硫磺回收工艺中自产氢的控制和利用.pdfVIP

工业技 术 齐QIL鲁U石P油ET化R工OCH，2E0M14IC，A4L2(4TE)C：H29N40L—02G9Y7 硫磺 回收工艺 中自产氢的控制和利用 马涛 ，李铁军 (1．拜耳材料科技(中国)有限公司，上海 201507；2．山东三维石化工程股份有限公司，山东青岛 266071) 摘要：介绍克劳斯工艺燃烧炉中影响裂解氢气含量的影响因素。利用模拟计算和现场实际测量，对克劳斯工艺燃 烧炉后部的裂解氢气含量进行了对比，确认影响克劳斯工艺燃烧炉裂解氢气的关键因素为炉膛温度和配风量 ，并提出 了综合利用裂解氢气降低装置能耗的措施。 关键词：克劳斯 裂解 氢气 利用 中图分类号：TQ116．2 文献标识码 ：B 文章编号：1009—9859(2014)04—0294—04 加氢还原吸收工艺是将克劳斯尾气 中的元素 氧(富燃)， 1为富氧(贫燃)， =1为完全燃 S、SO 、COS和 CS等，在很小的氢分压和极低的 烧)。进一步的实验研究结果表明，裂解温度是 操作压力下 (约0．02—0．03MPa)，用特殊的加氢 影响H，产率的关键 。随着裂解温度的提高， 催化剂，将其还原或水解为Hs，再用醇胺溶液吸 HS的转化率和H 的生成率显著提高，在 1250oC 收的净化工艺。其中H 担负着将制硫尾气 中的 时，分别可达 56．8％和 10．6％。当温度较低 ，在 SO、微量的硫蒸气加氢转化为H：S的重要作用， 1050oC时，随着停留时间的变长，H，S的转化率 是影响硫回收装置能耗和运行成本的关键因素之 和 H，的生成率也会显著提高；而 当温度高于 一 。 最早的还原吸收法工艺设计认为克劳斯尾气 1050℃时，停留时间超过0．2S后，停留时间对 中的自产H 和CO的含量较低，并且难于测定和 H，s的转化率和氢气的生成率影响很小。克劳斯 控制 。近年来，随着装置在线分析手段的提高和 工艺的特殊要求决定了燃烧炉的停留时间和当量 先进模拟软件的应用 ，已经可 以利用大量 的操作 比。因此，上述影响因素中，能够作为控制因素的 数据精确地计算还原气的组成，为硫磺 回收工艺 关键在于燃烧温度和当量比。 中自产氢 的合理利 用、降低 装置能耗提供可 1．2 软件模拟计算及工业运行装置检测数据验 能 证 硫磺回收工艺中的燃烧炉内酸性气发生次当 1 影响克劳斯工艺燃烧炉裂解氢气含量的因素 量燃烧，具有温度高、停留时间较长(0．8～1．5s) 1．1 克劳斯工艺燃烧炉裂解氢气含量影响因素 的特点，为Hs的高温裂解提供了有利条件。利 分析 用Sulsim模拟计算软件，对不同浓度的酸性气模 对于H，S裂解制 H，的研究表明¨，该组分 拟计算数据见表 1。 的气相分解反应为H：s—s：+H 。该反应为吸热 Sulsim模拟计算软件对不同酸性气的模拟计 反应，平衡转化率低 ，因此要求有较高的反应温 算结果，证实了原料气组成、氧化剂组成 (空气、 度。影响H：s热分解性能的主要因素是原料气 富氧空气和氧气)、当量 比对于制硫余热锅炉出 组成 (如热容量，取决于 H：S含量)、氧化剂组成 口氢气含量的影响，其模拟计算的结果与上述研 (空气、富氧空气和氧气)，当量比，气体的滤流速 究结果相符。 度，原料气温度 (预热效果)和产品气冷却 (避免