硫磺裝置新職工培訓(xùn)技巧課件

1、新職工培訓(xùn)教材新職工培訓(xùn)教材目 錄：一、硫磺車間簡介二、硫磺回收裝置的作用三、裝置工藝簡介及產(chǎn)品用途四、物料性質(zhì)五、各裝置的工藝原理及流程簡述一、硫磺車間簡介： 硫磺回收裝置是一套聯(lián)合裝置，包括：兩套硫磺裝置（1萬噸/年硫磺回收裝置與2萬噸/年硫磺回收裝置各一套）、兩套60噸/小時的污水單塔低壓汽提裝置、與2萬噸/年的制硫相配套的尾氣處理和溶劑再生部分及100噸/小時胺液再生裝置。二、硫磺回收裝置的作用：隨著石油加工與天然氣工業(yè)高速發(fā)展，含硫原油加工量和含硫天然氣處理量相應(yīng)增加。特別是高硫原油進口的增多，以及大量的含硫燃料油深加工及煤化工等工藝都涉及到含硫化合物的處理。國內(nèi)多數(shù)天然氣田也伴生大

2、量的硫化氫。在原油中硫含量不斷升高，加工深度不斷深化的同時，對含硫物質(zhì)排放的環(huán)?？刂茦藴嗜遮厙栏瘛＝?jīng)濟的增長與環(huán)保的嚴格控制使得相關(guān)的氣體脫硫與硫磺回收技術(shù)日益重要。n硫在石油化工行業(yè)的化工生產(chǎn)過程中存在極大的危害，如不及時將其脫除，將嚴重腐蝕設(shè)備，影響裝置的長周期運行。同時，硫的存在也嚴重的影響產(chǎn)品質(zhì)量，各國對油品中的硫含量均有日趨嚴格的標準。因此，必須對煉油過程中的硫加以處理。硫磺回收裝置的作用就是回收硫，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。n硫磺回收裝置的任務(wù)就是處理煉油廠、天然氣化工廠等產(chǎn)生的含有硫化氫的酸性氣，采用適當(dāng)?shù)墓に嚪椒ɑ厥栈ぴ狭蚧牵缓筮M行尾氣處理，達到化害為利，降低污染，保護環(huán)境的目的。n

3、國內(nèi)第一套從天然氣中回收硫磺的裝置于1965年在四川東溪天然氣田建成投產(chǎn)，第一套從煉油廠酸性氣中回收硫磺的裝置于1971年在山東勝利煉油廠建成投產(chǎn)。2000年以后國內(nèi)硫磺回收裝置迅猛發(fā)展，短短幾年，就使我國硫磺回收裝置從六十余套增加到一百多套，其中煉油廠硫磺回收裝置約占70左右。n據(jù)預(yù)測，我國從2010年以后進口原油將持續(xù)增加，且大部分屬于高硫含量的進口原油，加工過程中必然副產(chǎn)大量的酸性氣，必須建設(shè)大量硫磺回收裝置以滿足日益嚴格的環(huán)保要求。近幾年硫磺回收裝置迅速發(fā)展，一大批新建裝置陸續(xù)建成，他們的特點代表了我國硫磺回收裝置的技術(shù)先進性和今后的發(fā)展方向，新建硫磺回收裝置一般呈現(xiàn)以下特點：n1、自

4、動化程度高，控制更為精準。n2、裝置規(guī)模大，一般為年產(chǎn)2萬噸以上的裝置。n3、硫回收率高，硫回收率可達9798 。n4、更注重環(huán)保，絕大多數(shù)裝置配有尾氣處理單元，總硫回收率可達9999.8 ，能夠達到排放標準。n5、新工藝及新催化劑迅速發(fā)展，克勞斯催化劑及尾氣處理催化劑形成系列化。n硫磺回收部分采用一級高溫轉(zhuǎn)化、兩級催化轉(zhuǎn)化的常規(guī)克勞斯工藝。制硫燃燒爐采用燒氨火嘴，在1300左右的溫度下，將污水酸性氣中的NH3全部轉(zhuǎn)化為N2和H2O，以達到污水汽提裝置停開側(cè)線、節(jié)能降耗的目的。尾氣處理部分的還原吸收工藝采用三維設(shè)計院開發(fā)的 “SSR”工藝。設(shè)計硫磺回收部分的單程轉(zhuǎn)化率為95，單程收率為97，裝

5、置總硫收率為99.94，焚燒后尾氣中SO2的濃度為486mg/m3。完全可以滿足大氣污染物綜合排放標準（GB16297-1996）的要求。 n本裝置主要原料為上游裝置排放的酸性氣、酸性水，主要產(chǎn)品是硫磺，用于制造硫酸，橡膠制品行業(yè)，在農(nóng)業(yè)上可以用來做殺蟲劑醫(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)上用來作庶糖脫色等，在半導(dǎo)體工業(yè)上也有應(yīng)用。四、主要的物料性質(zhì)：n1、H2S （硫化氫）n（1）硫化氫為臭雞蛋味、無色氣體。n（2）大量接觸可引起眼及呼吸道刺激癥狀。n（3）中毒者應(yīng)立即移至空氣新鮮處吸氧。眼損傷用生理鹽水或1-2%的NaHCO3液沖洗。n（4）防護需佩戴防毒面具，眼鏡

6、及防護服。n理化性狀：n硫化氫是一種無色、具有臭雞蛋氣味的可燃性劇毒氣體，分子式為：H2S，分子量為34.08，密度為1.539 Kg/m3，比重為1.19，純硫化氫在空氣中246或在氧氣中220即可燃燒，與空氣混合會爆炸，其爆炸極限為：4.345.5。H2S溶于水，一體積水可以溶解4.65體積H2S，水溶液呈弱酸性(氫硫酸)，氫硫酸是不穩(wěn)定的，易被水溶液中氧氧化，而使其H2S溶液呈混濁(單質(zhì)硫易析出) 。nH2S能與大多數(shù)金屬反應(yīng)生成硫化物，特別是在加熱或水蒸汽存在的情況下也能和其它氧化物質(zhì)生成硫化物。n如：2H2S+FeFeS+2H2nH2S能嚴重腐蝕鋼材(設(shè)備、管道等)，因此在停工吹掃過

7、程中，一般選用氮氣作為吹掃介質(zhì)，其目的就是防止蒸汽H2S加速與金屬作用產(chǎn)生腐蝕。不同濃度硫化氫對人的毒作用：不同濃度硫化氫對人的毒作用：n2、SO2（二氧化硫）n二氧化硫是具有強烈刺鼻的窒息氣味和強烈澀味的無色有毒氣體，分子式SO2，分子量是64.06， SO2易冷凝，常壓下冷至-10或常溫下加壓至405.2KPa即可液化，故SO2可做制冷劑，熔點：-76.1，沸點：-10.02。20時，一體積水可以溶解40體積SO2氣體，SO2水溶液生成亞硫酸(H2SO3)，呈中強酸，所以在有水或水蒸汽存在的情況下，SO2比H2S更易腐蝕鋼材，同時與水生成的亞硫酸也會緩慢氧化成硫酸；溶于乙醇、乙醚、氯仿、甲

8、醇、硫酸和醋酸；不燃，也不助燃，車間空氣最高容許濃度為15mg/m3。n3、硫磺n外觀與性狀：淡黃色脆性結(jié)晶或粉末，有特殊臭味n分子量：32.06n熔點（）：112.8-120 沸點（）：444.6，隨溫度變化時，可發(fā)生氣、液、固三態(tài)轉(zhuǎn)變。n自燃點246248，在空氣中接觸明火即可燃燒。 n密度：1.96-2.07103kg/m3n著火點：250 閃點：207 n溶解性：不溶于水，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳、四氯化碳和苯n主要用途：用于制造染料、農(nóng)藥、火柴、火藥、橡膠、人造絲、醫(yī)藥等4 4、催化劑：、催化劑：五、工藝原理及流程簡述：n1 1、硫磺裝置、硫磺裝置工藝原理工藝原理：nClaus

9、工藝的實質(zhì)是部分氧化還原反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)式為：n（1）2H2S+3O2=2H2S+2SO2+Q n（2）2H2S+SO2=3/x Sx+2H2O+Q n（1）與（2）又可寫為：n（3）2H2S+O2=2/x Sx+2H2O+Q n基于以上反應(yīng)，在酸氣燃燒爐內(nèi)，約6065的H2S轉(zhuǎn)化成元素硫。在酸氣燃燒爐內(nèi)，還同時發(fā)生氨及烴類燃燒反應(yīng)：n 4NH3+3O2N2+6H2O+Q n CH4+2O2CO2+2H2O+Q n H2S+CO2COS+H2O+Q n 2H2S+CO2CS2+2H2O+Q n在轉(zhuǎn)化器中H2S與SO2在催化劑作用下繼續(xù)發(fā)生低溫Claus反應(yīng)，同時還發(fā)生有機硫的水解反應(yīng)。nCOS

10、+H2OH2S+CO2-Q nCS2+2H2O2H2S+CO2-Q n通過一段高溫反應(yīng)和兩級催化反應(yīng)，H2S轉(zhuǎn)化率可達97以上。n制硫部分：n來自催化裝置、重催裝置、汽、柴、蠟油加氫裝置、焦化裝置的清潔酸性氣經(jīng)混合后進入清潔酸性氣分液罐（D101A/C）；單塔低壓汽提裝置的含氨酸性氣進入含氨酸性氣分液罐（D101B），兩路酸性氣經(jīng)分液罐脫水后分別進入制硫燃燒爐（F101/F401），經(jīng)制硫燃燒爐高溫燃燒，將酸性氣中的氨和烴類等有機物全部分解。在爐內(nèi)約65（V）的 H2S 進行高溫克勞斯反應(yīng)轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，余下的 H2S 中有1/3轉(zhuǎn)化為SO2。 n燃燒時所需空氣由離心鼓風(fēng)機（K-101A/B、K

11、401A/B）供給，進爐的空氣量按比例控制調(diào)節(jié)。自制硫燃燒爐（F101/F401）排出的高溫過程氣（約1250），一小部分自制硫爐頂部高溫摻合閥與一冷出口過程氣，調(diào)節(jié)一級轉(zhuǎn)化器（R101/401）的入口溫度，其余部分進入制硫余熱鍋爐（ER101/401）冷卻至350，同時制硫余熱鍋爐（ER101/401）殼程產(chǎn)生1.0MPa（g）的飽和蒸汽，經(jīng)蒸汽過熱器（E204/504）過熱至320出裝置并入中壓蒸汽管網(wǎng)。n從制硫余熱鍋爐（ER101/401）出來的過程氣進入一級冷凝冷卻器（E101/401），過程氣被冷卻至160，E101/401殼程產(chǎn)生0.3MPa（g）的飽和蒸汽。在E101/401末端

12、，冷凝下來的液體硫磺與過程氣分離，自E101/401底部流出進入液硫脫氣池；E101/401頂部出來的過程氣經(jīng)高溫摻合閥調(diào)節(jié)至260進入一級轉(zhuǎn)化器（R101/401），在催化劑的作用下進行反應(yīng)。反應(yīng)后的氣體溫度約為310，先經(jīng)過過程氣換熱器（E104/404）管程與進二級轉(zhuǎn)化器（R102/402）的冷氣流換熱，溫度降至248后進入二級冷凝冷卻器（E102/402）被冷卻至160。 nE102/402冷凝下來的液體硫磺，在E102/402末端與過程氣分離，自底部流出進入液硫脫氣池，頂部出來的過程氣經(jīng)E104/404殼程與一級轉(zhuǎn)化器出口的高溫氣流換熱后，溫度由160升至225進入二級轉(zhuǎn)化器（R10

13、2/402），過程氣在催化劑的作用下繼續(xù)進行反應(yīng)，反應(yīng)后的過程氣進入三級冷凝冷卻器（E103/403），溫度從242被冷卻至150。在E103/403末端，被冷凝下來的液體硫磺與過程氣分離，自E103/403底部流出進入液硫脫氣池；頂部出來的過程氣經(jīng)尾氣分液罐（D104/404）分液后，進入尾氣處理部分。 n尾氣處理工藝原理：n含有一定量H2S、SO2、Sx的制硫尾氣在催化劑的作用下，進行加氫反應(yīng)：nSO2+3H2H2S2H2O nSxXH2XH2S n加氫尾氣中H2S由MDEA吸收，凈化尾氣經(jīng)焚燒爐焚燒后排大氣，吸收了H2S的MDEA經(jīng)解析得到再生酸氣返回制硫部分處理。 n尾氣處理部分：n制

14、硫部分排出的硫磺尾氣經(jīng)過混氫，進入尾氣加熱器（E201），與尾氣焚燒爐（F-201）出口的高溫?zé)煔鈸Q熱，溫度升到300后進入加氫反應(yīng)器（R-201），在加氫催化劑的作用下進行加氫、水解反應(yīng)，使尾氣中的二氧化硫、元素硫、有機硫還原、水解為H2S。反應(yīng)后的高溫氣體，進入蒸汽發(fā)生器（E-202），產(chǎn)生0.3MPa(g)的飽和蒸汽，同時，高溫氣體被冷卻至170。在進入尾氣急冷塔（C-201）下部。尾氣急冷塔使用的急冷水，用急冷水循環(huán)泵（P-201/A,B）自C201底部抽出，經(jīng)急冷水冷卻器（A204）冷卻至40后返C-201循環(huán)作用。nMDEA貧液自D-206經(jīng)貧胺液泵(P-203)抽出送至尾氣吸收塔

15、（C-202）上部，在塔內(nèi)尾氣與貧液逆流接觸，其中的H2S被吸收。自塔頂出來的凈化氣，進入尾氣焚燒爐（F-201），在650高溫下，將凈化氣中殘留的硫化物焚燒生成SO2。焚燒后的高溫?zé)煔饨?jīng)過蒸汽過熱器和尾氣加熱器回收熱量后，煙氣溫度降至300左右，最后經(jīng)煙囪（S-201）排入大氣。n吸收H2S后的MDEA富液，由C-202塔底經(jīng)富液泵（P-202/A、B）升壓后，先經(jīng)貧富液換熱器（E-207A,B）換熱，溫度升至85進入溶劑再生塔（C-203）上部進行再生。C-203熱源由再生塔底重沸器（E-209）供給。塔底貧液經(jīng)E-207A、B溫度由121降至79后再經(jīng)貧液冷卻器（E-208A、B）用循環(huán)

16、水冷卻至40后進入溶劑儲罐（D-206A、B）儲存，供C-202循環(huán)使用。nC-203頂氣體經(jīng)再生塔冷凝冷卻器（A-205），溫度降至40進入再生塔頂回流罐（D-202）分液。液相經(jīng)再生塔頂回流泵（P-204A、B）打回C-203頂；氣體為解吸的酸性氣，返回D-101A制硫。n酸性水汽提裝置：酸性水汽提裝置：n1、原料污水的組成：n原料污水中主要有NH3、H2S、CO2、酚、氰化物、烴類等多種物質(zhì)組成， H2S 含量為5000mg/l，氨氮含量為2000mg/l。n2、酸性水汽提的目的：n 由于污水中有NH3、H2S 等有毒氣體，直接排入污水池，不僅影響污水處理廠的正常運行，而且將有大部分H2

17、S 從水中逸出，造成嚴重的大氣污染.為此污水汽提裝置能使污水凈化，并回收H2S 和NH3作為硫磺裝置的原料，化害為利，變廢為寶，造福人類。n污水的性質(zhì)污水的性質(zhì)n原料污水中99以上是水，所以其性質(zhì)于純水相近。原料污水中所含有害物質(zhì)以NH3、H2S、CO2為主，污水汽提主要是除去污水中的NH3、H2S。n該裝置采用單塔蒸汽汽提工藝，主要是利用CO2和H2S 的相對揮發(fā)度比NH3高，溶解度比NH3小的特性來去除污水中的NH3、H2S 、CO2，具體原理如下：n進料污水與塔底凈化水換熱后，溫度可達105左右，在塔上部23層入塔，此溫度基本達到了硫化氫、氨電離反應(yīng)與水解反應(yīng)的拐點溫度(110)，H2S

18、 、NH3都以游離的分子態(tài)存在于熱料中，汽提塔內(nèi)操作壓力比進料管中低，進料污水進塔后由于減壓閃蒸及塔頂?shù)某樘嶙饔?，、H2S 、NH3由液相轉(zhuǎn)入氣相向塔頂移動。n 從塔頂打入溫度為96.5左右的回流液，保持塔頂溫度121。使NH3和H2S 從塔頂全部汽提出去。n 在塔底用蒸汽加熱，保持塔底溫度為130左右，使污水中的NH3、H2S 全被汽提出來，獲得合格的凈化水。在塔底被汽提的NH3、H2S 不斷上升，為此在整個塔體，自上而下溫度越來越高，這樣有利于NH3、H2S 不斷被汽提而上升。n酸性水汽提裝置工藝流程簡述：n自各生產(chǎn)裝置來的污水先進脫氣罐(D-301)脫氣，氣體至排火炬線。原料水經(jīng)泵（P-301）送至原