马金周
内蒙古伊泰化工有限责任公司 内蒙古鄂尔多斯 017400
摘要：随着环保法规的日益严格，我国已经建设了许多硫回收装置来处理炼油厂和天然气工厂生产的含H2S的酸性气体，但由于起步较晚，基础较差，工厂的运行水平普遍较低。 特别是，设备的回收率和转化率有很大的差异。 如何优化硫回收装置的运行，使该装置能安全，稳定，长，全，优运行，提高硫回收率，减少环境污染是克劳斯工厂操作人员的重中之重。
关键词：硫；回收；硫；转化
1导言
硫回收装置投产以来，装置运行平稳，产品质量合格。 本文以硫回收装置为调查对象，分析了影响硫装置硫回收率的因素，并根据影响因素提出了提高硫回收率的具体措施，为装置的长期平稳运行和环境保护提供了保障。
2. 影响硫回收率的主要因素
2.1化学计量控制反应
主要原因是原料中杂质的存在，原料组成和流量的变化，反应炉和催化剂床层副反应的发生，控制仪器的准确性。 以上所有效果都可以降低，但不能完全消除。 实验表明，在原料组成和流量相对稳定的条件下，过量风量的控制分别在0~15%±范围内是可以接受的。 第二克劳斯装置的总硫损失为011%，第三克劳斯装置为012。原料组成不稳定或控制不当会造成很大的硫损失，化学计量控制不当造成的最大硫损失可达10%~20%。
2.2催化剂失活
克劳斯转换器中使用的典型催化剂是氧化铝基或二氧化钛基催化剂，其目的是在合理的接触时间内促进克劳斯反应和COSOCS2水解反应的平衡。 催化剂失活的原因主要有碳中毒，重烃中毒，硫酸化，液硫沉积，机械损伤等。 为了保证装置的长周期运行，通常设计转炉的体积较大，在催化剂部分失活的条件下，克劳斯反应仍能在整个催化剂床层达到平衡。 如果催化剂失活水平不能再平衡Klaus反应和COSOCS2水解反应，则直接影响装置的总硫转化率。 催化剂失活引起的硫回收损失变化很大，主要取决于催化剂床层失活和失活的水平。
2.3第一反应堆的工作温度
硫化氢和氧气只是克劳斯工艺气体的两个组分，但在酸性气体、污水汽提塔气体和进入克劳斯工厂的空气中还有其他组分。 这导致了燃烧炉和余热锅炉中的一系列副反应，其中许多产生COS和CS2。通常大多数装置不能控制这种物质的形成，这些成分的形成是不可避免的。
2.4第二和第三反应堆的工作温度
第一反应器的最佳操作温度是COS和CS2获得最高水解速率的温度，而第二和第三反应器的操作温度应尽可能低，以获得克劳斯平衡转换。 对于所有标准克劳斯装置（包括子脱点工艺），由于转炉中液体硫的存在会导致催化剂失活，低温极限是硫的凝结点或露点。 但对于一个实用的装置来说，每个转换器的实际露点会随着许多参数的变化而变化，如酸性气体质量、上游转换器的转化率和回收率、再热器的类型等，可以通过仿真程序或实验工作来精确地确定。 理论上，每个转换器都应该在硫的露点温度下工作，以确保整个床层的最高转化率。 但实际上，操作温度的极限（指实际操作温度与露点温度的差异）也是考虑到热损失、露点计算误差和硫在催化剂上的毛细管缩合而确定的。 经验丰富的工厂操作人员经常在露点以上5~15℃操作第二和第三反应器，所产生的硫回收损失为011%~015%。操作温度25~75℃以上的硫磺露点温度，造成3%以上的硫磺损失。 有意或无意地使含硫气流旁路装置成为一部分的一个或多个转换器是影响硫回收装置的关键因素。
2.5冷凝器温度
在每个级转换器的后面，一个初级冷凝器冷却气流，冷凝和去除产生的元素硫。 为了保证下一级转炉在较低的温度下运行，产生更多的硫，需要在冷凝器中去除硫。 冷凝器的工作温度根据去除元素硫的需要，空气再热的经济性以及合适的冷却介质的可能性来确定。 但对于末级冷凝器无尾气处理装置，只有冷却效果。
在这种情况下，由于任何残留的硫蒸气都会造成直接的硫损失，最终的目的是尽可能地去除元素硫。 末级冷凝器的硫蒸汽损失由工作温度决定。 如果冷凝器的工作温度为125~130℃，则硫损失相对于富酸气体约为012。 为了消除铵盐的沉积，许多装置的末级冷凝器的工作温度通常为155℃，导致硫损失至少112%。
硫回收装置冷凝器的目的是分离和去除上游转炉冷凝后产生的硫。 如果没有从工艺气体中除去任何凝聚的硫，就会直接造成硫回收的损失。 通过调整空气速度和接触时间，使用筛网或除雾器，最终级冷凝器中液体硫夹带引起的硫损失可维持在0级。 但事实上，微量夹带是不可避免的。 夹带范围一般为100种气体中的2~4千克硫。 对于富酸气体硫回收装置，产生的硫损失约为012%~014%。
3提高全硫回收率的技术对策
3.1稳定的酸性气体成分
酸性气体组分的稳定性是提高硫回收率的来源。 如果上游装置运行不顺利，会带来大量的碳氢化合物，二氧化碳和氨氮，对硫回收造成严重影响。 鉴于以上情况。 上游机组平稳运行已成为硫回收长期运行的重要条件。 硫回收原料来源主要有酸水蒸气萃取装置和溶剂再生装置。 所以优化汽提塔运行。 稳定酸性水的组成，关注液化气，干气脱硫装置和加氢改性装置的运行情况，以及富液闪蒸的效果。
3.2优化工艺操作条件
3.2.1硫炉温度的优化
克劳斯反应可分为热反应阶段(800~8500°C以上)和催化反应阶段(800-8500°C以下)N部分。在热反应阶段，提高温度有利于化学平衡；降低催化反应阶段的温度有利于化学平衡。 但为了保证有机硫水解，一级反应器应适当提高反应温度。 缩短反应达到平衡转化率的时间，从而提高转化率。 硫磺炉容易产生CS2和COS，在600到1000之间，因此燃烧炉温度控制在1243+100°C之间。为了控制CS2和COS的产生，炉内转化率达到72%-75。 目前，大多数硫回收装置同时燃烧硫化氢和氨。 这对硫燃烧炉喷嘴提出了更高的要求。 因为氨燃烧温度高于硫化氢转化温度。 导致正常酸性气体负荷硫燃烧炉炉温度较低，这可以通过在炉头中添加氢气来解决。
3.2.2控制反应器总体温度
因为克劳斯的催化反应是放热的。 因此，反应釜床有一定的温升。 反应床的温升标志着催化转化的程度。一般来说，温升正常，说明催化转化效率好，硫转化率高，硫转化率低。 在正常运行中，一旦发现温升较低，及时提高反应器的总体温度，得到较高的温升。以获得较高的硫回收率。
3.2.3控制夹套加热温度
因为硫性质的特殊性 130-160℃，流动性最好。 从冷凝冷却器出口，所有气液硫管路均有夹套伴热，防止液硫凝固堵塞管路，造成后路通畅。控制一级气体夹套在1600°C时的伴热温度，既防止工艺气体露点腐蚀，又防止夹带液硫凝固。 硫冷凝冷却器出口温度较高时。 气硫不会冷凝分离好，会随着气流进入尾气，增加加氢系统负荷。 甚至进入焚烧炉氧化至S02通过烟囱排放，无法达到硫回收的目的，导致总硫转化率低。 此外，液体硫温在160℃以上流动性不好。 当出口温度较低时。气体硫液化后会发生冷凝，工艺气体仍会升高温度进而发生反应，会造成不必要的能耗。
4. 摘要
从工艺，催化剂，设备等方面总结了影响硫回收装置全硫回收的主要因素。 目的是为硫磺回收装置的操作人员提供一份检查表，并检查自己单位的实际问题。 找出减少硫回收的主要原因并加以解决，从而减少环境污染。
参考资料
[1]陈玉坤，冯学斌，刘景春.分析了影响硫磺回收装置长期高效运行的问题及对策[J]. 石化安全环保技术.（2012）：7+43-45+54.
[2]王晓来.硫回收装置硫回收率的影响因素及解决方法[J].化学品管理.（2016）：201.