齊魯石化第三硫磺改擴(kuò)建裝置操作規(guī)程

第三硫磺改擴(kuò)建裝置操作規(guī)程

（試用本）

勝利煉油廠編

目錄

第一部分第三硫磺改擴(kuò)建.....................................................................1

硫磺回收及尾氣處理裝置工藝手冊...............................................................1

第一章總述............................................................................1

第二章產(chǎn)品及副產(chǎn)品說明...............................................................3

第三章化工原材料.......................................................................5

第四章消耗指標(biāo)及能耗...................................................................7

第五章裝置物料平衡....................................................................11

第六章工藝流程簡述....................................................................12

第七章生產(chǎn)工藝卡片....................................................................17

第八章生產(chǎn)控制分析表..................................................................19

第九章設(shè)備規(guī)格及技術(shù)特性.............................................................20

第二部分儀表自動控制報(bào)警與連鎖............................................................57

第一章概述..........................................................................57

第二章儀表部分......................................................................60

第三部分第三硫磺改擴(kuò)建....................................................................89

硫磺回收及尾氣處理裝置崗位操作法............................................................89

第一章制硫燃燒爐的操作...............................................................89

第二章制硫轉(zhuǎn)化器的操作...............................................................92

第三章尾氣焚燒爐的操作...............................................................95

第四章加氫反應(yīng)器的操作...............................................................96

第五章制硫余熱鍋爐ER401的操作......................................................98

第六章冷換設(shè)備的操作.................................................................103

第七章尾氣急冷塔C501的操作..........................................................104

第八章吸收塔C502的操作............................................................106

第九章再生塔C503的操作..............................................................111

第十章液硫脫氣操作...................................................................114

第十一章硫回收常用計(jì)算...............................................................116

第四部分第三硫磺改擴(kuò)建...................................................................118

硫磺回收及尾氣處理裝置開停工方案...........................................................118

第一章第三硫磺改擴(kuò)建硫磺回收及尾氣處理裝置開工方案..................................118

第二章第三硫磺改擴(kuò)建硫磺回收及尾氣處理裝置停工方案.................................129

第五部分第三硫磺改擴(kuò)建...................................................................136

硫磺回收及尾氣處理裝置生產(chǎn)處理預(yù)案.........................................................136

第六部分第三硫磺改擴(kuò)建...................................................................142

硫磺回收及尾氣處理裝置試運(yùn)行方案...........................................................142

第一章聯(lián)合大檢查.....................................................................142

第二章管線吹掃及水洗...............................................................145

第三章試壓、氣密.....................................................................156

第四章聯(lián)動試車及水聯(lián)運(yùn)...............................................................162

第五章MDEA系統(tǒng)化學(xué)清洗...........................................................164

第六章胺液配制.....................................................................165

第七章電加熱器烘爐、烘器方案......................................................166

第八章瓦斯烘爐、熱態(tài)考核方案......................................................167

第九章熱態(tài)考核......................................................................170

第十章特殊方案及附表..............................................................172

第十一章聯(lián)鎖說明.....................................................................185

第一部分第三硫磺改擴(kuò)建

硫磺回收及尾氣處理裝置工藝手冊

第一章總述

1.裝置概況

第三硫磺回收裝置擴(kuò)能改造包括新建8萬噸/年硫磺回收部分、與8萬噸/年硫磺回收相配套的尾氣處

理部分及溶劑再生等三部分。裝置開工時數(shù)按8400小時計(jì)算，為連續(xù)生產(chǎn)。硫磺回收裝置采用部分燃燒

法兩級Claus制硫工藝及中石化的SSR尾氣處理工藝。溶劑再生采用成熟的熱再生工藝。除關(guān)鍵的國內(nèi)不

能生產(chǎn)或質(zhì)量不過關(guān)的設(shè)備、儀表從國外引進(jìn)外，其他設(shè)備均國產(chǎn)化。

1.1建設(shè)規(guī)模

硫磺回收裝置年產(chǎn)硫磺約80020.5噸(?228.63t/d)。溶劑再生規(guī)模約為110噸/小時。

1.2建設(shè)性質(zhì)

第三硫磺回收裝置擴(kuò)能改造是中石化股份有限公司齊魯分公司重油深加工及安全隱患治理技術(shù)改造

項(xiàng)目的配套子項(xiàng)目，屬于改造項(xiàng)目。

1.3設(shè)計(jì)依據(jù)

1.3.1《齊魯石化公司工程部關(guān)于中國石化股份有限公司齊魯分公司重油深加工及安全隱患治理技術(shù)改

造項(xiàng)目硫磺裝置改造河系統(tǒng)配套工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)委托的函》齊魯石化公司工程部

1.3.2《中國石化股份有限公司齊魯分公司重油深加工及安全隱患治理技術(shù)改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告》

中國石化工程建設(shè)公司(SEI)：《8萬噸/年硫磺回收及尾氣處理裝置補(bǔ)充材料》、《油品在線調(diào)和設(shè)施補(bǔ)充

材料》(SWPEC)

1.3.3中國石化股份有限公司《關(guān)于齊魯分公司深加工及安全隱患治理技術(shù)改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告的

批復(fù)》石化股份計(jì)[2006]420號中國石油化工股份有限公司總裁辦公室

1.3.4《石油化工裝置基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)內(nèi)容規(guī)定》(SHSG-033-2003)中國石油化工集團(tuán)公司

1.3.5《中國石化股份有限公司齊魯分公司重油深加工及安全隱患治理技術(shù)改造項(xiàng)目安全欲評價(jià)報(bào)告》

及評審意見

1.3.6《中國石化股份有限公司齊魯分公司重油深加工及安全隱患治理技術(shù)改造項(xiàng)目職業(yè)病危害欲評價(jià)

報(bào)告書》及評審意見

1.3.7《中國石化股份有限公司齊魯分公司重油深加工及安全隱患治理技術(shù)改造項(xiàng)目環(huán)境影響欲評價(jià)報(bào)

告書》及評審意見

1.3.8與項(xiàng)目有關(guān)的歷次會議紀(jì)要

1.3.9齊魯分公司及勝利煉油廠提供的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和條件

I

1.3.10有關(guān)生產(chǎn)商提供的技術(shù)數(shù)據(jù)

1.4工藝特點(diǎn)

1.4.1裝置重要工藝參數(shù)全部引至室內(nèi)DCS系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和操作。

1.4.2制硫余熱鍋爐ER401設(shè)計(jì)為中壓煙管鍋爐，充分利用制硫燃燒爐F401的高溫供熱源，發(fā)生3.5MPa

(g)中壓蒸汽，經(jīng)過熱到450℃并網(wǎng)。

1.4.3進(jìn)一級轉(zhuǎn)化器R401的過程氣溫度由高溫?fù)胶祥y自動控制，進(jìn)二級轉(zhuǎn)化器R402的過程氣溫度用過

程氣換熱器旁路控制。進(jìn)加氫反應(yīng)器的尾氣，與尾氣焚燒爐高溫氣換熱，并設(shè)換熱旁路自動調(diào)節(jié)反應(yīng)器入

口溫度，省去加氫還原爐一臺。

1.4.4進(jìn)制硫燃燒爐的酸性氣和空氣采用比值調(diào)節(jié)器進(jìn)行配比調(diào)節(jié)，在硫磺尾氣分液罐D(zhuǎn)405出口過程氣

線上設(shè)IbS/SOz在線分析儀，反饋微調(diào)進(jìn)燃燒爐的空氣量。

1.4.5尾氣急冷塔與尾氣吸收塔重疊組合為一體，節(jié)省了占地面積。

1.4.6尾氣急冷塔急冷水和尾氣胺液解析塔頂回流全部采用空冷，降低了能耗。

1.5工藝技術(shù)路線

本裝置制硫的基本工藝是采用部分燃燒法，使酸性氣在燃燒爐內(nèi)燃燒，其中的NH,和燒類組份被完全

氧化分解，而H2s不完全燃燒，約60?65%直接轉(zhuǎn)化成元素硫，其余的H2S又有1/3轉(zhuǎn)化為S02,H2s和S02

在催化劑條件下發(fā)生低溫克勞斯(Claus)反應(yīng)，制硫轉(zhuǎn)化率達(dá)97%以上，殘余HzS及SOz和未捕集下的S

經(jīng)加氫還原并吸收再生利用，使裝置硫收率達(dá)到99.9%以上。其中F401的單程轉(zhuǎn)化率為71.34%,R401的

單程轉(zhuǎn)化率為61.82%,R402的單程轉(zhuǎn)化率為68.44%,制硫裝置總轉(zhuǎn)化率為96.4%。

1.6生產(chǎn)工藝原理

1.6.1制硫工藝原理

Claus工藝的實(shí)質(zhì)是部分氧化還原反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)式為：

2牘+3。2=2112s+2S0/+Q(1)

2H2S+S02=3/XSX+2H20+Q(2)

(1)與(2)又可寫為：

2H2S+02=2/XSx+2HQ+Q(3)

基于以上反應(yīng)，在酸氣燃燒爐內(nèi)，約60?65%的HzS轉(zhuǎn)化成元素硫。在酸氣燃燒爐內(nèi)，還同時發(fā)生氨

及燒類燃燒反應(yīng)：

4NH3+3O2―N2+6H20+Q(4)

CH4+2O2-CO2+2H2O+Q⑸

HZS+COLCOS+IM+Q(6)

2

2LS+C02fCSz+2112+Q⑺

在轉(zhuǎn)化器中H2S與SO?在催化劑作用下繼續(xù)發(fā)生低溫Claus反應(yīng)，如式(2),同時還發(fā)生有機(jī)硫的水

解反應(yīng)。

C0S+H20-H2S+C02-Q(8)

CS2+2HQ-2H2S+CO2-Q⑼

通過一段高溫反應(yīng)和兩級催化反應(yīng)，H2s轉(zhuǎn)化率可達(dá)97%以上。

1.6.2尾氣處理工藝原理：

含有一定量ES、SO?、Sx的制硫尾氣在催化劑的作用下，進(jìn)行加氫反應(yīng)：

S02+3H2-ll2S+2H20(10)

SX+XH2-XH2S(11)

同時存在極少量的式(8)、(9)的反應(yīng)。

加氫尾氣中HS由MDEA吸收，凈化尾氣經(jīng)焚燒爐焚燒后排大氣，吸收了H6的MDEA經(jīng)解析得到再生

酸氣返回制硫部分處理。

第二章產(chǎn)品及副產(chǎn)品說明

2.1硫磺的物化性質(zhì)

常溫下硫磺是一種淡黃色晶體，溫度變化時可發(fā)生固、液、氣三態(tài)轉(zhuǎn)變。硫磺熔點(diǎn)112.8~120℃自

燃點(diǎn)232C,著火點(diǎn)250C,沸點(diǎn)：444.6C,密度1.96?Z.OTXIO&g/m:閃點(diǎn)207℃,不熔于水，易溶

于二硫化碳。

硫磺的變態(tài)溫度如下：

固體(&)=94.單斜晶體112.8℃,黃色易流動液體(SO160C棕色液體

(Ss)190℃:色粘性物(S.)444.6C色氣體℃(Se)1000?c

無色氣體($2)。

固體硫磺的分子式一般為s8,其結(jié)構(gòu)成馬鞍型，當(dāng)硫磺變受熱時，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，當(dāng)加熱到160℃

時，S,的環(huán)狀開始破裂為開鏈，隨之粘度升高，到190℃時粘度最大，繼續(xù)加熱時，長鏈開始發(fā)生斷裂，

粘度又重新下降，在130C?160℃液硫的流動性最好，例如143c時粘度為7厘泊，183c時為9000厘泊。

在氣態(tài)硫中存在著下列平衡：

3S8-4S6-12S2

3

隨著溫度的升高，平衡逐漸向右移動，當(dāng)接近760C時，幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)?。

硫磺主要化學(xué)性質(zhì)如下：

1）在空氣中燃燒生成S02

S+02魁S02

2）與4反應(yīng)生成H2s

S+H2300℃H2S

硫磺的用途：硫磺可以用來制造硫酸，cs2,橡膠制品行業(yè)，在農(nóng)業(yè)上可以用來作殺蟲劑，醫(yī)藥上可用

制造磺胺等藥品，軍事工業(yè)上用來制造炸藥，食品工業(yè)上用來作蔗糖脫色等，在半導(dǎo)體工業(yè)上也有應(yīng)用。

2.2產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

產(chǎn)品硫磺（固體或液體）的質(zhì)量符合國家工業(yè)硫磺標(biāo)準(zhǔn)，GB2449—92中一級品要求。

純度299.50%(W)

水份WO.5%(W)

灰份<0.1%(W)

酸度WO.005%(W)

有機(jī)物WO.3%(W)

神(AS)WO.01%(W)

鐵(Fe)WO.005%(W)

裝置改擴(kuò)建后生產(chǎn)的大部分液體硫磺經(jīng)管道輸送至第三硫磺回收裝置已有的液硫儲罐，用汽車運(yùn)輸出

廠。小部分液體硫磺經(jīng)管線輸送至成型機(jī)冷卻固化為半球狀小顆粒，經(jīng)包裝后成為50kg的袋裝產(chǎn)品，用

汽車運(yùn)輸出廠。

4

第三章化工原材料

3.1原料氣來源及組成

硫磺回收及尾氣處理裝置的原料為酸性氣，酸性氣分別來自勝利煉油廠及第二化肥廠，其中煉廠酸性

氣來自溶劑再生及含硫污水汽提等裝置;第二化肥廠酸性氣為資源優(yōu)化項(xiàng)目產(chǎn)生的；酸性氣均用管道輸送

至本裝置。三種酸性氣組成如表3-1

表3-1酸性氣組成及來源

名稱甲醇洗酸性氣汽提塔酸性氣煉油廠酸性氣混合后酸性氣

流量(Nm3/h)2465.061038.464339936.46

溫度（℃）33.7904044

壓力(MPa)0.050.050.060.05

組成(mol%)

H211.720.641.639

CO13.931.456

C0251.5548.854.5820.859

0.27330.21787.885.192

N2

CH.I0.0062.281.477

4.660.487

NH3

Ar0.00750.001

H2S47.5153.7884.6266.967

COS0.66170.00870.165

FLO16.821.758

合計(jì)100.00100.00100.00100.00

備注二化來二化來

注：煉油廠酸性氣流量中包含了本裝置溶劑再部分的酸性氣流量。

3.2催化劑及化學(xué)藥劑

催化劑消耗量見表3-2；制硫催化劑LS-300和LS-971物性見表3-3；尾氣加氫處理催化劑LS-951物

性見表3-4；由廠內(nèi)倉庫供應(yīng)。

5

表3-2催化劑消耗量表

序號名稱一次裝入量（噸）平均壽命（年）

1制硫催化劑LS-30048.04

2制硫催化劑LS-97130.04

3加氫催化劑LS-95124.755

表3-3制硫催化劑物性表

項(xiàng)目質(zhì)量指標(biāo)

型號LS-300LS-971

化學(xué)組成%（w）AL03>90Y-AI2O3+活性組分

物理性質(zhì)

外觀白色固體小球土紅褐色小球

規(guī)格mm中4?6中4?6

比表面積m7g23002260

堆積密度g/cm30.65-0.800.70-0.82

強(qiáng)度N/粒>140>130

磨損率%（W）W0.5<0.5

表3-4尾氣加氫催化劑物性表

項(xiàng)目單位指標(biāo)

化學(xué)組成

MO03%(m/m)210

CoO%(m/m)22.5

物理性質(zhì)

外觀蘭灰色三葉草（條）

規(guī)格mm03X5-10

比表面積m7g2200

孔容ml/g20.35

堆積密度g/cm30.60-0.70

徑向強(qiáng)度N/cm2120

硫磺回收及尾氣處理部分的溶劑：甲基二乙醇胺（MDEA）貧液由本裝置的溶劑再生供給，尾氣吸收后

的富液返回溶劑再生部分處理。脫硫溶劑MDEA特性見表3-5

6

表3-5脫硫溶劑MDEA物性表

名稱甲基二乙醇胺

代號JH-12

比重（d4°1.045?1.047

沸點(diǎn)℃253?255

粘度（20℃）Pa?S0.102

外觀無色或微黃色透明液體

3.3液氨：

硫磺回收及尾氣處部分需胺液約2.5Kg/h,由廠內(nèi)管線輸送至裝置。

3.4氫氣

尾氣加氫使用的催化劑來自加氫裝置；溫度：常溫；壓力：*0.4MPa(g),組成(v%)見表3-6

總計(jì)

H2C0>

75.025.0100.0

3.5磷酸三鈉(Na3Poi'12H.0)

硫磺回收及尾氣處理部分需使用工業(yè)純磷酸三鈉(Na3Pol.12HQ)3.12Kg/h,年耗量約26.208t/a?由

廠倉庫供應(yīng)。

第四章消耗指標(biāo)及能耗

4.1公用物料和能量規(guī)格

4.1.1硫磺回收及尾氣處理部分使用的公用物料能量規(guī)格見表4-1

表4-1

7

序壓力溫度

規(guī)格名稱狀態(tài)備注

號MPa(g)℃

1循環(huán)冷水液>0.3

2循環(huán)熱水液0.2543

3除鹽水液0.440

4新鮮水液>0.3常溫

5消防供水液0.8-1.0常溫

6低壓除氧水液0.8104

7高壓除氧水液5.0104

8電6000V,380V,

93.5MPa(g)蒸汽汽3.4?3.8425-450

10l.OMPa(g)蒸汽汽>0.9240?260

110.35MPa(g)蒸汽汽0.35147

12凈化風(fēng)氣>0.5常溫

13非凈化風(fēng)氣>0.5常溫

14低壓氮?dú)鈿?gt;0.5常溫

15燃料氣氣<0.3540

4.2公用物料能量消耗定額和綜合能耗

4.2.1消耗定額

1）給水水量見表4-2表4-2

序使用地點(diǎn)供水(t/h)

循環(huán)冷水新鮮水除鹽水除氧水凝結(jié)水

1制硫余熱鍋爐20.0

2一級冷凝冷卻器4.52

3二級冷凝冷卻器2.17

4三級冷凝冷卻器1.53

5蒸汽發(fā)生器2.82

6急冷水冷卻器452

7制硫、尾氣鼓風(fēng)機(jī)

8蒸汽、給水、爐水采樣器?01*

9定期排污膨脹器7

10再生塔頂水冷器18

11貧液水冷器350

12胺液再生蒸汽降溫用水0.4

13除氧器37.8

14安全水封罐0.5

合計(jì)8241.031.440.5

注：*間斷使用。

8

2)排水水量見表4-3

表4-3

序使用地點(diǎn)排水(t/h)

號循環(huán)熱水含油污水含硫污水鍋爐排污

1酸性氣緩沖罐不定時、不定量

2尾氣急冷塔4.452

3急冷水冷卻器452

4制硫鼓風(fēng)機(jī)

5蒸汽、給水、爐水采樣器~01*

6定期排污膨脹器?1.0

7再生塔頂水冷器18

8貧液水冷器350

9安全水封罐?0.5

合計(jì)8240.54.4521.0

注：*間斷排放

3)用電量見表4-4

表4-4

數(shù)量

容量(kW)計(jì)算年運(yùn)年用

序電壓(臺)

一號.使用地點(diǎn)備負(fù)荷轉(zhuǎn)電量備注

V操用操作備用

(kW)時數(shù)X10'kWh

作一

1制硫鼓風(fēng)機(jī)(K-401A/B/C)600021400X24006508400546.00

2^^乂的l(K-501A/B)6000112202201758400147.00

3彳摩^風(fēng)機(jī)(K-502)60002201752003.50

4酸t(yī)生水泵(P-401A/B/C)38021221117.6840014.784

5液硫脫氣泵(P-402A/B)3801118.518.513.240005.28

6液磁赫(P-403A/B)380117.57.54.540001.80

7解(水泵(P-404A/B)38011909070840058.80

8急冷水(P-501A/B)38011454535.4840029.736

9富胺液泵g502A/B)38011303020840016.80

10畫睬(卜508A/B)38011331.784001.428

11貧液泵(P-504A/B)38011303020840016.80

12再生塔耐鐳(2301A/B)380230X223X2840038.64

13急冷水過濾器(SR-201)38010.370.373000.0111

14胺液過濾器(SR-303)38010.370.373000.0111

15加藥裝置M-10138013284001.68

16裝置儀表用電1084008.40

17照明2202040008.00

18變壓器損耗584004.20

等十902.8702

9

4)蒸汽產(chǎn)耗及回收凝結(jié)水量見表4-5

表4-5

序設(shè)備蒸汽耗量(t/h)自產(chǎn)蒸汽(t/h)凝結(jié)水(t/h)

設(shè)備名稱

位號l.OMPa0.35MPa3.5MPa0.35MPa0.3MPa

1蒸汽過熱器E-50319.1

2一級冷凝冷卻器E-4014.304

3二級冷凝冷卻器E-4022.071

4三級冷凝冷卻器E-4031.458

5蒸汽發(fā)生器E-5022.685

6設(shè)備及管線夾套2.52.5

7液硫脫氣抽空器EJ-4010.3

8連續(xù)排污膨脹器D-4070.10

9再生塔底重沸器E-5054.6828.11813.2

10除氧器D-4091.40

11消防用汽0.5*

12開停工用汽1.5*

6.382

合計(jì)10.61819.110.61815.7

2.0*

*表示間斷負(fù)荷。

5)燃料氣耗量見表4-6

序號使用地點(diǎn)kg/ht/a備注

1制硫燃燒爐(F-401)?300烘爐用

2尾氣焚燒爐(F-501)6315300.4

合計(jì)5300.4

6)凈化空氣耗量見表4-7

正常量

序號用氣點(diǎn)備注

Nm3/minNmVh

1儀表用凈化空氣2.67160

7)氮?dú)夂牧恳姳?-8

序號用氣點(diǎn)正常量(Nm3/min)最大量(NnrVmin)備注

1裝置吹掃用氣-5檢修時使用

2液硫脫氣(T-401)1.0-連續(xù)

3溶劑貯罐(D-502A/B)0.4連續(xù)

合計(jì)1.45

4.2.2綜合能耗

綜合能耗見表4-9

10

表4-9

年消耗量能耗指標(biāo)能耗

序號項(xiàng)目

單位數(shù)量單位數(shù)量X104MJ

1循環(huán)冷水X104t692.16MJ/t4.192900.1504

2除鹽水Xio4131.752MJ/t10.47332.44344

3除氧水X104t-6.5184MJ/t385.19-2510.822496

4新鮮水Xio410.84MJ/t7.125.9808

5污水X104t4.99968MJ/t33.49167.4392832

6電X104kWh902.8702MJ/kWh11.8410689.98317

73.5MPa蒸汽X104t-16.044MJ/t3684-59106.096

8l.OMPa蒸汽X104t5.36088MJ/t318217058.32016

9凝結(jié)水X104t-12.768MJ/t320.3-4089.5904

10燃料氣X104t0.53004MJ/t4186822191.71472

11凈化風(fēng)X104Nm3134.4MJ/Nm31.59213.696

12氮?dú)釾104Nm370.56MJ/Nm36.28443.1168

合計(jì)-11703.66412

硫磺回收裝置全年能耗為：-11703.66412XIO'MJ,全年硫磺產(chǎn)量為80020.5t,則單位產(chǎn)量（硫磺）計(jì)

算能耗為：T462.58MJ/t。能耗低的主要原因如下：

1）裝置規(guī)模較大，平均能耗較低。

2）硫磺回收采用SSR硫回收工藝，有明顯的節(jié)能降耗作用。

第五章裝置物料平衡

1.制硫部分物料平衡見表5-1

表5-1制硫部分物料平衡

入方出方

組成千克/時噸/日噸/年組成千克/時噸/日噸/年

煉廠酸氣9709233.377688硫黃10132243.580020.5

甲醇酸氣4326104.834916制硫尾氣32287776.1258451

汽提酸氣142834.311430

空氣26783643.8214392

合計(jì)422461016.2338426合計(jì)424191019.6339555

2.尾氣處理部分物料平衡見表5-2

11

表5-2尾氣處理裝置物料平衡

入方出方

組成千克/時噸/日噸/年組成千克/時噸/日噸/年

制硫尾氣32287776.1258451煙氣421561011.75337250

氫氣631.51504酸性氣6651159.6253206

空氣14215341.15