硫磺回收工艺介绍
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第一章总论２
1.１项目背景2
1.2硫磺性质及用途ﻩ2
第二章工艺技术选择ﻩ2
２.１克劳斯工艺2
２．１.1MＣRC工艺ﻩ2
２.1.2CPS硫横回收工艺ﻩ2
3．３.4碱洗尾气处理工艺2
3.3．5工艺流程图ﻩ2
3.4反应原理2
3.４．2制硫部分一、二级转化器内发生的反应:2
3.4．3尾气处理系统中２
３．5物料平衡ﻩ2
3.６克劳斯催化剂ﻩ２
3.6.1催化剂的发展ﻩ2
3.6．2催化剂的选择ﻩ2
３.７主要设备2
3．７.1反应器ﻩ２
3．７.2硫冷凝器ﻩ2
3.7.3主火嘴及反应炉ﻩ２
由以上分析比较,此次采用自产中压蒸汽加热方式。
２.1．4三级克劳斯工艺
三级克劳斯工艺包含一个高温反应段和三个催化反应段,废热锅炉的过程气被冷凝后，将过程气的硫分压降低，通过加热器加热到克劳斯反应温度,在克劳斯转化器内进行克劳斯反应,通过三级的克劳斯反应,最终尾气通过尾气灼烧炉燃烧后排放大气,其硫横回收效率最高只能达到98%。在过去的2５年中克劳斯工艺的原理并没有改变,但是其性能、安全性、可靠性和运行都有显著提高。因此，根据《陆上石油天然气开采工业污染物排放标准》征求意见稿中对尾气SO２的排放要求,三级克劳斯回收工艺必须和尾气回收装置配合,尾气才能达标。过程气再热有两类方式，一是间接再热，二是直接再热,间接再热有蒸汽加热,气气换热器等，天然气净化厂无高压蒸汽,不曾采用蒸汽再热，仅用气气换热器。间接再热优于直接再热，它可提高硫转化率，如有可能优先采用。气气换热器的设计应保证停车除硫作业时进出口管箱及壳体内不积存液硫,要注意进出曰管箱过程气接管位置。同时要有排除壳体内液硫的措施。直接再热有燃气 再热、酸气再热和高温渗和三种,酸气再热与高温过程气惨和本质上是一样的,都是将一部分高温过程气惨和至反应器入口过程气入口过程气中。由于此部分高温过程气中硫蒸汽未经冷凝分离即进入反应器中，不利于反应器内的转化反应,会降低转化率。
因此硫回收技术发展很快,近十几年来出现了许多新工艺、新技术,使硫回收技术提高到一个新水平。
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１.２硫磺性质及用途
硫的物理性质
1baｒ下沸点
444.6℃
熔点（纯S）
1２0℃
比重
2.06
燃点
2３2℃
闪点
207℃
溶解性
单质硫不溶于H2O，微溶于Ｃ2H６Ｏ、Ｃ４H10O,溶于ＣS2。
形状
黄色晶体，有一种特殊气味。
由于受反应温度下化学反应平衡的限制，即使在设备和操作条件良好的情况下，使用活性好的催化剂和三级转化工艺,克劳斯法硫的回收率最高也只能达到97%左右,其余的H2Ｓ、气态硫和硫化物即相当于装置处理量的3%～４％的硫，最后都以ＳＯ2的形式排入大气，严重地污染了环境。
随着社会经济的不断发展,世界可供原油正在重质化，高含硫、高含金属原油所占份额也越来越大，迫使炼油厂商不断地开发新的技术,对重质原油进行深度加工。然而原油的深度加工和生产低硫油品必然会使炼油厂副产大量H2Ｓ气体。传统上含Ｈ2S的酸性气都采用克劳斯法回收硫磺，随着各国对环境保护日益重视,制定了更加严格的环保法规,迫使炼油工作者不断改进工艺,提高装置效能,降低尾气排硫量。
但要使氨气充分反应,在富氨酸性气回收硫磺过程中不堵塞，游离NＨ3必须达到50ｐpｍ一下的标准即可。
富氨酸性气回收硫磺的燃烧炉有两种是市场上应用最为广泛的，它们是:
I：单火嘴/双区燃烧炉。
单火嘴/双区燃烧是通过控制二区旁路再生酸性进气量大小来实现对炉温度的控制,使进入火嘴的含氨和可再生的酸性气在高温条件下完成燃烧。
2.１.2CＰS硫横回收工艺
CPＳ硫横回收工艺是酸性气田天然气净化处理的关键配套技术，属于克劳斯延伸类硫横回收工艺，该工艺根据硫化氢与氧气反应生成单质硫和水的化学反应为可逆、放热反应的机理，在流程上创新性地增加了再生态切换前的预冷工艺，降低催化剂反应温度；创新性地増加了再生前的冷凝去硫工艺,降低单质硫分压值;创新性地回收焚烧炉排放烟气余热用于催化剂再热工艺,确保再生温度稳定,同时对废热进行充分回收利用等。与国际同类硫磺回收工艺相比，具有投资省、硫横收率高、能耗低、SO２等污染物排放少、适应性强的优点。
再热炉加热无论是采用酸性气还是采用烃类作燃料，对操作控制要求都十分严格，若燃料气的组成波动较大，须增加燃料气密度仪，操作控制更为复杂,否则会因床层积碳而引起催化剂失活，增加系统压降，甚至出现黑硫磺。热气旁通法(高温掺合)虽然与间接加热方式比较，Ｃlauｓ段总硫回收率降低０．3%~0.5%。比较适用于中小型硫磺回收装置过程气的加热。
２.1.３.2过程气再热方式
过程气再热方式主要包括中压蒸汽加热、电加热、气-气换热构成的间接方法、热气旁通的直接加热法、进气再热炉和焚烧气再热炉构成的再热炉加热法。间接方法包括气换热和高温蒸汽预热,气换热也可以实现预热，但操作弹性小,不适合工厂加工原油多变的情况。利用中压蒸汽加热法操作简单、弹性大、但投资偏大,对大中型硫磺回收装置则是合适的。针对联合装置内有大量需求低压蒸汽的酸性水汽提及溶剂再生用户，正常操作时酸性气一、二、三级冷凝器产生低压蒸汽经济性最好。
2.2尾气处理工艺
2.2.1碱洗尾气处理工艺
（１）动力波碱洗技术
由图3可知:脱硫设备主要包括逆喷管和分液罐(塔),前者核心是喷头,该喷头为大孔径专利设计，采用耐磨的碳化硅材料制造，具有耐磨，不易堵塞，使用周期长的特点;在逆喷段中,脱硫碱液经喷头自下而上喷出,与含硫烟气逆相接触，形成湍流泡沫区;在泡沫区内,气液两相实现动态平衡，液滴不断地吸收烟气中的SＯ2，进而形成一个稳定的动态吸收区,实现气液接触和强化传质;此外,在泡沫区，吸收液中的水分不断蒸发,气体得以冷却,故逆喷段可最大限度地实现高效传质和传热,具备烟气急冷和脱硫双重功能;在分液罐（塔)内,净化烟气经高效除雾器脱除游离水后,由塔顶排出。
化学性质
化学性质活泼能和大多数元素发生化学反应，生成相应的硫化物。
用途
主要用于制造生产各种染料，多功能药剂，火柴,炸药，橡胶产品等。
危险性
其硫蒸汽和硫燃烧生成的SO2对人的身体有毒并造成伤害。
第二章工艺技术选择
硫磺回收装置由四部分组成，它们分别是Claus硫磺回收部分、尾气回收处理部分、尾气脱氢燃烧部分、液硫脱气部分等四部分组成。
1.非精确H2S/SO2的2:１控制。超级克劳斯工艺通过调节风气比使进入超级克劳斯反应器中的H2S浓度适当，在克劳斯段采用Ｈ2S过量操作，使离开末级克劳斯反应器的尾气中含有0.2％-1.5%的H2S。
２、灵活简便的操作性。超级克劳斯工艺克劳斯段采用过量的硫化氢操作，尾
气硫化氨浓度允许在化0.2%－1.５％范围波动。在超级克劳斯段采用前馈控制,进入超级克劳斯反应器前测定硫化氯的含量,计算出所需空气，在配加0.1％－1.０％的过量空气,从而使得超级克劳斯工艺操作具有很大的灵活性、简便性。
2、再生热源为上游克劳斯反应段经分硫和再热后的过程气本身，无需单独的再生系统和补充再生能量;
３、过程气的再热方式为高温惨合和通过气气换热器再热,流程简单，占地面积小，操作和维修简便，
4、由于应用了低温克劳斯技术，最后一级转化器中过程气是在硫蒸汽露点 温度下反应,使实际转化率能够接近理论值。
ＭCRC过程最大特点之一是采取在线再生方式。故具有占地少、能耗低、投资省、收率高、操作方便等优点,将常规克劳斯装置与尾气处理装置结合为一体,得到广泛的应用。
2、装置先将热段冷凝器出来的过程气与余热锅炉出来的小部分650℃过程气 经高温惨和阀混合至２73°C,进入克劳斯反应器,气流中的Ｈ２S和SＯ2在催化剂床层上反应生成元素硫。出克劳斯反应器的过程气温度升至3４４℃左右,经克劳斯硫磺冷凝器冷却至１２7°Ｃ,分离出其中绝大部分硫蒸汽后,再利用气/气换热器加热至再生需要的温度后进入再生反应器。进入再生反应器中的硫蒸汽含量低,不仅有利于Claus反应向生成元素硫的方向进行，最大限度地提高硫回收率,而且解决了过程气也Ｓ/SＯ２比值在线分析仪的堵塞问题。可确保在线分析仪长期可靠运行。
2.１.３超级克劳斯工艺ﻩ2
２.1.4三级克劳斯工艺２
2.2尾气处理工艺2
2．2.1碱洗尾气处理工艺2
2.2.2加氢还原吸收工艺2
2.３尾气焚烧部分ﻩ2
2.4液硫脱气２
第三章超级克劳斯硫磺回收工艺2
3.1工艺方案2
3.2工艺技术特点ﻩ２
3.３工艺流程叙述2
3．３.1制硫部分2
３.3.2催化反应段2
3.3.3部分氧化反应段2
３、高效的超级克劳斯催化剂。超级克劳斯催化剂能够将85％以上的硫化氢转化为硫。并且,催化剂对过量的氧气和高浓度的水不敏感,不发生克劳斯反应和CO/H2的氧化反应,不生成COS及CS2。这种选择性强的催化剂使得高硫回收率成为可能。
4、硫回收率高。超级克劳斯工艺中克劳斯段H２Ｓ过量会抑制Ｓ〇2的浓度，通常低于0.１％；同时，在超级克劳斯段硫化氨的转化率超过90％，加上装置易于控制，其总硫收率超过９9.2%。
３、过程气切换采用特制夹套三通阀自动程序控制,切换灵敏，切换时间短，操作过程平稳可靠。
２．1．3超级克劳斯工艺
超级克劳斯工艺特点是在前面的两级或三级反应器为常规克劳斯，但在富硫化氢的条件下(H２S／SO２>2)运行,以保证进入选择性氧化反应器的过程气Ｈ2S／SO2比略大于1０。配入适当高于化学当量的空气使硫化氨在催化剂上选择性氧化为硫。较高的Ｈ2S/SO２比可得到较高的硫收率，但是过高的Ｈ2S/SO2比值必然使二段出口的硫化氢浓度升高,同时氧化选择性氧化段进料硫化氢浓度高将使催化剂床层产生大的温升,这是需要严格控制的,所以通常控制二段出口H2S/SO2比值在10左右，H２Ｓ浓度低于1.５％。超级克劳斯工艺的关键步骤是选择氧化段，所选用的选择性催化剂只是将硫化氨氧化为元素硫，即使氧化过剩也不会产生S〇2和S〇3,也不催化H2S与S〇２的反应。装置的工艺特点: