关键词：硫黄回收 尾气排放 腐蚀问题
一、工艺流程简介
天津石化20万吨/年硫磺回收由硫磺回收部分（双系列，分别为硫磺回收I、硫磺回收II）、尾气处理部分、溶剂再生部分和公用工程共4 个部分组成，硫磺回收装置公称能力为年产硫磺 20 万吨，年开工时数为8400小时，操作弹性30% ～110%。
酸性气燃烧炉采用双区燃烧炉技术烧氨，即全部汽提酸性气和部分再生酸性气和全部配风进入第一燃烧区，该区由于处在氧气相对富裕的状态下，可以较容易的达到将NH3完全燃烧所需的较高温度，剩余部分的再生酸性气进入第二燃烧区继续进行CLAUS反应；酸性气燃烧炉废热锅炉产生4.4MPa中压蒸汽；催化反应采用二级转化Claus制硫工艺，过程气采用自产4.4MPa中压蒸汽加热方式；三级冷凝器独立设置，发生低低压蒸汽，蒸汽经空冷冷却后，凝结水循环使用；
仪表控制采用DCS控制系统和高可靠性的安全仪表系统(SIS)；设置尾气在线分析控制系统，连续分析尾气的组成，在线控制进酸性气燃烧炉空气量，尽量保证过程气H2S/SO2为2/1，提高总硫转化率。尾气处理采用RAR还原-吸收工艺，Claus尾气采用管式加热炉加热升温，并设置外补氢气源，保持尾气加氢反应所需的氢气浓度；尾气加氢反应器出口设置废热锅炉，产生0.45MPa低压蒸汽；尾气采用热焚烧后经100米烟囱排空，尾气焚烧炉出口设置蒸汽过热器，对酸性气燃烧炉废热锅炉和尾气焚烧炉废热锅炉产生的中压蒸汽进行过热。
克劳斯硫磺回收基本原理方程式如式（1）、（2）、（3）：
热反应 H2S+3/2 O2→SO2+ H2O （1）
2H2S+SO2→ 3/2S2+2H2O （2）
催化反应 2H2S+SO2→3/XSx+2H2O （3）
从基本原理式式（1）（2）（3）不难看出：反应物硫化氢与二氧化硫的摩尔比为2：1，即2摩尔硫化氢与1摩尔二氧化硫发生反应，生成单质硫。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
加氢反应基本原理
SO2+3H2=H2S+2H20+Q1 （4）
SX+XH2=XH2S+Q2 （X=7～8） （5）
COS+H2O=H2S+CO2+Q3 （6）
CS2+2H2O=2H2S+CO2+Q4 （7）
二、装置存在问题
2.1火检闪烁
在硫黄制硫炉正常运行时，II系列制硫炉F-201火检经常发生闪烁现象，由于其联锁投用，极其容易因火检问题导致装置联锁停车，而实际炉子燃烧情况正常，仪表出现故障而导致。同时，尾气焚烧炉（F-302）在开工准备过程由于检测点问题导致点火不顺利，严重影响开工进度。
2.2二氧化硫排放超标问题
由于硫黄装置受上游原料组分、原料量大小波动影响较大，装置抗波动能力较小，一旦出现带烃波动直接影响制硫炉转化率，导致国控源SO2排放超标。
2.3液硫脱气塔腐蚀问题
由于液硫脱气塔主要为脱除液硫中的H2S，自2017年12月投用以来，运行将近两年时间，脱气塔内格栅、卡子腐蚀严重，以致催化剂、瓷球脱落。如何减少装置，也是急需解决的问题。
三、原因分析与应对措施
3.1制硫炉F-201火检原因分析
火检闪烁问题，极有可能为火检安装位置不佳，造成火检检测不到；同时亦有可能为堵塞杂质导致火检不稳定；当开工或停工过程中，由于配风量的波动，也会导致出现火检闪烁问题。
3.2二氧化硫排放超标原因分析
由于硫黄装置中的硫大部分在制硫炉中转化，其余的在Claus反应器中经过催化剂的作用下再次进行转化，如果硫的回收率过低，极其容易导致国控源二氧化硫超标。
H2S/SO2在线分析仪对二氧化硫的排放非常重要，在生产中也遇到过几次在线分析仪故障情况，造成分析结果滞后，影响操作人员调控手段，容易出现尾气排放中二氧化硫含量超标[1]。
原料酸性气中组分的变化或来量的大小波动也会对国控源造成直接影响。
同时，加氢反应器处理的过程气经过吸收-再生后，容易受到吸收过程中贫胺液的质量影响，它将直接影响净化尾气进焚烧炉后的排放。
3.3液硫脱气塔腐蚀问题原因分析
为保证液硫产品质量的合格，液硫要经过脱气塔，脱除液硫中的硫化氢，以保证液硫中的硫化氢含量达标。脱气塔腐蚀的原因塔内部构件材质过低，以装置长周期运行的条件，目前塔内部的构件无法满足大修更换的需求。其次，塔内的气速过大也会对腐蚀加剧，甚至会在脱气塔的硫封处携带催化剂颗粒。
四、问题应对措施
4.1制硫炉火检闪烁应对措施
联系仪表在检修期间进行校验，若因堵塞问题要及时清理，避免因仪表误报导致停炉；同时，开停工期间，要合理调整制硫炉配风比，防止因开停工期间燃烧瓦斯而积炭导致仪表故障。
4.2二氧化硫排放超标应对措施
提高硫的转化率，以便减少后部尾气中硫的含量；加强仪表的监控，防止因在线分析仪等仪表问题导致硫回收率的下降。另外，控制好两级反应器的床层温度，防止催化剂失活，加强原料酸性气组分的变化监控，亦能够保证排放达标。
加强贫胺液的检查，保证贫胺液质量，防止发泡现象，如果出现发泡，应立即采取措施应对，避免大的波动。
增加后碱洗设施同样能够保证二氧化硫排放达标，但是会增加装置的能耗，增加装置的运行成本。
4.3液硫脱气塔腐蚀问题应对措施
建议升级脱气塔的构件材质，控制好液硫脱气塔内的气速，加强工艺上各个参数的调节，增加在线腐蚀检测仪表，能够有效地减缓脱气塔的腐蚀问题。
五、结语
综上所述，硫黄回收装置在实际生产中运行的问题较多，在采取一系列措施后，能够保证硫回收率的提高，保证二氧化硫的合格排放，确保了硫黄回收装置的高效平稳运行。
参 考 文 献
[1]邵武.硫黄回收装置尾气排放SO2超标问题分析及对策[J].石油规划设计，2005,16（5）：41-43.
论文作者:杜君
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
标签：尾气论文; 脱气论文; 硫黄论文; 装置论文; 在线论文; 酸性论文; 硫磺论文; 《科学与技术》2019年18期论文;