关键词：硫回收、克劳斯、SCOT尾气处理、纯氧
1.前言
陕西神木化学工业有限公司（以下简称神木公司）是年产60万吨煤制甲醇生产企业，硫回收装置主要处理上游变换及低温甲醇洗净化装置来酸性气，是公司环保配套设施，该装置于2017年12月开工建设，2018年12月30日一次投料试车成功并产出硫磺。经过近8个月的试运行观察，显示出自动化程度高、运行安全稳定的特点。
2.硫回收装置概况
硫回收装置采用“纯氧无在线炉硫回收及加氢还原吸收尾气处理”工艺，由山东三维石化工程股份有限公司EPC总包，装置设计能力为年产硫磺4500吨。硫回收装置设备除了制硫炉燃烧器，以及比值分析仪、氢分析仪、氧化锆分析仪等关键仪表以及SIS系统从国外引进，其他设备均实现国产化。
3.主要设计参数
硫回收装置的原料为上游变换及低温甲醇洗净化装置来酸性气，酸性气用管道输送至本装置，原料组成见下表；氧气则采用空分装置液氧气化制备，压力0.25MPa，用量约300Nm3/h。
4.投料试车运行情况
为实现2018年硫回收装置开车的既定目标，公司制定了装置建设与试车交差进行的策略。2018年10月7日试车准备组成员陆续进人装置现场开始着手三查四定及试车工作，经过单体试车、冲洗、吹扫、气密实验、水联运，及仪表电气调试等阶段，于2018年12月23日制硫燃烧炉点火，12月30日首次投料成功并出硫磺产品。具体情况如下。4500t/a硫回收装置开车过程用存在的问题及解决措施长明灯运行正常，尾气炉温无法维持，遂将酸性气切出系统，尾气焚烧炉第一次被迫熄火停炉检查。
2019年元月1日，尾气炉火嘴厂家技术人员现场对其气流喷嘴的结构进行了改造。元月2日14:20 装置接收酸性气约600Nm3/h。次日，二期净化酸性气约950Nm3/h全部接入硫回收系统，当天16:30 因尾气焚烧炉火嘴厂家调整运行(配风)工况，导致尾气炉熄火，装置异常停车。
2019年元月18日，尾气焚烧炉再次更换新型主燃枪，消除了枪头“回火”问题，但是，该主燃枪头周围稳燃盘存在局部高温（发红）的现象，厂家回复属于正常现象，不影响设备性能。元月20日，硫回收系统接收全部二期净化酸性气，运行过程气量约2000Nm3/h，高于设计指标1700Nm3/h，系统压力50KPa，克劳斯反应器、尾气处理系统工作正常，焚烧炉排放烟气 SO2含量约50mg/m3,装置运行稳定。
2019年7月23日，酸性气硫回收装置氧气系统投入，装置基本转入纯氧运行状态，硫回收系统接收全部二期净化酸性气，运行过程气量约1800Nm3/h，达到设计指标，系统压力约30KPa，克劳斯反应器、尾气处理系统工作正常，焚烧炉排放烟气 SO2 含量约50mg/m3,装置运行稳定。硫回收率达到99.9以上。截止2019年8月31日，共计生产优等品硫磺约2800t。
4.运行指标情况
2019年元月20日，硫回收系统接收全部二期净化酸性气以来，系统过程气量达到设计指标，除尾气焚烧炉运行温度略低于设计指标，其它指标均正常，制硫及尾气处理系统运行稳定。在现有运行工况下，烟道气SO2排放浓度达到设计指标，但烟道气H2S含量0.11mg/m3高于0.06mg/m3排放标准，装置运行调整存在优化空间。
5.存在的问题
硫回收从2018年12月30日第一次投料试生产至今，暴露出了设计、安装、设备、管理等诸多方面问题，期间利用2019年装置大修的契机也做了相应的改造，并通过加强运行调整、设备检修及维护等方面的管理，装置生产能力基本达到设计指标，运行稳定。但是仍存在以下几方面的不足，需要在以后的运行和改造中加以完善。
①.尾气焚烧炉炉膛温度偏低
制硫尾气加热器进口烟气温度指导运行指标为不大于460℃，从实际运行工况来看，在维持尾气炉运行温度的前提下，该指标无法保证，为尾气加热器的长周期安全运行带来隐患。
原因及措施：尾气加热器前端（换热器）蒸汽过热器取热量不足，导致过热气候排烟温度高。暂时采取降低尾气炉运行温度的措施（尾气炉正常炉膛温度应处于600～750℃，目前实际控制约500～570℃），但不能保证尾气处理后的净化气中硫元素全部转化为SO2，烟道气H2S排放不合要求。长期如此，将会影响烟气脱硫的硫酸铵结晶效果，污染硫酸铵生产工段作业环境，同时也可能会因烟气中的克劳斯反应，造成硫回收烟气管道堵塞。烟道气SO2排放浓度达到设计指标，但烟道气H2S含量高于排放标准，尾气焚烧炉、蒸汽过热器运行调整存在技改优化空间。
②.上游装置生产波动，导致原料气组分变化，硫回收装置调整难度增加
煤化工装置硫回收原料气不稳定，是硫回收装置稳定运行面临的难点之一，当煤质及上游生产装置运行波动时，必然导致原料（酸性气）组分波动，甚至带液，带来制硫燃烧炉、克劳斯及加氢反应器超温，催化剂、脱硫剂不可逆污染二报废，硫磺品质下降等风险，給硫回收设备及操作调整安全带了巨大的风险。国外许多硫回收装置设计，已经把异常状态下酸性气洗净化设施作为必不可少的装置配置设施。
③. DCS系统存在误报警现象
按照规范要求，硫回收装置设置了独立的SIS系统，但SIS系统配置缺少上位机，目前，对SIS系统设备的控制由DCS与SIS系统之间的通讯实现，导致操作、反馈延时，DCS与SIS系统信号传输时发生中断现象，存在不同程度误报警现象，正在查找原因并逐步解决。
试车过程中除以上问题外还存在：因原供暖系统换热面积增加，导致酸性气硫回收装置供暖不充足，存在防冻隐患的问题，目前暂时采取供暖上水管道（界区）增加加压泵的方法，维持系统运行，还要在以后的运行过程中不断完善、解决。
参考文献
［1］王吉云．硫回收在不同负荷下的运行状况和最低负荷确定
［2］张长平．Ⅱ套硫回收装置标定结果及技术分析
［3］李学平．上海石化30Kt/a硫回收装置生产运行分析
论文作者:辛月新 陈俊武 张宇腾 刘杰
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年5卷12期
论文发表时间:2019/11/18
标签：装置论文; 尾气论文; 酸性论文; 系统论文; 克劳斯论文; 神木论文; 指标论文; 《工程管理前沿》2019年5卷12期论文;