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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。3.2 主要工艺特点3.2.1 装置采用二级常规克劳斯工艺, 直流法硫回收净化工艺, 保证装置有稳定的较高的硫回收率。3.2.2 采用饱和或过热蒸汽加热, 控制反应床层入口温度, 操作简单 ,利于开工升温 , 床层除硫 , 为催化剂床层具有较高活性提供保障。3.2.3 在末级硫冷凝器出口H2S/SO2 比值分析仪 , 并实现闭环控制。根据二级克劳斯尾气中H2S/SO2 的比例值 , 调节空气 /酸性气控制回路中的空气量, 使空气中的H2S/SO2 达到 4 比 1, 以保证有较高的硫磺回收率。3.2.4 反应炉采用进口高强度专用烧嘴
2、, 同时使装置具有较大的操作弹性。3.2.5 地下液硫储槽, 内贴防酸耐热磁砖, 内置蒸汽加热盘管, 外置保温性能和抗腐蚀性能良好的保温层, 减少散热损失保证长周期运行3.2.6 液硫脱气采用国外MAG 专利的脱气设施, 操作控制简单 , 可将溶解在硫中的微量H2S 脱至 10ppm 以下。3.2.7 反应炉配备性能可靠的点火器、火焰检测仪 , 并采用光学温度计测量反应炉温度, 保证测温的准确性。3.2.8 对反应炉采用联锁保护, 对炉温、 炉压、 酸气分液罐、废锅液面等重要参数采取多点测量, 三取二进联锁等措施, 极大地提高仪表的可靠性 , 保证了装置的安全运行。3.3 主要进料条件资料内容
3、仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。3.3.1 酸性气进料操作条件温度 : 3055压力 : 70 85KPa( 表压 )流率 : 9000 30000Nm3/h3.3.2 进料酸气主要组成:组分 ( V) % 正常工况最大工况C10.220.21CO234.4332.28H2S58.3960.520COS0.010.0073O8W8?%H5IH2O6.956.97CH4S0.0040.004总流率 ( kmol/h) 1331.981660.7793.3.3 装置收率装置回收硫磺 : 23.75t/h( 根据原料气气质而定) ; 收率为 : 93-95%工厂收率 : 99.
4、8%3.3.4 物料平衡物料名称重量百分数%千克 /小时吨 /天吨 /年入方酸性气47.燃烧空气 50.液硫池脱气空气0.8484920.3766792脱气蒸汽 0.7272617.4245808合计 0.-资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。出方硫磺产品23.烟道气 76.52605840合计 .3.4 工艺流程及原理3.4.1 工艺流程简述来自天然气脱硫单元的酸性气首先进入酸气分液罐(111-D-301) 分液 , 以避免可能携带的凝液进入反应炉燃烧器(111-F-301), 对单元操作及下游设备造成影响。分离出的酸性凝液经酸气分液罐底泵( 111-P-302)
5、送往酸性水汽提单元。燃烧空气供给系统Claus 风机 (111-K-301A/B) 同时为反应炉燃烧器(111-F-301) 及加氢进料燃烧器(111-F-401) 提供燃烧所需的空气, 而尾气焚烧炉所需的燃烧空气由位于焚烧炉附近的焚烧炉风机( 111-K-401A/B)提供。进入反应炉燃烧器的空气量应刚好能够将原料气中的烃类完全氧化 , 同时满足装置尾气中 H2S/S02 比率为 4:1 所要求的部分 H2S 燃烧所需的空气量。燃烧反应部分 :燃烧反应部分的设备包括反应炉燃烧器 ( 111-F-301) 、 反应炉 (111-F-302), 余 热 锅 炉 (111-E-301/302) 及
6、 第 一 级 硫 冷 凝 器(111-E-303)。燃烧反应部分中最重要的参数为反应温度、 反应物的混合程度及停留时间, 适当提高这三个参数能够使燃烧反应得到更为理想的产物。燃烧反应温度约为1070。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。在燃烧器及反应炉中发生的主要化学反应为:H2S ( 3/2) O2=SO2 H20( 1)2H2SS02=( 3/X) SX 2H20(2)在反应炉中燃烧反应能够得到充分的反应时间, 同时还能有效地破坏酸性气中携带的杂质。燃烧产生的高温过程气进入与反应炉直接相连的余热锅炉, 在锅炉中经过产生3.5Mpag 等级的饱和蒸汽来回收余热并将过
7、程气冷却到约281。冷却后的过程气进入第一级硫冷凝器 , 被进一步冷却至172并凝出液硫 , 同时发生0.4MPa 等级的饱和蒸汽, 冷凝出的液硫重力自流至一级硫封罐(111-S-302),然后自流至液硫池( 111-S-301) 。催化反应部分 ,自第一级硫冷凝器出来的过程气进入第一级反应进料加热器(111-E-304),经 3.5MPag 等级高压蒸汽加热到213后进入一级转化器 (111-R-301),在反应器内过程气与催化剂接触, 继续发生反应(2)直至达到平衡, 反应中生成的硫在过程气进入第二级硫冷凝器( 111-E-305) 后冷凝出来 , 自流经二级硫封罐(111-S-303)后
8、进入液硫池。过程气在第二级催化反应部分经过的流程与第一级催化反应部分相同 , 在第二级反应进料加热器(111-E-306)中被加热至211后进入二级转化器(111-R-302). 在二级转化器内过程气与催化剂接触,进一步发生反应( 2)直至达到平衡。反应后的过程气进入末级硫冷凝器 (111-E-307), 冷凝下来的液硫经三级硫封罐( 111-S-304) 后进入资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。液硫池 , 出末级硫冷凝器的尾气进入尾气处理单元。液硫池及液硫脱气部分来自各级硫冷凝器的液硫重力自流至液硫池(111-S-301),在液硫池中经过 Black&Veatch
9、 的专利 MAG R 脱气工艺可将液硫中的H2S脱除至10ppm( w) 以下。 MAG R 液硫脱气工艺不需采用任何化学添加剂 , 其工艺原理为 : 液硫在液硫池的不同分区中循环流动 , 并经过一、 二级喷射器 ( 111-EJ-302/303) 进行机械搅动 , 溶解在液硫中的 H2S 释放到气相中并由抽空器 ( 111-EJ-301A/B) 送入尾气焚烧炉 , 以保持气相中的H2S 浓度在爆炸极限以下。来自各级硫冷凝器的液硫一般含有250-300ppm( w) 的 H2S,取决于不同的操作条件, 操作温度较高的第一级硫冷凝器中冷凝的液硫中 H2S 含量高于操作温度较低的末级硫冷凝器中冷凝
10、的液硫。 H2S 在液硫中除物理溶解以外 , 还以多硫化氢 ( H2SX) 形态存在。 H2SX是由 H2S 与硫磺发生平衡反应生成的一种弱键多硫化物:H2S ( x-1) S=H2SX3由于温度升高可促使该反应向右进行, 因此在第一级硫冷凝器中冷凝的液硫中H2S 含量要高于下游的其它硫冷凝器。脱气后的液硫自液硫池脱气区溢流至存储区, 一部分脱气液硫经液硫池泵 (111-P-301A/B) 升压后进入硫磺冷却器, 冷却至138后再循环回脱气区。脱气后的产品液硫用液硫产品泵(111-P-303A/B)送至液硫成型单元生产粒状固体硫磺, 或送至液硫罐区。锅炉给水及蒸汽系统资料内容仅供您学习参考，如
11、有不当或者侵权，请联系改正或者删除。自装置外来的高压脱氧水, 经锅炉给水预热器E-308 加热 , 再经末级硫冷器E-307 和液硫冷却器E-309 升温后 , 作为废热锅炉汽包D-302 的给水。废锅产生的中压蒸汽小部分作为再热器E-304、E-306 热源 , 其余的送尾气部分过热后进中压蒸汽管网。自装置外来的低压脱氧水送至各硫冷凝器( E-303, E-305) , 产生低压蒸汽直接进低压蒸汽管网。3.4.2 工艺原理克劳斯法硫回收包括酸性气运行方案( 正常操作 ) 和燃料气运行方案( 升温操作 ) 两种操作情况 , 其反应原理如下:3.4.2.1 酸性气运行方案( 正常操作 )酸性气运
12、行方案为装置正常运行操作, 酸性气进料与适当的空气配比后进入反应炉 ( 温度稳定后不需要燃料气助燃 ) , 以 H2S 与氧不完全燃烧 ( H2S/SO2 比率为 4) 为基础 , 目的是为了使克劳斯尾气中 H2S/SO2 之比达到 4:1, 使 H2S 最大限度的转化为硫磺。此方案包括四个不同的转化阶段 , 即:1、克劳斯热转化酸性气在反应炉前端的燃烧器中发生的燃烧反应, 所有的可燃成分按以下反应燃烧。CH4+1.5O2 CO+2H2O+5538kcal/Nm3C2H6+2.5O2 2CO+3H2O+9190kcal/Nm3H2+0.5O2 H2O+2578kcal/Nm3所有的反应几乎完全
13、向右侧进行, 也有少量烃类被完全燃烧成H20资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。和 CO2。与反应炉相关的H2S 的克劳斯反应如下:H2S H2+0.5S2 905kcal/Nm3 H2S+1.5O2H2O+SO2+5531kcal/Nm3 H2S+0.5O2 H2O+0.5S2+1674kcal/Nm3 分解反应中的 H2S 耗量占进料酸性气 H2S 含量的约 6。热转化反应进行的程度 , 主要由进料酸性气中 H2S 浓度和部分 H2S燃烧所能达到的火焰温度决定, 热转化反应也受到热反应器内气体停留时间的影响。另外, 热反应段还有形成COS 和 CS2 的副反应,
14、COS 和 CS2 的生成同酸性气中所含的CO2 浓度和烃类有关。2、 克劳斯催化转化克劳斯催化反应是个平衡反应, 低温利于该反应的发生, 在氧化铝催化剂作用下此阶段分两步完成, 首先在最佳的反应器入口温度下进行H2S 和 SO2 的转化 , 转化完成后生成的硫再进行冷凝和分离。主要反应如下:2H2S+SO22H2O+3/8S8+557kcal/Nm3S8(气)4S2(气 )+4327kcal/Nm33S8(气 ) 4S6(气 )+444kcal/Nm3气态硫的平衡反应同燃烧相、催化转化相和工艺气冷却相有关。在第一级克劳斯反应器内还会发生COS 和CS2 水解生成H2S 的副反应 ,这一反应需要在较高的温度下进行, 能影响到总的H2S转化深度 ,反应如下:COS+H2O H2S+CO2