高H2SSO2比硫回收新技术及应用-刁九华.ppt

一、概述国内某新建炼厂同步建设6万吨/年硫磺回收装置采用SINI公司HCR高H2S/SO2＝4技术，代替传统H2S/SO2＝2于2009年3月建成，同年4月一次投料试车成功，生产出合格产品，各项指标达到设计要求生产考核表明，HCR工艺对原料组成的变化有较好的适应性，操作弹性较大，硫磺回收率达到99.8％首次用于国内炼厂硫磺回收装置，其经验值得借鉴二、常规技术简介常规Claus硫回收采用化学当量反应H2S/SO2=2控制最后一级硫凝器出口尾气中H2S/SO2=2：1，以获得最大转化率。实践证明ClausH2S/SO2=2：1的操作不是最佳的。其原因：炼厂常加工多种原油，原料硫含量不同，原料酸性气流量和硫化氢含量差异较大这些变化影响Claus的操作二、常规技术简介（ClausH2S/SO2=2）二、常规技术简介图1表明:由于快速及频繁的组成变化通过空气调节阀保持预定的H2S/SO2=2的比率是困难的二、常规技术简介二、常规技术简介H2产生于Claus高温炉H2S的热分解：H2S→1/XSX+H2(3)氢气不足问题常规Claus设有H2S/SO2=2分析仪，以控制合适的配风量，由于工厂原料变化或上游装置操作波动，原料酸性气流量和硫含量差异很大，在Claus单元H2S/SO2失控，引起H2S含量突然变化。二、常规技术简介在氢气不足的情况下，H2S和SO2的混合气体进入急冷塔。在塔内液相中发生Claus反应，在液相中形成胶状的硫。依次形成的固体硫磺，堵塞急冷塔。如操作员处理不当，装置被迫停工处理。保证氢充足以往采用外补氢气或还原发生器（RGG）产氢二、常规技术简介在线炉采用次化学当量反应操作，如RGG其相关的仪表是昂贵的，投资较高由于需要燃料和蒸汽，操作费较高操作难度较大三、HCR新技术为何提出H2S/SO2=4？氢气充足对于原料的变化适应性强流程简单由以下图2加以说明三、HCR新技术三、HCR新技术从图2看出，在H2S/SO2=2时，对应的最大转化率的值域较宽。在H2S和SO2=4到8的范围内，对硫的转化率影响不大。H2S/SO2=4或更高时，Claus主燃烧炉产生的氢是过剩的。减少了尾气中的SO2，相应的减少了SO2还原所需要的氢气。既不需要外补氢，又不需要设置RGG。完全适应供应需要。剩余氢对于过程的波动或能力的缓冲是有利的。三、HCR新技术图3所示剩余氢的情况比较SO2+3H2→H2S+2H2O(1)S+H2→H2S(2)三、HCR新技术图3示意图表明：H2S/SO2=4或更高时，减少了尾气中的SO2，相应的减少了SO2还原所需要的氢气Claus主燃烧炉产生的氢是过剩的。既不需要外补氢，又不需要设置RGG。完全适应供应需要。剩余氢对于过程的波动或能力的缓冲是有利的。三、HCR新技术流程简单，易操作管理既不需要在线炉，也不需要外补氢系统（氢气混合器、管线及阀门）。工艺流程中只设置蒸汽加热，就可提供加氢反应器所需的热量。操作简单，装置可靠性增大。三、HCR新技术新技术物流变化：H2S/SO2=4，Claus转化率从95.2%下降到95%尾气进料中H2S含量增加约5%（占尾气进料总硫量），需要的溶剂相应增多。但增幅较小，吸收塔的设计基本不受影响。不需要额外投资在硫回收装置处理贫酸性气时，由于CO2存在，在COS、CO2生成，这种物流的增加可忽略三、HCR新技术设计一套硫回收按H2S/SO2=4的操作与H2S/SO2=2的操作基本上相同。如果富液送入常规集中再生装置再生，其流量增加更小。四、应用实例国内某新建炼厂同期建设6万吨/年硫回收装置工艺流程：硫磺回收部分采用常规Claus工艺，酸性气燃烧炉废热锅炉产生4.0MPa中压蒸汽；Claus过程气加热方式采用自产中压蒸汽加热；尾气处理部分采用SINI公司HCR（高H2S/SO2比例）加氢还原溶剂吸收工艺；尾气吸收采用甲基二乙醇胺（MDEA）溶剂液硫成型部分采用循环脱气汽提技术。四、应用实例工艺流程改进主燃烧炉配风按H2S/SO2＝4设计，其主风量比常规H2S/SO2＝2相应降低。考虑含有SWS含氨酸性气，主燃烧炉分为两区：1区温度1390℃，2区温度126