硫磺回收装置模块化建造技术及应用

<匕£•矣会•此2021年第21期应急救援或谈硫磺回收装置工艺特点与应急救援处置方法张华东中国石油消防应急救援吉林石化支队吉林市132022摘 要：硫磺回收装置将上游装置排出的硫化氢、氨、一氧化碳等废气利用克劳斯工艺加工回收99. 8%的硫磺。

简述未能回收气体通过循环加氢、反复加工达到完全回收的目的。

简介硫磺回收装置生产过程中存在硫化亚铁、氢气、氨气等危化品的储罐、设备发生火灾爆炸的条件，以及存在硫化氢、氨气泄漏的风险；介绍装置生产中应对各种危险的专项处置方案，明确在火灾爆炸和气体泄漏事故时的工艺处置措施和消防应急措施，以及现场人员如何做好警戒与防护，确保事故状态下应急处置救援在安全可控的状态下进行。

关键词：硫磺回收；硫化氢；工艺特点；应急处置2021年2月份，吉林市某化工厂发生硫化氢泄漏中毒事故，造成5人死亡8人受伤，硫化氢 气体在生产管理与应急处置再次成为舆论热议话题。

国家、地方再次对危化品安全生产企业进行全面风险排查，对有毒气体生产使用企业及不符合污染物国家排放标准的企业进行限期整改。

硫化氢属于高毒性酸性气体，无色，与空 气混合易形成爆炸性混合物，遇明火、高温能形成燃烧爆炸；低浓度时有臭鸡蛋味，因其高浓度时对人体中枢神经有麻醉作用，所以在高浓度硫化氢环境中的人员更不易发觉硫化氢存在，高浓度硫化氢更易发生群体中毒事故。

石油中含硫，含硫量因石油产地不同而各存差异：在原油及炼化中间产品加工过程中，硫经常作为杂质被脱除，而除硫方法经常是以加氢方法将单质硫转化为硫化氢，硫磺回收装置就是将硫化氢以酸性气的形式进行脱除回收，以达到快速除硫的目的；这样既保证原料与成品的纯度，也确保了生产装置长周期运转不被腐蚀。

该方法在化工生产中占比非常高，常减 压、催化裂化、联合芳烃等化工主要生产装置均以该方法脱除生产原料中硫化氢和氨等物质；但脱除的物质必须要实现有效处置，确保作 业环境与生产的安全，这就要求石油化工生产行业合理回收处置硫化氢，在保证安全环保的前提下合理利用硫化氢属性，使其转化为可利用 的产品，切实达到石油化工生产节能创效、安作者简介：张华东，男，主要从事石油化工消防救援技术、全环保的根本目的。

硫磺制酸余热回收及利用俞向东（中国石化集团南化设计院）[内容摘要] 本文系统阐述了硫磺制酸生产过程中的余热回收方法，主要设备和提高热回收率的措施。

为硫磺制酸装置节能降耗、降低生产成本、提高经济效益提供了依据。

[关键词] 余热回收，火管锅炉，水管锅炉，过热器，省煤器，热管，露点腐蚀一．概述在硫磺制酸生产过程中，从硫磺燃烧生成二氧化硫、二氧化硫催化氧化生成三氧化硫到三氧化硫吸收生成硫酸的每一步反应都是放热反应，总的反应热约为500KJ/mol硫酸。

除装置散热﹑排气等损失外，其余热量理论上均可回收利用。

可回收的热量中焚硫和转化部分的高中温余热约占60%，干吸部分的低温余热约占40%。

如何安全可靠充分合理地回收利用这些热量，不仅标志制酸装置的技术水平，而且还决定着制酸装置经济上的生存能力。

本文全面论述了硫磺制酸余热回收的途径，敬请同行专家批平指正。

二．高中温余热回收（一）可回收的高中温余热硫磺焚烧及二氧化硫催化氧化为三氧化硫所释放的热量，除了炉气在两个吸收塔中所损失的热量外，其余的热量均为余热必须移出。

对典型的"3+1"流程而言可回收的余热包括以下几部分：①硫炉出口1050℃左右的高温炉气冷却到440℃左右进入一段转化。

②一段转化出口600℃左右的炉气冷却到440℃左右进入二段转化。

③三段转化出口冷热换热器后240℃左右的炉气冷却到180℃左右进入中间吸收塔。

④四段转化出口430℃左右的炉气冷却到160℃左右进入最终吸收塔。

（二）高中温热回收系统如上所述，高中温余热的热量较分散，这些热量是分别设置锅炉产生蒸汽，还是将它们有机组合在一起产生蒸汽，不同的厂有不同的做法，最常见的有以下三种热回收系统。

1．热回收系统一焚硫炉出口和一段转化出口分别设一台低压锅炉1和2，三段转化冷热换热器后设省煤器2(有时也可采用空气预热器预热燃烧空气），四段转化出口设低压锅炉3和省煤器1（小装置省煤器1也可以不设）, 流程见图1。

5000吨/年硫磺回收装置酸性气燃烧器技术协议买方：代表：日期:卖方：代表：日期：就 ________________ 公司硫磺回收联合装置项目5000吨/年改造硫磺回收装置酸性气燃烧器（文件编号PR-01/D4801）的设计、制造、供货范围、技术要求、检修与试验、性能保证、图纸资料交付等问题与北京林材天环保设备有限公司（以下简称“卖方”），经技术交流和友好协商，达成如下技术协议，本技术协议为硫需要量1000W磺回收联合装置项LI 5000吨/年改造硫磺回收装置酸性气燃烧器的设计•与制造 商务合同的组成部分，随商务合同一起生效。

2 .本技术文件山酸性气燃烧器技术规格书等文件构成。

卖方对酸性气燃烧器所 有设备的材料、制造、检验和验收负全部责任。

3. 本技术文件是根据丄程设计方编制的技术询价书的要求而编制的，卖方收到资 料如下：（1） _______________ （文件编号 PR-01/D4801）o（2） ____________________ 《 炉制造图总图》（文件编号PR-01/D4801）o 4. 酸性气燃烧器根据买方提供的询价文件进行、制造、检验和验收、当无版本说 明时，采用合同生效时期的最新版本。

5. 卖方的质量控制体系按IS09001-2000质量体系执行。

6. 设备在制造过程中接受买方的监督和检验。

二、现场自然情况和公用工程情况1. 安装地点自然条件：参照当地气候条件。

2. 公用工程条件和能耗指标 2. 1 供电 i380V 、220V ： 50Hz 2.2仪表风-0. 7NTa(g)；常温 2.3 氮气• --0. 7MPa (g)；常温 2.4燃料气-0.4MPa(g)；常温参考组成（哦）：酸性气燃烧器数据表 三、技术要求及产品特点1. 安装条件 1. 1室外安装；1.2酸性气燃烧器安装位置：酸性气燃烧炉； 1.3安装方式：水平安装；2. 技术要求2. 1适用于5000吨硫磺回收装置技术改造。

硫回收装置焚烧炉烘炉处理废气开工方案及硫磺回收工艺介绍1.前期准备：清理设备周围的杂物和废料，确保设备的安全运行环境。

检查设备是否正常，如有损坏或故障的部件要及时更换或修理。

2.设备检查：对焚烧炉和烘炉的所有设备进行检查，确保各项设备能够正常工作。

包括检查燃烧系统、燃料供应系统、废气处理系统等。

3.调试：根据设备的工作原理和操作要求，逐步进行设备的调试工作。

包括调整燃烧系统的燃烧参数、调整温度控制系统、检查废气处理设备的工作状态等。

4.运行试验：根据设备的设计要求，进行设备的运行试验。

观察设备的运行状态和效果，同时记录相关参数和数据。

5.设备保养：设备投入正常运行后，要定期进行设备的保养工作。

包括清洁设备的内部和外部、更换磨损的零部件、检查和维修设备的各项设施等。

硫磺回收工艺是指将含硫废气中的硫化物转化为硫磺的过程。

硫磺回收工艺主要包括以下几个步骤：1.废气预处理：含硫废气经过预处理设备，去除其中的杂质和固体颗粒物，确保废气的稳定性和纯度。

2.燃烧焚烧：预处理后的废气被送入焚烧炉，通过高温燃烧将硫化物转化为二氧化硫。

在燃烧过程中要控制好燃烧温度和供氧量，以确保燃烧的完全和高效。

3.硫磺凝结：燃烧产生的二氧化硫通过冷凝器进行冷却和凝结，形成液态硫磺。

冷凝器需要控制好温度和流速，以保证硫磺的产率和质量。

4.硫磺收集与储存：凝结后的液态硫磺被收集并储存在特定的容器中。

要注意确保硫磺的安全储存和运输，以防止其在储存过程中的挥发和泄漏。

5.废气处理：燃烧后的废气中仍含有少量的二氧化硫，需要经过进一步的处理。

常见的处理方法包括湿式洗涤和干式吸附等，以去除废气中的二氧化硫，减少对环境的污染。

通过硫回收装置焚烧炉烘炉和硫磺回收工艺的组合应用，可以将含硫废气有效地转化为可再利用的硫磺，实现废气净化和资源化利用的目标。

这种工艺具有环保、经济、高效的特点，在化工、炼油、钢铁等行业具有广泛的应用前景。

克劳斯法硫磺回收工艺技术的应用和进展【摘要】本文简单阐述了克劳斯法在硫磺回收方面的工艺，包括传统克劳斯、富氧克劳斯、低温克劳斯、直接氧化、SuperClaus工艺及超优克劳斯法的原理、发展及应用。

【关键词】克劳斯硫磺回收应用进展随着全球工业的发展，环境污染越来越严重，引起了人们的注意。

本文简述近年来克劳斯法在尾气处理特别是硫磺回收方面的技术的发展和应用，对国内再建设施或改造及清洁生产具有指导意义。

1 传统克劳斯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。

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率一般为90%～95%，三级转化能达到94% ～96%，四级转化也只能提高1个百分点。

由于传统克劳斯法尾气中还存在H2S和SO2等硫化物，若没有后续的尾气处理装置，就不能满足国家现行的大气排放标准。

传统克劳斯工艺限制了尾气排放的达标，还需对其加以改进。

2 富氧克劳斯富氧克劳斯是在传统克劳斯基础上的改进，主要是增加主燃烧炉内空气中氧气的含量或者通入纯氧，减少N2在系统内的循环，提高硫的回收率和尾气处理能力，其工艺原理与传统克劳斯相同。

克劳斯硫磺回收工艺的选择克劳斯硫磺回收工艺的选择发布日期：2012-08-27引言克劳斯（Claus）法是一种比较成熟的多单元处理技术，是目前应用最为广泛的硫回收工艺。

但其受到反应温度下化学反应的平衡和传统克劳斯工艺本身的限制，影响整个硫磺回收装置的回收率。

所以为了改善克劳斯装置效能、提高硫磺回收率和尾气排放达标，不断有开发的新技术对传统的克劳斯工艺进行改进，来满足不同进料条件。

在优化硫磺回收装置的流程中，首要考虑的问题是进料酸气的组成，常规克劳斯工艺要求酸气中H2S含量要大于50%，但往往酸气中H2S的含量非常低（5-50%左右），且有时还含有大量的CO2。

贫酸气不能满足常规克劳斯燃烧炉的操作温度要求，且火焰稳定性差，所以需要对常规工艺实施改进。

另外，酸气中可能含有NH3和烃类物质，也会引发后续的一系列问题。

所以同样也需对常规克劳斯工艺进行改进，以求处理这些污染物。

这篇文章的目的就是讨论三种不同组成的进料气，基于不同类型的克劳斯及改进克劳斯工艺过程，来提高整体装置的总硫收率。

两种不同组成的原料气分别如下，H2S>50%和H2S<50%。

本文以ProMax工艺流程模拟软件作为模拟计算工具，考察以上两种酸气在多种克劳斯硫磺回收工艺中的反应情况。

工艺流程图-1 克劳斯硫磺回收装置流程图富酸气(H2S>50%)的工艺流程根据富酸气中H2S>50mole%及装置硫磺回收率的要求，我们对流程进行了几项优化和改进措施的考虑，如两级或三级克劳斯，包括或不包括直接氧化反应器，亚露点反应器等。

图-1是克劳斯硫磺回收装置的流程示意图，其中虚线标出的部分是基础流程的改进方案。

我们以一套两级克劳斯回收装置作为基础案例研究讨论，其酸气组成H2S的摩尔含量大约在93%左右。

使用ProMax对克劳斯硫磺回收工艺进行了初始建模及计算，并准确地吻合了工厂的操作数据。

表-1列出了ProMax模拟结果与操作数据的对比，及改进后流程参数对比的详细情况。

硫磺回收联合装置的工艺流程选择联合装置包括三部分：硫磺回收、溶剂再生、酸性水汽提。

1、酸性水汽提酸性水汽提工艺主要有单塔加压侧线抽出汽提、单塔低压全吹出汽提、双塔加压汽提及双塔高低压汽提四种工艺流程。

国内普遍应用的有单塔加压侧线抽出汽提、单塔低压全吹出汽提及双塔加压汽提三种工艺。

1）单塔加压侧线抽出汽提工艺单塔加压汽提侧线抽氨工艺是在加压状态下采用单塔处理酸性水，侧线抽出富氨气并进一步精制回收液氨。

即原料酸性水经脱气除油后，分冷热进料分别进入汽提塔的顶部和中上部，塔底用1.0兆帕蒸汽加热汽提，塔底净化水冷却后送至上游装置回用；塔顶酸性气排至硫磺回收部分回收硫磺，富氨气自塔的中部抽出，经三级分凝后采用浓氨水洗涤和脱硫剂进一步精制后，通过压缩、冷凝后得到副产品液氨。

该工艺流程简单，蒸汽耗量低，投资及占地较低，对酸性水中硫化氢及氨浓度有很宽的适用性，副产氨气质量可以达到国家合格品标准。

该工艺已广泛用于国内石化行业，形成了我国独特的污水汽提技术路线，是化工冶金等行业处理含硫污水较为理想的工艺。

适于处理量较大，对于副产氨厂内可以回用或有出路的工厂。

2）双塔加压汽提工艺双塔加压汽提工艺是在加压状态下，采用双塔分别汽提酸性水中的H2S和NH3。

即原料酸性水经脱气除油后，首先进入硫化氢汽提塔上部，塔底用 1.0兆帕蒸汽加热汽提，塔顶酸性气送至硫磺回收部分回收硫磺，塔底含氨污水送至氨汽提塔进一步处理；氨汽提塔底用1.0兆帕蒸汽加热汽提，塔底净化水冷却后送至上游装置回用，塔顶富氨气经两级分凝后得到富氨气，采用浓氨水洗涤和脱硫剂进一步精制后，通过压缩、冷凝后得到副产品液氨。

该工艺流程复杂，蒸汽耗量较高，投资及占地较高，但可以处理硫化氢及氨浓度都很高的酸性水，其副产氨气质量也可以达到国标合格品标准。

适于处理量较大，硫化氢及氨浓度都很高，副产氨厂内回用或有出路的工厂。

3）单塔低压全吹出汽提工艺单塔常压汽提工艺是在低压状态下单塔处理酸性水，硫化氢及氨同时被汽提，酸性气为硫化氢及氨的混合气。

毕业设计（论文）任务书题目：600m3/h硫磺回收工艺装置设计系名化学工程系专业过程装备与控制工程学号XX学生姓名XX指导教师XX职称讲师2013年3月1日一、原始依据1.设计规模：装置正常处理能力：酸性气量600m3/h最大生产能力：10%设计余量年操作日：330天2.气体组成：（1）酸性气的组分：组成氢气一氧化碳二氧化碳硫化氢硫氧化碳H2O Σ湿基备注V% 0.41 0.95 1.00 92.42 0.03 5.19 100.0温度：40 ℃，压力：0.145MPa(a)（2）放空气体的组成要求H2S V% ≤ 0.01%温度：≤54℃，压力：0.115MPa(a)克劳斯反应的基本原理：1883年英国化学家Claus开发了H2S氧化制硫的方法，即：3H2S+3/2O2 =cat/570~600K= 3/xSx+3H2O+615KJ/mol上式称为克劳斯反应，这一经典的反应由于强的放热而很艰难维持合适的温度，只能借助于限制处理量来获得80%~90%的转化率。

20世纪30年代，德国法本公司将克劳斯工艺发展为改良克劳斯工艺，H2S的部分氧化分两阶段完成，同时忽略了烃类和其他可燃性气体的反应。

第一阶段是1/3的H2S氧化为SO2的自由火焰氧化反应（高温放热反应或燃烧反应），第二阶段是余下的2/3的H2S在催化剂上与反应炉中生成的SO2反应（中等放热的催化反应），由于酸气中含有烃、CO2、水等杂质，他们在反应炉达到的高温下将发生复杂的副反应，导致生成COS、CS2、CO和H2，反应平衡是复杂的。

二、参考文献[1] [美]气体加工和供应者协会．气体加工工程数据手册[M]．北京：石油工业出版社，1992．[2] 南京化学工业公司设计院．硫酸工艺设计手册[M]．南京：化工部硫酸工业科技情报中心站，1990．[3] 刘光启，马连湘，刘杰．化学化工物性数据手册[M]．北京：化学工业出版社，2002．[4] 禹晓伟，王百森，黄福泉．化学化工物性数据手册[M]．北京：中国石化出版社，2010．[5] 刘天齐．三废处理工程技术手册（废气卷）[M]．北京：化学工业出版社，1999．[6] GA VIN MCINTYRE，LILI L YDDON．Claus Sulphur Recovery Options [J]．Bryan Researchand Engineering，1997：57-61．三、设计（研究）内容和要求产品规格：硫磺纯度≥99.5 其余为有机杂质采样时间纯（S）， % 硫磺度，% 灰份，% 有机物，% 砷含量，% 铁含量，% 水份，% 执行指标≥99.5 ≤0.005 ≤0.10 ≤0.30 ≤0.01 ≤0.005 ≤2.0设计内容：（1）600m3/h硫磺回收工艺装置设计（2）物料衡算、热量衡算（3）主要生产设备设计计算与选型（4）编写设计说明书（5）绘制设计图纸厂址选择：天津静海开发区指导教师（签字）年月日审题小组组长（签字）年月日XX大学XX学院本科生毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）说明书题目：600m3/h硫磺回收工艺装置设计系名化学工程系专业过程装备与控制工程学号XX学生姓名XX指导教师XX2013年5月29日摘要随着工业产生的含硫尾气日益增多，硫磺回收工艺迅速发展。

超级克劳斯硫回收工艺在我公司煤化工系统中的应用近年来，随着人们对环保问题越来越重视，我国也相应提高了环保要求，重大工程项目环保不达标一票否决。

我国新颁布的环境保护法规《大气污染物综合排放标准》规定酸性气处理装置排放烟气中的SO2最高允许浓度≤960mg/Nm3（即≤336ppm），H2S≤0.06 mg/m3。

我公司60万吨甲醇项目为了硫回收装置尾气能够达标排放，减少污染，经过了解多家硫回收专利技术供应商，最终选定了荷兰JACOBS公司的超级克劳斯硫磺回收技术。

本公司的超级克劳斯硫回收装置于2008年8月31日接气成功，产出硫磺，成为国内首例在煤化工硫回收工艺中应用该技术的装置。

运行近4年来，装置运行基本平稳，取得了很好的经济效益和社会效益。

一、工艺原理常规克劳斯工艺是较成熟的多单元处理技术，是目前应用最广泛的硫回收工艺之一。

其工艺过程为含有H2S的酸性气体在克劳斯炉内燃烧，部分H2S氧化为SO2，然后SO2再与剩余的未反应的H2S在催化剂作用下生成硫磺。

由于受化学平衡的限制，两级催化转化的常规克劳斯工艺硫回收率为90～95%，三级转化也只能达到95～98%。

目前国内三级克劳斯总硫回收率一般在94～96％，最高在98%。

按回收率98%计算，SO2排放浓度将达到2900ppm，远超过环保指标336ppm。

不能满足环保要求。

超级克劳斯是克劳斯延伸型工艺，在克劳斯基础上突破传统观念，巧妙地组合了近年开发的新技术，从改善热力学平衡和强化硫回收的角度出发，对克劳斯工艺作了较大的改造，在传统克劳斯转化之后，最后一级转化段增加一个选择性催化氧化反应器（超级克劳斯反应器），成为超级克劳斯工艺。

本公司采用的是荷兰JACOBS公司的改良型超级克劳斯工艺，其流程见图2。

其关键是将普通克劳斯的第三级反应器内的催化剂改为选择性氧化剂，并将普通克劳斯控制H2S：SO2=2变为单一控制超级克劳斯入口的H2S含量为0.82%（V），从而使硫磺回收率由普通克劳斯的95～97%提高至99%以上。

低位热回收系统(L-HRS)的模块化应用
陈涛;邓兆敬
【期刊名称】《化工管理》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】随着科技的进步,模块化技术在石油和化工行业得到了极大发展。

文章探讨了沙特1 000 t/d硫磺制酸装置配建低位热回收模块的设计和应用,并对生产运行中的关键问题进行总结,可以为石油化工装置的模块化应用提供一些参考价值。

该模块自投产以来生产正常,各项指标达到设计要求,实际生产的数据与ASPEN流程模拟结果吻合,对硫磺制酸生产装置配套建设低位热回收模块具有示范作用。

【总页数】3页(P157-159)
【作者】陈涛;邓兆敬
【作者单位】中化学科学技术研究有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ082
【相关文献】
1.热回收环在乳品厂喷雾干燥罐排风热回收系统中的应用
2.夏热冬暖地区星级酒店空调热回收系统的工程应用
3.PLC模块化编程在废烟支回收系统的应用
4.造纸企业燃煤锅炉低位佘热的回收实例
5.Anything Is Possible
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。