吨／硫磺回收装置尾气达标排放分析

1、1800吨年硫磺回收装置尾气达标排放分析丁延彬 (大庆石化公司炼油厂, 邮编 163711)摘 要: 本文介绍了大庆石化公司1800吨/年硫磺回收装置通过技术改造以及应用气风比先进控制技术之后，生产平稳运行装置尾气S02达标排放。关键词:硫磺回收 尾气 达标1.引言大庆石化公司炼油厂的1800吨年硫磺回收装置：是炼油厂120万吨/年柴油加氢装置的配套装置，于2004年6月建成投产。主要处理72万吨/年酸性水汽提装置和32万吨/年醇胺液再生装置生产的酸性气，年生产硫磺1800吨。装置自2004年开工以来，烟囱尾气SO2排放浓度始终超过国家标准GB/T16297-1996的要求。为了解决尾气SO2

2、排放浓度超标问题、提高硫磺回收装置运行的稳定性、降低操作人员劳动强度、达到节能降耗的目的，车间进行了一系列的工艺改造处理，最终在2008年1800吨年硫磺回收装置尾气达标排放。2.工艺流程简述（如图）2.1制硫部分上游装置来酸性气经酸性气分液罐脱液后，进入制硫燃烧炉， 根据制硫反应需氧量，通过比值调节严格控制进炉空气量，经燃烧,将酸性气中的烃类等有机物全部分解。在炉内约65(v)的H2S进行高温克劳斯反应转化为硫，余下的H2S中有1/3转化为S02，燃烧时所需空气由制硫炉鼓风机供给。自制硫燃烧炉排出的高温过程气一小部分通过高温掺合阀调节一、二级转化器的入口温度, 其余部分进入一级冷凝冷却器冷却

3、至160，在一级冷凝冷却器管程出口，冷凝下来的液体硫磺与过程气分离，自底部流出进入硫封罐；未冷凝的过程气经高温掺合阀调节至232进入一级转化器，在催化剂的作用下进行反应，过程气中的H2S和SO2转化为元素硫。反应后的气体进入二级冷凝冷却器，过程气温度由308冷却至160，二级冷凝冷却器冷凝下来的液体硫磺，在管程出口与过程气分离，自底部流出进入硫封罐，未冷凝的过程气再经高温掺合阀调节至224进入二级转化器，过程气在催化剂的作用下继续进行反应，反应后的过程气进入三级冷凝冷却器，温度从250被冷却至160。一、二、三级冷凝冷却器壳程产生0.4MPa(g)的蒸汽自用。在三级冷凝冷却器管程出口，被冷凝下

4、来的液体硫磺与过程气分离，自底部流出进入硫封罐；顶部出来的制硫尾气经尾气分液罐分液后进入尾气处理部分。汇入硫封罐的液硫自流进入液硫贮罐，经循环脱气处理，液硫中的有毒气体被脱出，送至尾气焚烧炉焚烧。脱气后的液硫用液硫泵送至硫磺成型机造粒、称重、包装后即为产品硫磺。2.2尾气加氢部分制硫尾气自尾气分液罐出来进入尾气加热器，与尾气焚烧炉出口的高温烟气换热，温度升到300，混氢后进入加氢反应器，在CT6-5B尾气加氢催化剂的作用下进行加氢、水解反应，使尾气中的SO2、S2、COS、CS2还原、水解为H2S。反应后的高温气体进入尾气急冷塔下部，与急冷水逆流接触、水洗冷却至40。尾气急冷塔使用的急冷水，用

5、急冷水泵自急冷塔底部抽出，经急冷水冷却器冷却至40后返急冷塔循环使用，为了防止设备腐蚀，需在急冷水中注入NH3，以调节其pH值保持在78。急冷降温后的尾气自急冷塔顶出来进入尾气吸收塔。自醇胺再生系统来的MDEA贫胺液（40的MDEA胺液）进入尾气吸收塔上部，与尾气急冷塔来的尾气逆流接触，尾气中的H2S被吸收。自塔顶出来的净化尾气（总硫300ppm），进入尾气焚烧炉，在600高温下，将净化尾气中残留的硫化物焚烧生成 SO2，剩余的H2和烃类燃烧成CO2和H2O，焚烧后的高温烟气经过尾气加热器回收热量后，烟气温度降至463，再掺入冷空气混合降温至350左右由烟囱排入大气。吸收H2S后的MDEA富液

6、，经富液泵送返醇胺再生系统进行溶剂再生。3.技术改造3.1酸性气流量不稳定原因：入装置酸性气来自64万吨/年酸性水汽提装置、72万吨/年酸性水汽提装置、醇胺再生装置的三路进料，进料量的变化会引起分液罐压力变化，并造成整个装置运行的波动。改造处理：64万吨/年酸性水汽提装置、72万吨/年酸性水汽提装置、醇胺再生装置的酸性气出口前增加压力调节阀，控制入硫磺回收装置的酸性气分液罐的压力。分液罐压力高过0.07MPa分液罐顶的压力调节阀自动开启酸性气去火炬焚烧。3.2酸性气管线堵塞原因：酸性气管线温度低，容易产生结晶物堵塞管线。改造处理：酸性气管线增加0.8MPa蒸汽伴热，提高酸性气管线的温度。尾气加

7、氢单元急冷塔塔底注气氨停用，改用净化水置换，减少富胺液携带去胺液再生装置的氨量，避免了再生回流罐出口酸性气管线出现胺盐结晶，堵塞管线。并在酸性气管线上加脱氧水冲洗线定期进行冲洗。3.3过程气管线泄漏去烟囱原因：循环气放空线阀门泄漏。改造处理：循环气放空线阀门由夹套蝶阀改为夹套闸阀。3.4制硫炉供风流量不稳3.4.1原因：制硫炉风机入口阀及放空阀都是现场蝶阀，不能实现DCS调整。3.4.2改造处理：制硫炉风机出口线增加流量表，放空线设置调节阀，实现DCS调整。3.5 比值分析仪冬季经常失灵3.5.1原因：冬季比值分析仪操作温度低，出现失灵。3.5.2改造处理：比值分析仪伴热由0.35MPa蒸汽伴

8、热改为0.8MPa蒸汽伴热。分析小屋有空隙的地方增加保温，以提高分析仪的操作温度，保证正常运行。3.6胺液再生装置生产不稳3.6.1原因：胺液质量差，易发泡，再生塔操作不稳。3.6.2改造处理：急冷塔停止注气氨，改用净化水置换。胺液再生装置的胺液进行净化，去除胺液中的固体悬浮物、烃类、热稳定盐及胺的降解产物，提高胺液质量。3.7更换尾气加氢催化剂原因：尾气加氢催化剂加氢及羰基硫水解效果不理想。改造处理：尾气加氢催化剂更换为CT6-5B，制硫炉配风以及比值分析仪显示的H2S/SO222.5进行控制。3.8气风比控制波动大原因：由于炼油厂炼油能力的提高，脱除的硫含量相应增加，造成1800吨/年硫磺

9、回收装置超负荷运行。因此，酸性气分液罐压力受上游装置酸性气流量的影响，压力波动比较大，酸性气量与工业风主风量的串级不能投用，操作人员很难调节。如果压力超过允许范围（0.07Mpa），或排到火炬去燃烧，污染大气；或限制汽提及再生装置的酸性气排出量，影响两套装置的运行稳定，也容易影响后续污水处理装置的安全运行。改造处理：应用智能控制器，其中主要包括采用复杂控制策略的压力控制器和气风比控制器。压力控制：分液罐有来自64万吨/年酸性水汽提装置、72万吨/年酸性水汽提装置、醇胺再生装置的三路进料，进料量的变化会引起分液罐压力变化，并造成整个装置运行的波动。采用压力控制器控制分液罐的压力在允许范围内，使制

10、硫燃烧炉进料量相对平稳。气风比控制：采用复杂控制策略，通过气风比控制器依据制硫尾气在线分析仪表AIC5101对H2S和SO2组分的分析结果，调节风量保证制硫尾气中的H2S/SO22/1。对H2S/SO2比的控制主要由副进风量FIC5103实现，主进风量FIC5102主要实现对酸性气流量FIC5101的跟踪，跟踪比例依据FIC5103的实际值缓慢调整，使FIC5103保持在量程的50左右。最终实现燃烧炉出口、一级二级转化器内的H2S/SO2比都是2/1的目标，制硫燃烧炉、一级转化器、二级转化器达到最佳反应条件，降低后续尾气加氢处理部分的负荷，尾气达标排放。4.改造后效果4.1硫磺产量：24小时增产硫磺0.5吨。4.2硫磺尾气分析采样时间监 测 烟 气采样点SO2 （mg/m3）2008.3.4硫磺尾气7262008.3.14硫磺尾气8642008.3.20硫磺尾气8102008.3.28硫磺尾气7942008.4.1硫磺尾气8642008.7.11硫磺尾气5442008.7.18硫磺尾气5042008.7.22 硫磺尾气4995.结束语大庆石化公司1800吨/年硫磺回收装置通过工艺技术改造以及应用气