不考慮液、固硫磺市場需求暫按產品全部銷售的情況，以目前企業周邊液、固硫磺市場平均價格核算，每噸液體硫磺相比固體硫磺價格降低約80元/噸。產品收益（見表3）。

由表3可以看出，雖然改用液體硫磺銷售對比固體硫磺銷售減少了企業營銷收入，但是液體硫磺銷售減少了設備投資，避免了后續工藝帶來的安全隱患，也省去了固體硫磺產品的包裝和部分人工消耗。僅從包裝袋和人工成本考慮，按目前已知固體硫磺包裝袋每袋裝50 kg硫磺計算，項目一期的硫磺產量就需要包裝袋110萬個，即使每個包裝袋成本按2元錢計算，也節約了220萬元/年，加上人工成本154萬元/年，僅這兩項就為單位節約了374萬元/年。這還不考慮二期需要再次購買的設備和新建的廠房、每年的公用工程消耗和安全消防等方面的投入，不僅可以彌補液體硫磺銷售所帶來的銷售差額，還可以為企業創造更多的效益。

表3 一期硫磺產品不同銷售價格收益對比表

6 結論

對于化工企業來說，縮短產品生產工藝鏈一方面有利于操作，降低操作難度，減少現場操作巡檢人員的投入，另一方面也可以降低企業各項運行成本。同時，企業的產品在銷售過程中也要綜合考慮市場的需求，不能一味考慮市場銷售價格，相比于固態硫磺產品，各個采購商更愿意購買液態硫磺產品，這使得液態硫磺產品的銷售前景也更加樂觀。企業可以在做好與各個采購商簽訂完善銷售合同的基礎上，采取優化工藝方案，增加液態硫磺的產品銷售，將使企業產品在市場中具有更好的銷售前景。

［1］汪家銘.超級克勞斯硫磺回收工藝及應用［J］.天然氣與石油，2009，27（5）：28-32.

［2］周沛浩.克勞斯法硫磺回收工藝技術現狀及趨勢［J］.化工管理，2016，（33）：154.

［3］范東平.硫磺回收工藝技術現狀及前景展望［J］.化工管理，2017，（14）：27-28.

［4］遼寧大唐國際阜新煤制天然氣項目硫回收裝置操作規程［S］.2014.