6万吨年硫磺回收和溶剂再生装置总体设计

1、xxxx炼油化工有限公司xx炼化续建项目总体设计共 12 册 第 2 册6万吨/年硫磺回收和溶剂再生装置档案号：bzxxx-1-2.12xx石化工程建设公司xxxx年2月25日编 制 校 对 审 核 审 定目 录1 概述(3)1.1 装置概况(3)1.2 装置组成(3)1.3 工艺流程简述(3)2 原料、产品及化学药剂的技术规格(27)2.1 原料来源及性质(27)2.2 产品性质(27)2.3 催化剂和化学药剂(27)3 消耗定额和消耗量(29)3.1 消耗定额及消耗量(29)3.2 主要节能措施(29)4 界区条件(29)5 自动控制(32)6 设备(34)7 建筑及结构(37)8 环境保

2、护(38)9 劳动安全卫生(39)10 其他(41)11 装置技术经济指标(42)附图1(43)附图2(44)附图3(45)附图4(46)附图5(47)1概述1.1装置概况 本装置硫磺回收单元的公称设计规模为6万吨/年硫磺产品，溶剂再生单元的设计规模为480吨/小时，装置年开工时数按8400小时计算，为连续生产，实行四班三倒制。硫磺回收单元采用部分燃烧法两级claus制硫工艺及齐鲁石化胜利炼油设计院的ssr尾气处理工艺。溶剂再生单元采用常规汽提再生工艺，溶剂为复合型mdea脱硫剂。除关键的国内不能生产或质量不过关的设备、仪表国外进口外，其他设备均国产化。本装置与150吨/时酸性水汽提装置组成一

3、套联合装置1.2装置组成本装置的组成主要有硫磺回收单元和溶剂再生单元。硫磺回收单元由制硫、尾气处理、液硫脱气、尾气焚烧及液硫成型5部分组成，制硫部分为两列设置。溶剂再生单元由一套192吨/小时和一套288吨/小时溶剂再生部分组成。1.3工艺流程简述1.3.1 工艺技术特点 本装置设计的主要工艺特点归纳如下： a）制硫部分采用部分燃烧法两级claus工艺。为提高硫回收率，采取以下措施：在制硫尾气线上设置在线比值分析仪严格控制燃烧炉的配风以尽可能提高制硫转化率；制硫燃烧炉采用烧氨设计，并选用烧氨火嘴；过程气再热采用一级高温掺合，二级气/气换热的再热方式；采用制硫催化剂复合装填，提高有机硫的水解能力

4、和硫的转化率。 b）尾气处理部分采用ssr工艺。与传统的scot工艺比较，取消了在线加热炉设备，使用外供氢作氢源，装置设备规模、台数、控制回路均有所减少，具有投资省、能耗低、占地小的特点。c）为了避免液硫中溶解的少量硫化氢在成型包装过程中会对环境造成污染，并损害操作人员的健康，采用循环脱气法将液硫中的h2s脱除，废气用蒸汽喷射泵抽出至尾气焚烧炉中焚烧。d）尾气焚烧采用热焚烧工艺,将尾气中微量的h2s和其它硫化物氧化成so2后排放以减少对环境的污染，焚烧后的烟气回收热量后，经烟囱排放。e）采用全厂脱硫溶剂的集中再生，可以方便管理、节省投资和占地面积，同时又为硫磺回收单元提供了稳定的酸性气来源，对

5、硫磺回收装置的平稳操作带来很大好处。溶剂再生单元，采用常规汽提再生工艺，溶剂采用复合型mdea脱硫剂，再生塔底重沸器热源采用低压水蒸汽，该方案是被普遍采用的工艺方案，其技术成熟，投资少，能耗低，操作简单，设备及溶剂可全部国产化。由于各个装置对贫液的质量要求不一样，同时考虑到全厂互为备用的问题，因此将溶剂再生单元分为两个部分，分别处理来自加氢装置和干气、液化气脱硫装置的富液，硫磺回收单元的富液一部分送回溶剂再生部分进行再生，另一部分作为半贫液送至干气、液化气脱硫装置。1.3.2 物料平衡 根据全厂工艺总流程，硫磺回收单元的实际规模为4.9万吨/年。考虑到xx炼厂的地理位置，加工原油的变化，本装置

6、制硫部分按两系列设置，每系列的公称处理能力为3万吨/年。 a）硫磺回收单元物料平衡 (年开工按8400小时)序号物料名称%（重）公斤/小时吨/天万吨/年进料1酸性气26.1513107.1314.5711.002空气72.3536266.5870.4030.463燃料气1.5075018.000.63合计10050123.61202.9742.09出料1硫磺14.267149.0171.586.002烟道气74.4337305.1895.3231.333酸性水11.315669.5136.074.76合计10050123.61202.9742.09 b）溶剂再生单元物料平衡 (年开工按8400

7、小时)序号物料名称%（重）公斤/小时吨/天万吨/年进料1干气、液化气脱硫装置富液28.62137400.03297.60115.422ards装置富液45.00216000.05184.00181.44 3柴油加氢循环氢脱硫塔15.0072000.01728.0060.48 4尾气处理部分富液11.3854600.01310.4045.86合计100480000.011520.00403.20出料1干气、液化气脱硫装置贫液12.1458270.81398.5048.952ards装置贫液43.722098805037.11176.303柴油加氢循环氢脱硫塔贫液14.8871403.61713.

8、6959.984尾气处理部分贫液27.33131192.43148.62110.205酸性气1.939253.2222.087.77合计10048000011520.00403.201.3.3主要操作条件 a）硫磺回收单元 1) 制硫燃烧炉 过程气出炉温度： 1250 酸性气入炉压力： 0.05mpa(g) 2) 制硫燃烧炉废热锅炉 过程气出口温度： 350 产生蒸汽压力： 4.0mpa(g) 3) 第一、二、三级硫冷凝器 过程气出口温度： 160 产生蒸汽压力： 0.45mpa(g) 4) 一级转化器 过程气进口/出口温度: 245/305 5) 过程气换热器 管程过程气进口/出口温度: 3

9、05/240 壳程过程气进口/出口温度: 160/225 6) 二级转化器 过程气出口温度: 240 7) 尾气加热器 管程烟气入口/出口温度： 440/300 壳程尾气入口/出口温度： 160/300 8) 加氢反应器 过程气进口/出口温度: 300/330 9) 蒸汽发生器 过程气出口温度 ： 170 蒸汽出口压力： 0.45mpa(g) 10) 蒸汽过热器 壳程蒸汽入口/出口温度： 250/420 11) 急冷塔 尾气进塔/出塔温度： 170/40 12) 吸收塔 胺液进塔/出塔温度： 40/42 13) 尾气焚烧炉 炉膛温度： 700 b）溶剂再生单元 1）再生塔 塔顶/塔底操作温度：

10、 109/123 塔顶/塔底操作压力： 0.1/0.15mpa(g)1.3.4 工艺流程说明 a) 硫磺回收单元（工艺流程图见附图3、4、5）溶剂再生单元来的富h2s酸性气和酸性水汽提装置来的含氨酸性气进入各自的富h2s酸性气分液罐和富nh3酸性气分液罐，将酸性气中所带凝液分离，然后分别进入两列流程相同的制硫部分的制硫燃烧炉内。根据claus反应需氧量，通过比值调节和h2s/ so2在线分析仪反馈数据严格控制进入制硫燃烧炉空气量，使进炉酸性气中的h2s约有65直接生成元素硫，过程气经制硫燃烧炉废热锅炉发生3.5mpa中压蒸汽回收余热，蒸汽经尾气焚烧炉后的蒸汽过热器过热至420并入系统管网。过程

11、气再经第一硫冷凝器发生0.45mpa低压蒸汽，同时将过程气中的元素硫冷凝分出进入硫封罐。根据一级转化器的反应温度要求，第一硫冷凝器出来的过程气经高温掺合阀与制硫燃烧炉燃烧后的一部分高温气流混合升温后，进入一级转化器，在催化剂的作用下，过程气中的h2s和so2进一步转化为元素硫。自一级转化器出来的高温过程气进入过程气换热器，与自第二硫冷凝器出来的过程气换热后，再进入第二硫冷凝器，过程气经第二硫冷凝器发生0.45mpa蒸汽并使元素硫凝为液态，液硫捕集分离后进入硫封罐；由第二硫冷凝器出来的过程气再经过程气换热器加热后进入二级转化器，使过程气中剩余的h2s和so2进一步发生催化转化，二级转化器出口过程

12、气经第三硫冷凝器发生0.45mpa蒸汽并使元素硫凝为液态，液硫被捕集分离进入硫封罐，尾气经尾气分液罐分液后进入尾气处理部分。进入尾气处理部分的制硫尾气，经尾气加热器，与尾气焚烧炉后的高温烟气换热、混氢后进入加氢反应器。在加氢催化剂的作用下so2及cos等硫化物被加氢水解，还原为h2s。进入加氢反应器的h2量是根据加氢反应器后的在线氢分析仪给出的h2浓度信号进行调节的。从加氢反应器出来的气流经蒸汽发生器发生0.45mpa蒸汽回收热量后进入急冷塔，与急冷水直接接触降温。塔底急冷水经急冷水冷却器冷却后重新打入塔内循环使用，因尾气温度降低而凝析下来的、多余的急冷水送至酸性水汽提装置处理。急冷降温后的尾

13、气自塔顶出来进入吸收塔，与溶剂再生部分送来的胺溶液接触吸收其中的h2s，吸收塔顶出来的净化气则进入尾气焚烧部分。在尾气焚烧炉内，净化气中残余的h2s被燃烧为so2，烃类分解成co2和h2o，高温烟气经蒸汽过热器和尾气加热器回收余热，后经烟囱排放。尾气吸收塔使用后的富液由制硫富液泵一部分送回溶剂再生部分进行再生，另一部分作为半贫液送至干气、液化气脱硫装置。两套制硫部分的第一、二、三硫冷却器产出的液态硫磺经硫封罐,再自流进入液硫脱池。为了避免液硫中溶解的少量硫化氢在成型包装过程中会对环境造成污染，并损害操作人员的健康，在液硫池中注入少量的nh3作催化剂促使主要以多硫化物形式存在于液硫中的h2s分解

14、，再通过液硫循环泵的循环喷洒过程使h2s逸入气相。废气通过蒸汽喷射器抽出至尾气焚烧炉中焚烧。脱气后的液硫通过液硫产品泵输送到成型部分成型包装。 b) 溶剂再生单元（工艺流程图见附图1、2） 溶剂再生单元由两套溶剂再生部分组成，一套溶剂再生部分处理自ards装置和柴油加氢装置的富胺液，另一套溶剂再生部分处理自干气、液化气脱硫装置和尾气处理部分的富胺液。下面以其中一套为例来进行流程说明。由ards装置和柴油加氢装置来的富胺液进入富液闪蒸罐，闪蒸出所携带的烃类，闪蒸气自罐顶经压力控制送入火炬放空系统，闪蒸后的富液经富液泵升压后与来自再生塔底的高温贫液在贫富液换热器换热升温后，进入再生塔进行解吸。再生

15、塔所需热量由再生塔底重沸器提供。再生后的贫液由塔底贫液泵抽出与富液换热，再流经贫液空冷器和贫液冷却器冷却到所需温度后进入溶剂储罐。贫液经贫液输送泵抽出一部分送ards装置，另一部分送至柴油加氢装置。再生塔顶部馏出的是解吸后的酸性气体，经再生塔顶空冷器冷凝及再生塔顶后冷器冷却后进入再生塔顶回流罐。回流罐内液体经再生塔顶回流泵抽出打入塔顶做回流用，未冷凝的酸性气由罐顶经压控后送至硫磺回收单元。1.3.5 主要设备规格a）硫磺回收单元 工艺设备表（加热炉、反应器、塔、容器类）序号编 号名 称数量(台)操作介质温度()压力mpa(g)规格及内部结构(设备型式)主体材质金属总重(kg)保 温图号(备注)

16、设计操作设计操作总重合金钢重材质厚度(mm)一加热炉类11203-f-3011204-f-401制硫燃烧炉2酸性气、空气12500.05534008900（切）内衬耐火材料c.s.21205-f-501尾气焚烧炉1尾气、燃料气7000.00526005600（切）内衬耐火材料c.s.小计3二反应器类11203-r-3011204-r-401一级转化器2过程气3050.045340014000（切）（一体设备）内衬隔热衬里c.s.1203-r-3021204-r-402二级转化器22400.03021205-r-501加氢反应器1尾气、h23300.02034009500（切）内衬隔热衬里c.s

17、.小计5续上表序号编 号名 称数量(台)操作介质温度()压力mpa(g)规格及内部结构(设备型式)主体材质金属总重(kg)保 温图号(备注)设计操作设计操作总重合金钢重材质厚度(mm)三塔类11205-c-501急冷塔1水、尾气1600.0152600/220028000(切)重叠布置c.s.+304复合板21205-c-502吸收塔1尾气、胺液420.013c.s.+304复合板小计2四容器类11203-d-301富h2s酸性气分液罐1酸性气400.0624007000(切)（立式）c.s.21203-d-302富nh3酸性气分液罐1酸性气900.0614004500(切)（立式）c.s.3

18、1203-d-3041204-d-404尾气分液罐2尾气1600.0251400/16003900(切)（立式）c.s.41203-d-303酸性水压送罐1酸性水400.510003000(切)（卧式）c.s.续上表序号编 号名 称数量(台)操作介质温度()压力mpa(g)规格及内部结构(设备型式)主体材质金属总重(kg)保 温图号(备注)设计操作设计操作总重合金钢重材质厚度(mm)51203-d-307燃料气分液罐1燃料气400.58003000(切)（立式）c.s.61203-d-308定期排污膨胀器1废水1000.115002500(切)（立式）c.s.71203-d-309连续排污膨胀

19、器1废水1000.115002500(切)（立式）c.s.81203-d-310净化空气罐1空气400.512003000(切)（立式）c.s.91203-d-311非净化空气罐1空气400.512003000(切)（立式）c.s.101203-d-305/a-d1204-d-405/a-d硫封罐8液硫1700.051000/12003800(切) （立式）c.s小计18硫磺回收单元 工艺设备表（管壳式冷换设备类）序号编 号名 称数量(台)操作条件操作介质金属重量(kg)备注温度()压力mpa(g)管程壳程规格型号材 质总重合金11203-b-3011204-b-401制硫燃烧炉废热锅炉212

20、000.05过程气蒸汽1600/21006500（切）c.s.21203-e-3011204-e-401第一硫冷凝器23500.041过程气、液硫蒸汽2000/280010000c.s.31203-e-3021204-e-402第二硫冷凝器22400.033过程气、液硫蒸汽c.s.41203-e-3031204-e-403第三硫冷凝器22400.027过程气、液硫蒸汽c.s.51203-e-3041204-e-404过程气换热器23200.035过程气过程气13008000（切）c.s.61205-b-501蒸汽发生器13300.017尾气蒸汽1600/240010000（切）c.s.7120

21、5-e-501尾气加热器14400.025烟道气尾气17506000（切）低合金钢续上表序号编 号名 称数量(台)操作条件操作介质金属重量(kg)备注温度()压力mpa(g)管程壳程规格型号材 质总重合金81205-e-503蒸汽过热器17003.5蒸汽烟道气500022002800c.s.+（lbh）低合金钢91205-e-502a/b急冷水冷却器2700.45水水bes1100-1.6-340-6/25-4c.s.小计15硫磺回收单元 工艺设备表（泵类、鼓风机）序号编 号名 称设备数量操作介质操作条件选 用 泵原 动 机操作备用流量温度压力mpa(g)型 号轴功率(kw)型 号电机功率(k

22、w)m3/h进口出口11205-p-501a/b急冷水泵11急冷水175600.050.65za100-25045yb2-250m-2wth5521205-p-502a/b制硫富液泵11富胺液95450.050.39za80-16014yb2-160l-2wth18.531203-p-302a/b液硫循环泵11液硫2115000.5gcy40-315a9yb2-160m-4wth1141203-p-301a/b液硫产品泵11液硫2115000.5gcy40-315a9yb2-160m-4wth1151203-p-303a/b中压锅炉给水泵11除氧水271432.04.5657561203-k-

23、301/a-c燃烧炉鼓风机21空气75008068.6kpac125-1.7168yb315l2-2w20071205-k-501a/b焚烧炉鼓风机11空气120005018kpad200-21-20106yb2-315m-2wth132小计87硫磺回收单元 工艺设备表（其它类）序号编 号名 称数量(台)材 质金属重量(kg）操作介质操作条件规格及内部结构备注总重合金钢重温度(）压力mpa(g)11205-d-501烟囱1c.s.烟道气300常压120013000021203-d-306液硫池1混凝土液硫150常压15000400040003滴落式钢带硫磺造粒机3每台最大产量5吨/小时，配奥地

24、利进口不锈钢带4全自动定量包装、码垛生产线15皮带输送机16料仓17叉车3续上表序号编 号名 称数量(台)材 质金属重量(kg）操作介质操作条件规格及内部结构备 注总重合金钢重温度(）压力mpa(g)8磷酸盐加药装置19除氧器及水箱d=40t/h110蒸汽减温器1小计14b) 溶剂再生单元（塔、容器类）序号编 号名 称数量(台)操作介质温度()压力mpa(g)规格及内部结构(设备型式)主体材质金属总重(kg)保 温图号(备注)设计操作设计操作总重合金钢重材质厚度(mm)一塔类11201-c-101再生塔（第一套溶剂再生部分）1胺液,酸性气1250.1240024000(切)20r+316l其中

25、:内设24层浮阀塔盘塔盘:316l21202-c-201再生塔（第二套溶剂再生部分）1胺液,酸性气1250.1300024000(切)20r+316l其中:内设24层浮阀塔盘塔盘:316l小计2二容器类11201-d-101富液闪蒸罐（第一套溶剂再生部分）1富胺液600切)（卧式）c.s.续上表序号编 号名 称数量(台)操作介质温度()压力mpa(g)规格及内部结构(设备型式)主体材质金属总重(kg)保 温图号(备注)设计操作设计操作总重合金钢重材质厚度(mm)21202-d-201富液闪蒸罐（第二套溶剂再生部分）1富胺液600切)（卧式）c

26、.s.31201-d-102再生塔顶回流罐（第一套溶剂再生部分）1酸性水，酸性气400.0920004000(切)（卧式）c.s.41202-d-202再生塔顶回流罐（第二套溶剂再生部分）1酸性水，酸性气400.0920006000(切)（卧式）c.s.51201-t-101溶剂储罐（第一套溶剂再生部分）1胺液40200mmh2o80008000(高)c.s.续上表序号编 号名 称数量(台)操作介质温度()压力mpa(g)规格及内部结构(设备型式)主体材质金属总重(kg)保 温图号(备注)设计操作设计操作总重合金钢重材质厚度(mm)61202-t-102溶剂储罐（第二套溶剂再生部分）1胺液40

27、200mmh2o1000010000(高)c.s.71201-d-103溶剂配置回收罐1胺液40200mmh2o24006000(切)（地下罐）c.s.81201-d-104a/b凝结水罐2凝结水1470.3520005000(切)c.s.91201-d-105凝缩油罐1凝缩油500.614002000(切)c.s.小计10 溶剂再生单元 工艺设备表（管壳式冷换设备类）序号编 号名 称数量(台)操作条件操作介质金属重量(kg)备注温度()压力mpa(g)管程壳程规格型号材 质总重合金11201-e-102再生塔顶后冷器（第一套溶剂再生部分）1600.09酸性水，酸性气biu600-1.6/1.

28、6-90-6/25-2c.s.不锈钢管束21202-e-202再生塔顶后冷器（第二套溶剂再生部分）1600.09酸性水，酸性气biu800-1.6/1.6-165-6/25-4c.s.不锈钢管束31201-e-103再生塔底重沸器（第一套溶剂再生部分）11470.35蒸汽贫胺液换热面积：650m2釜式c.s.不锈钢管束41202-e-203再生塔底重沸器（第二套溶剂再生部分）11470.35蒸汽贫胺液换热面积：950m2釜式c.s.不锈钢管束续上表序号编 号名 称数量(台)操作条件操作介质金属重量(kg)备注温度()压力mpa(g)管程壳程规格型号材 质总重合金51201-e-101a/b贫富

29、液换热器（第一套溶剂再生部分）21250.3富胺液贫胺液bes1200-2.5-395-6/25-4c.s.61202-e-201a/b贫富液换热器（第二套溶剂再生部分）21250.3富胺液贫胺液bes1500-2.5-635-6/25-4c.s.71201-e-104贫液冷却器（第一套溶剂再生部分）16002贫胺液水bes1200-2.5-395-6/25-4c.s.81202-e-204贫液冷却器（第二套溶剂再生部分）16002贫胺液水bes1600-2.5-720-6/25-4c.s.小计10溶剂再生单元 工艺设备表（空气冷却器类）序号数量(台)操作条件管 束构 架风 机配套电动机编 号

30、名 称操作介质温 度()压 力(管程)金属重量型 号数量型 号数量型号数量功率数量备 注管程进口管程出口mpa(g)(kg)(片)(台)(台)(kw)(台)11201-a-102/a-d再生塔顶空冷器（第一套溶剂再生部分）4酸性气1080.1p931.6mpa224ya200l-4w21202-a-202/a-d再生塔顶空冷器（第二套溶剂再生部分）4酸性气1080.1p931.6mpa224ya200l-4w31201-a-101/a-d贫液空冷器（第一套溶剂再生部分）4贫胺液800.25p931.6mpa224ya200l-4w41202-a-201/a-f贫液空冷器（第二套溶剂再生部分）6

31、贫胺液800.25p931.6mpa226ya200l-4w小计18溶剂再生单元 工艺设备表（泵类）序号编 号名 称设备数量操作介质操作条件选 用 泵原 动 机操作备用流量温度压力mpa(g)型 号轴功率(kw)型 号电机功率(kw)m3/h进口出口11201-p-102a/b富液泵（第一套溶剂再生部分）11富胺液160400.150.6za100-25039ya250m-2wth4521202-p-202a/b富液泵（第二套溶剂再生部分）11富胺液236400.150.6za150-32555ya280m-2wth7531201-p-104a/b再生塔顶回流泵（第一套溶剂再生部分）11酸性水

32、7400.090.5za25-2003yb2-132s2-2wth7.541202-p-204a/b再生塔顶回流泵（第二套溶剂再生部分）11酸性水8400.090.5za25-2003.3yb2-132s2-2wth7.5续上表序号编 号名 称设备数量操作介质操作条件选 用 泵原 动 机 操作备用流量温度压力mpa(g)型 号轴功率(kw)型 号电机功率(kw)m3/h进口出口51201-p-105溶剂配制回收泵10胺液10400.10.6tr32-2005yb2-132s2-2wth7.561201-p-103a/b贫液泵（第一套溶剂再生部分）11贫胺液1601250.10.7za100-250b37ya250m-2w4571202-p-203a/b贫液泵（第二套溶剂再生部分）11贫胺液2401250.10.7za150-25069ya280m-2w7581201-p-101a/b贫液输送泵（第一套溶剂再生部分）11贫胺液1604000.6za100-25039ya225m-2w45续上表序号编