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【技术名称】石化、化工行业酸性气体净化无在线炉硫磺回收及尾气加氢还原吸收工艺技术 【技术内容】 原料酸性气通过无在线炉两级克劳斯＋尾气加氢还原吸收工艺，产出优级品硫磺，尾气达标排放。装置总硫收率≥99.9%。 【技术优点】 三维公司的硫磺回收及尾气处理工艺与国内外同类工艺相比，具有以下特点： (1)该工艺技术秉承无在线炉的理念，对于大型硫回收装置，将中压蒸汽再热方式引入工艺流程模式中，与高温掺合、气-气换热再热模式共存。 (2)优化中压蒸汽过热器的流程设计，避免低负荷工况下中压过热蒸汽超温。 (3)开发与硫回收相关的专利技术。 (4)在设备大型化设计中，不断积累经验，取得卓越成效。国内第一部《石油化工管壳式余热锅炉》(SH/T 3158-2009)由山东三维石化工程股份有限公司主编，该标准涵盖了管壳式余热锅炉类设备的材料选择、设计计算、结构设计、制造、检验、安装和验收。 (5)使用低温型尾气加氢催化剂，由于加氢反应器入口温度可以降低60℃左右，有效地降低了硫回收装置的能耗指标。 【适用范围】石化、化工等行业 典型案例（一） 【案例名称】240t/d硫回收装置 【项目概况】本项目硫回收装置采用“无在线炉硫磺回收及尾气处理工艺技术”，装置设计能力日产硫磺240吨，总硫收率≥99.9%；单位产量(硫磺)计算能耗为：-8260.53MJ/t；装置由制硫、尾气处理、尾气焚烧、中压除氧水供给等工序组成；装置2005年12月19日实现中交，2005年12月24日投料安全运行，其后停运原有100kt/aClaus-pol引进技术的装置，对Claus-pol尾气处理部分按“无在线炉硫磺回收及尾气处理工艺技术”进行改造，改造后全装置硫回收能力达到了180kt/a。该项目2010年被中国环境保护产业协会确认为“国家重点环境保护实用技术示范工程”。 【主要工艺原理】 1)制硫工艺 采用工艺路线成熟的高温热反应和两级催化反应的克劳斯硫回收工艺，将全部原料气引入制硫燃烧炉，在炉中按制硫所需的O2量严格控制配风比，使H2S在炉中约65%发生高温反应生成气态硫磺。未完全反应的H2S和SO2再经过两级转化器，在催化剂的作用下，进一步完成制硫过程，转化率可达95%以上。 2)尾气处理工艺 尾气处理采用加氢还原吸收工艺，将硫回收尾气中的元素S、SO2、COS和CS2等，在很小的氢分压和极低的操作压力下(约0.02～0.03MPa)，用特殊的尾气处理专用加氢催化剂，将其还原或水解为H2S，再用醇胺溶液吸收，吸收了H2S的富液经再生处理，富含H2S气体返回上游硫回收部分，经吸收处理的净化气中的总硫＜80ppm。 3)溶剂吸收工艺 溶剂吸收是利用化学吸收剂在非平衡状态下MDEA对H2S的选择性优于CO2因质子传递，H2S与MDEA进行的反应几乎是在瞬间完成的化学反应。 【技术指标】 装置标定结论： 1)标定期间液硫产量达到10.3t/h，达到设计负荷的103%，满足了设计要求； 2)产品硫磺达到《工业硫磺》GB/T2449-2006优等品要求； 3)装置大负荷生产情况下烟道外排尾气中SO2的量很低，最大时为290mg/Nm3，达到设计要求，并完全符合《大气污染物综合排放标准》、《辽宁省酸性水与废气排放标准》的要求； 4)各个反应器的催化剂性能非常好，转化率均超过了设计要求； 5)公用工程消耗和能耗情况：实际消耗-169.1kg标油/t硫磺，低于设计值 【关键技术或设计创新特色】 l 因硫回收装置尾气处理的溶剂来自全厂溶剂集中再生，必须为硫回收尾气处理提供足够贫的溶剂，才能满足尾气排放SO2浓度≤400mg/m3的要求。为此，溶剂再生采用了两段再生的新技术，再生塔中断抽出的贫溶剂供全厂脱硫用，塔底获得的精贫溶剂供硫回收尾气处理用，该技术的使用达到了预期效果。 l 尾气焚烧炉采用二次配风技术，有效抑制焚烧过程中NOx的生成，烟气中NOx控制在＜100mg/m3范围内。 l 将溶剂再生塔的再沸器首次改为釜式并与塔底液面等位设置，有效地解决了热虹吸式再沸器的气蚀问题，同时无需传统高低位设置的双液面控制。 l 装置顺控及自动联锁实现全自动控制。
【投资及运行效益分析】 【投资费用】本工程概算总投资（含溶剂集中再生及酸性水汽提装置）约18659万元，其中工程费约15549万元。实际结算投资14674.84万元。 【运行费用】硫磺是一种重要的化工原料，设计年产量为86520吨，其质量要求符合国家工业硫磺标准GB/T2449-2006中一级品的要求。 【用户意见】本项目设计的硫磺回收装置，符合国家标准规范的要求，投资省、占地少，各项经济技术指标均达到了设计要求。排放尾气完全符合《大气污染物排放标准》、《辽宁省酸性水与废气排放标准》的要求。 典型案例（二） 【案例名称】40000吨/年硫磺回收装置 【项目概况】本项目拆除原有5000吨/年硫磺回收装置所有的基础、设备及管线，在原位置上新建4万吨/年硫磺回收装置。装置采用“无在线炉硫磺回收及尾气处理工艺技术”。本项目于2011年6月28日开工建设，2012年2月29日建成，历时237天。改建后的硫磺回收装置于2012年4月16日引酸性气进料投产，并生产出合格工业硫磺，一次开工成功。2012年5月23日又成功将S-zorb装置再生烟气引入尾气处理单元，装置开工至今，运行安全平稳。根据2012年7月11日至13日标定考核表明：装置设备运行正常，各生产指标合格，生产出的工业硫磺达到一级品指标，装置总硫收率99.92%（wt%），排放废气中二氧化硫含量仅343mg/m3，完全符合国标《大气污染物综合排放标准》规定的二氧化硫排放浓度不超过960mg/m3 【主要工艺原理】 （1）制硫工艺 采用工艺路线成熟的高温热反应和两级催化反应的克劳斯硫回收工艺，将全部原料气引入制硫燃烧炉，在炉中按制硫所需的O2量严格控制配风比，使H2S在炉中约65%发生高温反应生成气态硫磺。未完全反应的H2S和SO2再经过两级转化器，在催化剂的作用下，进一步完成制硫过程，转化率可达95%以上。 （2）尾气处理工艺 尾气处理采用加氢还原吸收工艺，将硫回收尾气中的元素S、SO2、COS和CS2等，在很小的氢分压和极低的操作压力下(约0.02～0.03MPa)，用特殊的尾气处理专用加氢催化剂，将其还原或水解为H2S，再用醇胺溶液吸收，吸收了H2S的富液经再生处理，富含H2S气体返回上游硫回收部分，经吸收处理的净化气中的总硫＜80ppm。 【技术指标】 （1）自2012年4月16日开工运行，在目前装置负荷不足30%的情况下，装置操作平稳，显示装置有较大的操作弹性； （2）装置能耗达到-104.95kg标油/t； （3）通过标定期间的环保监测，在S-Zorb再生烟气并入尾气加氢的情况下，烟气SO2排放浓度为200mg/m3~280mg/m3，SO2排放量为4.5kg/h，NOx排放浓度为31mg/m3，排放量为0.26kg/h。 【关键技术或设计创新特色】 l 采用“无在线炉硫磺回收及尾气处理工艺技术”，第一次将催化汽油吸附脱硫装置(S-zorb)含硫尾气和催化裂化烟气脱硫装置的再生气引入硫磺回收装置处理，有较高的技术难度。l l 关键设备设计采用公司的专利技术，如高温气-气换热用挠性薄管板换热器、硫磺回收装置多功能尾气焚烧炉、石油化工装置加热炉耐露点腐蚀复合衬里等。 l 采用低温型尾气加氢催化剂，优化工艺设计，装置运行平稳，排放达标。
【投资及运行效益分析】 【投资费用】本工程总投资约9894万元，其中工程费约8906万元。 【运行费用】作为环保装置，每年处理含有高浓度H2S的酸性气等含硫气体8.395万吨，总硫收率99.92%。排放的SO2仅为51.76t/a，排放浓度和排放量均低于《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）的要求，大大减少了对环境的污染，其社会环境效益非常显著。硫磺是一种重要的化工原料，设计年产量为40000吨，其质量要求符合国家工业硫磺标准GB/T2449-2006中一级品的要求。 【用户意见】 本装置工艺采用“无在线炉硫磺回收与尾气处理工艺”，能够处理清洁酸性气、污水汽提含氨酸性气、S-zorb再生烟气。装置工艺技术较先进，装置操作平稳，仪表控制齐全。通过标定期间的环保监测，在S-zorb再生烟气并入尾气加氢的情况下，烟气SO2排放浓度为200mg/m3~280mg/m3，SO2排放量为4.5kg/h，NOx排放浓度为31mg/m3，排放量为0.26kg/h，实现达标排放的要求。 |
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