摘要：近年来，环境污染问题日益严重，而石化企业在对资源加工处理过程中，不可避免地会产出硫化氢等污染物质。采用克劳斯法硫磺回收工艺，不仅可以最大限度地降低废气对环境的污染问题，而且能够高效地回收硫磺产品，从而提高了能源的利用效率与价值。本文将对硫磺回收工艺技术现状及前景展望进行简要介绍，并提供一些借鉴。
关键词：克劳斯法；硫磺回收工艺；应用；趋势
引言：随着全球含硫原油和天然气资源的广泛的开发，运用克劳斯法从酸性气体中将硫元素回收的工艺已经得到了广泛的使用，近年来我国也新建立了很多克劳斯装置，克劳斯装置在我国近80%的炼油厂中都在充分使用。
1、克劳斯法硫磺回收工艺的优势
首先，克劳斯法硫磺回收工艺具有操作灵活方便和弹性范围大的优点，而且热稳定性、化学稳定性和机械强度也很高，同时维修方便，装置运行平稳可靠，并能减少有害物质的排放，催化剂的使用寿命能多达10年左右；其次，克劳斯法对于硫磺的转化效率和回收效率十分可观，可以实现加工处理过程的连续周期运转，同时副反应的现象能够有效控制，最为关键的是可以满足环保排放的标准要求；再次，克劳斯法对于酸性气浓度不同范围的适应能力较强，不仅可以满足新建装置设备，而且对于传统装置改造升级的情况也较为适合。同时三废问题可以得到最大限度的降低和抑制。基于克劳斯法装置适应性强的特点，因此广泛应用于石化企业硫磺回收与尾气处理环节；最后，相对来讲克劳斯法的系统操作并不复杂，因此投资费用低，而且工艺流程也容易操控和管理。此外硫磺作为生产硫酸产品的重要工业原料，其经济价值更为凸显。
2、硫磺回收工艺技术现状
2.1、氧基硫硫磺回收工艺技术
克劳斯法是一种较为成熟的多方式处理方法，主要是通过提高含氧量亦或增加空气氧气的利率来升级强化设备，从而提高整个硫磺回收设备的回收率，是一种硫磺回收工艺手法，是现代社会最受欢迎的硫回收工艺技术，具有高效能及高效益。事实上，克劳斯硫回收装置的工作原理是借助酸性气体来处理冰冷低温的甲醇，从而完成从属于酸性气体的二硫化氢及单独质子的硫元素。克劳斯法主要的工艺流程从总体上讲共有三种类型，即分流法、燃硫法及部分燃烧法。它的工作流程是最开始利用燃烧炉内1/3的二硫化氢与氧气燃烧进行化学反应从而生成二氧化硫，在这之后充分利用催化剂，使没用尽的二氧化氢与新生成的二氧化硫在催化剂的作用下进行克劳斯化学反应，最后生产完成硫磺回收。它的化学反应公式是H2S+3/2O2=SO2+H2O+519.2KJ，2H2S+SO2=3S+2H20+93KJ。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆实际上在化学反应的过程中，由于酸性气体的纯度不够高，也就是说酸性气体中掺杂了除硫化二氢之外的二氧化碳、二氧化氢等相当复杂多样化学元素及化学反应其伴随反应及副作用也时常出现，稳定性不够高。
硫磺回收工艺技术的优点大概有以下几点，即相对于其他大型、操作复杂、技术低等、价格高昂的设备来说，该技术操作简单、流程简明易懂，所需要的设备也较少，故而占地面积也是较少的，投资成本较低，可以节约资金；除此之外，由于此技术较高端，所用设备先进，即该设备可以快速地运行生产回收，回收硫磺纯度相对其他设备较高，工作效率高。但凡是都有双面性，硫磺回收工艺技术也有其限制性和缺陷：在整个化学反应的过程中，由于生产条件不够先进，化学平衡始终受到多方面的抵制，普遍常规的Claus工业技术及两级硫在催化剂的作用下的转化过程中硫磺的回收率为90%—95%，就算是较为先进高级的三级硫在催化剂作用下的转化过程中硫磺的回收率也只能最高达到98%。
2.2、选择性催化氧化法制硫
当原料酸性气体中如果硫化氢的含量过低，克劳斯工艺会受到热力学平衡的影响，其反应温度也受到很大的限制，转化率也会降低，但是硫化氢的选择性催化氧化反应并不是平衡的反映，只要有合适的催化剂，就可以使转化率大为提升。按照这个思路，在美国公司率先研究了催化氧化法制硫，这类方法的关键在于氧化剂的选择。催化氧化法主要是分成还原式和循环式，这两种不同的类型方法也不同，还原式的方法主要用于尾气的处理的，循环式的方法主要用于硫磺的回收。这类方法不用借助燃烧炉，而且原料中的酸性气体中的烃类物质含量比较少。硫化氢的含量比较低的情况下，原料在反应后可以直接进人到转化器中，床层的温度应该控制在370℃左右，硫的回收率可以达到80%以上。在采用上述的方法进行处理后，硫化氢为酸性气体，在一级转化器中，反应温度会受到限制，导致硫化氢中的酸性气体的含量不能过高。我国的炼油厂也采用过此类方法，但是当时装置内的硫化氢气体的酸性太强，而且气体非常不稳定，效果不好，而且炼油厂也加工了大量的含硫的原料，在回收中，导致装置的规模过大，在采用还原法进行尾气的处理中，效果并不是特别的理想。
3、对克劳斯法硫磺回收工艺技术应用现状与趋势的探究
3.1、克劳斯低温、富氧和直接氧化工艺
首先，克劳斯低温工艺是在低于硫露点的环境下进行操作的技术，其变革特点就是根据硫露点，进而调节转化器操作温度，因此广泛用于硫回收，且回收效率很理想。然而低温工艺的前期投资成本和后期操作费用也很高，同时比较适用于大型化酸气处理回收；其次，传统克劳斯工艺是以空气作为催化剂，由于空气中所含大量的氮气，因此总硫回收率相对低一些。而克劳斯富氧工艺是以氧气直接作为催化剂，不仅提升了设备的处理能力和效率，同时对于硫化氢含量的范围也极为适应。由于氧气成本较高，为了节约成本提升经济效益，因此要对技术持续改进，目前多以较低的富氧程度下进行处理加工；最后，克劳斯直接氧化工艺可以分为气相氧化法和液相氧化法。由于常规克劳斯工艺中当硫化氢占有比例较低时，设备的温度就会降低，从而影响了加工的深入进行，因此采用直接氧化工艺可以提升硫回收率，而且对于有机硫的去除效果也能达到55%—85%左右。
3.2、工业技术方面
我国已经将硫磺的回收及装置尾气的处理技术从最初的环保作用成功转变成了经济与环境两不误的高端科技。随着各种法律法规的颁布，我国的相关生产商已经在大力建设硫磺回收设备了，与此同时，硫磺回收工艺也在不停地被改进。如今，大多的硫磺回收装置是以SCOT为主的净化尾气的工艺。虽说此类工艺耗资较大，但其对Claus硫磺回收装置有着超强的适应能力，对于尾气的净化度也高，硫磺的回收率可高达99.8%，在世界的尾气净化工艺中它的装置建设数量最多、发展速度也最快。除了这些大型装置外，小型工厂也采用了改进型的工艺，如Clauspol工艺等，此类工艺硫磺回收率最高也可超过99.5%；另外，尾气处理装置如RAR工艺脱硫的效率可高达99.9%，成本低，十分有发展前景。
结束语
如今，我国的含硫原油炼制的程度大幅的上升，硫磺的回收和尾气的处理已经成为重点，现在炼油厂也已经广泛使用了克劳斯装置，通过还原和吸收的方法对尾气进行处理，硫的回收率也是比较高的，几乎99%的硫都能被回收。但是二氧化硫的排放总量超过了国家的标准，而且规模较小的硫磺回收装置还是存在一定局限性的，克劳斯法的应用突破了传统脱硫的局限性，取得了较好的效果。
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论文作者:田玉玲
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/5
标签：克劳斯论文; 硫磺论文; 工艺论文; 硫化氢论文; 装置论文; 酸性论文; 尾气论文; 《防护工程》2018年第35期论文;