某公司酸性水汽提裝置及工藝技術(shù)規(guī)程(doc 119頁).doc

山東龍?chǎng)苇h(huán)保科技有限公司酸性水汽提和硫磺回收聯(lián)合裝置操作規(guī)程編寫：硫磺車間審核：審批：山東龍?chǎng)苇h(huán)?？萍加邢薰玖蚧擒囬g2008年5月1. 工藝技術(shù)規(guī)程1.1 裝置概況1.1.1 裝置簡(jiǎn)介本裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為處理煉廠酸性氣3.26萬噸/年，同時(shí)生產(chǎn)硫磺20000噸/年，本裝置為聯(lián)合裝置，由酸性水汽提裝置和硫磺回收裝置組成，青島英派爾化學(xué)工程有限公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，2008年4月建成投產(chǎn)。酸性水汽提裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為60噸/小時(shí)，設(shè)計(jì)上限為110%；硫磺回收裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為20000噸/年，設(shè)計(jì)上限為110，設(shè)計(jì)下限為30。酸性水汽提裝置處理全廠各裝置排放的酸性水，采用單塔低壓全吹出汽提工藝。原料酸性水經(jīng)脫氣除油后進(jìn)入汽提塔上部，硫化氫和氨同時(shí)被汽提出來，酸性氣為硫化氫和氨的混合氣，自塔頂經(jīng)冷凝分液后作為硫磺回收的原料送至硫磺回收部分；塔底得到合格的凈化水，作為常減壓裝置電脫鹽注水等回用，剩余部分排放至含油污水管網(wǎng)。硫磺回收裝置由硫磺回收、尾氣處理、胺液再生、液硫脫氣和液硫成型五部分組成。根據(jù)酸性氣中硫化氫濃度的高低，硫磺回收采用Claus工藝的部分燃燒法，工藝技術(shù)成熟。部分燃燒法是將酸性氣全部引入反應(yīng)爐，按照原料氣中全部有機(jī)雜質(zhì)(包括NH3)徹底氧化分解的同時(shí)1/3的H2S完全反應(yīng)為SO2來計(jì)算需氧量并配風(fēng)。在反應(yīng)爐內(nèi)，由于反應(yīng)溫度不同，約有6075的H2S發(fā)生高溫Claus反應(yīng)直接生成元素硫，剩余的H2S有1/3生成SO2。尾氣處理單元采用SCOT加氫還原吸收工藝。加氫還原吸收尾氣處理是目前世界上公認(rèn)的最徹底的制硫尾氣處理工藝，該工藝是將硫回收尾氣中的元素S、SO2、COS和CS2等，在很小的氫分壓和很低的操作壓力下,用特殊的尾氣處理專用加氫催化劑，將其還原和水解為H2S，再用醇胺溶液吸收，再生后的醇胺溶液循環(huán)使用；吸收了H2S的富液經(jīng)再生處理，富含H2S氣體返回上游硫磺回收部分，經(jīng)吸收處理后的凈化氣中的總硫300ppm。胺液再生單元采用常規(guī)蒸汽汽提再生工藝，溶劑采用復(fù)合型MDEA溶劑。MDEA具有良好的選擇性吸收性能，酸性氣負(fù)荷大、腐蝕輕，使用濃度高、循環(huán)量小、能耗低。再生酸性氣送至硫磺回收。集中后的富溶劑采用中溫（60-65）低壓閃蒸，降低了再生酸性氣的烴含量。胺液再生除供本裝置貧液、處理富液外，還向II催化液化氣脫硫提供貧液、回收再生富液，循環(huán)使用。該裝置設(shè)計(jì)方面具有以下特點(diǎn)：1、 將兩級(jí)制硫轉(zhuǎn)化器組合在一起，成為二合一的整體設(shè)備；尾氣急冷塔和尾氣吸收塔重疊布置，節(jié)約了占地面積。2、 一級(jí)轉(zhuǎn)化器入口過程氣溫度由高溫?fù)胶祥y自動(dòng)控制；進(jìn)二級(jí)轉(zhuǎn)化器的過程氣溫度由過程氣換熱器旁路調(diào)節(jié)；進(jìn)加氫反應(yīng)器的制硫尾氣與焚燒爐高溫?zé)煔鈸Q熱，并設(shè)換熱器旁路自動(dòng)調(diào)節(jié)反應(yīng)器入口溫度，與其他裝置SCOT尾氣處理工藝相比，省去加氫還原爐一臺(tái)。3、 設(shè)置在線比值分析儀，嚴(yán)格控制制硫爐的配風(fēng)。制硫過程氣中H2S/SO2越接近于2，平衡轉(zhuǎn)化率越高，制硫系統(tǒng)中H2S與SO2比值偏離2:1，對(duì)制硫轉(zhuǎn)化率影響較大，因此在制硫尾氣線上設(shè)置在線比值分析儀嚴(yán)格控制燃燒爐的配風(fēng)，盡可能提高制硫轉(zhuǎn)化率。4、 一、二、三級(jí)冷凝冷卻器共用一個(gè)殼程，發(fā)生0.3MPa（g）蒸汽，減少了控制和調(diào)節(jié)回路。5、 設(shè)置安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，防止超壓泄漏和防止有毒氣體通過風(fēng)機(jī)側(cè)串入大氣環(huán)境。6、 充分利用余熱，利用制硫余熱鍋爐發(fā)生1.0Mpa蒸汽并利用尾氣焚燒爐高溫?zé)煔膺M(jìn)行過熱；利用一、二、三級(jí)冷凝冷卻器，蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生0.3Mpa蒸汽，降低了裝置能耗。1.1.2 工藝原理(1) 污水汽提裝置工藝原理在含硫污水中存在如下化學(xué)平衡、相平衡：NH+4+HS- (NH3+H2S)液 (NH4-H2S)氣當(dāng)溫度升高時(shí)平衡向右移動(dòng)，即溫度升高有利于氨、硫脫出，而H2S比NH3飽和蒸汽壓力高，在同一壓力下，H2S較易脫出，要達(dá)到脫除污水H2S、NH3必須控制能夠使氨脫出的溫度、壓力。根據(jù)此原理含硫污水經(jīng)與塔底凈化水換熱達(dá)到進(jìn)塔溫度95以上使硫化氫、氨主要以游離態(tài)存在，自汽提塔上部進(jìn)入，汽提塔內(nèi)操作壓力控制在0.15Mpa左右，比進(jìn)料管內(nèi)污水壓力低的多，H2S、NH3由液相轉(zhuǎn)入氣相向塔頂移動(dòng)。大部分H2S、NH3進(jìn)入氣相上升至塔頂，液相向塔下部移動(dòng)與塔底上行汽提蒸汽接觸，氨、硫化氫被繼續(xù)汽提至塔頂，自塔頂打入90左右回流液，控制塔頂溫度在123左右，減少塔頂酸性氣帶水量，提高塔頂酸性氣濃度。在塔底由于汽提蒸汽的作用，溫度控制在131左右，NH3、H2S被汽提上行，塔底得到含氨、硫化氫較低的合格凈化水。(2) 硫磺回收單元工藝原理采用部分燃燒的Claus工藝，部分燃燒工藝是把所有酸性氣送進(jìn)焚燃燒爐內(nèi)，通過控制配風(fēng)量使煙氣中1/3硫化氫燃燒生成二氧化硫，剩下的2/3硫化氫在克勞斯反應(yīng)器內(nèi)在催化劑作用下與生成的二氧化硫反應(yīng)生成硫磺。主要反應(yīng)如下：2H2S+O22H2O+2/XSX（瞬間反應(yīng)）（1）H2S+3/2O2H2O+SO2（瞬間反應(yīng)）（2）2H2S+SO22H2O+3/XSX（可逆反應(yīng)）（3）2H2S+SO22H2O+3S（催化劑作用下的克勞斯反應(yīng)）（4）CS2+H2OCOS+H2S（催化劑作用下的水解反應(yīng)）（5）COSH2OCO2+H2S（催化劑作用下的水解反應(yīng)）（6）反應(yīng)1、2和3發(fā)生在酸氣燃燒爐內(nèi)高溫?zé)煔猓?200）的環(huán)境中；反應(yīng)4、5和6發(fā)生在克勞斯一、二級(jí)轉(zhuǎn)化器催化劑上低溫?zé)煔猓?10320）的環(huán)境中。克勞斯硫磺回收工藝過程尤其是高溫反應(yīng)爐內(nèi)實(shí)際的化學(xué)反應(yīng)十分復(fù)雜，使反應(yīng)后過程氣中的組分也相應(yīng)的變復(fù)雜了。表1為克勞斯反應(yīng)爐內(nèi)可能出現(xiàn)的基本化學(xué)反應(yīng)，表2、表3和表4則分別為可能發(fā)生或消耗CO、H2的反應(yīng)和COS的副反應(yīng)及CS2的副反應(yīng)，可以看出工業(yè)克勞斯過程尤其是反應(yīng)爐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)相當(dāng)?shù)腻e(cuò)綜復(fù)雜。表1高溫反應(yīng)爐內(nèi)的主要反應(yīng)*反應(yīng)（摩爾）F,kJH,kJ927120492712041.3H2S+3/2O2SO2+H2O+2H2S-423.3401.2-519.6-519.22.2H2S+SO23/2S2+2H2O-26.3-42.142.141.33.3H2S+3/2O23/2S2+3H2O-449.5-443.3-475.4-477.94.H2S+1/2O2H2O+S1-5.4-20.058.057.55.S1+O2SO2-417.8-381.8-1-577.1-577.56.2S1S2-289.0-255.6-432.8-434.57.S2+2O22SO2-547.1-506.7-721.4-720.68.CH4+2O2CO2+2H2O-767.9-796.5-797.3-801.59.C2H6+7/2O22CO2+3H2O-1484.1-1497.0-1424.9-1429.510.C6H66C+3H2-299.4-354.9-603.0-593.811.C7H87C+4H2-914.9-1022.1-334.0-607.2*注：F為反應(yīng)中吉布斯自由能的變化，負(fù)的F表明有自發(fā)反應(yīng)的可能H為反應(yīng)熱的變化，負(fù)的H表示是放熱反應(yīng)。表2高溫反應(yīng)爐內(nèi)可能生成和消耗CO、H2的副反應(yīng)反應(yīng)（摩爾）F,kJH,kJ92712049271204生成：1.CH4+3/2O2CO+2H2O-619.7-643.0-518.3-522.12.CH4+O2CO+H2O+H2-439.1-477.9-270.2-272.73.CH4+2H2OCO2+4H2-74.2-136.4193.5196.04.H2+CO2CO+H2O-3.3-11.332.931.75.CO2+H2SCO+H2O+1/2S21649，-27.51927，-48.11649，114.71927，113.86.2CO2+H2S2CO+H2+SO21649，7.51927，-32.61649，284.81927，281.57.H2S1/2S2+H21649，-4.21927，-18.01649，89.21927，88.8消耗：8.2CO+O22CO2-355.3-307.7-561.7-599.29.4CO+2SO24CO2+S2-163.9-109.3-402.4-397.810.H2+1/2O2H2O-181.0-165.1-248.1-249.411.H2+1/2S2H2S-31.3-17.5-89.7-89.2表3高溫反應(yīng)爐內(nèi)可能生成和消耗COS的副反應(yīng)反應(yīng)（摩爾）F,kJH,kJ92712049271204生成：1.2CH4+3SO22COS+1/2S2+4H2O-411.2-475.4-130.9-135.92.2CO2+3S12COS+SO2-343.2-278.1-624.2-625.53.CS2+CO22COS-12.5-15.82.52.94.2S1+2CO2COS+CO+SO2-202.7-175.6-319.8-321.95.CO+S1COS-140.5-102.6304.4-303.66.CH4+SO2COS+H2O+H2-161.4-199.32.51.37.CS2+H2OCOS+H2S-44.6-47.5-31.7-30.9消耗：8.COS+H2OH2S+CO2-32.1-31.7-34.6-33.89.2COS+SO23/2S2+2CO2-90.1-105.1-25.0-26.310.COS+CO+SO2S2+2CO2-85.9-80.1-113.0-112.611.COS+H2CO+H2S-35.0-43.0-2.0-3.812.COS+3/2O2CO2+SO2-455.4-432.4-553.4-553.413.COSCO+1/2S2-4.2-25.488.086.3表4高溫反應(yīng)爐內(nèi)可能生成和消耗CS2的副反應(yīng)反應(yīng)（摩爾）F,kJH,kJ92712049271204生成：1.C+2S1CS2-307.7-275.6-443.7-444.92.CH4+2H2SCS2+4H22.5-57.1259.8260.63.CH4+4S1CS2+2H2S-699.7-638.0-965.8-967.94.CH4+2S2CS2+2H2S-121.7-127.2-99.7-99.25.CO2+3S1CS2+SO2-330.7-261.9-627.2-628.06.C2H6+7/2S22CS2+3H2S-282.7-305.7-183.9-183.97.C3H8+5S23CS2+4H2S-430.1-474.1-261.5-262.3消耗：8.CS2+2H2OCO2+2H2S-76.7-79.2-66.3-64.69.CS2+SO2CO2+3/2S2-102.6-102.9-22.5-23.410.CS2+CO22CO+S2-20.4-66.3178.9175.6此外，在氣相狀態(tài)下的元素硫有S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8構(gòu)成，但在使用時(shí)以S2、S6、S8三種組份來概括。一般而言，大于700K時(shí)氣相中主要是S2，大于1500K是S1，小于700K則以S6、S8為主。這樣克勞斯法回收元素硫的過程氣組成就十分復(fù)雜了，大致包括H2S、SO2、CO2、H2O、H2、CO、COS、CS2、S2、S6、S8、N2等一些組份。值得指出的是COS、CS2的生成或消耗量雖然很少，但在尾氣中占有一定的數(shù)量，將會(huì)影響到含硫尾氣的達(dá)標(biāo)排放。(3) 尾氣處理單元生產(chǎn)基本原理硫磺回收處理單元采用SCOT工藝，在催化劑作用下，在低壓力（0.023MPa表壓）和300溫度條件下，硫及硫化物和氫氣發(fā)生加氫反應(yīng)，還原成硫化氫。還原的硫化氫通過脫硫溶劑MDEA吸收使硫磺回收尾氣達(dá)標(biāo)排放，含硫化氫的富液進(jìn)入溶劑再生塔再生，生成的硫化氫再進(jìn)入硫磺回收裝置。反應(yīng)原理如下：Sn+nH2nH2SSO2+3H22H2O+H2SCOS+H2OCO2+H2SCS2+2H2OCO2+2H2S以上反應(yīng)發(fā)生在加氫催化劑上溫度300的條件下。氣體脫硫采用MDEA溶液作為溶劑，通過MDEA本身的堿性對(duì)硫化氫等酸性介質(zhì)進(jìn)行吸收，吸收后的溶液經(jīng)過再生脫除硫化氫后循環(huán)使用。MDEA是Fluor公司最早開發(fā)的脫硫劑，在腐蝕性、溶解降解及發(fā)泡等問題上有較強(qiáng)的優(yōu)越性，80年代我國(guó)開始使用，90年代世界各大煉油廠廣泛使用。MDEA從本身結(jié)構(gòu)來說是叔胺脫硫劑，而且堿性較弱，與二氧化碳的結(jié)合力較弱，在二氧化碳與硫化氫共存時(shí)，可以對(duì)硫化氫進(jìn)行有選擇的吸收，從而可以降低溶劑再生的負(fù)荷，降低裝置能耗。MDEA吸收原理為：（HOCH2CH2）2NCH3+H2S(HOCH2CH2)2NH+CH3+HS-（瞬間反應(yīng)）由于叔胺分子氮原子上沒有氫原子不能和CO2直接反應(yīng)，必須通過下列過程：CO2+H2OH+HCO3(慢反應(yīng))H+（HOCH2CH2）2NCH3（HOCH2CH2）2NH+CH3（瞬間反應(yīng)）CO2+H2O+（HOCH2CH2）2NCH3（HOCH2CH2）2NH+CH3+HCO3由于反應(yīng)速度極慢，所以MDEA對(duì)H2S具有較高的選擇性。(4) 液硫脫氣單元基本原理硫磺回收部分產(chǎn)出的液態(tài)硫磺進(jìn)入液硫脫氣池,為了避免液硫中溶解的少量硫化氫在成型包裝過程中對(duì)環(huán)境造成污染，并損害操作人員的健康，需要對(duì)液硫進(jìn)行脫氣處理。液硫脫氣的主要方法有鼓泡脫氣法和循環(huán)脫氣法。鼓泡脫氣法是通過特殊的鼓泡設(shè)施將空氣或硫磺尾氣分散注入脫氣池的液硫?qū)?，將液硫中溶解的H2S吹脫進(jìn)入氣相，至尾氣焚燒爐中焚燒。由于大量的氣體進(jìn)入脫氣池，氣相的硫分壓降低將造成硫的損失，并使尾氣焚燒爐排放煙氣中的SO2增加；液硫脫氣池中的鋼鐵材料不可避免會(huì)生成硫化亞鐵，如果注入空氣，氧氣使硫化亞鐵自燃，有發(fā)生火災(zāi)的潛在危險(xiǎn)。循環(huán)脫氣法是往液硫脫氣池中注入少量的NH3作催化劑，促使以多硫化物形式存在于液硫中的H2S分解；再通過液硫脫氣泵的循環(huán)-噴灑過程使H2S逸入氣相,用吹掃氣-N2將H2S趕出，廢氣用蒸汽噴射器抽出至尾氣焚燒爐中焚燒。循環(huán)脫氣法克服了鼓泡脫氣法的弊端，但該過程存在生成硫酸鹽的復(fù)雜反應(yīng)，有可能形成固體沉積物。本裝置采用循環(huán)脫氣法。在液硫脫氣工藝中，氣態(tài)氨起著催化劑的作用，將氣態(tài)氨直接注入液硫中，可顯著地促進(jìn)多硫化物的分解成H2S，從而提高工藝效率。該工藝過程可用下式表示：注氨氣液接觸與霧化H2Sx 溶解態(tài)的H2S 氣態(tài)的H2S脫氣操作溫度應(yīng)保持在140155之間，脫氣時(shí)間一般為12小時(shí)。(5) 加氫催化劑預(yù)硫化與鈍化過程基本原理加氫催化劑中的活性組分鈷、鉬起初是以氧化態(tài)形式存在的，經(jīng)硫化處理后將其變成硫化態(tài)，活性組分才對(duì)加氫還原起催化作用。催化劑的預(yù)硫化要求在200300之間、有氫、有H2S存在的情況下進(jìn)行，預(yù)硫化期間催化劑上的硫含量能達(dá)到3%（W）左右，完全硫化后硫含量約為6%（W）。預(yù)硫化是放熱反應(yīng)，應(yīng)防止催化劑過熱。裝置停車時(shí)，需對(duì)催化劑進(jìn)行鈍化處理，即將沉積在催化劑表面的FeS氧化為Fe2O3和SO2，避免FeS暴露在空氣中劇烈氧化，并導(dǎo)致催化劑過熱而失去活性。加氫催化劑鈍化的過程中，床層溫度要求控制在6070之間。1.1.3 工藝流程說明(1) 酸性水汽提單元上游裝置來的酸性水混合后進(jìn)入酸性水汽提裝置的原料水脫氣罐（D-2511），脫出溶于酸性水中的輕烴組份至低壓瓦斯管網(wǎng)。脫氣后的酸性水進(jìn)入原料水罐（D-2512/1,2）靜置、除油；污油經(jīng)罐中的收集裝置集中進(jìn)入污油罐（D-2516），再經(jīng)污油泵（P-2512）送出裝置。脫油后的酸性水經(jīng)原料水泵（P-2511/1,2）升壓，送至原料水凈化水換熱器（E-2512/1,2），與酸性水汽提塔（C-2511）底的凈化水換熱升溫到95左右后進(jìn)入汽提塔（C-2511）中上部；酸性水汽提塔（C-2511）的熱源由汽提塔底重沸器（E-2511）提供，1.0Mpa過熱蒸汽通入汽提塔底重沸器（E-2511）管程，使進(jìn)入重沸器的酸性水部分汽化，蒸汽凝結(jié)水進(jìn)入凝結(jié)水罐（D-2515）,經(jīng)調(diào)節(jié)閥控制液位后再送至硫磺回收裝置凝結(jié)水回收系統(tǒng)。在酸性水汽提塔（C-2511）內(nèi)，污水中的H2S、NH3被汽提出，進(jìn)入氣相至塔頂。塔頂混合氣是含H2S、NH3的蒸汽，經(jīng)過汽提塔頂空冷器（A-2511/1,2）冷凝冷卻至85后，進(jìn)入汽提塔頂回流罐（D-2517）進(jìn)行氣、液分離，罐頂分出的含氨酸性氣送至硫磺回收裝置；罐底液相經(jīng)汽提塔頂回流泵（P-2513/1,2）送回汽提塔頂作回流。塔底產(chǎn)品是合格的凈化水溫度約為131，經(jīng)原料水凈化水換熱器（E-2512/1,2）與原料水換熱，溫度降至75，再經(jīng)凈化水泵（P-2514/1,2）升壓后，一部分直接送出裝置供各裝置回用；另一部分經(jīng)凈化水冷卻器（E-2513/1,2）冷卻到50送出，作為其他裝置的回用水或排至污水處理場(chǎng)深度凈化。(2) 硫磺回收單元自上游裝置及再生部分來的酸性氣經(jīng)酸性氣緩沖罐（D-2611）脫液后，與酸性水汽提來的含氨酸性氣混合后進(jìn)入制硫燃燒爐（F-2611）進(jìn)行高溫轉(zhuǎn)化反應(yīng)。燃料氣從凈化瓦斯管網(wǎng)引進(jìn)燃料氣緩沖罐（D2614）經(jīng)過分液后從燃料氣分液罐頂進(jìn)制硫燃燒爐和尾氣焚燒爐?？諝鈴目諝夤娘L(fēng)機(jī)（K2611/1.2）出口經(jīng)兩路調(diào)節(jié)后進(jìn)制硫燃燒爐，一路空氣用酸性氣管線上的酸性氣流量和測(cè)定的硫化氫濃度調(diào)節(jié)，另一路空氣用制硫尾氣分液罐（D-2612）出口過程氣管線上的硫化氫/二氧化硫比例分析儀調(diào)節(jié)。酸性氣和空氣在燃燒爐按比例燃燒，配入的風(fēng)量使烴類完全燃燒，1/3的硫化氫燃燒生成二氧化硫。自F-2611排出的高溫過程氣一小部分通過高溫?fù)胶祥y（TV-2611）調(diào)節(jié)一級(jí)轉(zhuǎn)化器（R-2611）的入口溫度,其余部分進(jìn)入制硫余熱鍋爐（ER-2611）冷卻至約350,制硫余熱鍋爐殼程發(fā)生1.1MPa蒸汽回收余熱。從制硫余熱鍋爐出來的過程氣進(jìn)入一級(jí)冷凝冷卻器（E-2611）,過程氣被冷卻至160,一級(jí)冷凝器殼程發(fā)生0.4MPa低壓蒸汽，在E-2611管程出口，冷凝下來的液體硫磺與過程氣分離，自底部進(jìn)入硫封罐（D-2613），頂部出來的過程氣經(jīng)高溫?fù)胶祥y調(diào)節(jié)至275進(jìn)入一級(jí)轉(zhuǎn)化器（R-2611），在催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)，過程氣中的H2S和SO2進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為元素硫。反應(yīng)后的氣體先進(jìn)過程氣換熱器（E-2614）管程回收部分余熱，溫度降至280，再進(jìn)入二級(jí)冷凝冷卻器（E-2612）被冷卻至160，E-2612冷凝下來的液體硫磺，在管程出口與過程氣分離，自底部流出進(jìn)入硫封罐（D-2613），頂部出來的過程氣再經(jīng)過程氣換熱器（E-2614）殼程加熱至230進(jìn)入二級(jí)轉(zhuǎn)化器（R-2612），在催化劑的作用下繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，使過程氣中剩余的H2S和SO2進(jìn)一步發(fā)生催化轉(zhuǎn)化，反應(yīng)后的氣體進(jìn)入三級(jí)冷凝冷卻器（E-2613）,過程氣溫度自256被冷卻至160，在E-2613管程出口，被冷凝下來的液體硫磺與過程氣分離自底部流出進(jìn)入硫封罐（D-2613）,頂部出來的制硫尾氣進(jìn)入制硫尾氣分液罐（D-2612）分出攜帶的液硫后至尾氣處理部分。匯入硫封罐的液硫自流進(jìn)入液硫池（T-2611），在NH3氣的作用下，液硫中的有毒氣體被分出，送至尾氣焚燒爐焚燒。脫氣后的液硫用液硫提升泵（P-2612/1,2）送至液硫成型部分，進(jìn)行成型包裝后即為產(chǎn)品硫磺。(3) 尾氣處理單元尾氣自D-2612頂部出來，進(jìn)入尾氣加熱器（E-2621），與蒸汽過熱器（E-2623）出口的高溫?zé)煔鈸Q熱，溫度升到300，混氫后進(jìn)入加氫反應(yīng)器（R-2621），在加氫催化劑的作用下進(jìn)行加氫、水解反應(yīng)，使尾氣中的SO2、S2、COS、CS2還原、水解為H2S。反應(yīng)后的高溫氣體進(jìn)入尾氣急冷塔（C-2621）下部，與急冷水逆流接觸、水洗冷卻至40。尾氣急冷塔使用的急冷水，用急冷水循環(huán)泵(P-2621/1,2)自C-2621底部抽出，經(jīng)急冷水冷卻器（E-2624）冷卻至40后返C-2621循環(huán)使用，為了防止設(shè)備腐蝕，需在急冷水中注入NH3，以調(diào)節(jié)其pH值保持在78。急冷降溫后的尾氣自急冷塔頂出來進(jìn)入尾氣吸收塔（C-2622）。自胺液再生系統(tǒng)來的MDEA貧胺液（25的MDEA液）進(jìn)入尾氣吸收塔（C-2622）上部，與尾氣急冷塔來的尾氣逆流接觸，尾氣中的H2S被吸收。吸收H2S后的MDEA富液，經(jīng)富液泵（P-2622/1,2）送返胺液再生系統(tǒng)進(jìn)行溶劑再生。自吸收塔頂出來的凈化尾氣（總硫300ppm）進(jìn)入尾氣焚燒爐（F-2621），在600左右高溫下，將凈化尾氣中殘留的硫化物焚燒生成SO2，焚燒后的高溫?zé)煔膺M(jìn)入蒸汽過熱器（E-2623）中回收余熱，使來自制硫余熱鍋爐（ER-2611）的1.1Mpa蒸汽過熱至250，出口煙氣溫度降至約538，再進(jìn)入尾氣加熱器（E-2621）加熱制硫尾氣，出口煙氣溫度降至419，摻入冷空氣使溫度降至380以下，由煙囪（S-2621）排入大氣。胺液再生單元中自催化來的富胺液和硫磺回收尾氣吸收部分來的富胺液進(jìn)入富液過濾器（SR-2631）過濾后，經(jīng)過閃蒸前貧富胺液換熱器(E-2632/1,2)管程，與從閃蒸后貧富液換熱器（E-2632/3,4）出來的高溫貧胺液換熱至65左右進(jìn)入富液閃蒸罐（D-2633），閃蒸出的輕烴送至尾氣焚燒爐（F-2621）焚燒，富胺液由D-2633底部引出經(jīng)閃蒸后富液泵（P-2631/1,2）升壓后進(jìn)入閃蒸后貧富胺液換熱器(E-2632/3,4)管程，與從溶劑再生塔（C-2631）底出來的高溫貧胺液換熱至95左右進(jìn)入溶劑再生塔（C-2631）上部第22板，經(jīng)過塔板自上而下的熱交換和質(zhì)交換過程，塔底獲得的貧胺液經(jīng)再生塔底貧液泵（P-2635/1,2）升壓后，先后進(jìn)入閃蒸后貧富液換熱器(E-2632/3,4)和閃蒸前貧富液換熱器(E-2632/1,2)殼程回收余熱至約66，再經(jīng)過貧液水冷器（E-2633/1,2）冷卻至約40，進(jìn)入貧胺貯罐（D-2634）儲(chǔ)存，D-2634內(nèi)的貧胺液經(jīng)貧胺液泵（P-2633/1,2）升壓后一部分送至硫磺回收單元，一部分貧胺液經(jīng)過貧胺過濾器（SR-2632）去除雜質(zhì)后打循環(huán)，其余貧胺液經(jīng)貧胺液外送泵（P-2636/1,2）升壓后送至催化。再生塔(C-2631)底部的胺液進(jìn)入再生塔底重沸器(E-2631)，用0.3Mpa（g）蒸汽加熱，為富胺液再生提供熱源；再生塔底重沸器(E-2631)產(chǎn)生的凝結(jié)水進(jìn)入疏水閥后送往凝結(jié)水管網(wǎng)。再生塔(C-2631)頂部的含H2S蒸汽經(jīng)過再生塔頂空冷器(A-2631/1,2)和再生塔頂水冷器（E-2634）降溫至40進(jìn)入再生塔頂回流罐(D-2631)，凝液經(jīng)再生塔頂回流泵(P-2632/1,2)返回再生塔(C-2631)頂作回流；塔頂回流罐(D-2631)頂?shù)臍庀嗨嵝詺馑椭亮蚧厥諉卧髟稀９に囋瓌t流程圖見附錄。1.2 原料及產(chǎn)品性質(zhì)1.2.1 原料性質(zhì)(1) 原料酸性水中含S=約8000mg/l，含NH3-N約5000mg/l。(2) 酸性氣：各裝置來的酸性氣與胺液再生酸性氣組成如下：組成H2SCO2H2O合計(jì)V77.5817.524.90100酸性水汽提裝置來的含氨酸性氣組成如下：組成H2SNH3H2O合計(jì)V36.4644.9618.58100(3) H2S的性質(zhì) 物理性質(zhì)H2S是一種無色，具有臭雞蛋氣味的可燃劇毒氣體?？諝庵谢煊?100000就能被察覺到，達(dá)到12000就會(huì)引起中毒，濃度大時(shí)臭味不如濃度小時(shí)顯著，甚至無味。熔點(diǎn)：85.6沸點(diǎn):-60.75臨界溫度:100.4密度(沸點(diǎn)時(shí)):0.993kg/L自燃點(diǎn):在空氣中246，在氧氣中220與空氣混合的爆炸極限：4.30%45.5%與NO混合的爆炸極限：2055電離常數(shù)：25時(shí)Ka19.110-8；Ka21.110-12 化學(xué)性質(zhì)H2S在空氣中燃燒時(shí)，帶有淡藍(lán)色火焰。不同的空氣量，燃燒得到的產(chǎn)物不同。在過量的氧的情況下：H2S32O2H2O+SO2+Q在不足的氧的情況下:H2S12O2H2O+S+QH2S具有較強(qiáng)的還原能力，在常溫下能被空氣氧化：2H2SO22H2O+2SH2S溶于水，1體積的水可以溶解2.5體積（20時(shí)）的H2S，H2S的水溶液叫氫硫酸，氫硫酸是一種較弱的酸，不穩(wěn)定，他會(huì)被水中溶解的O2氧化而析出硫，使H2S水溶液呈混濁。H2S還可以溶于醇胺類溶劑。H2S在水溶液中的電離平衡如下：a. H2S H+HS- K11.110-7b. HS- H+S2- K21.010-15H2S易與金屬反應(yīng)生成硫化物，特別是在加熱或水蒸汽存在的情況下，能和許多氧化物反應(yīng)生成硫化物。H2S對(duì)鋼材的腐蝕嚴(yán)重。FeH2SFeSH2這是硫磺回收裝置設(shè)備、管線腐蝕嚴(yán)重的一個(gè)主要原因，裝置區(qū)空氣中的H2S氣體的最高允許濃度為10mgm3。(4) H2的性質(zhì) 物理性質(zhì)H2是一種無色無味易燃的氣體，不溶于水。H2分子量：2.016，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度：0.0898kg/m3，標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)：252.75，熔點(diǎn)：259.8。爆炸極限：4.075.6，自燃點(diǎn)：570，相對(duì)密度：0.07。 化學(xué)性質(zhì)a. 易燃性：2H2O22H2OQb. 還原劑：3H2SO2 cat加熱 H2S2H2OH2S cat加熱 H2S1.2.2 產(chǎn)品性質(zhì)(1) 凈化水:含S=30mg/l;NH3-N80mg/l(2) 硫磺的物化性質(zhì)常溫下硫磺是一種淡黃色晶體,溫度發(fā)生變化時(shí)可發(fā)生固、液、氣三態(tài)轉(zhuǎn)變.硫磺熔點(diǎn)為112.8-120,自燃點(diǎn)232,著火點(diǎn)250,沸點(diǎn)444.6,密度(1.96-2.07103Kg/m3)，閃點(diǎn)207,不溶于水,易溶于二硫化碳。硫磺的變態(tài)溫度如下:固體(S8) 94.5 單斜晶體(S8) 112.8 黃色易流動(dòng)液體(S8) 160棕色液體(S8) 190 深棕色粘性物(S8) 444.6 黃色氣體(S6)1000 無色氣體(S2)固體硫磺的分子式一般為S8,其結(jié)構(gòu)成馬鞍型,如圖所示。當(dāng)硫磺受熱時(shí),分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,當(dāng)加熱到160時(shí),S8的環(huán)狀開始破裂為開鏈,隨之粘度升高,到190時(shí)粘度最大,繼續(xù)加熱時(shí)長(zhǎng)鏈開始斷裂,粘度又重新下降,在130-160液硫的流動(dòng)性最好.例如143時(shí)粘度為7厘泊,183時(shí)為9000厘泊。在氣態(tài)硫中存在著下列平衡:3S8 4S6 12S2隨著溫度的升高,平衡逐漸向右移動(dòng),當(dāng)接近760時(shí),幾乎全部轉(zhuǎn)化為S2。硫磺的主要化學(xué)性質(zhì)如下: 在空氣中燃燒生成SO2 S+O2SO2 與H2反應(yīng)生成H2S S+H2H2S硫磺的用途:硫磺可用來制造硫酸、CS2，橡膠制品行業(yè),在農(nóng)業(yè)上可用來作殺蟲劑,醫(yī)藥上可用來制造磺胺等藥品.軍事工業(yè)上可用來制造炸藥,食品工業(yè)上用來作蔗糖脫色劑等,在半導(dǎo)體工業(yè)上也有應(yīng)用。(3) 硫磺的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)固體硫磺產(chǎn)品指標(biāo)，符合GB/T2449-2006中一等品的要求。硫磺質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：指標(biāo)名稱優(yōu)等品一級(jí)品合格品硫（S），%99.9099.5099.00水，%0.100.51.00灰分，%0.030.100.20酸度(以H2SO4計(jì))0.0030.0050.02有機(jī)物，%0.030.30.80砷（As），%0.00010.010.05鐵（Fe），%0.0030.005(4) 凈化尾氣：總硫300ppm（V）排放煙氣中SO2排放指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB16297-1996表2中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，排放濃度960mg/m3。1.2.3 中間產(chǎn)品(1) SO2 物理性質(zhì)SO2是一種具有強(qiáng)烈刺鼻的窒息氣味和強(qiáng)烈澀味、無色有毒氣體，廠礦中最大允許濃度0.02mg/L。SO2易冷凝，在常壓下，冷卻至10就可液化，故SO2可做制冷劑。熔點(diǎn)：75.5，沸點(diǎn)-10.02。 化學(xué)性質(zhì)分子式：SO2，分子量：64，SO2易溶于水，20時(shí)，1體積水可溶解40體積的SO2氣體,SO2的水溶液生成亞硫酸(H2SO3)為中強(qiáng)酸，所以在有水或水蒸氣存在的情況下，SO2比H2S更易腐蝕鋼材。SO2既具有氧化性，又具有還原性。如：SO2+2H2S2H2O+3/xSx(SO2氧化劑)2SO2O22SO3(SO2還原劑)（V2O5作催化劑）X為2、4、6因此SO2可用來作漂白劑使許多有色物質(zhì)褪色。(2) COSCOS是原料氣中的烴類在爐內(nèi)燃燒反應(yīng)的產(chǎn)物，生產(chǎn)過程中可以根據(jù)反應(yīng)器出口分析COS的含量來判斷原料氣中的烴含量的多少。 物理性質(zhì)分子式：COS，分子量：60。COS是一種無色無味，易燃的氣體，與空氣混合時(shí)能發(fā)生爆炸。爆炸極限：11.929。熔點(diǎn)為138.2，沸點(diǎn)為50.2，比重為2.10。 化學(xué)性質(zhì)COS消溶于水，易溶于CO2和乙醇,能被水解生成CO2和H2S。COSH2O CO2H2S所以在潮濕的空氣中COS也有H2S的臭味。1.3 催化劑、化學(xué)藥劑性質(zhì)及技術(shù)規(guī)格1.3.1 催化劑技術(shù)要求型號(hào)脫漏氧保護(hù)劑LS971制硫催化劑LS300加氫催化劑LS951T安裝位置R2611/R2612上層R2611/R2612下層R2621主要化學(xué)組成Al2O3Al2O3CoO%（m/m）1.80.3MoO3%(m/m)9.50.5顏色及形狀紅褐色球形白色球形蘭灰色三葉草條形外形尺寸46463.0310比表面積，m2/g260300300比孔容，ml/g0.40.4堆積密度，g/ml0.700.820.650.800.600.70平均壓碎強(qiáng)度,牛/顆130140150磨耗率，%（m/m）0.50.5注：以上數(shù)據(jù)僅供參考，以廠家提供的合格證為準(zhǔn)。1.3.2 N甲基二乙醇胺（MDEA）技術(shù)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目名稱單位數(shù)量1外觀無色或微黃色透明液體2密度g/cm31.0451.0473沸點(diǎn)2532554凝點(diǎn)205粘度（20）PaS0.1026純度重量%有效組分含量95%7折光率1.46001.47008溶解性與水完全互溶注：以上數(shù)據(jù)僅供參考，以廠家提供的合格證為準(zhǔn)。1.3.3 催化劑、化學(xué)藥劑耗量序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格年用量(t)一次裝量(t)1制硫催化劑制硫催化劑LS300脫漏氧保護(hù)催化劑LS9714.00.7611.92.2752加氫催化劑加氫催化劑LS951T1.35.253MDEA溶液25%（W）651601.4 工藝操作指標(biāo)項(xiàng)目單位操作指標(biāo)項(xiàng)目單位工藝指標(biāo)酸性水進(jìn)C-2511溫度95E-2622蒸汽出口壓力MPa0.4(g)C-2511頂溫度123C-2621尾氣進(jìn)口溫度170C-2511頂壓力MPa0.15(g)C-2621尾氣出口溫度40C-2511底溫度131C-2621急冷水進(jìn)口溫度40C-2511回流溫度90C-2621急冷水出口溫度60凈化水出裝置溫度50C-2622尾氣出口溫度40F-2611出口溫度1260F-2621爐膛溫度600ER-2611管程出口溫度330-370E-2623煙氣出口溫度538ER-2611汽包蒸汽出口溫度187E-2623蒸汽出口溫度250ER-2611汽包蒸汽出口壓力MPa1.1(g)E-2623蒸汽出口壓力MPa1.0(g)E-2611管程氣流出口溫度160C-2631進(jìn)料溫度95E-2611.2.3蒸汽出口溫度151C-2631塔頂溫度113R-2611進(jìn)口溫度280C-2631塔底溫度122R-2611出口溫度342C-2631塔頂壓力MPa0.097(g)R-2621進(jìn)口溫度300C-2631塔底壓力MPa0.11(g)R-2621出口溫度339E-2622過程氣出口溫度170E-2622蒸汽出口溫度1511.5 主要控制方案1.5.1 比值控制方案進(jìn)制硫燃燒爐空氣量的調(diào)節(jié)分兩路，其一是空氣量隨酸氣量變化構(gòu)成比值控制系統(tǒng)，從而保證基本空氣量，約占總供風(fēng)量的90。其二是H2S/SO2在線比值分析儀與空氣流量構(gòu)成串級(jí)比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)，進(jìn)一步對(duì)空氣、酸氣配比進(jìn)行修正，從而保證過程氣中H2S與SO2的比值始終為2:1。在串級(jí)比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)無法投用的情況下，則需要根據(jù)H2S/SO2在線比值分析儀顯示的數(shù)據(jù)人為地修正比值器的給定，并達(dá)到過程氣中H2S/SO2的比值為2:1的目的。1.5.2 一、二級(jí)轉(zhuǎn)化器入口溫度控制保證轉(zhuǎn)化器入口溫度穩(wěn)定是提高硫轉(zhuǎn)化率的基本條件之一，設(shè)計(jì)采用高溫?fù)胶祥y自動(dòng)控制一級(jí)轉(zhuǎn)化器的入口溫度。這種直接摻合的溫度控制方案具有反應(yīng)靈敏，控制精度高的特點(diǎn)。二級(jí)轉(zhuǎn)化器的入口溫度由與一級(jí)轉(zhuǎn)化器出口過程氣換熱，其溫度改由過程氣入口閥TV-6114B及旁路閥TV-6114A控制，避免了制硫燃燒爐內(nèi)的液硫與有機(jī)硫進(jìn)入二級(jí)轉(zhuǎn)化器，有利于裝置單程轉(zhuǎn)化率的提高。一級(jí)轉(zhuǎn)化器入口至二級(jí)轉(zhuǎn)化器入口的跨線，主要是在轉(zhuǎn)化器系統(tǒng)升溫及催化劑床層熱浸泡時(shí)使用。在正常生產(chǎn)的情況下，二轉(zhuǎn)入口溫度偏低時(shí)也可以使用。反應(yīng)器溫度的控制，實(shí)際上應(yīng)以床層溫度為主。一轉(zhuǎn)床層溫度一般要求控制在280左右，以有利于有機(jī)硫的水解；二轉(zhuǎn)床層溫度一般要求控制在220左右，以有利于裝置單程轉(zhuǎn)化率的提高。因此轉(zhuǎn)化器入口溫度的設(shè)定是以床層溫度的高低為依據(jù)的。1.5.3 鼓風(fēng)機(jī)停機(jī)自?？刂圃谡Ｉa(chǎn)過程中當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)意外停機(jī)時(shí)，自保系統(tǒng)動(dòng)作，打開酸性氣放火炬SV-6107、SV-6108、氮?dú)獯祾唛ySV-6104，關(guān)閉酸性氣進(jìn)爐閥SV-6102、SV-6103和空氣進(jìn)爐閥SV-6101，從而保證裝置的安全生產(chǎn)。1.6 裝置物料平衡與能量消耗1.6.1 酸性水汽提裝置(1) 物料平衡項(xiàng)目名稱WtKg/h104t/a進(jìn)料酸性水進(jìn)裝置1006000048合計(jì)1006000048出料凈化水出裝置98.55910047.28酸性氣出裝置1.59000.72合計(jì)1006000048(2) 能耗序號(hào)項(xiàng)目年消耗量能耗系數(shù)能耗單位數(shù)量單位系數(shù)104MJ1循環(huán)冷水104t104MJ/t4.19435.762電104KWh61.34MJ/KWh11.84726.2731.0MPa(g)蒸汽104t7.2MJ/t318222910.44凝結(jié)水104t7.2MJ/t152.81100.165凈化風(fēng)104Nm324MJ/Nm31.5938.26氮?dú)?04Nm362.4MJ/Nm36.28391.9合計(jì)23402.37酸性水汽提裝置： 全年能耗：23402.37104MJ全年酸性水處理量：48104t; 單位計(jì)算能耗：487.55MJ/t酸性水1.6.2 硫磺回收裝置(1) 物料平衡 制硫部分項(xiàng)目名稱WtKg/h104t/a進(jìn)料進(jìn)裝置酸性氣36.1740753.26制硫用空氣63.8371905.75合計(jì)100112659.01出料硫磺22.4325292.03制硫尾氣77.5787366.98合計(jì)100112659.01 尾氣處理部分項(xiàng)目名稱WtKg/h104t/a進(jìn)料制硫尾氣20.5687366.98空氣6.8529062.32燃料氣0.22920.07MDEA(25貧液)72.363071624.59合計(jì)1004245033.96出料排放廢氣22.7696637.73MDEA(富液)73.043100724.81急冷水(至污水汽提)4.217801.42合計(jì)1004245033.96 溶劑再生部分項(xiàng)目名稱WtKg/h104t/a進(jìn)料硫磺來富液54.743100724.81II催來富液45.262563420.51合計(jì)1005664145.32出料去硫磺貧液(25)54.233071624.57去硫磺酸性氣1.468270.67去II催貧液44.312509820.08合計(jì)1005664145.32(2) 能耗 硫磺回收單元序號(hào)名稱年消耗量能耗系數(shù)能耗單位數(shù)量單位系數(shù)104MJ1循環(huán)冷水104t104MJ/t4.19435.762除氧水104t8MJ/t385.193081.523電104KWh128.36MJ/KWh11.841519.7841.0Mpa(g)蒸汽104t-4.64MJ/t3182-14764.4850.3MPa(g)蒸汽104t-1.12MJ/t2763-3094.566凝結(jié)水104t-1.6MJ/t152.8-244.487凈化風(fēng)104Nm380MJ/Nm31.59127.28燃料氣104t0.12MJ/t418685024.16合計(jì)-7915.10硫磺回收單元：全年能耗：-7915.10104MJ全年硫磺產(chǎn)量：20000t單位硫磺計(jì)算能耗：-3957.55MJ/t硫磺 胺液再生單元序號(hào)名稱年消耗量能耗系數(shù)能耗單位數(shù)量單位系數(shù)104MJ1循環(huán)冷水104t192MJ/t4.19804.482除鹽水104t0.008MJ/t90.307.2243電104KWh59.82MJ/KWh11.84708.3240.3MPa(g)蒸汽104t5.84MJ/t276316135.925凝結(jié)水104t-5.84MJ/t152.8892.356凈化風(fēng)1044Nm316MJ/Nm31.5925.47氮?dú)?04Nm380MJ/Nm36.28502.4合計(jì)17291.39胺液再生單元：全年能耗：17291.39104MJ全年再生胺液量：56.64104t單位胺液計(jì)算能耗：305.29MJ/t胺液2. 操作法2.1 污水汽提塔C-2511及其相關(guān)操作該塔的操作與溶劑再生塔的操作基本相似原料污水進(jìn)入污水汽提塔C-2511,在一定溫度、壓力下發(fā)生解析產(chǎn)生含氨酸氣,同時(shí)原料污水得到凈化,含氨酸氣經(jīng)汽提塔頂回流罐D(zhuǎn)-2517脫水后進(jìn)入硫磺裝置處理。原料污水要發(fā)生解析必須達(dá)到一定的溫度所需熱量有汽提塔底重沸器E-2511提供.FIC5202通過調(diào)節(jié)蒸汽量來保持塔頂溫度。蒸汽經(jīng)塔底重沸器E-2511供熱后進(jìn)入凝結(jié)水罐D(zhuǎn)-2515,其液位用LICA5202來控制。E-2511蒸汽量與裝置內(nèi)的蒸汽壓力密切相關(guān),當(dāng)蒸汽量改變時(shí),一定要注意保持1.0MPa蒸汽壓力。若蒸汽