硫磺回收装置工艺技术规程.docx

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1、硫磺回收装置工艺技术规程1装置概况1.1 硫磺回收装置简介硫磺回收装置于XXXX年XX月建成，设计处理炼厂干气10万吨/年，同时生产硫磺3000吨/年，属联合装置。包括两个生产装置和一个生产单元，由10万吨/年气体脱硫装置、3000吨/年硫磺回收装置及硫磺回收尾气处理单元三部分组成，XXXX年XX月试车后，对装置进行了消缺改造。XXXX年XX月为配合炼厂加工XXXXX原油，针对硫含量增高，现有装置设计能力不能满足加工量增大的要求进行了改扩建。改造后规模为处理炼厂干气10万吨/年，同时生产硫磺4000吨/年。XXXX年XX月XX日中哈原油管线贯通进油，XXXX年XX月底首批管输哈油进入XX,含硫

2、原油加工量大幅增加。在满足产品质量和烟气达标排放的前提下，现有干气脱硫单元和硫磺回收及尾气处理单元的现有设计能力不能满足高含硫加工的要求。此外，自装置开工以来酸性气废热锅炉（F-202）因结构设计不合理发生4次泄漏及尾气焚烧炉因火嘴结构不合理而导致燃烧不稳定，致使装置不能长周期安稳运行。并且自2004年以来干气脱硫塔（CTOD操作“发泡”现象严重，降低了装置处理量和气体净化度，乂增加了溶剂损耗。因此需对装置挖潜改造，使其能最大程度地处理含硫干气和回收硫磺，满足老区炼厂各装置加热炉烟气达标排放，同时还要解决目前装置生产中存在的问题，保证装置长周期安稳运行。本次扩能改造的主要内容是：（1）塔现有干

3、气脱硫塔（CToI）塔径、板间距和降液管面积不变，用高效塔板替换现有塔盘。（2）现有溶剂再生塔（CTo2）塔径塔径、板间距和降液管面积不变，用高效塔板替换现有塔盘，同时再生塔下段122.降液管底隙高度需由现有50mm改为100mm。（3）新增1台IOonl溶剂储罐（V-104B）,提高溶剂存储能力。（4）新增1台ET04B与现有并联操作，保证富液再生能力。（5）酸性气废热锅炉（F-202）更换，汽包利旧，满足装置长周期运行。（6）新增1台酸性气分液罐（V-213）和1台酸性液压送罐（V-214）,用于分离酸性气中的夹带液，并将酸性液体用氮气压送至污水汽提装置。（7）新增1台以色列AMlAD生产

4、的CTF-S45型全自动清洗贫溶剂过滤器（SRTO5）,过滤精度25m,实现本装置贫溶剂的过滤和自动反冲洗，逐渐降低胺液系统机杂的含量。（8）新增1台酸性气焚烧炉（F-203）,立式结构。酸性气焚烧炉的火嘴为自然通风式，配长明灯。新增1台烟囱（S-201）用来使酸性气焚烧炉燃烧的烟气高空排放，采用烟囱外扶塔架支撑。（9）尾气焚烧炉（F-301）火嘴更换，使所有尾气能通过火嘴燃烧。（10）更换1台性能可靠的离心式空气鼓风机组（J-201B）,改善操作环境，满足装置长周期运转。（11）R-201/202催化剂更换为成都能特科技公司生产的CT6-2BCT6-4Bo本次扩能改造后,催化干气脱后硫化氢含

5、量不大于50mgm3,硫磺成品达到一级品水平，年加工干气能力10万吨，年产硫磺4000吨。XXXX年进行改造，本次改造新、老区硫磺装置间铺设了2根DN150mm总长度约为25km的贫、富液管道,内装脱硫剂量1601,即新增脱硫剂量160t.100O万吨/年炼油开工期间，原油硫含量增高，老区炼油应平衡硫L092万吨/年，老区硫磺生产能力按0.5万吨/年计，届时将有0.59万吨/年剩余硫的不能进行回收，造成大气严重污染，不符合相关环保要求。因此需要对老区硫磺装置进行改造，本次改造将老区硫磺装置干气脱硫部分富胺液自压至新区二联溶剂再生装置,再生后的贫胺液送回老区炼油厂硫磺装置循环使用。改造后老区炼油

6、厂硫化氢总量为0511万吨/年，目前老区硫磺装置0.5万吨/年的生产能力可满足改造后的硫回收负荷要求。通过核算需要对干气脱硫塔（CTol）进行改造，干气脱硫塔（CTOl）核算后的数据得出：气相量减少L5倍，液相量增大1.28倍；现有塔盘开孔率11.2%,若维持之，泄漏量远远超出规定值，过多的泄漏引起返混，使板效率下降，严重影响干气净化度。通过塔盘水力学计算得出开孔率为5%,开孔率减少了55%,若对现有塔盘堵孔，则浮阀间距过大远远超出规定要求，易使鼓泡不连续，降低气液接触率，降低传质效率，大大影响干气净化度，故更换塔盘。现有老区硫磺装置干气脱硫塔（C-IOl）塔径中140Onlnb20层导向高效

7、浮阀塔盘，筒体利旧、板间距及降液管面积不变；更换塔盘（塔盘材质为316）,塔盘开孔率由11.2%降至5%；将原有降液管底隙由50un改为65mm。本次改造后，老区硫磺装置净化干气中HzS含量WlOOnIg/nt、贫胺液含量W20mgm）干气脱硫塔C-IOl操作弹性范围达到液相量50%120%.汽相量80%160%oXXXX年硫磺回收装置一级硫冷器E-201蒸汽改去乏汽冷却器E-204,硫磺回收装置在大负荷生产的条件下，由于废热锅炉F-202以及一级硫冷器E-201换热效果有所降低，影响了硫磺回收装置大负荷生产，为保证硫磺回收装置大负荷生产，需要降低一级硫冷器E-201发汽压力及出口温度，提高冷

8、却效果。通过一级硫冷器E-201压力控制阀前手阀与三级硫冷器E-203压力控制阀后手阀增加管线连接后一同去乏汽冷却器E-204冷却，冷却后，排入下水系统。XXXX年增加硫磺回收装置至单塔装置凝缩油管线。硫磺回收装置凝缩油罐V-107凝缩油在焦化车间停工前送往焦化处理,焦化车间停工后硫磺回收装置V-107凝缩油无法输送出去，本次改造主要解决凝缩油去向的问题，本次改造利用焦化至北罐区部分汽油线，并连接到单塔气提装置凝缩油605#罐，并新增两根伴热线。XXXX年硫磺回收装置至汽油加氢装置新增贫富液管线。本次改造主要是在硫磺回收装置至汽油加氢装置之间新增两根贫富液线，硫磺回收装置向汽油加氢装置提供贫液

9、，并回收再生其富液，循环使用。XXXX年增加硫磺回收装置循环水罐V-210自动控制。造粒系统循环水外送只有现场玻璃板液面计，由造粒人员现场巡检时，调节循环水外送泵P-002出M阀门开度来控制循环水罐V-210液面，全靠人员及时巡检、手动控制循环水罐V-210液面，很不方便，且容易造成灌满溢出或机泵抽空，对节能、设备正常运行不利，因此，增加液面计、控制阀，实现自动控制，减轻职工劳动强度。XXXX年大修硫磺回收装置对一级转化器R-201催化剂更换为程度能特科技公司生产的CT6-4B和CT6-8；对二级转化器R-202催化剂更换为程度能特科技公司生产的CT6-4B和CT6-2B；对加氢反应器R-30

10、1催化剂更换为程度能特科技公司生产的低温加氢催化剂CT6-11XXXX年增加硫磺回收装置至一二催化装置凝缩油管线以及凝缩油泵，装置凝缩油送往一二催化装置回炼处理。XXXX年增加硫磺回收装置尾气焚烧炉F-301出口增设烟气连续排放监测系统(Continuousemissionmonitoringsystems)简称CEMS,测定烟气污染物浓度或排放速率所需的全部设备。XXXX年炼油厂新建80万汽油加氢装置，硫磺装置系统贫富胺液线在二火炬南侧增加甩头，系统高压瓦斯线在重整处增加瓦斯线甩头。1.2 一火炬简介一火炬建成于XXXX年，火炬的排放高度60米，火炬筒体直径630亳米，火炬的排放能力9630

11、6kgh,火炬承担排放装置为老区炼油厂16套装置分别为一套催化装置、二丙烷装置、气分装置、烷基化装置、一丙烷装置、球罐装置、硫磺回收装置、延迟焦化装置、重整加氢装置、芳燃抽提装置、二套催化装置、三蒸储装置、加氢裂化装置、单塔汽提装置、碳九装置、液化气充装站。保证这些装置在事故状态下能正常排放瓦斯。目前，部分装置停工，一火炬主要承担南厂区一催化、气分装置等火炬排放。一火炬的结构包括：火炬头、筒体、气、液分离部分。火炬头采用蒸汽消烟型火炬头，消烟蒸汽由地面分为三路蒸汽管线沿火炬筒体至火炬头。三路蒸汽分别是：中心蒸汽、顶部蒸汽、梅花蒸汽。中心蒸汽由火炬头底部进入火炬头内部中心位置，蒸汽从中心蒸汽喷射

12、器向火炬头出口方向喷出。顶部蒸汽在火炬头外部设蒸汽环管和喷嘴，蒸汽环管内的蒸汽从喷嘴喷出，引射周围空气进入蒸汽一空气引射管束，蒸汽和空气在引射管束内均匀混和后，从火炬头顶部喷出。梅花蒸汽由火炬头底部进入火炬头内部，分为四路蒸汽，这四路蒸汽从梅花蒸汽喷射器向火炬头出口方向喷出。火炬头一侧设有长明灯和点火器。一火炬自动点火系统包括地面点火器及高空点火器。当火炬气压力增高至水封压力时，点火系统自动启动高空点火器点火，如果自动点火系统故障不点火，则改为手动操作模式进行手动操作点火，若仍然不点火，就必须使用地面爆燃式点火器点火。爆燃式手动电打火：为爆燃式点火方式，瓦斯和空气在混合腔中按照一定比例混合，达

13、到爆燃条件后，通过电打火高压火花发生器引爆。1.3 工艺原理1.3.1 3.1干气脱硫单元工艺原理MDEA是FlUor公司最早开发的脱硫剂，在腐蚀性、溶解降解及发泡等问题上有较强的优越性，XX年代我国开始使用，90年代世界各大炼油厂广泛使用。MDEA从本身结构来说是叔胺脱硫剂，而且碱性较弱，与二氧化碳的结合力较弱，在二氧化碳与硫化氢共存时，可以对硫化氢进行有选择的吸收，从而可以降低溶剂再生的负荷，降低装置能耗。MDEA吸收原理为：(HOCH2CH2)2NCH3+H2S(HOCH2CH2)2NHTH3+HS(瞬间反应)由于叔胺分子氮原子上没有氢原子不能和COz直接反应，必须通过下列过程：CO2+

14、H2OH+HCO3(慢反应)H+(HOCH2CH2)2NCH3(HoCH2CH2)2NH+CH3(瞬间反应)(3)CO2+H2O+(HOCH2CH2)2NCH3(HOCH2CH2)2NH+CH3+HCO3由于反应速度极慢，所以MDEA对H2S具有较高的选择性。1.3.2 硫磺回收单元工艺原理采用部分燃烧的ClaUS工艺，部分燃烧工艺是把所有酸性气送进燃烧炉内，通过控制配风量使烟气中1/3硫化氢燃烧生成二氧化硫,剩下的2/3硫化氢在克劳斯反应器内在催化剂作用下与生成的二氧化硫反应生成硫磺。反应原理如下：2H2S+O2 2H2O+2XSx J（瞬间反应） （1）H2S+32O2H2O+SO2（瞬间

15、反应）（2）2H2S+SO22H2O+3XSxJ（可逆反应）（3）2H2S+SO22H2O+3S（催化剂作用下的克劳斯反应）（4）CS2+H2OCOS+H2S（催化剂作用下的水解反应）（5）COS+H2OCO2+H2S（催化剂作用下的水解反应）（6）反应（1）、（2）和（3）发生在酸气燃烧炉内高温烟气（120（TC）的环境中；反应（4）、（5）和（6）发生在克劳斯一、二级转化器催化剂上低温烟气（210320C）的环境中。1.3.3 尾气加氢处理单元工艺原理硫磺回收处理单元采用RAR工艺，在催化剂作用下，在低压力（0.025MPa表压）和260温度条件下，硫及硫化物和氢气发生加氢反应，还原成硫化

16、氢。还原的硫化氢通过气体脱硫装置来的脱硫溶剂再吸收，使硫磺回收尾气达标排放，含硫化氢的脱硫富液进入气体脱硫装置再生塔再生，生成的硫化氢再进入硫磺回收装置。反应原理如下：SO2+3H22H2O+H2S（瞬间反应）（1）COS+H2OCO2+H2S（可逆反应）（2）反应（1）、（2）发生在加氢催化剂上温度300的条件下。1.3.4 一火炬工艺原理一火炬和老区炼油厂系统低压瓦斯管网相连，一火炬通过瓦斯分液罐、水封罐和系统低压瓦斯管网隔离，当系统低压瓦斯管网压力升高时，并大于水封罐水封压力时，低压瓦斯会突破水封压力进入一火炬燃烧。1.3工艺流程说明1.3.1 生产过程示意图见下:1.3.2 工艺流程说明1.3.2.1干气脱硫单元【、II套催化干