液硫脫氣系統控制方案優化

張曉靜

(中海油石化工程有限公司，山東 青島 266101)

液硫脫氣是硫回收裝置安全生產的一個十分重要的措施，克勞斯法生產的硫磺通常H2S在300～500 ppm，如不進行液硫脫氣，溶解在液硫中的多硫化物(H2SX)和H2S在液硫儲存、運輸和加工過程中多硫化物(H2SX)就會分解生成H2S并釋放出來，當H2S積聚達到一定濃度時，就會發生毒害甚至有爆炸危險。另一方面，未脫氣硫磺成型的固體硫磺的易碎性高，在裝卸和運輸過程中會產生更多的硫磺細粒和粉塵。尾氣處理部分處理制硫部分排放的尾氣，尾氣處理采用SINI公司的HCR(高H2S/SO2比例)加氫還原溶劑吸收工藝；尾氣吸收采用具有選擇型的甲基二乙醇胺(MDEA)溶劑。液硫成型部分：液硫脫氣采用SINI公司的專有汽提技術，將液硫中H2S含量降至最低，減輕操作環境的污染。SINI液硫脫氣工藝采用了篩板塔，塔置于液硫池上方，液硫池中液硫經泵升壓后與空氣一起從下部進入氣提塔。液硫與空氣通過篩孔達到密切接觸，溶解的多硫化氫(H2SX)分解成H2S，H2S隨空氣一起進入氣相空間，混合氣送至焚燒爐或制硫爐。下面對液硫脫氣系統現有控制和優化控制進行對比介紹。

1 原有控制方案

圖1 改造前流程

原控制流程為：自液硫池氣抽廢氣與脫氣塔廢氣合并后進入制硫燃燒爐?？刂屏鞒桃妶D1，具體控制方案如下：

1)脫氣空氣壓力PT-40308A/B/C與制硫爐FF-101燃燒空氣壓力PAHH10301A/B/C分別建立壓差關系，當PDS10301ABC壓差值低于40 kPa(3取中)時，聯鎖動作為關閉XV-40306。

2) 脫氣空氣壓力PI-40308A/B/C與制硫爐FF-102燃燒空氣壓力PAHH20301A/B/C分別建立壓差關系，當PDS20301A/B/C壓差值低于40 kPa(3取中)時，聯鎖動作為關閉XV-40307。

3)當XV-40306和XV-40307均關閉時，開 40205和XV-40305。廢氣進焚燒爐燃燒。

2 優化控制方案

上述控制方案，在實際運行中，對兩股廢氣的生產操作可調性差。為實現上述兩股廢氣獨立設置進行流程優化。改造后，實現液硫池氣抽來廢氣和脫氣塔出廢氣可分別進制硫爐FF101、FF201和焚燒爐FF501，又可以合并進任意一臺制硫爐。新增兩臺氣動夾套保溫球閥XV-40206和XV-40207，新增三臺智能壓力變送器PT-40309ABC。改造后的流程見圖2，具體控制方案如下：

1)液硫池氣抽廢氣壓力PT-40309A/B/C與制硫爐FF-101燃燒空氣壓力PT10301A/B/C建立壓差關系,當壓差低于40 kPa(3取中)時，聯鎖關XV-40206。

2)液硫池氣抽廢氣壓力PT-40309A/B/C與制硫爐FF-201燃燒空氣壓力PT20301A/B/C建立壓差關系,當壓差低于40 kPa(3取中)時，聯鎖關XV-40207。

3)制硫爐FF-101停時，聯鎖關XV-40206， XV-40306。兩股廢氣不能進入FF-101。

4)制硫爐FF-201停時，聯鎖關XV-40207，XV-40307。兩股廢氣不能進入FF-201。

5)制硫爐FF-101，FF-201均停時，聯鎖開XV-40205和XV-40305。廢氣進入焚燒爐。

6)原設計XV-40306，XV-40307均關閉時，聯鎖開XV-40205和XV-40305，廢氣進焚燒爐。改造為：XV-40306，XV-40307均關閉時，聯鎖開XV-40305。廢氣進入焚燒爐。

圖2 優化后流程

3 SIS系統實現邏輯

本項目根據風險分析，采用保護層分析方法對于新增的安全儀表功能(SIF)判定安全完整性等級(SIL)，對于未達到企業風險可接受標準的事故場景增設安全儀表功能SIF并判定其SIL等級，合理評價裝置安全儀表系統所需的完整性等級。

本次對兩個SIF回路進行分析，SIF1為液硫池氣抽廢氣壓力PT-40309A/B/C與制硫爐FF-101燃燒空氣壓力PT10301A/B/C建立壓差關系,當壓差低于40 kPa(3取中)時，聯鎖關XV-40206，SIF2為液硫池氣抽廢氣壓力PT-40309A/B/C與制硫爐FF-201燃燒空氣壓力PT20301A/B/C建立壓差關系，當壓差低于40 kPa(3取中)時，聯鎖關XV-40207。經HAZOP分析，儀表安全完整性等級為SIL2。回路中的壓力變送器、開關閥、邏輯控制器都要達到SIL2的等級要求。

3.1 SIF1回路邏輯

圖3 SIF1回路邏輯

3.2 SIF2回路邏輯

圖4 SIF1回路邏輯

4 結束語

本次控制方案優化后，在SIS系統中組態實現邏輯控制，提高了控制回路的安全等級，對兩路廢氣充分合理利用制硫爐進行回收，提高了制硫爐的利用率和回收率，增加了可操作性，減少了污染物的排放，對環境污染降到最低化。