煤化工工业中硫回收的工艺分解.pptx

煤化工工业中硫回收的工艺技术现状存在问题与对策作为一个能源消费大国，随着我国国民经济的快速增长，我国的石油、天然气、煤化工工业也得到高速发展。目前我国已有大大小小100多套硫磺回收及尾气处理装置，主要集中在全国的各个炼油企业。炼油企业的酸性气制硫工艺已经相当成熟，无论是引进技术或国内技术，总硫收率大都可以达到99.8%以上，排放废气中SO2浓度小于960mg/m3，满足《大气污染物综合排放标准》的要求。前言伴随着能源结构的调整，近年来，以煤为原料的煤化工企业迅速增加，煤制甲醇、煤制油、煤制天然气、煤制乙烯……等项目越来越多。煤化工硫回收装置占全国硫回收装置总数不足20%，而山东三维石化工程股份有限公司近3年来承接的硫回收设计项目，煤化工项目占项目总数的40%。煤化工企业硫回收装置与石油化工企业硫回收装置相比，既有共同点，又有特殊性，分析研究各自特点，开拓新思路，与时俱进，开发符合煤化工企业特点的硫回收工艺技术，是一个刻不容缓的新课题。硫回收的意义：环保效益：减少硫化物的排放量社会效益：保护环境，造福于民经济效益：企业新的经济效益增长点煤化工企业硫回收装置的特点和问题1)煤化工硫回收装置的原料酸性气，主要来自气化装置的气体脱硫；气体脱硫主要采用低温甲醇洗工艺；排出的酸性气中H2S浓度较低，在2～30%之间，其余主要是CO2，CO2浓度通常在65～90%左右。炼油企业的原料酸性气H2S浓度通常达到60～90%；相比之下，H2S浓度低、CO2浓度高是煤化工硫回收装置的显著特点。2)炼油企业硫回收装置的原料85～90%来自胺再生，10～15%来自酸性水汽提，组成和来源相对稳定。煤化工硫回收装置的原料酸性气来源较复杂，以低温甲醇洗酸性气为主，同时伴有浓度更低(H2S＜3%)、流量较大(约占总气量的20～30%)的水煤气膨胀气、汽提酸性气、酚回收酸性气等。原料酸性气来源多样性是煤化工硫回收装置需要特殊对待的重要原因。3)与炼油企业相比，煤化工企业的硫回收装置的硫产量较小。煤化工单系列硫回收装置的规模通常根据煤种和甲醇产量确定，煤化工的小型硫回收装置产硫量在9～15t/d之间；中型装置产硫量在24～60t/d之间；目前最大装置产硫量达到160t/d左右。国内炼油企业最大的单套装置产硫量已经达到370t/d；国内天然气脱硫最大的单套装置产硫量已经达到600t/d。装置产硫量较小是煤化工硫回收装置的又一特点。4)原料酸性气H2S浓度越高、有机杂质越低，设备、管道规格越小；反之，设备、管道规格越大。以某煤化工企业单系列硫产量160t/d的装置为例：低温甲醇洗酸性气的H2S浓度约30%(mol)，C2以上烃类含量约6%(mol)，CO2含量约65%(mol)；除低温甲醇洗酸性气外，水煤气膨胀气、汽提酸性气、酚回收酸性气占原料酸性气总流24%(mol)，其中潜硫仅占全装置总硫的3.5%(mol)；工艺过程气流量是同等硫产量的炼油企业硫回收装置的200%以上；设备、管道规格与350t/d的炼油企业硫回收装置相当。硫产量低、设备庞大，导致建设投资高是煤化工企业硫回收装置需要重点关注的问题。5)炼油企业硫回收装置的能耗通常是负值，吨硫能耗在-1000～-4000MJ之间，相当于-24～-95kg(标油)/t(硫磺)。而煤化工企业硫回收装置的能耗通常则是正值，吨硫能耗在1000～5000MJ之间，相当于24～120kg(标油)/t(硫磺)。节能降耗对煤化工企业硫回收装置而言，刻不容缓。6)目前硫回收装置烟气排放执行的是GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》：新污染源排放废气的SO2浓度≯960mg/Nm3。新标准正在制定中，处在公示期，预计将在2014年开始实施。新标准规定在氧含量≯3%，无水条件下，硫回收装置排放烟气中SO2浓度≤400mg/Nm3，NOX浓度≤100mg/Nm3。折算至现行标准，SO2浓度需要控制在360mg/Nm3左右。新标准的实施，无疑会对煤化工企业硫回收装置的生存发展带来巨大压力。中石化正在针对极可能出现的更为严峻的环保压力，部署下一步的科研攻关课题，为硫回收装置排放烟气中SO2浓度≤200mg/Nm3甚至≤100mg/Nm3，做技术储备，以便从容应对，抢占未来硫回收技术发展的制高点。煤化工企业能否紧跟形势，不因硫回收装置的落伍拖主业的后腿，影响煤化工蓬勃发展的大势，值得决策者认真面对。硫回收装置采用的主要工艺技术及特点1)选择性氧化法：酸性气和空气预热后同时进入选择性氧化反应器，即Clinsulf内冷式反应器；反应器内设冷却盘管将反应热及时导出；反应器装填两段选择性氧化催化剂，上部为绝热反应段，下部为等温反应段；进入反应器的空气流量是根据在线分析仪测定的H2S浓度与酸性气流量得出O2耗量来进行调节。在Clinsu