采用SUPERCLAUS 硫磺回收工艺，是基于硫化氢（H 2S ）与受控比的氧气流进行的部分燃烧。O 2与H 2S 的比率将自动维持，以实现所有碳氢化合物的完全氧化以及酸性原料气中H 2S 的部分燃烧。
在SUPERCLAUS 反应器的进口处H 2S 含量为0.7-0.8%（v ），设计值为0.781%（v ）。传统的Claus 工艺中，空气与酸气的比例应能保证燃烧后气体中的H 2S 与SO 2的比率刚好为2:1，是Claus 反应的最佳比例。
SUPERCLAUS 工艺中，氧气与酸气的比例将调整到使H 2S 与SO 2的比例大于2:1，以保证在SUPERCALUS 反应器进口H 2S 的浓度要求，从而达到更高的总回收率。控制氧气，使进入SUPERCLAUS 反应器的过程气中的H 2S 浓度处于0.7-0.8%（v ）。前端燃烧步骤的操作时基于对H 2S 浓度反馈的控制，而非传统的对H 2S/SO 2(或H 2S-2SO 2)反馈比例的控制。第二级Claus 催化所产生的废气流中的H 2S 浓度将由过程气分析器进行测量。
原理归纳如下：
（1）如果进入SUPERCLAUS 反应器的H 2S 浓度太高，需要向燃烧器供给更多的氧气来生成SO 2。
（2）如果进入SUPERCLAUS 反应器的H 2S 浓度太低，则向燃烧器供给相对较少的氧气以生成更少的SO 2。
主要反应：
2H 2S+3O 2→SO 2+H 2O+热量
Claus 反应器之后的冷凝可以使下一级Claus 反应向正反应方向移动，提高硫的回收率。
剩余H 2S 气体中的大部分与SO 2反应生成单质硫：
4H 2S+2SO 2→3S 2+2H 2O-热量（克劳斯反应）
Claus 催化阶段
位于下游的Claus 催化阶段将进一步提高硫的总体转化率。在Claus 反应器中将发生以下反应：
热量2x
322x 22++?+O H S SO S H SUPERCLAUS 反应器阶段
来自最后一个Claus 反应器的过程气与空气混合，在SUPERCLAUS 反应器中，使用一种特殊的催化剂来进行H 2S 选择氧化，直接得到单质硫。反应方程式：
O H S O S H 2x 22x
121+?+
来自SUPERCLAUS 反应器的尾气以及来自液硫储槽T1701的工艺排出气体仍含有微量的硫化合物。在焚烧炉内燃烧，反应式：
O H SO O S H 22222
3+?+ 22x
x 1SO O S ?+ 2222
3CO SO O COS +?+ 工艺流程简述
1.原料气系统
来自低温甲醇洗工段的酸性气（H 2S:25.30% CO 2:72.684% COS:0.703% CO:0.651% CH 4:0.006% CH 3OH:0.092% T:24.1℃ P:79KPa （G ））经脱甲醇塔C1701洗涤掉气体中所含的甲醇，气体进入酸性气体分离器V1701进行气液分离，冷凝液通过位差送至甲醇洗涤塔C1701与洗涤水混合，经酸水泵加压送出界区。
2.热阶段
气体进入酸性气预热器（E1709）被预热到230℃，与按一定比例配入的氧气混合进入主烧嘴（F1701）燃烧，进入主烧嘴的氧气足够实现原料气中碳氢化合物的完全燃烧（0.12kgO 2/1kg 酸气）。同时，控制第二级Claus 反应器出口处的H 2S 体积百分比达到0.82%。进入燃烧器的氧气由高级燃烧器控制系统（ABC 系统）控制。此系统由两部分构成：顺流送料部分和逆流送料部分。首先测量酸气流，然后将其乘以所需的氧气/酸气比率（顺流送料控制），即得到所需的氧气量。最后所得到的氧气需求信号对供氧控制系统进行设定，而氧气控制系统对两个控制阀的位置进行调整。
该系统通过调整氧气管线上的小控制阀进行调整，在其之后是主控制阀。最终要达到的效果是：通过调整氧气管线上的控制阀的气流再次达到超级克劳斯入口H 2S 浓度的最佳值，从而快速应对气流的变化。通过主氧气管线和调整氧气管线的气流总量将与酸性原料气总量相对应。此气流控制系统由位于SUPERCLAUS 反应器进口工艺路线上的H 2S 分析控制器（逆流送料控制）进行调整。保证H 2S 容积百分比达到0.82%，从而使装置获得最佳的硫磺回收率。为了使火焰保持稳定，F1703主燃烧室内必须有足够高的燃烧温度（高于1000℃）。装置可在分流模式下运行。一部分酸性气从分流管线F1703燃烧室，提高火焰的温度。为了去除在F1701主燃烧器和F1703燃烧室，提高火焰的温度。为了去除在F1701主燃烧器和F1703燃烧室内产生的热量，气体通过废热锅炉E1701的管束与锅炉水换热。工艺气体被冷却，并副产0.7MPa
（G）低压饱和蒸汽。低压蒸汽一部分用于设备加热，富余蒸汽则送至蒸汽管网。工艺气体经过燃烧，产生微量的硫蒸汽被冷凝成液态硫，经过硫封槽V1702A进入T1701液硫贮槽。
克劳斯催化阶段
来自废热锅炉E1701的气体，经过工艺气再热器I（E1706）加热，使其达到第一克劳斯反应器（R1701）所需的最佳温度。通过R1701反应器进口温度调节器，调节进工艺气再热器I（E1706）的蒸汽量，实现调节控制入口温度的目的。第一克劳斯催化反应器顶部装填氧化铝型催化剂，底部装填氧化钛型催化剂，目的是在反应器底床使H2S和SO2得到很好的转化。反应器进口温度维持在240℃左右，有利于COS和SO2的转化。出第一克劳斯反应器（R1701）的工艺气体进入第一硫磺冷凝冷却器（E1702），当气体在冷凝器内冷却的时候，产生液态硫，出第一硫冷凝器的液硫经V1702B硫封槽直接流入液硫贮槽T1701。锅炉给水在液位控制阀Lv17212控制下送入第一硫冷凝器（E1702）的壳程，同样在第一硫冷凝器（E1702）的壳程产生0.7MPa低压蒸汽。
出第一硫冷凝器（E1702）的气体温度为195℃，在第二再热器（E1707）中再次加热，以得到第二克劳斯反应器（R1702）反应所需的最佳温度214℃，在低负荷生产运行时（40%负荷以下）应提高其入口温度在220-250℃，以避免硫磺凝结，通过第二克劳斯反应器（R1702）进口温度调节器，调节入E1707再热器的蒸汽流量达到调节控制温度的目的，第二克劳斯反应器（R1702）中装填的是氧化钛型催化剂。第二克劳斯反应器（R1702）进口温度低于第一克劳斯反应器（R1701），目的是提高H2S和SO2反应生成单质硫的转化率。在第二克劳斯反应器（R1702）中，工艺气体中的H2S和SO2在催化床上反应并达到反应平衡。出第二克劳斯反应的工艺气体，进入第二硫磺冷凝器冷却器（E1703），当气体在冷凝器中冷却的时候，产生液态硫，经V1702C硫封槽直接流入液硫储槽T1701.
废热锅炉、第一和第二硫冷凝器在同一壳体内。锅炉给水引入硫冷凝器的壳侧，并控制液位。硫冷凝器所副产蒸汽一部分用于装置加热，富裕部分蒸汽送至蒸汽管网。
超级克劳斯阶段
为了得到较高的硫磺回收率，气体必须经过最后一个催化阶段，即SUPERCLAUS阶段。来自空分鼓风机K1701的部分预热空气注入工艺气体中，与工艺气体在E1708工艺气再热器中被加热，以获得超级克劳斯反应器R1703催化转化的最佳温度。通过超级克劳斯反应器R1703催化转化的最佳温度。通过超级克劳斯反应器R1703进口的温度调节器，调节进E1703入口温度的目的（190-210℃）。加热后的混合气体与另一路来自空气鼓风机K1701的预热空气，
在静态混合器M1701内混合。H2S将在超级克劳斯反应器R1703内被选择氧化成单质硫。空气采用过量供给，以维持反应器中的氧化条件，防止催化剂硫化。流量控制器的设定值取决于装置的相对负荷（根据计算出的主燃烧器的氧气需求量）以及SUPERCLAUS阶段上游过程气中H2S的浓度来控制。
来自SUPERCLAUS反应器的气体进入超级硫冷凝器E1704。为了尽可能多地冷凝硫蒸汽，第四硫磺冷凝器在工作时保持较低的温度。通过在0.18MPa（G）低压下产生的蒸汽移走热量。蒸汽在空冷器E1705中被冷凝。蒸汽压力由调整蒸汽冷凝器（E1705）风扇的速度来控制。
0.18MPa（G）的压力对应的是120℃的蒸汽温度，稍微高于硫的凝固温度，控制系统将确保在硫凝固温度以上操作。出第四硫磺冷凝器的液硫经V1702D硫封槽流入液硫储槽T1701。反应后的气体从超级克劳斯硫冷凝器流进下游的液硫捕集器V1703，其带有一个除雾垫，将最后的微量液态硫同气体分离。
如SUPERCLAUS阶段发生故障，可旁通SUPERCLAUS阶段，而不影响前系统正常运行。第二克劳斯反应器（R1702）过程气可通过SUPERCLAUS的旁路输送到F1704 焚烧炉焚烧。尾气焚烧阶段
SUPERCLAUS尾气和液硫池排出气含有残余的H2S和其它硫的化合物，在普通焚烧炉F1704中燃烧转化成SO2。被燃烧的气体通过与热燃料气混合被加热，燃料气的热量通过燃料气在焚烧炉燃烧器F1702中燃烧获得。燃料气的流量是受控的，焚烧炉的温度控制器将调整流量控制器的设定值。燃料气的燃烧空气由焚烧炉风机K1701A/B提供。
空气供给分为两个阶段：
（1）供给供燃料气进行亚化学当量燃烧的主空气
（2）供过程气燃烧以及未完全燃烧的燃料气中组分燃烧二次空气
主空气气流由燃料气的气流控制比率。最后所得到的主空气流率为燃料气进行化学当量燃烧所需量的80%。减少燃烧器中NOx的生成。二次空气的流率同样也由燃料气气流进行控制。焚烧炉有一个氧气分析器，这个氧气分析器的信号被加在燃料气流率信号上，这个组合信号即是二次空气流量控制器的设定值。因此，二次空气流率可满足为未完全燃烧的燃料气以及焚化过程气中的可燃物质提供足够的氧气。可使氧气在焚烧炉的燃料气中过量1-2%（V）。过量的氧气可保证燃烧后气体中的H2S含量低于10ppm，离开焚烧炉的尾气在进入通往烟囱的烟道前，通过与激冷空气混合被冷却下来。激冷空气来自自然通风的大气。混合后的温度通过调节激冷空气的供给而得到自动控制。被冷却后的烟气通过烟囱A1701高空排放。
液硫处理
当硫的液位降至下限的时候，液硫泵将自动停止工作，液硫池安装有蒸汽盘管以维持液硫的温度。
除了分离空气之外，还通过位于储存段的顶盖上的空气进口加入了额外数量的吹扫空气。由蒸汽喷射器J-1701A抽走释放出来的H2S及其他废气排放至焚烧炉燃烧。从废热锅炉E1701、第一级冷凝器E1702、第二级冷凝器E1703、超级克劳斯冷凝器E1704及尾气分液器V1703中冷凝分离下来的液硫进入液硫封V1702A/B/C/D/E，然后自流到液硫贮槽T1701，再用液硫输送泵P1701A/B加压，经过滤送至固化装置。在硫磺造粒机Y1701被造成颗粒。
Modeling and Simulation 建模与仿真, 2015, 4(3), 80-86 Published Online August 2015 in Hans. https://www.doczj.com/doc/7f3573731.html,/journal/mos https://www.doczj.com/doc/7f3573731.html,/10.12677/mos.2015.43010 Dynamic Simulation of the Super Claus Sulfur Recovery System Wenfeng Ge, Jiang Wei, Xiaoqing Zheng, Song Zheng, Ming Ge Automatization College, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou Zhejiang Email: wenfengge@https://www.doczj.com/doc/7f3573731.html, Received: Jul. 29th, 2015; accepted: Aug. 14th, 2015; published: Aug. 20th, 2015 Copyright ? 2015 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.doczj.com/doc/7f3573731.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Coal chemical, oil refining industry and natural gas industry provided the main sulfur production in China. China is a country with coal as the main energy source, high sulfur coal is used for many factory productions and needs to recover sulfur from sulfur containing medium such as high sul-fur gas which is produced from desulfurization unit, generally in the form of simple substance sulfur as the final product. This paper from the sulfur recovery unit process principle and equip-ment principle starting, the general chemical process dynamic modeling software, OmniSim, is adopted to establish a set of dynamic mathematics of the super Claus sulfur recovery unit, which is treated with sulfuric acid gas in coal chemical industry. According to the actual operating condi-tion data, the reaction kinetic parameters of the sulfur recovery reaction device were corrected. The results show that the model of the main burner is successfully modeled by the Gibbs free energy minimization, and the average relative error of the simulation results and the actual oper-ating conditions is about 5%, which can meet the industrial application. According to this, this pa-per provides a scheme of dynamic model of sulfur recovery system using chemical process dy-namic modeling software. Based on the dynamic model, the dynamic response of the production operation and the test of the automatic control scheme can be simulated. Keywords Dynamic, Simulation, Modeling, Super Claus, Sulfur Recovery 超级克劳斯硫磺回收系统动态模拟仿真 葛文锋，魏江，郑小青，郑松，葛铭 杭州电子科技大学自动化学院，浙江杭州
克劳斯硫磺回收主要设备及操作条件(标准版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0542
克劳斯硫磺回收主要设备及操作条件(标 准版) 现以直流法为例，这类硫磺回收装置的主要设备有反应炉、余热锅炉、转化器、硫冷凝器和再热器等，其作用和特点如下。 1.反应炉 反应炉又称燃烧炉，是克劳斯装置中最重要的设备。反应炉的主要作用是：①使原料气中1/3体积的H2 S氧化为SO2 ；②使原料气中烃类、硫醇氧化为CO2 等惰性组分。 燃烧在还原状态下进行，压力为20～100kPa，其值主要取决于催化转化器级数和是否在下游需要尾气处理装置。 反应炉既可是外置式(与余热锅炉分开设置)，也可是内置式(与
余热锅炉组合为一体)。在正常炉温(980～1370℃)时，外置式需用耐火材料衬里来保护金属表面，而内置式则因钢质火管外围有低温介质不需耐火材料。对于规模超过30t/d硫磺回收装置，外置式反应炉更为经济。 无论从热力学和动力学角度来讲，较高的温度有利于提高转化率，但受反应炉内耐火材料的限制。当原料气组成一定及确定了合适的风气比后，炉膛温度应是一个定值，并无多少调节余地。 反应炉内温度和原料气中H2 S含量密切有关，当H2 S含量小于30%时就需采用分流法、硫循环法和直接氧化法等才能保持火焰稳定。但是，由于这些方法的酸气有部分或全部烃类不经燃烧而直接进入一级转化器，将导致重烃裂解生成炭沉积物，使催化剂失活和堵塞设备。因此，在保持燃烧稳定的同时，可以采用预热酸气和空气的方法来避免。蒸汽、热油、热气加热的换热器以及直接燃烧加热器等预热方式均可使用。酸气和空气通常加热到230～260℃。其他提高火焰稳定性的方法包括使用高强度燃烧器，
硫回收工艺流程叙述及简要说明 一、酸性水汽提部分 （一）流程简述 自装置外来的混合酸性水，进入原料水脱气罐（V23401）进行脱气，脱出的轻油气送至火炬管网。脱气后的酸性水先后进入原料水罐（23403）沉降脱油，再经原料水加压泵（P23401）加压后进入原料水除油器（V23408AB）进一步脱油，脱出的轻污油间断自流至污油罐（V23402），经污油泵（P23402）间断送至工厂污油罐区。除油后的酸性水进入原料水缓冲罐（V23404），经原料水进料泵（P23403AB）加压，一部分原料水经冷进料冷却器（E23401）冷却后作为汽提塔的冷进料，其余原料水经原料水-净化水一级换热器（E23402），一级冷凝冷却器（E23403），原料水-净化水二级换热器（E23404A-F）后作为汽提塔（T23401）的热进料进入汽提塔。塔底用汽提重沸器（E23405）间接加热汽提，以保证塔底温度160℃。汽提塔底净化水与原料水换热后，送至装置外。汽提塔顶酸性气送至硫磺回收部分。 侧线提出的粗氨气经过一级冷凝冷却器（E23403）冷却，一级分凝器（V23405）分离冷凝液，二级冷凝冷却器（E23407）冷却，二级分凝器（V23406）分离冷凝液，三级冷凝冷却器（E23408）冷却，三级分凝器（V23407）分离冷凝液后配制成氨水或送往硫磺回收装置尾气焚烧炉烧掉。 二、硫磺回收部分 （一）流程简述 自酸性水汽提来的汽提酸性水经酸性水分液罐（V23502）分液，自溶剂再生来的再生酸性气经酸性气分液罐（V23501）分液后，经酸性气预热器（E23503）加热到160℃。两股酸性气混合进入硫磺回收酸性气燃烧炉（F23501）燃烧。两股酸性气分液罐分出的酸性液经酸性液压送罐（V23503）由氮气间断送至酸性水汽提部分进行处理。 由燃烧炉鼓风机（C23501AB）来的空气经空气预热器（E23502）用蒸汽预热至160℃后，进入酸性气燃烧炉。酸性气燃烧配风量按烃类完全燃烧和1/3硫化氢生成二氧化硫来控制80%的风量和按CLAUS尾气中H2S/SO2=2控制20%的风量。 燃烧产生的高温过程气进入余热锅炉（E23501）冷却至350℃并发生1.0 MPa蒸汽，液硫从余热锅炉底部经液液硫封罐（V23505A）进入硫池（V23506），过程气进入一级冷凝器（E23504A），在一级冷凝冷却器冷却至170℃并经除雾后，液硫从一级冷凝冷却器底部经液液硫封罐（V23505B）进入硫池（V23506）。除雾后的过程气经一级掺合阀与F23501炉内高温气流掺混至240℃进入一级反应器（R23501），在CLAUS 催化剂作用下，硫化氢与二氧化硫发生反应，生成硫磺。温度为287℃的反应过程气经二级冷凝冷却器（E23504B）冷却至160℃并经除雾后，液硫从二级冷凝冷却器底部经液液硫封罐（V23505C）进入硫池。过程气经二级掺合阀与F23501炉内高温气流掺混至220℃后进入二级反应器（R23502），在CLAUS催化剂作用下，硫化气和二氧化硫继续发生反应，生成硫磺。235.6℃的过程气经三级冷凝冷却器（E23505）冷却至130℃并经除雾后，液硫从三级冷凝冷却器底部经液液硫封罐（V23505D）进入硫池。尾气再经捕集器（V23504）进一步捕集硫雾后，进入尾气处理系统。 在捕集器（V23504）出口尾气管线上设置尾气在线分析仪，分析尾气中H2S/SO2的值，反馈调节进酸性气燃烧炉20%的空气量，以保证过程气中H2S/SO2为2：1，使CLAUS反应转化率达到最高，同时提高硫回收率，减少硫损失。 在硫池中利用液硫脱气泵（P23503AB）进行液硫循环脱气，释放出的少量H2S用蒸汽喷射器（EJ23501AB）抽送到尾气焚烧炉（F23502）。产品液硫用液硫泵（P23502AB）从硫池抽出,装车送出装置。 经捕集硫雾后的CLAUS尾气在气气换热器（E23508）中与尾气焚烧后的烟气进行换热升温，CLAUS尾气被加热至300℃与PSA制氢装置提纯后的氢气混合后进入加氢反应器（R23503）。CLAUS尾气在加氢催化剂的作用下，SO2、COS、CS2及液硫、气态硫等均被转化H2S，加氢反应为放热反应，离开反应器温度为362.2℃的过程气直接进入急冷塔（T23501）。
克劳斯硫回收工艺事故整理 1．硫磺开工烧坏人孔 1999年8月15日16：30，某炼油厂硫磺回收装置操作员在巡检时发现炉人孔烧坏。 事故经过： 1999年7月10日，硫磺回收装置按计划点炉开工，7月10日点焚烧炉F-202，11日23：25时点燃烧炉F-101，14日点尾气炉F-201，转化器、炉开始烘烤，7月23日烘炉完毕；7月29日至30日R-101、R-102、R-201装催化剂，8月6日重新点火开工，8月13日引酸气入燃烧炉，系统继续升温，8月15日加大酸气入炉量，到16：30发现燃烧炉人孔烧坏而紧急停工。 事故分析： 造成主燃烧炉人孔烧坏的主要原因是： 1、燃烧炉F-101衬里材料选材错误。 2、风量表偏小，酸气量偏小，造成配风过大，主燃烧炉超温。 3、主要仪表存在不少问题：酸气超声波流量计无指示，H2S/SO2比值分析仪无法投用，SO2、O2分析仪不准，火焰检测仪无法投用等问题。 4、整个人孔被错误用保温材料包得严严实实。) 5、操作人员经验不足。 采取措施：
8月20日至9月20日修复衬里，校验风量流量表，更换超声波流量计。 经验教训： “三查四定”时要认真仔细，对各关键设备内衬里选材要严格确认，避免开工后出现衬里不能经受操作温度的纰漏。 2. 开工过程中造成燃烧炉外壁超温 1999年10月1日，某炼油厂硫磺回收装置燃烧炉外壁超温。 事故经过： 1999年9月20日燃烧炉人孔烧坏处理完毕后，24日重新点火升温，29日产出合格硫磺，10月1日发现主燃烧炉外壁超温而紧急停工。事故分析： 1、燃烧炉衬里问题 2、开工引酸气量较大，酸气量波动大，造成炉膛温度过高。 采取措施： 紧急停工，修复燃烧炉衬里 经验教训： 在烘炉完毕后，打开燃烧炉人孔检查衬里时，要严格按照裂缝的条数和尺寸进行审核，不合格就要返工，别把缺陷带到开工后。 3. 停工过程废热锅炉露点腐蚀报废 事故经过： 2000年3月27日，硫磺回收装置停工，28日发现烟道法兰处漏出铵盐，4月3日拆开F-202人孔，E-202头盖试漏发现废锅E-202内管程
克劳斯硫回收操作规程 1.岗位任务及意义 我厂所采用的原料煤硫含量较高,如果不加以回收,就会污染空气。本岗位接受低温甲醇洗岗位送来的硫化氢尾气,通过克劳斯回收装置回收,并制成固体硫磺。本装置H2S的总转化率90-95％；COS不发生克劳斯反应，通过尾气烟囱直接放空。年产硫磺1万吨，回收硫磺不仅经济效益可观还可以消除污染。 2.工艺原理及流程叙述 2.1工艺原理 克劳斯法回收硫的基本反应如下： H2S＋1／2O2→S＋H2O （1） H2S＋3／2O2→SO2＋H2O （2） 2H2S＋SO2→3S＋2H2O （3） 反应（1）（2）在燃烧室中进行，在温度1150℃－1300℃，压力0.06MPa 和严格控制气量的条件下，将硫化氢燃烧成二氧化硫，为催化反应提供（H2S＋CS2）／SO2为2／1的混合气体。 此气体通过AL2O3基触媒，按反应（3）生成单质硫。 2.2流程叙述 来自上游甲醇洗工序的酸性气温度为37.2℃，压力为0.22MPaG，经进料管分离罐（V1301）分出挟带液后，按一定比例分成两股，其中一股去H2S燃烧炉（F1301）。该流股经过控制阀后压力降为0.06 MPaG 进入H2S燃烧炉（F1301），在H2S燃烧炉（F1301）中，酸性气和一定
比例的反应空气发生燃烧反应，反应生成SO2的和燃烧反应剩余的H2S 进一步发生部分克劳斯反应，反应后的酸性气体温度可达800℃以上。高温酸性气随后进入H2S余热回收器（E1301）回收器废热并副产蒸汽，同时将反应生成的单质硫部分冷凝。H2S余热回收器（E1301）一共有四程换热管（PASS1～4）回收本工序工艺气的废热，高温酸性气废热的回收是通过其中的第一、二换热管（PASS1、PASS2）进行的。高温酸性气全部通过PASS1后温度降为600℃，然后分成两股，其中一股流经PASS2温度进一步降至185℃，然后和未经过PASS2的流股混和。通过调整两个流股的比例可使混合后的温度控制在约300℃。混合后的酸性气流股和进料器分离罐（V1301）后未进入H2S燃烧炉（F1301）的旁路酸性气体混合后温度降至230℃、压力0.04MPaG进入克劳斯反应器（R1301）一段。在该段床层酸性气中的H2S和SO2在催化剂LS-971和LS－300的作用下发生克劳斯反应生成单质硫，H2S的转化率为80％～85％。流出反应器的酸性气体温度约为340℃，经过H2S余热回收器PASS3回收器废热后，温度降为175℃，同时绝大部分的单质硫被冷凝下来。为达到克劳斯反应器二段所需的温度，流程中设置了第一再加热器（E1302），酸性气进入该加热器预热到约238℃后进入克劳斯反应器二段继续进行克劳斯反应以回收剩余的硫。在二段反应床中，H2S的转化率约为75％，反应后的酸性气温度约为255℃。经过H2S余热回收器PASS4回收该股的废热后，流股的温度降至175℃，其中的单质硫也被大部分冷凝分离。经过第二再加热器预热至230℃后该流股进入反应器三段发生克劳斯反应，此时H2S
目录 第一章总论 (3) 1.1项目背景 (3) 1.2硫磺性质及用途 (4) 第二章工艺技术选择 (4) 2.1克劳斯工艺 (4) 2.1.1MCRC工艺 (4) 2.1.2CPS硫横回收工艺 (5) 2.1.3超级克劳斯工艺 (6) 2.1.4三级克劳斯工艺 (9) 2.2尾气处理工艺 (9) 2.2.1碱洗尾气处理工艺 (9) 2.2.2加氢还原吸收工艺 (13) 2.3尾气焚烧部分 (13) 2.4液硫脱气 (14) 第三章超级克劳斯硫磺回收工艺 (15) 3.1工艺方案 (15) 3.2工艺技术特点 (15) 3.3工艺流程叙述 (15) 3.3.1制硫部分 (15) 3.3.2催化反应段 (15) 3.3.3部分氧化反应段 (16) 3.3.4碱洗尾气处理工艺 (17) 3.3.5工艺流程图 (17) 3.4反应原理 (18) 3.4.2制硫部分一、二级转化器内发生的反应: (18) 3.4.3尾气处理系统中 (18) 3.5物料平衡 (19)
3.6克劳斯催化剂 (19) 3.6.1催化剂的发展 (19) 3.6.2催化剂的选择 (21) 3.7主要设备 (21) 3.7.1反应器 (21) 3.7.2硫冷凝器 (21) 3.7.3主火嘴及反应炉 (22) 3.7.4焚烧炉 (22) 3.7.5废热锅炉 (22) 3.7.6酸性气分液罐 (22) 3.8影响Claus硫磺回收装置操作的主要因素 (23) 3.9影响克劳斯反应的因素 (24) 第四章工艺过程中出现的故障及措施 (26) 4.1酸性气含烃超标 (26) 4.2系统压降升高 (27) 4.3阀门易坏 (28) 4.4设备腐蚀严重 (28)
前言 在石油和天然气加工过程中产生大量的H2S气体，为了保护环境和回收元素硫，工业上普遍采用克劳斯过程处理含有H2S的酸性气体，其反应方程式如下：’ H2S + 3/2 O2 = S02 + H2O （1） 2H2S + S02 = 3/X Sx +2H2O (2) 其中反应(1)和(2)是在高温反应炉中进行的，在催化反应区(低于538℃)除了发生反应(2)外，还进行下述有机硫化物的水解反应： CS2 + H2O = COS + H2S (3) COS + H20 = H2S + C02(4) 本文回顾了改良克劳斯硫磺回收工艺的发展历程，阐明了工艺方法的基本原理、影响因素及操作条件，进行了扼要的评述． 1、工艺的发展历程 1.1原始的克劳斯工艺 1883年英国化学家C，F·C1aus首先提出回收元素硫的专利技术，至今已有100多年历史。原始的克劳斯法是一个两步过程，其工艺流程示于图1，专门用于回收吕布兰(Leblanc)法生产碳酸钠时所消耗的硫。关于后者的反应过程列于下式： 2NaCl + H2S04 = Na2SO4 + 2HCl (5) Na2SO4 + 2C = Na2S + 2CO2 (6) Na2S + CaCO3 = Na2CO3 + CaS (7)
为了回收元素硫，第一步是把CO2导入由H20和CaS(碱性废料)组成的液浆中，按上述反应式得到H2S，然后在第二步将H2S和O2混合后，导入一个装有催化剂的容器，催化剂床层则预先以某种方式预热至所需要的温度，按←CaS(固)+ H2O (液)+C02(气)= CaC03(固)十H2S(气) (8) 反应式(9)进行反应。反应开始后，用控制反应物流的方法来保持固定的床层温度．显然此工艺只能在催化剂上以很低的空速进行反应。据报导， H2S + 1/2 O2 = 1/X Sx + H2O (9) 如果使用了水合物形式的铁或锰的氧化物，就不需要预热催化剂床层即可以开始反应，然而由于H2S和O2之间的反应是强烈的放热反应，而释放的热量又只靠辐射来发散，因此限制了克劳斯窑炉只能处理少量的H2S气
硫磺回收工艺介绍
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:
目录 第一章总论 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.１项目背景 (2) 1.2硫磺性质及用途2? 第二章工艺技术选择2? ２.１克劳斯工艺 (2) ２．１.1MＣRC工艺2? ２.1.2CPS硫横回收工艺2? 2.１.３超级克劳斯工艺2? ２.1.4三级克劳斯工艺....................................................... ２ 2.2尾气处理工艺 (2) 2．2.1碱洗尾气处理工艺 (2) 2.2.2加氢还原吸收工艺 (2) 2.３尾气焚烧部分2? 2.4液硫脱气........................................................................................ ２第三章超级克劳斯硫磺回收工艺. (2) 3.1工艺方案 (2) 3.2工艺技术特点?２ 3.３工艺流程叙述 (2) 3．３.1制硫部分 (2) ３.3.2催化反应段............................................ 错误!未定义书签。 3.3.3部分氧化反应段....................................... 错误!未定义书签。 3．３.4碱洗尾气处理工艺 (2) 3.3．5工艺流程图2? 3.4反应原理 (2) 3.４．2制硫部分一、二级转化器内发生的反应: (2)
编号：SM-ZD-41016 克劳斯硫磺回收主要设备 及操作条件 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改
克劳斯硫磺回收主要设备及操作条 件 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查 和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目 标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 现以直流法为例，这类硫磺回收装置的主要设备有反应炉、余热锅炉、转化器、硫冷凝器和再热器等，其作用和特点如下。 1. 反应炉 反应炉又称燃烧炉，是克劳斯装置中最重要的设备。反应炉的主要作用是：①使原料气中1/3体积的H?S氧化为SO?；②使原料气中烃类、硫醇氧化为CO?等惰性组分。 燃烧在还原状态下进行，压力为20～100kPa，其值主要取决于催化转化器级数和是否在下游需要尾气处理装置。 反应炉既可是外置式(与余热锅炉分开设置)，也可是内置式(与余热锅炉组合为一体)。在正常炉温(980～1370℃)时，外置式需用耐火材料衬里来保护金属表面，而内置式则因钢质火管外围有低温介质不需耐火材料。对于规模超过30t/d
克劳斯法硫回收工艺 一、工艺要求 三高无烟煤：元素分析含硫3.3% 造气：121332Nm3含硫化氢1.11% 含COS0.12% 约17克/Nm3 低温甲醇洗：净化气含硫0.1ppm 送出H2S含量为35%左右的酸性气体3871Nm3。 本岗位主要任务是回收低温甲醇洗含硫CO2尾气中的H2S组份，通过该装置回收，制成颗粒状硫磺。同时将尾气送到锅炉燃烧，使排放废气达到国家排放标准，本装置的正常硫磺产量约为16160吨/年。 二、工艺方法 1、常用硫回收工艺 (1) 液相直接氧化工艺 有代表性的液相直接氧化工艺有：ADA法和改良ADA法脱硫、拷胶法脱硫、氨水液相催化法脱等。液相直接氧化工艺适用于硫的“粗脱”，如果要求高的硫回收率和达到排放标准的尾气，宜采用固定床催化氧化工艺或生物法硫回收工艺。 (2) 固定床催化氧化工艺 硫回收率较高的Claus工艺是固定床催化氧化硫回收工艺的代表。Claus硫回收装置一般都配有相应的尾气处理单元，这些先进的尾气处理单元或与硫回收装置组合为一个整体装置，或单独成为一个后续装置。Claus硫回收工艺及尾气处理方式种类繁多，但基本是在Claus硫回收技术基础上发展起来的，主要有：SCOT 工艺、SuperClaus工艺、Clinsulf工艺、Sulfreen工艺、MCRC工艺等。 2. 克劳斯硫回收工艺特点 常规Claus工艺是目前炼厂气、天然气加工副产酸性气体及其它含H2S 气体回收硫的主要方法。其特点是：流程简单、设备少、占地少、投资省、回收硫磺纯度高。但是由于受化学平衡的限制，两级催化转化的常规Claus工艺硫回收率为90-95%，三级转化也只能达到95-98%，随着人们环保意识的日益增强和环保标准的提高，常规Claus工艺的尾气中硫化物的排放量已不能满足现行环保标准的要求，降低硫化物排放量和提高硫回收率已迫在眉睫。
目录 第一章总论................................................................ 项目背景.............................................................. 硫磺性质及用途 ........................................................ 第二章工艺技术选择 ........................................................ 克劳斯工艺 ............................................................ 工艺.............................................................. 硫横回收工艺 .................................................... 超级克劳斯工艺 .................................................. 三级克劳斯工艺 ................................................ 尾气处理工艺 .......................................................... 碱洗尾气处理工艺 .................................................. 加氢还原吸收工艺 .................................................. 尾气焚烧部分 .......................................................... 液硫脱气.............................................................. 第三章超级克劳斯硫磺回收工艺 ........................................... 工艺方案.............................................................. 工艺技术特点 .......................................................... 工艺流程叙述 .......................................................... 制硫部分.......................................................... 催化反应段 ........................................................ 部分氧化反应段 .................................................... 碱洗尾气处理工艺 .................................................. 工艺流程图 ........................................................ 反应原理.............................................................. 制硫部分一、二级转化器内发生的反应: ............................... 尾气处理系统中 ................................................ 物料平衡..............................................................
文件编号 MZYC-AS-ZY.013-2007(A/0) 受控状态受控 发放编号——————————————— 硫磺回收装置 操作手册 中国神华煤制油有限公司煤制油厂 二〇〇七年
操作手册编审表 编制： 车间审核： 车间主任： 汇审 消防气防队： 技术监督部： 机动部： 安全生产部： 审批：
目录 第1章装置正常开工方案 (1) 1.1开工准备及注意事项 (2) 1.2装置吹扫、贯通、气密 (2) 1.3系统的烘干 (10) 1.4催化剂及其填料填装 (13) 1.5装置投料步骤及关键操作 (15) 1.6装置正常开车步骤及其说明 (19) 1.7装置正常开工盲板表 (20) 第2章装置停工方案 (20) 2.1正常停工方案 (21) 2.2非正常停工方案（紧急停工方案） (28) 第3章事故处理预案 (29) 3.1事故处理的原则 (30) 3.2原料、燃料中断事故处理 (30) 3.3停水事故处理 (32) 3.4停电及晃电 (34) 3.5净化风中断 (36) 3.6其它 (37) 3.7DCS故障处理 (39) 3.8关键设备停运（风机） (40) 第4章装置冬季防冻凝方案 (40) 4.1伴热线流程及现场编号 (41) 4.2防冻凝方案 (41) 4.3相关物料及带水物料管线冬季防冻凝措施 (41) 4.4间断输送物料的管线防冻凝措施 (42) 第5章岗位操作法 (42) 5.1正常及异常操作法 (43) 5.2单体设备操作法 (54) 5.3高温掺合阀操作法 (63) 5.4制硫燃烧燃烧器的操作 (64) 附表一硫磺装置盲板一览表 (68) 附图―硫磺回收装置伴热流程图 (70)
目录 第一章总论 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.1项目背景 ..................................................................... 错误!未定义书签。 1.2硫磺性质及用途............................................................ 错误!未定义书签。第二章工艺技术选取 ................................................................. 错误!未定义书签。 2.1克劳斯工艺.................................................................. 错误!未定义书签。 2.1.1MCRC工艺............................................................ 错误!未定义书签。 2.1.2CPS硫横回收工艺............................................. 错误!未定义书签。 2.1.3超级克劳斯工艺 .............................................. 错误!未定义书签。 2.1.4三级克劳斯工艺 ........................................... 错误!未定义书签。 2.2尾气解决工艺............................................................... 错误!未定义书签。 2.2.1碱洗尾气解决工艺 .............................................. 错误!未定义书签。 2.2.2加氢还原吸取工艺 .............................................. 错误!未定义书签。 2.3尾气焚烧某些............................................................... 错误!未定义书签。 2.4液硫脱气 ..................................................................... 错误!未定义书签。第三章超级克劳斯硫磺回收工艺............................................ 错误!未定义书签。
当前硫回收方法主要有湿法和干法脱硫，干法又分为：传统克劳斯法、亚露点类克劳斯工艺，还原吸收类工艺、直接氧化类克劳斯工艺、富氧克劳斯工艺、和氧化吸收类克劳斯工艺；湿法主要有鲁奇的低、高温冷凝工艺、托普索的WSA工艺。 1 干法脱硫 1.1 常规克劳斯(Claus)法 克劳斯法是一种比较成熟的多单元处理技术，是目前应用最为广泛的硫回收工艺。其工艺过程为：含有硫化氢的酸性气体在克劳斯炉内燃烧，使部分硫化氢氧化为二氧化硫，二氧化硫再与剩余的未反应的硫化氢在催化剂上反应生成硫磺。传统克劳斯法的特征为：1)控制n(O2)：n(H2S)＝1：2，若氧气含量过高有SO2溢出，过低则降低H2S的脱除效率；2)需要安装除雾器脱除气流中的硫以提高硫回收量；3)克劳斯法硫总回收率为94%-96%；4)对含可燃性成分的气体如煤气，或当硫质量分数低于40%时不宜用克劳斯法。 1.2亚露点类克劳斯工艺 所谓的亚露点工艺是以在低于硫露点的温度下进行克劳斯反应为主要特征的工艺。主要包括Sulfreen、Hydrosulfreen、Carbonsulfreen、Oxysulfreen、CBA、ULTRA、MCRC、Clauspol 1500、Clauspol 300、Clisulf SDP、ER Claus、Maxisulf等工艺。 1.3
还原吸收类工艺 还原吸收类工艺由于将有机硫及SO2等转化为H2S再行吸收，故总硫回收率可达99.5%以上。主要有SCOT、Super-SCOT、LS-SCOT、BSR/Amine、BSR/Wet Oxidation、Resulf、AGE/Dual Solve、HCR、Parsons/BOC Recycle、Sulfcycle和ELSE工艺。 1.4 直接氧化类工艺 直接氧化是指H2S在固体催化剂上直接氧化成硫，实际上乃是克劳斯原型工艺的新发展。直接氧化法工艺技术的关键是研制出选择性好、对H2O 和过量O2不敏感的高活性催化剂，目前用铁基金属氧化物的不同混合物制备。选择性催化氧化硫回收技术主要有：主要有Seleclox、BSR/Selectox、BSR/Hi-Activity claus、MODOP、Superclaus、Catasulf 和Clinsulf DO等工艺。 以超级克劳斯(Superclaus)工艺为例进行简单介绍。超级克劳斯工艺有2种类型：Super Claus-99型和Super Claus-99.5型。超级克劳斯工艺中气体不必脱水，选择性氧化时，可配入过量氧而对选择性无明显影响。该工艺方法简单，操作容易。过程连续无需周期切换，硫回收率高，投资省，能耗及原材料费用低，且应用规模不限，使用范围广。 1.5 富氧克劳斯工艺 以富氧空气乃至纯氧代替空气用于克莱斯装置，可以相应地减少惰性组分N2的量，进而提高装置的处理能力。已经工业化的富氧克劳斯工艺
?18?气体净化2019年第19卷第3期 克劳斯法硫回收装置液硫系统的优化设计 黄占修 （洛阳宏兴新能化工有限公司，河南省洛阳市471112） 摘要：克劳斯（Claus）法制硫是从酸性气中回收单质硫的重要技术之一。在克劳斯硫回收装置的液硫回收系统设计中，常规做法是设置四级硫封罐，从四级硫封罐出来的液硫汇集成到一根总管后进入 硫池中，存在液硫管线布置复杂、占地面积大等缺点。优化设计方案提出，通过改变冷凝器出来的液硫 流向，在液硫线上增设U型弯,克服硫冷凝器、反应器之间的压力降,在过程气间形成有效液封,起到原 设计中硫封罐的作用，相比常规做法可减少3个硫封罐的设置。同时对液硫总线进硫池的方式、硫池内 蒸汽伴热盘管等内构件的材质选择等方面存在的问题提出了相应优化措施。 关键词：Claus硫磺回收硫封罐硫池优化设计 1概述 随着含硫原油和含硫天然气的开发利用，用克劳斯（Claus）法从酸性气中回收单质硫元素的工艺已成为加工含硫天然气或炼厂气的一种重要形式。Claus法回收单质硫元素主要分两个阶段⑴，一个是高温热反应阶段，主要在酸性气燃烧炉内完成,控制炉膛温度一般不低于980?[2]，炉内H?S的转化率为65%-70%；另一个是催化反应阶段,控制酸性气燃烧炉出口过程气中H?S和SO2的摩尔比为2：1,在反应器内Claus催化剂参与下，和SO?完成氧化还原反应，生成单质硫，该阶段单质硫元素收率约25%~30%。一般认为，在合适的操作条件下,Claus制硫部分总硫转化率约95%⑶。为提高催化反应阶段单质硫元素的转化率,利用硫冷凝器冷却去除过程气中的单质硫蒸汽,降低生成物分压，促进比S和SO2的反应向正方向进行。硫蒸汽冷凝成液硫后，由液硫回收系统统一回收到硫池，进一步脱气、成型处理。图1为Claus工艺原则流程。 图1克劳斯制硫工艺原则流程 液硫回收系统由硫封罐、液硫管线、地下硫池组成。若硫封罐或硫池设置不合理，容易岀现液硫管线布置不集中、占地面积大、液硫凝固堵塞，甚至会出现液硫池中液硫倒窜、硫池着火等安全事故,影响装置长周期运行。2硫封罐优化设计 2.1硫封罐的原理及作用 Claus制硫工艺中生成的液硫，在酸性气燃烧炉废热锅炉或硫磺冷凝器中完成气液分离，液硫自流进入硫封罐中。硫封罐设置有一定高度，靠液硫自
克劳斯硫磺回收技术的基本原理
前言 在石油和天然气加工过程中产生大量的H2S气体，为了保护环境和回收元素硫，工业上普遍采用克劳斯过程处理含有H2S的酸性气体，其反应方程式如下：’ H2S + 3/2 O2 = S02 + H2O （1） 2H2S + S02 = 3/X Sx +2H2O (2) 其中反应(1)和(2)是在高温反应炉中进行的，在催化反应区(低于538℃)除了发生反应(2)外，还进行下述有机硫化物的水解反应： CS2 + H2O = COS + H2S (3) COS + H20 = H2S + C02(4) 本文回顾了改良克劳斯硫磺回收工艺的发展历程，阐明了工艺方法的基本原理、影响因素及操作条件，进行了扼要的评述． 1、工艺的发展历程 1.1原始的克劳斯工艺 1883年英国化学家C，F·C1aus首先提出回收元素硫的专利技术，至今已有100多年历史。原始的克劳斯法是一个两步过程，其工艺流程示于图1，专门用于回收吕布兰(Leblanc)法生产碳酸钠时所消耗的硫。关于后者的反应过程列于下式： 2NaCl + H2S04 = Na2SO4 + 2HCl (5) Na2SO4 + 2C = Na2S + 2CO2 (6) Na2S + CaCO3 = Na2CO3 + CaS (7)
为了回收元素硫，第一步是把CO2导入由H20和CaS(碱性废料)组成的液浆中，按上述反应式得到H2S，然后在第二步将H2S和O2混合后，导入一个装有催化剂的容器，催化剂床层则预先以某种方式预热至所需要的温度，按←CaS(固)+ H2O (液)+C02(气)= CaC03(固)十H2S(气) (8) 反应式(9)进行反应。反应开始后，用控制反应物流的方法来保持固定的床层温度．显然此工艺只能在催化剂上以很低的空速进行反应。据报导，H2S + 1/2 O2 = 1/X Sx + H2O (9) 如果使用了水合物形式的铁或锰的氧化物，就不需要预热催化剂床层即可以开始反应，然而由于H2S和O2之间的反应是强烈的放热反应，而释放
第十四章硫磺回收装置 第一节装置概况及特点 一、装置概况 硫磺回收装置是环保装置，它是洛阳分公司500万吨/年炼油工程主体生产装置之一。该装置主要处理液态烃、干气脱硫酸性气及含硫污水汽提酸性气等，其产品是国标优等品工业硫磺。 二、装置组成及规模 硫磺回收（Ⅰ）设计生产能力为3000t/a，1987年8月开工，2001年4月扩能改造至1.0×104t/a；硫磺回收（Ⅱ）设计生产能力为5650t/a，1997年9月开工，2000年3月扩能至1.0×104t/a。 三、工艺流程特点 两套硫磺回收装置均采用常规克劳斯工艺，采用部分燃烧法，即将全部酸性气引入酸性气燃烧炉，按烃类完全燃烧和1/3硫化氢完全燃烧生成二氧化硫进行配风。过程气采用高温外掺合、二级转化、三级冷凝、三级捕集，最终硫回收率达到93%以上。尾气中硫化物及硫经尾气焚烧炉焚烧，70m烟囱排放。 第二节工艺原理及流程说明 一、工艺原理 常用制硫方法中根据酸性气浓度不同，分别采用直接氧化法、分流法和部分燃烧法。本装置采用的是部分燃烧法，即将全部酸性气引入燃烧炉，按烃类完全燃烧和1/3硫化氢完全燃烧生成二氧化硫进行配风。对于硫化氢来说，反应结果炉内约有65%的硫化氢转化为硫，余下35%的硫化氢中有1/3燃烧生成二氧化硫，2/3保持不变。炉内反应剩余的硫化氢、二氧化硫在转化器内催化剂作用下发生反应，进一步生成硫，其主要反应如下： 主要反应： 燃烧炉内：H2S+3/2O2=H2O+SO2+Q 2H2S+ SO2= 2H2O+3/2S2+Q H2S+CO2=COS+ H2O+Q 2H2S+CO2=CS2+2 H2O+Q 反应器内：2H2S+SO2=H2O+3/nSOn+Q COS+ H2O = H2S+CO2-Q CS2+ 2H2O=2H2S+CO2-Q 为获得最大转化率，必须严格控制转化后过程气中硫化氢与二氧化硫的摩尔比为2：1。 二、工艺流程说明