纯氧克劳斯硫回收装置试运行过程中的问题分析与探讨

克劳斯硫回收工艺生产中存在问题和改进措施研究摘要：本文主要对国能榆林化工有限公司180万t/a甲醇厂现阶段使用的三三级克劳斯转化工艺技术进行论述，根据当下现状，围绕着生产期间引发硫磺回收率提不上来、管线堵塞、反应器床层存在积碳等现象的因素展开深入分析，同时从生产操作参数和原料气控制的角度提出解决办法。

在实行了上述措施后，硫磺的回收率从原先的97.05%飙升到98.10%的水平，并且尾气中的二氧化硫含量也减少了许多。

关键词：克劳斯硫回收工艺；生产环节；存在问题；改进措施；探究与论述引言随着我国煤化工项目数量的连年增长，同时装置也朝着大型化与规模化的方向转变，进一步加剧了国内大气污染的程度。

基于此，近两年我国环保法规已经提高了生产企业的大气污染物排放标准，对各生产企业而言，综合治理废气显然是目前最为紧要的任务之一。

在煤化工的生产期间，废气是燃烧了大量的原料煤、燃料煤才产生的。

我国绝大部分的煤化工生产企业在净化合成气方面，基本都是以低温甲醇洗技术为主，用于分离其中的二氧化硫和二氧化碳等成分，随后再将其转移到硫回收装置当中，完成最后的深度处理环节。

本文就主要针对国能榆林化工有限公司当中的甲醇厂的实际情况，分析了对于克劳斯硫回收的实际工艺情况和生产阶段当中的问题，提出了全新的解决措施和优化方案。

1硫回收的工艺分析现阶段，国内外已经研发出了许多种不同的硫回收工艺技术，其中比较常见的有生物法硫回收、液相直接氧化工艺等等。

液相直接氧化工艺在硫的粗脱环节出现率较高，比如栲胶法脱硫、ADA法脱硫等都是比较典型的工艺技术。

固定床催化氧化工艺、生物法硫回收工艺均可实现高效回收硫磺，尤其是在尾气处理的标准比较严格时就能派上很大用场。

其中，克劳斯回收装置是目前固定床催化氧化硫回收中最具代表性的一项技术。

它主要用在炼厂气和含硫化氢气体回收硫等处理过程中，近年来凭借着回收硫磺纯度高、简单易操作、投资少和占地面积小等优势，在相关领域中极受追捧[1]。

克劳斯硫磺回收装置优化改造总结硫对工业生产来说非常重要，有着非常广泛的用途，但是硫也会成为有毒物质，危害人们的生命健康，造成环境破坏。

因此，需要做到有效的控制硫，扬长避短，发挥硫的工业生产作用的同时，尽可能做到硫磺回收，这样既不会产生原料浪费，又能够保护环境，一举两得，顺应了现代社会对节能减排的要求。

本文通过对克劳斯硫磺回收装置进行分析，提出了具体可行的优化改造方案，从而实现硫磺回收效率的显著提升，希望能够对后续的研究提供一些启示。

标签：克劳斯；硫磺回收；优化改造；问题分析1 前言硫磺在自然界中非常的常见，在工业生产中也是必不可少的资源。

硫能够成为电池中的硫酸溶液，能够制造火药，能够作为橡胶的硫化机，很能够作为化肥、消毒剂、漂白剂等。

这种物质资源可以说与人们的生活息息相关，但是，硫具有毒性，在一定条件下还能够发生爆炸，硫化氢不仅对人身体造成巨大损害，硫氧化物还会造成空气污染，甚至形成酸雨。

这些说明了硫是把双刃剑，一方面生产生活必不可少，另一方面又会对人体和环境造成伤害。

因此，需要将硫磺资源放置在可控的环境中，使用克劳斯硫磺回收装置能够保证硫磺的回收效率和质量，让硫始终处在可以控制的范围内，让硫成为工业生产的原料，而不是进入到空气或是水域中，威胁人们生命健康安全。

克劳斯硫磺回收方法十分简单易行，是工业生产和硫磺回收中最常用的方法，通过不完全燃烧硫化氢，让反应生成的二氧化硫作为氧化剂与硫化氢反应，精确控制硫化氢和空气的比例，实现完全反应，生成硫单质和水，从而实现气态硫的固化和分离。

该方法是解决化石燃料含硫燃烧和地热发电的重要途径。

该方法因为具有成本低、简单易行、运行效率高同时设备损伤小，最重要的是回收产生单质硫，存储方便、管理方便、分离方便。

但是在克劳斯硫磺回收装置的运行过程中，尤其在煤化工或是地热工程中，硫化氢的含量很低，杂质的影响很大，这就使得回收装置的工作效率下降，维护费用提升，如果不进行技术改进完善，就会降低硫单质的回收率，从而影响硫回收，造成浪费和污染。

超级克劳斯硫璜回收装置在设计、运行中存在的问题及优化方案超级克劳斯硫璜回收装置在设计、运行中存在的问题及优化方案摘要：超优克劳斯工艺基础是富氧燃烧，通过控制富氧空气与酸性气的比例来控制进入超级克劳斯反应器中硫化氢的浓度。

过量的氧进入下游反应器，也会造成反应器床层温度剧烈波动，严重时会发生燃烧反应，损坏设备。

关键词：废锅液流捕集器过程气工艺管线催化剂床层化学当量燃烧过氧国电赤峰化工有限公司硫回收装置采用的是荷兰荷丰超优/超级克劳斯专利技术，由赛鼎工程有限公司详细设计，日产硫磺25.4吨。

2012年12月17日开车投产，2013年3月20日-3月27日超级克劳斯硫酸盐化结束，超级克斯反应器投用，并成功引入氧气，采用富氧操作模式，至今运行比较稳定，排放达标。

针对超优克劳斯反应特点，就开车中存在的重大安全隐患问题做简单介绍并给出解决方案，以供同行借鉴和参考。

一、硫回收装置在设计中存在的问题我公司硫磺回收装置采用的超优/超级克劳斯工艺，其基础是以比值控制富氧空气流量实现硫化氢部分燃烧。

紧急停车后再开车的燃烧过程中，会造成废锅出口过程气过氧，引起克劳斯反应器催化剂床层温度剧烈波动，从而使催化剂活性降低、烧结、粉碎，减少催化剂使用寿命。

另外过程气工艺管线管道壁会残存硫化亚铁，当过程气中氧含量高时，会引发硫化亚铁与氧气燃烧反应，从而损坏管道、设备。

基于上述安全隐患，必须对原有工艺管线进行改造。

原工艺流程简图如下：改造后的工艺简图：燃料气二、改造方案综合考虑，本着投资少、见效快、大大降低安全隐患的原则，在主体设备不动的情况下，对设备管线进行了如下改造。

1.从废锅出口过程气工艺管线PG61501-400上引一条副线PG61519-300到液流捕集器出口阀后与尾气管线相连接；2.废锅出口过程气工艺管线PG61501-400上增加总阀DN400，并且为夹套蝶阀，使用0.5MPa低压蒸汽伴热；3.废锅出口过程气副线PG61519上两端各增加DN300夹套蝶阀做为隔离使用，并使用使用0.5MPa低压蒸汽伴热；4.废锅出口过程气副线PG61519一定要有倾斜度，保证液体自流；管线使用三根0.5MPa低压蒸汽伴热，防止由于阀门内漏造成硫磺堵塞。

硫磺回收装置克劳斯系统堵塞原因分析及对策王建伍，岳云清，杨百科（中海油气（泰州）石化有限公司，江苏省泰州市２２５３００）摘要：中海油气（泰州）石化有限公司东区１０ｋｔ／ａ硫磺回收装置克劳斯系统频繁出现堵塞问题，切炉频率较高，严重影响装置正常运行。

分析发现堵塞物为ＳｉＯ２，酸性水汽提装置的酸性气是引起堵塞的主要原因，确定了催化裂化装置的外购原料油是硅的最终来源。

通过对外购原料油中的硅进行严格控制，将高硅和无硅原料油进行调合，降低原料中的硅含量，进装置酸性水中硅质量分数由５４０．０μｇ／ｇ降低到０．５μｇ／ｇ，克劳斯系统的堵塞情况得到明显改善，切炉频次大大降低，由原来的最短１２ｄ切换一次变成７２ｄ切换一次。

对原料进行优化，少采购或不采购含硅原料油，该装置的克劳斯系统没有发生堵塞现象，装置运行稳定。

关键词：克劳斯系统　堵塞　二氧化硅　酸性水　外购原料油 中海油气（泰州）石化有限公司（泰州石化）有东、西区２套硫磺装置，东区规模为１０ｋｔ／ａ、西区为８ｋｔ／ａ。

２套装置均由镇海石化工程股份有限公司设计，采用“两头一尾”的克劳斯硫回收工艺（共用一列尾气处理）［１ ２］。

东区１０ｋｔ／ａ硫磺回收装置主要处理催化裂化（催化）装置、加氢装置的酸性水及催化干气和液化石化气脱硫后的富液；西区８ｋｔ／ａ硫磺回收装置主要处理常减压装置、加氢裂化装置、延迟焦化装置的酸性水及其相关产品脱硫后的富液。

东区１０ｋｔ／ａ硫磺装置自２０１５年５月首次开工至２０１８年１０月，克劳斯系统无堵塞现象。

２０１８年１０月以后多次出现克劳斯炉废热锅炉炉管堵塞现象，频繁切换克劳斯炉，严重影响正常生产。

１　工艺流程泰州石化东区１０ｋｔ／ａ硫磺回收装置工艺流程见图１。

上游集中溶剂再生和酸性水汽提装置来的酸性气经分液和预热，与燃烧空气混合后进入克劳斯炉（Ｆ１０１）燃烧，燃烧空气由燃烧炉鼓风机（Ｋ１０１）供给。

严格控制反应的空气量，使燃烧产物中硫化氢与二氧化硫气体体积比为２∶１。

硫磺回收装置中克劳斯反应燃烧的控制方案摘要：硫化氢气体是一种典型的毒害气体，在各类化工产业中广泛地存在。

克劳斯燃烧炉是硫磺回收装置的核心设备，燃烧炉的进料气多样，控制方案复杂。

如何确保燃烧炉充分、平衡、高效率地燃烧以及操作平稳，不但是硫磺回收装置的关键要素，也是尾气环保达标排放的源头所在。

本文就硫磺回收装置中克劳斯反应燃烧的控制方案展开探讨。

关键词：天然气处理；克劳斯反应；硫磺回收引言克劳斯法是硫磺回收的经典工艺之一，其原理是通过硫化氢的不完全燃烧，以适量的空气促使生成硫磺和水；这种工艺可以有效地减少硫化氢的排放量，降低环境污染，同时回收硫磺，节约资源；在现实的工艺运用过程中，提高硫磺转化生成率是关键环节，通过研究发现以纯氧或者富氧空气代替一般空气的效果更好。

1工艺介绍克劳斯燃烧炉控制系统通过合理地选择配风方案，使空气的体积流量与酸性气的体积流量维持合理的配比，实现了硫回收率最大化，从而减少了尾气中硫的排放。

硫磺回收装置的进料酸性气分别来自胺再生装置的胺酸性气和酸性水汽提装置的汽提酸气，通过克劳斯工艺把硫化氢和其他硫化合物转化为高纯硫，克劳斯工艺由热反应阶段、催化反应阶段、选择性氧化反应阶段组成，为了获得尽可能高的回收率，必须将来自最后一个克劳斯反应器的工艺气体中的Ｖｍ（Ｈ２Ｓ）／Ｖｍ（ＳＯ２）比值控制在特定值。

克劳斯燃烧炉控制方案如图１所示。

克劳斯燃烧炉控制可以分为三个部分：（1）热反应阶段。

酸性气与一定量的空气混合进入主燃烧炉，用燃料气维持炉膛温度为１２００～１３００℃，主要反应式如下因为进料气中含有烃类，在主燃烧炉中烃与氧首先生成二氧化碳，然后按式（３），式（４）与硫化氢反应生成有机硫和二硫化碳，主要反应式如下：（2）催化反应阶段。

燃烧后的高温过程气经废热锅炉、硫冷凝器后，依次进入一、二、三级反应器，在催化剂作用下发生克劳斯反应，反应式如下：2克劳斯法工艺限制克劳斯法（Claus）早在十八世纪就已经出现了，但由于工艺设备的限制，传统的克劳斯法在进行硫磺的回收过程中，混合气体中的酸性物质会直接燃烧掉，其中硫化氢与空气混合燃烧之后，即可实现一部分硫磺生成物（化合物）。

克劳斯硫磺回收装置的工艺技术和设备管理浅析摘要：克劳斯（Claus）硫磺回收工艺是一种比较成熟的多单元处理技术，是目前最为普遍的硫回收工艺之一，主要应用于石化装置尾气加工、合成氨生产、天然气加工过程中，克劳斯硫磺回收装置具有流程简单、操作灵活、回收硫磺纯度高、环境效益显著等特点，做好克劳斯硫磺回收装置的工艺技术的优化工作和化工设备管理工作具有重点意义。

关键词：克劳斯硫磺回收装置；工艺技术；设备管理随着社会经济的不断发展，世界可供原油正在重质化，高含硫、高含金属原油所占份额也越来越大，迫使炼油厂商不断地开发新的技术，对重质原油进行深度加工。

然而原油的深度加工和生产低硫油品必然会使炼油厂副产大量H2S气体。

传统上含H2S的酸性气都采用克劳斯法回收硫磺，随着各国对环境保护日益重视，制定了更加严格的环保法规，迫使炼油工作者不断改进工艺，提高设备性能。

1、克劳斯硫磺回收装置的工艺技术1.1工艺技术简介某炼厂采用克劳斯+直接选择氧化+尾气焚烧烟气脱硫的工艺路线。

装置制硫部分采用硫回收工艺,为一级热反应+两级催化+一级直接氧化硫回收,余热锅炉及硫冷凝器发生低压蒸汽,尾气处理部分采用热焚烧工艺,焚烧炉废热锅炉发生高压蒸汽,烟气采用湿法烟气脱硫工艺。

1.2工艺原理和工艺流程图1.2.1工艺原理主反应方程式如下：2H2S+O2＝2H2O+S2 （2-1）H2S+3/2O2＝SO2+H2O （2-2）2H2S+SO2＝3/2S2+2H20 （2-3）1.2.1工艺流程图1.3工艺技术特点（1）原料气全部进入反应炉，但仅让1/3体积的H2S燃烧生成SO2；（2）过程气中H2S:SO2要控制在2：1（摩尔比）；（3）反应炉内部分H2S转化成S蒸气，其余H2S继续在转化器内进行转化；（4）H2S理论回收率可达96%-98%，实际收率只可达94%-97%。

1.4工艺技术中出现的故障及措施1.4.1酸性气含烃超标1.4.1.1酸性气中烃含量超标，会造成以下影响（1）制硫炉超温，严重超温会导致炉衬里变形，炉体塌陷；（2）系统积碳堵塞或压降上升，严重时会导致装置被迫停工；（3）催化剂活性下降，使用寿命降低；（4）产出黑硫磺。

克劳硫回收稳定运行因素探讨摘要：中海石油华鹤煤化有限公司硫回收装置采用超级克劳斯工艺，设计生产硫磺104kg/h，是国内较小的一套硫磺生产装置，介绍了硫回收装置运行过程中遇到的问题以及分析对策，以保障硫回收装置安全稳定运行。

关键词：克劳硫回收；稳定运行；因素引言为了配合净化系统的升级改造，适应于处理低温甲醇洗系统的全部酸性气，以及日趋严峻的环保形势，2016年以来我们对超级克劳斯硫回收装置进行了一系列的优化改造，以进一步优化超级克劳斯硫回收装置的运行状态，降低排放尾气中的SO2含量。

以下对超级克劳斯硫回收装置进行的优化改造作一总结。

1、工艺流程硫回收装置采用克劳斯工艺，将低温甲醇洗送过来的酸性气（207hm3/h，38℃，0.18MPa）中的硫化氢回收生成单质硫。

工艺过程包括：三级传统的克劳斯反应，SO2催化生成SO3反应，SO3冷凝生成硫酸反应。

硫回收装置包括一个高温燃烧反应段，三个克劳斯反应段，一个SO3催化反应段和一个硫酸反应段。

从硫酸反应段出来的尾气，与补充空气混合后达标排放。

生产出的液硫送至液硫槽，经脱气后制成硫磺产品。

液硫槽可以储存3d的液硫量。

2、设计工况及运行情况某厂区甲醇车间硫回收装置的任务是接收处理净化系统来的酸性气，设计酸性气处理量为5800m3/h，酸性气中H2S含量33.2%、CO2含量66.8%，酸性气温度40℃、压力0.07MPa，年产硫磺20kt。

实际生产中，硫回收装置接收处理西厂区甲醇车间全部酸性气约3500m3/h，间接性接收东厂区净化车间部分酸性气约1000m3/h。

硫回收装置正常生产时酸性气处理量约3500m3/h，酸性气浓度（即H2S浓度）在15%左右，气化炉不掺烧精煤时酸性气浓度一般在7%～10%。

2014年装置产硫磺5981.94t，2015年装置产硫磺6616.62t，2016年（截至11月26日）装置产硫磺4773.10t，从多年的运行情况来看，硫回收装置生产负荷总体较低。

第41卷第1期2019年2月山东冶金Shandong MetallurgyVol.41 No.lFebruary2019厂硫磺回收装置运行问题的分析与处理高兴东^孙晨曦2(1北京航天石化技术装备工程有限公司，北京1〇〇166;2山东钢铁集团日照有限公司，山东日照276800)摘要:山东钢铁集团某厂建成一套富氧硫磺回收装置并投产使用，装置采用富氧克劳斯硫磺回收技术。

主要介绍了该装置在试运行过程中出现的硫磺堵塞尾气管道、尾气中夹带液硫较多及液硫封堵塞等问题，并给出了整改方案。

通过技术改造,彻底解决了影响系统长周期运行的问题。

关键词:硫磺回收技术;硫堵;回收效率;激光氧气分析仪中图分类号:T Q050.3文献标识码:B文章编号：1004-4620(2019)01-0054-031刖 S近年来，我国冶金工业发展迅速。

在冶金钢铁 行业的煤气净化单元，原煤通过炼焦产生的粗煤气 含有硫分，经脱硫工序，煤气得到净化，但副产一定 量含H2S、HCN、C02等的酸性气。

硫回收工艺就是通过化学方法将酸性气中的H2s或其他含硫物质, 转化成硫酸或硫磺，实现资源的回收利用,并使尾 气能够达标排放的工艺技术。

如今,硫回收装置已 成为冶金钢铁行业煤气净化单元必须配套的装置 之一。

钢铁行业硫回收多采用丹麦T〇p s〇e湿法制 酸工艺，如广东韶钢、南京梅钢等;也有一些企业采 用德国Uhde克劳斯制硫磺工艺,例如安徽马钢、河 北邯钢等。

随着石油化工、煤化工及冶金行业的迅 猛发展,硫磺回收技术得到了更快速的发展，一批 新工艺应运而生，比如超优克劳斯工艺、纯氧（富 氧)燃烧工艺技术等,硫磺回收较硫酸回收的技术 优势更加明显。

传统克劳斯硫磺回收技术以空气作氧化剂。

如采用纯氧或富氧代替空气作氧化剂，可减少惰性 气N2的进入，减少过程气量，缩小装置规模，降低 尾气中硫单质的夹带，延长装置运行周期，同时提 高硫磺回收率和操作稳定性[1]。

2018年，山东钢铁 集团某厂建成1套富氧硫磺回收装置并投产应用，该装置是国内钢铁行业首次采用富氧燃烧的克劳 斯硫磺回收技术〇X#该装置的运行情况进行介绍，X才装置试运行过程中出现的问题进行分析解决，以供同行借鉴参考。