克劳斯法硫回收工艺
一、岗位任务
三高无烟煤：元素分析含硫3.3%
造气：121332Nm3含硫化氢1.11% 含COS0.12% 约17克/Nm3
低温甲醇洗：净化气含硫0.1ppm 送出H2S含量为35%左右的酸性气体3871Nm3。
本岗位主要任务是回收低温甲醇洗含硫CO2尾气中的H2S组份，通过该装置回收，制成颗粒状硫磺。同时将尾气送到锅炉燃烧，使排放废气达到国家排放标准，本装置的正常硫磺产量约为16160吨/年。
二、工艺方法及原理
1、常用硫回收工艺
(1) 液相直接氧化工艺
有代表性的液相直接氧化工艺有：ADA法和改良ADA法脱硫、拷胶法脱硫、氨水液相催化法脱等。液相直接氧化工艺适用于硫的“粗脱”，如果要求高的硫回收率和达到排放标准的尾气，宜采用固定床催化氧化工艺或生物法硫回收工艺。
(2) 固定床催化氧化工艺
硫回收率较高的Claus工艺是固定床催化氧化硫回收工艺的代表。Claus硫回收装置一般都配有相应的尾气处理单元，这些先进的尾气处理单元或与硫回收装置组合为一个整体装置，或单独成为一个后续装置。Claus硫回收工艺及尾气处理方式种类繁多，但基本是在Claus硫回收技术基础上发展起来的，主要有：SCOT 工艺、SuperClaus工艺、Clinsulf工艺、Sulfreen工艺、MCRC工艺等。
2. 克劳斯硫回收工艺特点
常规Claus工艺是目前炼厂气、天然气加工副产酸性气体及其它含H2S 气体回收硫的主要方法。其特点是：流程简单、设备少、占地少、投资省、回收硫磺纯度高。但是由于受化学平衡的限制，两级催化转化的常规Claus工艺硫回收率为90-95%，三级转化也只能达到95-98%，随着人们环保意识的日益增强和环保标准的提高，常规Claus工艺的尾气中硫化物的排放量已不能满足现行环保标准的要求，降低硫化物排放量和提高硫回收率已迫在眉睫。
一般克劳斯尾气吸收要经过尾气焚烧炉，通过吸收塔，在吸收塔内用石灰乳溶液或稀氨水吸收，生成亚硫酸氢钙或亚硫酸氢铵，通过向溶液中通空气，转化为石膏或硫酸铵，达到无害处理，我公司硫回收尾气送至锅炉燃烧并脱硫后排放。
3、克劳斯法制硫基本原理
克劳斯硫回收装置用来处理低温甲醇洗的酸性气体，使酸性气中的H2S转变为单质硫。首先在燃烧炉内三分之一的H2S与氧燃烧，生产SO2,然后剩余的H2S与生成的SO2在催化剂的作用下，进行克劳斯反应生成硫磺。
其主要反应式为：
H2S+ 3/2O2= SO2+H2O+519.2kJ
2H2S+ SO2=3S+2 H2O +93kJ
由于酸气中除H2S外，通常含有CO2、H2O、烃类等化学反应十分复杂，伴有多种副反应发生。
克劳斯法的工艺流程有三种：
（1）部分燃烧法（2）分流法（3）燃硫法
本装置采用分流法：将三分之一的酸性气体通入燃烧炉，加入空气使其燃烧生成SO2，而其余三分之二酸性气走旁路，绕过燃烧室，与燃烧后的气体汇合进入催化剂床层反应，这种可处理H2S含量为35%左右的酸性气体，并采用三段转化，三级冷凝工艺流程，该法回收硫的纯度较高（99.8%）。
三、原材料及产品主要技术规格：
1、原材料技术规格
克劳斯催化剂主要成分为氧化钛，此催化剂不需要还原，升温后即可使用。型号为L YTS-01TiO2 LYTS-811，是白色氧化铝催化剂，堆密度~0.7g/cm3,一次装填量30m3。物理性质：外形尺寸直径4~6mm,比表面≥300m2/g,孔容≥0.40ml/g,堆密度≥0.65kg/l,抗压碎强度＞140N/粒，磨耗率＜0.3%，催化剂寿命在3年左右。
2、原材料消耗量
3、产品技术规格
4、动力消耗及消耗量
*消耗定额以每吨硫磺计
四、装置布置及主要设备
由于液态硫的特殊性，对产生液硫的设备均设置在EL5.000平面上，以便于液硫的流动，其余设备根据高差要求，布置在不同平面上。整个装置占地约600m2。
1、酸气燃烧炉
Φ2600×8526 δ=14 V=170m3 设计温度1400 ℃设计压力0.06MP 卧式
是克劳斯法制硫工艺中最重要的设备。在此1/3体积的H2S与空气燃烧生成SO2，保证过程气中H2S：SO2摩尔比为2：1，同时烃类燃烧转化为CO2等惰性组分，并或多或少生成元素硫。
1）火焰温度
燃烧炉温度必须保持在920℃以上，否则火焰不能稳定燃烧，最好反应温度在1250~1300左右。过高设备、耐火材料选择困难，并生成多种氮、硫氧化副产物，导致下游催化剂硫酸盐化而失活。
炉温同H2S浓度密切相关，一般低于40%必须采用分流法。
2）花墙
使过程气有一个稳定且充分接触的反应空间，同时使气流均匀进入废热锅炉。
3）炉内停留时间
高温克劳斯反应一般在1s内即可完成，受原料气含量、炉内混合均匀程度、燃烧室结构等影响，停留时间一般在1~2.5s。
4）火嘴
使酸气和空气等气体有效混合均匀提供一个提供一个使杂质和H2S能够完全燃烧的稳定火焰。
2、废热锅炉
Φ45×3.5×60000 n=97 F=119m2 设计温度管程300~1000℃壳程190℃设计压力管程0.06MP 壳程0.77MP 汽包DN800×6000 卧式带汽包
从反应器出口气流中回收热量并发生蒸汽，同时使过程气温度降至下游设备所要求的温度并冷凝回收硫。
3、一二三段转化器
F1200×7000 ф3800×9882 V=170m3 设计温度390℃设计压力0.06MP 卧式内部用隔板隔成三段，
触媒装填量30m3, 每段装填量约8~10m3
转化器的功能是使过程气中的H2S和SO2在床层上继续克劳斯反应生成元素硫，同时使过程气中COS、CS2等有机硫化物在催化剂床层上水解为H2S和CO2，主要反应在一级反应器中进行，一级反应器实际空速远远大于二、三级，考虑有机物水解要求，一级转化器出口应控制在310~340℃，由于各级冷凝分离了大量产物硫，也不存在有机物水解问题，二、三级转化器在较低温度下操作，可获得较高转化率。
4、一二段换热器、一二三段冷凝器
卧式列管换热器、冷凝器
一段换热器：F1300×6619 F=159m2 Φ45×3×4000 n=289 设计温度管程280℃壳程230℃设计压力0.06MP
二段换热器：F1400×8689 F=269m2 Φ45×3×6000 n=323 设计温度管程380℃壳程145℃设计压力0.05MP
一段冷凝器：
F1100×8539 F=284m2 Φ38×3×6000 n=403 设计温度管程315℃壳程145℃设计压力管程0.05MP 壳程1、43MP
二段冷凝器：
F1000×8279 F=222m2 Φ38×3×6000 n=315 设计温度管程220℃壳程165℃设计压力管程0.05MP 壳程1、43MP
三段冷凝器：
F1000×8279 F=222m2 Φ38×3×6000 n=315 设计温度管程260℃壳程165℃设计压力管程0.05MP 壳程1、43MP
换热器冷凝器的作用是把转化器生成的元素硫冷凝成液体，同时回收热量。
5、一二三段液硫捕集器
立式包括容器、盘管、丝网、波纹管
一二三段液硫捕集器：F1200×4163 V=3.84m3 设计温度170℃设计压力容器0.06MP 盘管0.7MP
功能是从冷凝器出口尽可能回收液硫和硫雾沫，捕集效果好坏对硫产量影响至关重要。
6、液硫封
立式包括夹套、容器两部分F1100×6×3600 V=0.57/2.81m3 设计温度夹套147℃容器160℃设计压力夹套0.3MP 容器常压
通过建立液硫液位，利用液硫压力封住系统中工艺气体，防止串出系统，造成危害。
7、液硫储槽
包括盘管和容器两部分F2500×8×2500 立式V=12.28m3 设计温度夹套160℃容器160℃设计压力夹套0.3MP 容器常压
8、定型设备
J61501A、B 空气鼓风机71m3/h 80kpa 132kw
J61503A、B 尾气风机211m3/h 升压15kpa 90kw
J61502A、B 液硫泵 1.24m3/h H=40m 7.5kw
硫磺造粒机（成套）
含液硫过滤单元，气动球阀，针形调节阀处理量2t/h 9.99kw
12930×1210×18600
五、工艺流程
1、主要工艺流程
来自低温甲醇洗的富H2S气体（35%、3871Nm3/h，30 ℃，0.05MPa）进入本装置后分为两部分，一股为总量的1/3去酸气燃烧炉（B61501）与空气鼓风机（J61501）送来的空气一起进行完全燃烧，燃烧后的气体先先于脱盐水换热降温再进入废锅进行余热回收，用来产生0.65MPa低压饱和蒸汽，然后与另一部分气体（总量2/3）混合后温度约为230℃，进入一段换热气（C61502）与来自液硫捕集器（F61501）的低温气体进行换热，这时会有一部分硫冷凝下来，再进入一段的冷凝器（C61503）用低压锅炉给水进一步冷却至160℃左右，使硫继续冷凝通过液硫捕集器（F61501）将硫雾滴捕集后，进入换热器（C61502）将温度升至反应适宜的温度225℃后，进入反应器（B61501）二段进行克劳斯反应，反应后气体经过二段换热器（C61504）与从液硫捕集器（F61502）来的低温气体换热，再经二段冷凝器（C61505）用锅炉水冷却至150℃左右，经液硫捕集器（F61502）分离液硫，由二段换热器（C61504）升温至215℃后进入反应器（B61501）三段再次进行克劳斯反应。从反应器（B61501）三段出来的气体245℃依次进三段冷凝器（C61506）冷却至150℃和液硫捕集器（F61503）冷凝分离其中的液硫，分离液硫后的尾气由尾气风机（J61503）加压后排往锅炉装置进一步处理。
各级液硫捕集器与换热器冷凝下来的液态硫磺汇入液硫封（F61504）中，正常情况下由液硫封溢流管线CLS-61507溢流至液硫储槽（F61505），再由液硫泵（J61502）送往造粒机(L61501)，将液态硫磺用冷却水冷却成固态粒状硫磺作为硫磺产品送出。
液硫流程
气相流程
2、原料气和过程气中杂质组分含量
1）CO2
原料气中一般含有CO2，它不仅起稀释作用，也会和H2S在炉内反应生成
COS、CS2，这两种作用都将导致硫回收率降低。当原料气中CO2 从3.6%上升至43.5%，随尾气排放的硫量将增加52.2%。
2）烃类及其他有机物
主要影响是提高了反应炉温度和废热锅炉热负荷，同时增加了空气消耗量，在空气不足时，相对摩尔质量较高烃类和醇胺类溶剂将在高温下与硫反应生成焦油，严重影响催化剂活性，此外过多烃类存在也会增加反应炉内COS、CS2生成量，影响转化率，一般要求烃类以CH4计不超过2~4%。
3）水蒸气
水蒸气是惰性气体，同时是克劳斯反应产物，它的存在能抑制反应，降低反应物的分压，从而降低总转化率。
温度、含水率和转化率关系
4）NH3
产生多硫化铵及N的氧化物，造成堵塞、腐蚀和催化剂中毒。
我公司气化产物没有NH3。
3、风气比
空气与酸气体积比。在原料气中H2S、烃类及其它可燃组分已确定，可按化学反应理论需氧量计算风气比。
在克劳斯反应过程中，空气量的不足和剩余均会使转化率降低，但空气不足对硫回收率影响更大。
风气比与平衡转化率的关系
三级转化一般控制在±1%，同时仅按空气流量调节风气比是不够的，必须分析原料气中H2S含量，并据此对空气流量作相应调节。
4、H2S/SO2比例
理想克劳斯反应要求H2S/SO2摩尔比=2/1 ，才能获得较高转化率。
反应前H2S/SO2与2有极小偏差，反应后H2S/SO2与2偏差放大，转化率越高，偏差越大，转化级数越多，偏差越大。一般用紫外分光光度计或气相色谱仪在线分析仪连续测定尾气中H2S/SO2，并根据此信号来调节风气比。
5、空速
空速是控制过程气与催化剂接触时间的重要操作参数。空速过高导致过程气在催化剂上停留时间不够，一部分物料来不及充分接触反应，从而使平衡转化率降低。同时空速过高，床层温升过大，反应温度高也不利于提高转化率，空速过低，设备效率降低，体积过大。
一般空速控制在500h-1，催化剂活性较高，可提高至800~1000h-1。
六、加减量操作
（一）、酸性气体组分和流量的变化
1、在其他条件不变时，H2S气量和H2S的浓度的减少会引起B61501炉膛温度降低。
2、调整旁通比例设定器，缓慢减少入B61501的酸性气量，增加旁通酸性气量，维护炉内温度不低于1200℃。
3、如果采取调节旁通酸性气量燃烧炉温度仍下降时，则通过加入燃料气助燃，一般情况下应避免助燃，助燃会发生析碳反应，产生析碳会造成反应器D61501床层上部积碳，影响催化剂活性，阻力增大，停车中特别注意析碳燃烧造成触媒烧结，硫磺纯度降低。
（二）、尾气组成的变化
1、必须确认出反应器D61501三段尾气中，H2S/SO2为2。
2、H2S含量的改变或旁通比例设定器设定值的改变，引起H2S/SO2的改变，比值不是2时，应采取一定的措施调整。
3、硫回收反应器进口温度的确定应综合考虑以上因素。
硫磺回收工艺介绍
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目录 第一章总论 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.１项目背景 (2) 1.2硫磺性质及用途2? 第二章工艺技术选择2? ２.１克劳斯工艺 (2) ２．１.1MＣRC工艺2? ２.1.2CPS硫横回收工艺2? 2.１.３超级克劳斯工艺2? ２.1.4三级克劳斯工艺....................................................... ２ 2.2尾气处理工艺 (2) 2．2.1碱洗尾气处理工艺 (2) 2.2.2加氢还原吸收工艺 (2) 2.３尾气焚烧部分2? 2.4液硫脱气........................................................................................ ２第三章超级克劳斯硫磺回收工艺. (2) 3.1工艺方案 (2) 3.2工艺技术特点?２ 3.３工艺流程叙述 (2) 3．３.1制硫部分 (2) ３.3.2催化反应段............................................ 错误!未定义书签。 3.3.3部分氧化反应段....................................... 错误!未定义书签。 3．３.4碱洗尾气处理工艺 (2) 3.3．5工艺流程图2? 3.4反应原理 (2) 3.４．2制硫部分一、二级转化器内发生的反应: (2)
Modeling and Simulation 建模与仿真, 2015, 4(3), 80-86 Published Online August 2015 in Hans. https://www.doczj.com/doc/c917098029.html,/journal/mos https://www.doczj.com/doc/c917098029.html,/10.12677/mos.2015.43010 Dynamic Simulation of the Super Claus Sulfur Recovery System Wenfeng Ge, Jiang Wei, Xiaoqing Zheng, Song Zheng, Ming Ge Automatization College, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou Zhejiang Email: wenfengge@https://www.doczj.com/doc/c917098029.html, Received: Jul. 29th, 2015; accepted: Aug. 14th, 2015; published: Aug. 20th, 2015 Copyright ? 2015 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.doczj.com/doc/c917098029.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Coal chemical, oil refining industry and natural gas industry provided the main sulfur production in China. China is a country with coal as the main energy source, high sulfur coal is used for many factory productions and needs to recover sulfur from sulfur containing medium such as high sul-fur gas which is produced from desulfurization unit, generally in the form of simple substance sulfur as the final product. This paper from the sulfur recovery unit process principle and equip-ment principle starting, the general chemical process dynamic modeling software, OmniSim, is adopted to establish a set of dynamic mathematics of the super Claus sulfur recovery unit, which is treated with sulfuric acid gas in coal chemical industry. According to the actual operating condi-tion data, the reaction kinetic parameters of the sulfur recovery reaction device were corrected. The results show that the model of the main burner is successfully modeled by the Gibbs free energy minimization, and the average relative error of the simulation results and the actual oper-ating conditions is about 5%, which can meet the industrial application. According to this, this pa-per provides a scheme of dynamic model of sulfur recovery system using chemical process dy-namic modeling software. Based on the dynamic model, the dynamic response of the production operation and the test of the automatic control scheme can be simulated. Keywords Dynamic, Simulation, Modeling, Super Claus, Sulfur Recovery 超级克劳斯硫磺回收系统动态模拟仿真 葛文锋，魏江，郑小青，郑松，葛铭 杭州电子科技大学自动化学院，浙江杭州
克劳斯硫磺回收主要设备及操作条件(标准版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0542
克劳斯硫磺回收主要设备及操作条件(标 准版) 现以直流法为例，这类硫磺回收装置的主要设备有反应炉、余热锅炉、转化器、硫冷凝器和再热器等，其作用和特点如下。 1.反应炉 反应炉又称燃烧炉，是克劳斯装置中最重要的设备。反应炉的主要作用是：①使原料气中1/3体积的H2 S氧化为SO2 ；②使原料气中烃类、硫醇氧化为CO2 等惰性组分。 燃烧在还原状态下进行，压力为20～100kPa，其值主要取决于催化转化器级数和是否在下游需要尾气处理装置。 反应炉既可是外置式(与余热锅炉分开设置)，也可是内置式(与
余热锅炉组合为一体)。在正常炉温(980～1370℃)时，外置式需用耐火材料衬里来保护金属表面，而内置式则因钢质火管外围有低温介质不需耐火材料。对于规模超过30t/d硫磺回收装置，外置式反应炉更为经济。 无论从热力学和动力学角度来讲，较高的温度有利于提高转化率，但受反应炉内耐火材料的限制。当原料气组成一定及确定了合适的风气比后，炉膛温度应是一个定值，并无多少调节余地。 反应炉内温度和原料气中H2 S含量密切有关，当H2 S含量小于30%时就需采用分流法、硫循环法和直接氧化法等才能保持火焰稳定。但是，由于这些方法的酸气有部分或全部烃类不经燃烧而直接进入一级转化器，将导致重烃裂解生成炭沉积物，使催化剂失活和堵塞设备。因此，在保持燃烧稳定的同时，可以采用预热酸气和空气的方法来避免。蒸汽、热油、热气加热的换热器以及直接燃烧加热器等预热方式均可使用。酸气和空气通常加热到230～260℃。其他提高火焰稳定性的方法包括使用高强度燃烧器，
克劳斯硫回收工艺事故整理 1．硫磺开工烧坏人孔 1999年8月15日16：30，某炼油厂硫磺回收装置操作员在巡检时发现炉人孔烧坏。 事故经过： 1999年7月10日，硫磺回收装置按计划点炉开工，7月10日点焚烧炉F-202，11日23：25时点燃烧炉F-101，14日点尾气炉F-201，转化器、炉开始烘烤，7月23日烘炉完毕；7月29日至30日R-101、R-102、R-201装催化剂，8月6日重新点火开工，8月13日引酸气入燃烧炉，系统继续升温，8月15日加大酸气入炉量，到16：30发现燃烧炉人孔烧坏而紧急停工。 事故分析： 造成主燃烧炉人孔烧坏的主要原因是： 1、燃烧炉F-101衬里材料选材错误。 2、风量表偏小，酸气量偏小，造成配风过大，主燃烧炉超温。 3、主要仪表存在不少问题：酸气超声波流量计无指示，H2S/SO2比值分析仪无法投用，SO2、O2分析仪不准，火焰检测仪无法投用等问题。 4、整个人孔被错误用保温材料包得严严实实。) 5、操作人员经验不足。 采取措施：
8月20日至9月20日修复衬里，校验风量流量表，更换超声波流量计。 经验教训： “三查四定”时要认真仔细，对各关键设备内衬里选材要严格确认，避免开工后出现衬里不能经受操作温度的纰漏。 2. 开工过程中造成燃烧炉外壁超温 1999年10月1日，某炼油厂硫磺回收装置燃烧炉外壁超温。 事故经过： 1999年9月20日燃烧炉人孔烧坏处理完毕后，24日重新点火升温，29日产出合格硫磺，10月1日发现主燃烧炉外壁超温而紧急停工。事故分析： 1、燃烧炉衬里问题 2、开工引酸气量较大，酸气量波动大，造成炉膛温度过高。 采取措施： 紧急停工，修复燃烧炉衬里 经验教训： 在烘炉完毕后，打开燃烧炉人孔检查衬里时，要严格按照裂缝的条数和尺寸进行审核，不合格就要返工，别把缺陷带到开工后。 3. 停工过程废热锅炉露点腐蚀报废 事故经过： 2000年3月27日，硫磺回收装置停工，28日发现烟道法兰处漏出铵盐，4月3日拆开F-202人孔，E-202头盖试漏发现废锅E-202内管程
目录 第一章总论 (3) 1.1项目背景 (3) 1.2硫磺性质及用途 (4) 第二章工艺技术选择 (4) 2.1克劳斯工艺 (4) 2.1.1MCRC工艺 (4) 2.1.2CPS硫横回收工艺 (5) 2.1.3超级克劳斯工艺 (6) 2.1.4三级克劳斯工艺 (9) 2.2尾气处理工艺 (9) 2.2.1碱洗尾气处理工艺 (9) 2.2.2加氢还原吸收工艺 (13) 2.3尾气焚烧部分 (13) 2.4液硫脱气 (14) 第三章超级克劳斯硫磺回收工艺 (15) 3.1工艺方案 (15) 3.2工艺技术特点 (15) 3.3工艺流程叙述 (15) 3.3.1制硫部分 (15) 3.3.2催化反应段 (15) 3.3.3部分氧化反应段 (16) 3.3.4碱洗尾气处理工艺 (17) 3.3.5工艺流程图 (17) 3.4反应原理 (18) 3.4.2制硫部分一、二级转化器内发生的反应: (18) 3.4.3尾气处理系统中 (18) 3.5物料平衡 (19)
3.6克劳斯催化剂 (19) 3.6.1催化剂的发展 (19) 3.6.2催化剂的选择 (21) 3.7主要设备 (21) 3.7.1反应器 (21) 3.7.2硫冷凝器 (21) 3.7.3主火嘴及反应炉 (22) 3.7.4焚烧炉 (22) 3.7.5废热锅炉 (22) 3.7.6酸性气分液罐 (22) 3.8影响Claus硫磺回收装置操作的主要因素 (23) 3.9影响克劳斯反应的因素 (24) 第四章工艺过程中出现的故障及措施 (26) 4.1酸性气含烃超标 (26) 4.2系统压降升高 (27) 4.3阀门易坏 (28) 4.4设备腐蚀严重 (28)
克劳斯硫回收操作规程 1.岗位任务及意义 我厂所采用的原料煤硫含量较高,如果不加以回收,就会污染空气。本岗位接受低温甲醇洗岗位送来的硫化氢尾气,通过克劳斯回收装置回收,并制成固体硫磺。本装置H2S的总转化率90-95％；COS不发生克劳斯反应，通过尾气烟囱直接放空。年产硫磺1万吨，回收硫磺不仅经济效益可观还可以消除污染。 2.工艺原理及流程叙述 2.1工艺原理 克劳斯法回收硫的基本反应如下： H2S＋1／2O2→S＋H2O （1） H2S＋3／2O2→SO2＋H2O （2） 2H2S＋SO2→3S＋2H2O （3） 反应（1）（2）在燃烧室中进行，在温度1150℃－1300℃，压力0.06MPa 和严格控制气量的条件下，将硫化氢燃烧成二氧化硫，为催化反应提供（H2S＋CS2）／SO2为2／1的混合气体。 此气体通过AL2O3基触媒，按反应（3）生成单质硫。 2.2流程叙述 来自上游甲醇洗工序的酸性气温度为37.2℃，压力为0.22MPaG，经进料管分离罐（V1301）分出挟带液后，按一定比例分成两股，其中一股去H2S燃烧炉（F1301）。该流股经过控制阀后压力降为0.06 MPaG 进入H2S燃烧炉（F1301），在H2S燃烧炉（F1301）中，酸性气和一定
比例的反应空气发生燃烧反应，反应生成SO2的和燃烧反应剩余的H2S 进一步发生部分克劳斯反应，反应后的酸性气体温度可达800℃以上。高温酸性气随后进入H2S余热回收器（E1301）回收器废热并副产蒸汽，同时将反应生成的单质硫部分冷凝。H2S余热回收器（E1301）一共有四程换热管（PASS1～4）回收本工序工艺气的废热，高温酸性气废热的回收是通过其中的第一、二换热管（PASS1、PASS2）进行的。高温酸性气全部通过PASS1后温度降为600℃，然后分成两股，其中一股流经PASS2温度进一步降至185℃，然后和未经过PASS2的流股混和。通过调整两个流股的比例可使混合后的温度控制在约300℃。混合后的酸性气流股和进料器分离罐（V1301）后未进入H2S燃烧炉（F1301）的旁路酸性气体混合后温度降至230℃、压力0.04MPaG进入克劳斯反应器（R1301）一段。在该段床层酸性气中的H2S和SO2在催化剂LS-971和LS－300的作用下发生克劳斯反应生成单质硫，H2S的转化率为80％～85％。流出反应器的酸性气体温度约为340℃，经过H2S余热回收器PASS3回收器废热后，温度降为175℃，同时绝大部分的单质硫被冷凝下来。为达到克劳斯反应器二段所需的温度，流程中设置了第一再加热器（E1302），酸性气进入该加热器预热到约238℃后进入克劳斯反应器二段继续进行克劳斯反应以回收剩余的硫。在二段反应床中，H2S的转化率约为75％，反应后的酸性气温度约为255℃。经过H2S余热回收器PASS4回收该股的废热后，流股的温度降至175℃，其中的单质硫也被大部分冷凝分离。经过第二再加热器预热至230℃后该流股进入反应器三段发生克劳斯反应，此时H2S
前言 在石油和天然气加工过程中产生大量的H2S气体，为了保护环境和回收元素硫，工业上普遍采用克劳斯过程处理含有H2S的酸性气体，其反应方程式如下：’ H2S + 3/2 O2 = S02 + H2O （1） 2H2S + S02 = 3/X Sx +2H2O (2) 其中反应(1)和(2)是在高温反应炉中进行的，在催化反应区(低于538℃)除了发生反应(2)外，还进行下述有机硫化物的水解反应： CS2 + H2O = COS + H2S (3) COS + H20 = H2S + C02(4) 本文回顾了改良克劳斯硫磺回收工艺的发展历程，阐明了工艺方法的基本原理、影响因素及操作条件，进行了扼要的评述． 1、工艺的发展历程 1.1原始的克劳斯工艺 1883年英国化学家C，F·C1aus首先提出回收元素硫的专利技术，至今已有100多年历史。原始的克劳斯法是一个两步过程，其工艺流程示于图1，专门用于回收吕布兰(Leblanc)法生产碳酸钠时所消耗的硫。关于后者的反应过程列于下式： 2NaCl + H2S04 = Na2SO4 + 2HCl (5) Na2SO4 + 2C = Na2S + 2CO2 (6) Na2S + CaCO3 = Na2CO3 + CaS (7)
为了回收元素硫，第一步是把CO2导入由H20和CaS(碱性废料)组成的液浆中，按上述反应式得到H2S，然后在第二步将H2S和O2混合后，导入一个装有催化剂的容器，催化剂床层则预先以某种方式预热至所需要的温度，按←CaS(固)+ H2O (液)+C02(气)= CaC03(固)十H2S(气) (8) 反应式(9)进行反应。反应开始后，用控制反应物流的方法来保持固定的床层温度．显然此工艺只能在催化剂上以很低的空速进行反应。据报导， H2S + 1/2 O2 = 1/X Sx + H2O (9) 如果使用了水合物形式的铁或锰的氧化物，就不需要预热催化剂床层即可以开始反应，然而由于H2S和O2之间的反应是强烈的放热反应，而释放的热量又只靠辐射来发散，因此限制了克劳斯窑炉只能处理少量的H2S气
编号：SM-ZD-41016 克劳斯硫磺回收主要设备 及操作条件 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改
克劳斯硫磺回收主要设备及操作条 件 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查 和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目 标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 现以直流法为例，这类硫磺回收装置的主要设备有反应炉、余热锅炉、转化器、硫冷凝器和再热器等，其作用和特点如下。 1. 反应炉 反应炉又称燃烧炉，是克劳斯装置中最重要的设备。反应炉的主要作用是：①使原料气中1/3体积的H?S氧化为SO?；②使原料气中烃类、硫醇氧化为CO?等惰性组分。 燃烧在还原状态下进行，压力为20～100kPa，其值主要取决于催化转化器级数和是否在下游需要尾气处理装置。 反应炉既可是外置式(与余热锅炉分开设置)，也可是内置式(与余热锅炉组合为一体)。在正常炉温(980～1370℃)时，外置式需用耐火材料衬里来保护金属表面，而内置式则因钢质火管外围有低温介质不需耐火材料。对于规模超过30t/d
克劳斯法回收硫磺 CPEE天津分公司 2012.1.20
克劳斯法硫回收工艺 一、工艺方法及原理 1、常用硫回收工艺 (1) 液相直接氧化工艺 有代表性的液相直接氧化工艺有：ADA法和改良ADA法脱硫、拷胶法脱硫、氨水液相催化法脱等。液相直接氧化工艺适用于硫的“粗脱”，如果要求高的硫回收率和达到排放标准的尾气，宜采用固定床催化氧化工艺或生物法硫回收工艺。 (2) 固定床催化氧化工艺 硫回收率较高的Claus工艺是固定床催化氧化硫回收工艺的代表。Claus硫回收装置一般都配有相应的尾气处理单元，这些先进的尾气处理单元或与硫回收装置组合为一个整体装置，或单独成为一个后续装置。Claus硫回收工艺及尾气处理方式种类繁多，但基本是在Claus硫回收技术基础上发展起来的，主要有：SCOT 工艺、SuperClaus工艺、Clinsulf工艺、Sulfreen工艺、MCRC工艺等。 2. 克劳斯硫回收工艺特点 常规Claus工艺是目前炼厂气、天然气加工副产酸性气体及其它含H2S 气体回收硫的主要方法。其特点是：流程简单、设备少、占地少、投资省、回收硫磺纯度高。但是由于受化学平衡的限制，两级催化转化的常规Claus工艺硫回收率为90-95%，三级转化也只能达到95-98%，随着人们环保意识的日益增强和环保标准的提高，常规Claus工艺的尾气中硫化物的排放量已不能满足现行环保标准的要求，降低硫化物排放量和提高硫回收率已迫在眉睫。 一般克劳斯尾气吸收要经过尾气焚烧炉，通过吸收塔，在吸收塔内用石灰乳溶液或稀氨水吸收，生成亚硫酸氢钙或亚硫酸氢铵，通过向溶液中通空气，转化为石膏或硫酸铵，达到无害处理，我公司硫回收尾气送至锅炉燃烧并脱硫后排放。 3、克劳斯法制硫基本原理 克劳斯硫回收装置用来处理低温甲醇洗的酸性气体，使酸性气中的H2S转变为单质硫。首先在燃烧炉内三分之一的H2S与氧燃烧，生产SO2,然后剩余的H2S与生成的SO2在催化剂的作用下，进行克劳斯反应生成硫磺。
克劳斯法硫回收工艺 一、工艺要求 三高无烟煤：元素分析含硫3.3% 造气：121332Nm3含硫化氢1.11% 含COS0.12% 约17克/Nm3 低温甲醇洗：净化气含硫0.1ppm 送出H2S含量为35%左右的酸性气体3871Nm3。 本岗位主要任务是回收低温甲醇洗含硫CO2尾气中的H2S组份，通过该装置回收，制成颗粒状硫磺。同时将尾气送到锅炉燃烧，使排放废气达到国家排放标准，本装置的正常硫磺产量约为16160吨/年。 二、工艺方法 1、常用硫回收工艺 (1) 液相直接氧化工艺 有代表性的液相直接氧化工艺有：ADA法和改良ADA法脱硫、拷胶法脱硫、氨水液相催化法脱等。液相直接氧化工艺适用于硫的“粗脱”，如果要求高的硫回收率和达到排放标准的尾气，宜采用固定床催化氧化工艺或生物法硫回收工艺。 (2) 固定床催化氧化工艺 硫回收率较高的Claus工艺是固定床催化氧化硫回收工艺的代表。Claus硫回收装置一般都配有相应的尾气处理单元，这些先进的尾气处理单元或与硫回收装置组合为一个整体装置，或单独成为一个后续装置。Claus硫回收工艺及尾气处理方式种类繁多，但基本是在Claus硫回收技术基础上发展起来的，主要有：SCOT 工艺、SuperClaus工艺、Clinsulf工艺、Sulfreen工艺、MCRC工艺等。 2. 克劳斯硫回收工艺特点 常规Claus工艺是目前炼厂气、天然气加工副产酸性气体及其它含H2S 气体回收硫的主要方法。其特点是：流程简单、设备少、占地少、投资省、回收硫磺纯度高。但是由于受化学平衡的限制，两级催化转化的常规Claus工艺硫回收率为90-95%，三级转化也只能达到95-98%，随着人们环保意识的日益增强和环保标准的提高，常规Claus工艺的尾气中硫化物的排放量已不能满足现行环保标准的要求，降低硫化物排放量和提高硫回收率已迫在眉睫。
克劳斯法硫回收 一、工艺设计 三高无烟煤：元素分析含硫3.3% 造气：121332Nm3含硫化氢1.11% 含COS0.12% 约17克/Nm3 低温甲醇洗：净化气含硫0.1ppm 送出H2S含量为35%左右的酸性气体3871Nm3。 本岗位主要任务是回收低温甲醇洗含硫CO2尾气中的H2S组份，通过该装置回收，制成颗粒状硫磺。同时将尾气送到锅炉燃烧，使排放废气达到国家排放标准，本装置的正常硫磺产量约为16160吨/年。 二、工艺方法 1、常用硫回收工艺 (1) 液相直接氧化工艺 有代表性的液相直接氧化工艺有：ADA法和改良ADA法脱硫、拷胶法脱硫、氨水液相催化法脱等。液相直接氧化工艺适用于硫的“粗脱”，如果要求高的硫回收率和达到排放标准的尾气，宜采用固定床催化氧化工艺或生物法硫回收工艺。 (2) 固定床催化氧化工艺 硫回收率较高的Claus工艺是固定床催化氧化硫回收工艺的代表。Claus硫回收装置一般都配有相应的尾气处理单元，这些先进的尾气处理单元或与硫回收装置组合为一个整体装置，或单独成为一个后续装置。Claus硫回收工艺及尾气处理方式种类繁多，但基本是在Claus硫回收技术基础上发展起来的，主要有：SCOT 工艺、SuperClaus工艺、Clinsulf工艺、Sulfreen工艺、MCRC工艺等。 2. 克劳斯硫回收工艺特点 常规Claus工艺是目前炼厂气、天然气加工副产酸性气体及其它含H2S 气体回收硫的主要方法。其特点是：流程简单、设备少、占地少、投资省、回收硫磺纯度高。但是由于受化学平衡的限制，两级催化转化的常规Claus工艺硫回收率为90-95%，三级转化也只能达到95-98%，随着人们环保意识的日益增强和环保标准的提高，常规Claus工艺的尾气中硫化物的排放量已不能满足现行环保标准的要求，降低硫化物排放量和提高硫回收率已迫在眉睫。
目录 第一章总论 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.1项目背景 ..................................................................... 错误!未定义书签。 1.2硫磺性质及用途............................................................ 错误!未定义书签。第二章工艺技术选取 ................................................................. 错误!未定义书签。 2.1克劳斯工艺.................................................................. 错误!未定义书签。 2.1.1MCRC工艺............................................................ 错误!未定义书签。 2.1.2CPS硫横回收工艺............................................. 错误!未定义书签。 2.1.3超级克劳斯工艺 .............................................. 错误!未定义书签。 2.1.4三级克劳斯工艺 ........................................... 错误!未定义书签。 2.2尾气解决工艺............................................................... 错误!未定义书签。 2.2.1碱洗尾气解决工艺 .............................................. 错误!未定义书签。 2.2.2加氢还原吸取工艺 .............................................. 错误!未定义书签。 2.3尾气焚烧某些............................................................... 错误!未定义书签。 2.4液硫脱气 ..................................................................... 错误!未定义书签。第三章超级克劳斯硫磺回收工艺............................................ 错误!未定义书签。
?18?气体净化2019年第19卷第3期 克劳斯法硫回收装置液硫系统的优化设计 黄占修 （洛阳宏兴新能化工有限公司，河南省洛阳市471112） 摘要：克劳斯（Claus）法制硫是从酸性气中回收单质硫的重要技术之一。在克劳斯硫回收装置的液硫回收系统设计中，常规做法是设置四级硫封罐，从四级硫封罐出来的液硫汇集成到一根总管后进入 硫池中，存在液硫管线布置复杂、占地面积大等缺点。优化设计方案提出，通过改变冷凝器出来的液硫 流向，在液硫线上增设U型弯,克服硫冷凝器、反应器之间的压力降,在过程气间形成有效液封,起到原 设计中硫封罐的作用，相比常规做法可减少3个硫封罐的设置。同时对液硫总线进硫池的方式、硫池内 蒸汽伴热盘管等内构件的材质选择等方面存在的问题提出了相应优化措施。 关键词：Claus硫磺回收硫封罐硫池优化设计 1概述 随着含硫原油和含硫天然气的开发利用，用克劳斯（Claus）法从酸性气中回收单质硫元素的工艺已成为加工含硫天然气或炼厂气的一种重要形式。Claus法回收单质硫元素主要分两个阶段⑴，一个是高温热反应阶段，主要在酸性气燃烧炉内完成,控制炉膛温度一般不低于980?[2]，炉内H?S的转化率为65%-70%；另一个是催化反应阶段,控制酸性气燃烧炉出口过程气中H?S和SO2的摩尔比为2：1,在反应器内Claus催化剂参与下，和SO?完成氧化还原反应，生成单质硫，该阶段单质硫元素收率约25%~30%。一般认为，在合适的操作条件下,Claus制硫部分总硫转化率约95%⑶。为提高催化反应阶段单质硫元素的转化率,利用硫冷凝器冷却去除过程气中的单质硫蒸汽,降低生成物分压，促进比S和SO2的反应向正方向进行。硫蒸汽冷凝成液硫后，由液硫回收系统统一回收到硫池，进一步脱气、成型处理。图1为Claus工艺原则流程。 图1克劳斯制硫工艺原则流程 液硫回收系统由硫封罐、液硫管线、地下硫池组成。若硫封罐或硫池设置不合理，容易岀现液硫管线布置不集中、占地面积大、液硫凝固堵塞，甚至会出现液硫池中液硫倒窜、硫池着火等安全事故,影响装置长周期运行。2硫封罐优化设计 2.1硫封罐的原理及作用 Claus制硫工艺中生成的液硫，在酸性气燃烧炉废热锅炉或硫磺冷凝器中完成气液分离，液硫自流进入硫封罐中。硫封罐设置有一定高度，靠液硫自
克劳斯法硫磺回收工艺技术的应用与趋势 发表时间：2019-03-05T15:05:11.197Z 来源：《防护工程》2018年第35期作者：田玉玲 [导读] 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。 内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司内蒙古赤峰 025350 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。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
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/c917098029.html, 克劳斯法硫磺回收工艺技术探讨 作者：许帅 来源：《西部论丛》2019年第30期 摘要：当前，随着社会经济的快速发展，石油化工行业有了很大的进步，对于能源的使用需求和处理工艺要求也在提升，这就需要对硫化物等污染物加强重视，采用科学合理的处理方式进行处理。同时，相对于一些硫化物在生产加工中将其降低消除的基础上，还可以采用相应的技术手段来进行回收，以此实现资源的二次利用。目前，在硫磺回收中，克劳斯法已经非常的成熟，对于该问题提供了良好的技术支撑，除了能够将污染排放降低，保护环境，还可以确保资源的循环再利用。 关键词：克劳斯法;硫磺回收;工艺技术 1、克劳斯法硫回收工艺基本原理 企业在针对煤炭和石油的处理当中，通常在不同的规格反应装置当中形成酸性气体，酸性气体经过低温催化和高温燃烧等工序后，产生的硫化氢物质将转化为二氧化硫，硫化氢和二氧化硫在化学反应后生成硫。相关的反应过程可用化学方程式来解释： 2H2S+3O2=2SO2+2H2O，4H2S+2SO2=3S2+4H2O。 从上式中可以看出，在针对石化产品炼化处理反应装置当中，硫化氢物质共参与了两次化学反应，约33%的硫化氢在第一次化学反应中被转化，约有67%的硫化氢在第二次化学反应 中被转化，最终得到物质S。在高温环境下，装置内的S元素主要的存在形态是S2，而且水、氮气、二氧化碳、氨、氰化氢等也會不同程度存在。 基于以上化学反应基本原理，克劳斯法回收工艺会依据硫化氢在反应装置酸性气体中硫化氢含量差异形成三种常见的回收策略，分别是直接氧化的策略、分流策略以及部分燃烧策略，三种策略的应用要时刻关注到酸性气体中的硫化氢占比，若占比大于50%，则需要实施部分燃烧策略;若占比低于15%，则需要实施直接氧化策略;若占比在15%～50%范围内，则需要实施分流策略。从实际工业处理来看，酸性气体中的硫化氢占比通常都保持在50%，尤其是在胺处理装置中，更是达到了70%以上的占比，这正是在该装置中大量应用选择性溶剂的结果，如此占比情况下，部分燃烧策略的应用更为普遍。 2、克劳斯法硫磺回收工艺技术分析 2.1克劳斯传统工艺技术
克劳斯制硫工艺简介 酸性气工业制硫通常分为制硫炉内高温热反应和转化器内低温催化反应两部分。 1、高温热反应 酸性气在制硫炉内高温条件下,部分先被O2 氧化成SO2 ,其余的再与SO2 反应生成元素硫,主要进行的反应如下: H2S +3/2O2 =SO2 + H2O + 519. 2 kJ (1) 2H2S + SO2=3/2S2 + 2H2O - 42. 1 kJ (2) 高温条件下这两个反应的速度很快,一般可在1 s 内完成,H2S 转化率可达60 %～70 %。 2、低温催化反应 低温催化反应是在转化器内的催化剂床层上进行,反应式如下: 2H2S + SO2=3/xSx + 2H2O + 93 kJ (3) 由于该过程为放热反应,从理论上讲,反应温度越低,转化率越高。但是,反应温度低于硫露点时,会有大量液硫沉积在催化剂表面,使其失去活性,为此催化反应温度一般控制在170～350 ℃。随着制硫技术水平的提高,催化反应也可在硫露点以下进行,如CBA法和MCRC 法等。高温热反应和一级催化反应的硫回收率一般在75 %～90 % ,为了提高硫回收率,工业上常采用增加转化器数量、转化器之间设置冷凝器分离液硫,以及逐级降低催化反应温度等措施。 1. 2 硫的特性 元素硫有其特殊的复杂性,如液态和气态中的硫都是不同硫组分的混合物。液态硫是S8 环状和Sn 链状聚合物的混合物, n 值可以达到相当大。硫蒸气是由S1至S8 八种组分组成,温度高于700 K时气体中主要是S2 ,700 K以下时则以S6 、S8 为主[1 ] 。在工程上以S2 、S6 、S8 三种组分的含量来描述硫已能满足设计精度要求。各种硫组分间转化的反应热较大,见化学方程式(4) ～(6) 。 3S2 S6 + 272. 2 kJ (4) 4S2 S8 + 404. 4 kJ (5) 4S6 3S8 + 124. 5 kJ (6) 劳斯工艺很多，建议先看看这方面的资料。 克劳斯工艺发明伊始就成为硫磺回收工业的标准工艺流程。但是，由于酸性气的组成变化比较复杂，限制了克劳斯工艺的效能，因此有必要根据酸性气组成的不同开发不同的处理工艺，并针对某些特定的工艺条件来开发最优化的系统。 (1)改良二级克劳斯工艺 在基础二级克劳斯工艺基础上，将废热锅炉的出口温度从449℃降至371℃，并且添加一个硫冷凝器，用以回收燃烧炉中生成的全部元素硫。 第一反应器床层出口温度从386℃降为343℃。这个较低温度促进了克劳斯转化率的提高，并且确保了在燃烧炉中生成的COS和CS2的完全水解。同样，通过控制第二预热器的温度，维持第二反应器的出口温度在硫的露点温度以上30℃来操作。床层的操作温度离硫的露点越近，平衡转化率就越高。 通过控制燃烧炉入口空气风机的流速，可以将H2S∶SO2的比例由1.2∶1变为2∶1，以优化装置的性能，将硫回收率从91.8％提高到96.1％，与设计数据相比提高了4.3个百分点。 (2)标准的三级克劳斯工艺 在第二克劳斯反应器后添加第三反应器，构成三级克劳斯装置。典型的以富酸性气为原料的
克劳斯法硫磺回收工艺技术发展与应用 摘要：我国于1996年4月颁布了GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》，对于尾气处理的要求进一步提高。克劳斯（Claus）法是一种较为成熟的酸性气体硫回收工艺，在石油、化工企业得到了非常广泛的应用。本文对克劳斯法硫磺回收工艺的技术发展与生产应用进行了介绍。 关键词：克劳斯法硫磺回收工艺发展与应用 近年来，随着工业的快速发展，环境污染也成为了一个不容人们忽视的重要问题。近年来，我国于1996年4月颁布了GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》，对于尾气处理的要求进一步提高。克劳斯（Claus）法是一种较为成熟的酸性气体硫回收工艺，具有流程简单、操作灵活、硫的回收率高、投资较低、环保效益好等优点，自上世纪30年代工业化以来，经过近80年的发展，在化肥厂、炼油厂、天然气净化厂、发电厂等得到了非常广泛的应用。我国的克劳斯法硫磺回收技术的起步较晚，基础也很差，装置的操作水平比较低，这就导致硫元素的回收效果不太好，通过引入先进技术，提高硫回收率，对于环境保护具有非常重大的意义。本文介绍了近年来克劳斯法硫磺回收工艺的发展与实际情况，对于企业的生产与技术改进具有一定的指导意义。 1.传统的克劳斯法工艺 传统克劳斯法是硫磺回收中最基本的方法之一，其装置由一个高温段和两个或三个转化段构成。其工艺原理为含H2S的酸性气体发生燃烧反应，约1/3体积的H2S在1200℃左右转化成SO2，放出大量热，此阶段称为热反应阶段；生成的SO2再与剩余2/3体积的H2S在催化剂的作用下反应生成硫单质，此阶段称为催化反应阶段。这两个阶段的反应方程式如下： 3H2S+3/2O2 SO2+2H2S+H2O+518.9KJ/mol 3H2S+3/2O2 2H2O+3/xSx+96.1KJ/mol 其中，回收的硫还可以用作生产硫酸的的原料。克劳斯反应是一个可逆反应，存在化学平衡，受温度、压强等反应条件的影响，而且硫的转化率主要取决于n(H2S):n(SO2)（即两者物质的量的比），因此为使装置能达到硫回收的最佳效果，必须保证n(H2S):n(SO2)接近2:1。就要求在热反应阶段，需严格控制燃烧炉中通入空气的量，这也是传统克劳斯法操作的关键步骤。 在工艺方面，克劳斯法使用的工艺有两种，分别是直流式和分流式。有的传统克劳斯装置还设有转化器，一般为二级、三级或四级。二级催化转化硫的回收