摘要：硫磺回收及尾气处理装置是整个天然气净化厂和炼油厂运行的主要资源回收装置，在现今工艺的支持下能够实现对二氧化硫进行回收处理。为此，文章结合硫磺回收及尾气处理工艺特点，分析有机硫对装置硫回收率和SO2 排放的影响，并结合实际具体分析天然气净化厂硫磺回收及尾气处理过程有机硫的控制策略。
关键词：天然气净化厂；硫磺回收；尾气处理；有机硫；产生；控制
天然气净化厂硫磺回收及尾气处理装置尾气中有机硫含量对SO2减排有重要影响。经过实践研究证明，硫磺回收装置的燃烧炉、催化反应器及尾气处理装置的加氢水解反应器中都会产生不定量的有机硫。为了能够减少有机硫的产生，文章结合实际就天然气净化厂硫磺回收及尾气处理过程有机硫的产生与控制问题进行探究。
一、硫磺回收及尾气处理装置工艺特点
（一）燃烧反应部分
硫磺回收及尾气处理装置采用了二级常规克劳斯工艺和直流法硫回收净化工艺，来自脱硫单元的酸性气体会直接进入到燃烧炉内部，在燃烧炉内部发生高温热反应，在严格配风作用下将酸性气体中的烃类完全氧化。
（二）催化转化反应部分
来自反应炉的气体会进入到第一级的反应进料加热器和第二级反应进料加热器中进行反应，分别经过3.5MP等级高压饱和蒸汽加热到213摄氏度时候气体进入到一级克劳斯反应器和二级克劳斯反应器中，在反应器内部和催化剂发生接触。
（三）液硫脱气部分
来自各级硫冷凝器的液硫重力自流到液硫池子中，在液硫池子中通过MACR脱气工艺，这个工艺在使用的时候不需要额外使用化学添加剂，具体工艺原理为液硫在液硫池内部的不同 分区循环流动，通过一级、二级喷射器进行机械搅动操作。在液硫中的H2S释放到气相中并由抽空气送入到尾气焚烧炉内中那段时候能够确保气相中的H2S浓度降低到理想的范围内。
二、有机硫对装置硫回收率和SO2 排放的影响
（一）燃烧炉内产生有机硫对装置硫回收率的影响
在天然气净化厂硫磺回收及尾气装置燃烧炉的内部，含硫酸气中的硫化物一般会和空气发生一系列的燃烧反应，进而出现二氧化硫，之后和H2S经过多次反应转化为元素硫。因此，在天然气净化厂硫磺回收及尾气装置使用的过程中H2S与SO2 的比例控制是硫磺回收装置的重要控制参数，这些参数信息能够影响硫磺回收装置的硫回收率。一级反应器有机硫水解率对装置各级转化率和总硫转化率的影响情况如表一所示。根据表一的数据信息发现，一级反应器的有机硫水解率对各级反应器的运行状况存在较大影响。在一级反应器有机硫水解率降低的影响下各级转化率和总硫转化率均有所降低。
表一：一级反应器有机硫水解率对装置各级转化率和总硫转化率的影响情况
（二）进入尾气灼热炉残余有机硫对SO2 排放的影响
在对天然气净化厂硫磺回收及尾气处理装置排放烟气中硫的来源开展了大量研究，并进行了分析和总结发现，二氧化硫的主要来源包含①加氢还原吸收尾气处理单元净化尾气；②液硫脱气的含硫废气；③其他特殊渠道废气。天然气净化厂硫磺回收及尾气可以在技术的作用下来进行处理，从而将排放尾气的二氧化硫浓度控制在合理的范围内。
三、硫磺回收装置有机硫的控制措施
（一）有机硫的生成控制和解决
对于因为燃烧炉运行产生的有机硫，需要相关人员将产生的有机硫在一级克劳斯反应器内最大限度地水解生成 H2S，同时对于残余有机硫在尾气处理单元加氢水解反应器中进行转化。在天然气净化厂硫磺回收单元的各个反应器中，一级反应器的温度在280摄氏度到 360摄氏度之间，在后续使用过程中各个反应层的温度会比这个数值低一些。但是从实际使用情况下，当前工业催化剂 的使用具备一定的局限，在较低温度环境中对有机硫水解催化性能将会降低，在尾气处理阶段加氢水解反应器床层温度在240摄氏度到330摄氏度的时候能够发挥出末端的催化剂加氢水解作用。在现有主流尾气处理装置和工艺的作用下能够对加氢反应器有机硫进行转化处理，之后将处理之后的气体进行转化和回收再利用。
（二）加强对燃烧炉内部有机硫的控制
燃烧炉内部有机硫的出现和蔓延和酸气中碳元素的含量存在密切的关联。因此，为了能够更好的解决有机硫的问题，需要相关人员采取有效措施来降低酸气中的碳元素含量。考虑到酸气中碳的主要来源，需要相关人员采取有效措施来降低上游原料气中的烃来源，同时还需要应用良好选择性的配方脱硫溶剂等方法减少进入装置中的二氧化碳含量。
（三）加强对硫磺回收基本单元催化段有机硫的控制
1、一级克劳斯反应器
硫磺回收单元生成的有机会主要是COS，但是从实际操作情况来看，对这个方面的研究较少。在选择催化剂的时候需要结合实际加上适当的关注。在硫磺回收装置燃烧炉出口的位置上一般包含0.05%到1.5%左右的有机硫，这些有机会只有通过水解才能变成H2S，在经过克劳斯转化处理之后变成硫磺。
2、二级克劳斯反应器
二级克劳斯反应器在使用的时候和一级克劳斯反应器相比，性能水平能够得到进一步的 提升，在二级克劳斯反应器应用的过程中会有10%左右的有机硫进入到二级反应器中。在这个时候如果有外界的因素干扰到反应器的使用，反应器的水解性能将会受到干扰，进入到二级反应器的有机硫含量将会增加。
（四）尾气处理单元催化剂有机硫的控制
尾气处理的加氢还原反应器的作用是在H2和CO混合气体结合之后形成某种还原气，让尾气中的二氧化硫元素和元素硫在催化剂的作用下还原生生成H2S。同时将有机硫通过水解作用转化为H2S和CO2.在一般情况下，加氢还原反应器的床层 温度在280摄氏度到330摄氏度左右，低温加氢还原反应器的床层温度会降低到230摄氏度到280摄氏度之间。在床层的温度低于250摄氏度的时候，存在生成甲硫醇的风险，进而影响加氢水解反应器的应用效果。为此，在加氢水解操作单元温度较高的情况下需要及时控制温度，通过控制温度避免本级反应器出现额外的有机硫。
结束语
综上所述，在新的历史时期，为了更科学、全面地控制有机硫含量，需要相关人员利用现有的技术进一步对硫磺回收及尾气处理过程中各单元有机硫的产生的关注，采取科学的方式从多个环节把关有机硫的控制。
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论文作者:田胜利
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/19
标签：尾气论文; 反应器论文; 硫磺论文; 克劳斯论文; 装置论文; 摄氏度论文; 天然气论文; 《基层建设》2019年第8期论文;