超级克劳斯硫磺回收工艺及应用研究.pdf

超级克劳斯硫磺回收工艺及应用 汪家铭 (川化集团有限责任公司 四川 成都610301) 摘要：近年来，随着各国对环境污染的控制日益严格，世界上许多大公司和科研机构加强了对硫回收技术的开发， 出现了许多新工艺、新技术。超级克劳斯工艺就是一项先进、成熟的硫磺回收技术，具有流程简单、操作灵活、安全可靠、运 行费用低、应用规模不限、使用范围广、硫回收率高等优点，成为近20年来发展最快的硫磺回收工艺技术之一。在新建硫 磺回收装置建设及原有老装置改造方面，超级克劳斯硫磺回收工艺都有广阔的应用前景。本文介绍了超级克劳斯及相关 的传统克劳斯、超优克劳斯硫磺回收工艺原理，叙述了超级克劳斯工艺的发展及应用概况和技术特点，并对该工艺在国内 相关领域的应用前景作出了展望。 ， 关键词：硫磺回收超级克劳斯工艺技术特点应用前景展望 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。根据过 程气中H2s体积百分比的高低，分别采用直流克劳斯法、分流克劳斯法、直接氧化克劳斯法。其工艺过程 为含有H2s的酸性气体在克劳斯炉内燃烧，使部分H2s氧化为s0：，然后s02再与剩余的未反应的H2S 在催化剂作用下反应生成硫磺。 克劳斯硫磺回收工艺自从20世纪30年代实现工业化以后，已经广泛用于合成氨和甲醇原料气生 产、炼厂气加工、天然气净化等煤、石油、天然气的加工过程中。在脱硫过程中产生的含H2s气体中回收 硫，既可获得良好的经济效益，又可解决工业废气对大气的污染问题。克劳斯工艺特点是流程简单、操作 灵活、回收硫磺纯度高、投资费用低、环境及规模效益显著，克劳斯工艺回收硫磺的纯度可达到99．8％， 可作为生产硫酸的一种硫资源，也可作其他部门的化工原料，在炼油厂、天然气净化厂、焦化厂、化肥厂、 发电厂、煤气化厂得到了广泛的应用。而在传统克劳斯工艺基础上开发的超级克劳斯工艺在硫磺回收 率、尾气环保达标、装置投资费用等方面具有更多的优势，目前，已在德国、荷兰、美国、加拿大和日本等 国推广应用，我国也已引进该工艺并投人生产运行。 1 发展概况 从石油、石化、冶金、化肥等行业含H2s等硫化物的酸性气中回收利用硫，根据工艺流程选择和当地 产品销路情况，产品可以制成硫磺或硫酸。制取硫酸由于H2S在分离过程中已经进行过洗涤，不需要再 进行洗涤、干燥和净化，在水蒸气存在下将sO：催化转化成sO，并直接凝结成酸。所以采用湿接触法特 别适宜。以H§为原料直接制得硫酸，可大大简略流程，有利于系统热量的回收，节省投资，最有代表性 的技术为丹麦托普索公司的湿法硫酸WSA工艺、德国鲁奇公司的低温冷凝工艺和康开特(Concat)：l： 艺。 对含H2s酸性气体的处理，用H2；s制取硫磺，工业生产中多采用固定床催化氧化，典型的方法有克 劳斯工艺。利用克劳斯装置净化尾气中的硫化物回收硫磺工艺已得到了迅速发展，其具体工艺流程有 的克劳斯工艺等。其中超级克劳斯工艺是在两级普通克劳斯转化之后，第三级改用选择性氧化催化剂， 将H2S直接氧化成元素硫，传统克劳斯工艺要求H，S／SO。摩尔比值为2的条件下进行，而此种工艺却 维持选择性氧化催化段在富HzS条件下举行，一改以往单纯增加级数来提高H2s的回收率的方法。 经过半个多世纪的演变，克劳斯工艺在催化剂研制、自控仪表应用、材质和防腐技术改善等方面取 得了很大的进展，但在工艺技术和基本设计方面变化不大，普遍采用的仍然是直流式或分流式工艺。由 于受反应温度下化学反应平衡和传统克劳斯工艺本身的限制，即使在设备和操作条件良好的情况下，使 用活性好的催化剂和采用三级转化工艺，传统克劳斯法硫的回收率最高也只能达到97％左右，相当于 装置处理量的3％一4％其余的H2S、气态硫和硫化物，最后都以sO：的形式排入大气，存在着尾气排放 超标问题，严重地污染了环境。因此，克劳斯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—个整体装置，或单独成为—个后续装置，但这样会使硫磺回收装置 的投资费用相应大大增加111。 为了更加节省投资、改善克劳斯装置效能、提高硫回收率和尾气排放达标，采用不断开发的相关新 技术。对传统的克劳斯工艺进行改进，从改善热力学平衡和强化硫回收的角度出发，这包括发展新型催 化剂、富氧燃烧技术、深冷器技术等。开发出了超级克劳斯、超优克劳斯(Eurodau