80kta硫磺回收装置国产化设计

80kta硫磺回收装置国产化设计

齐鲁石油化工,2002,30(4):294～296

　　　　　　QILU　PETROCHEMICAL　TECHNOLOGY工业技术　　　　　　

80ktΠa硫磺回收装置国产化设计

徐永昌　王喜亮　刘玉法　魏文东　徐向峰　郝国阳

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(11中石化齐鲁分公司胜利炼油厂,山东淄博,255434;21中石化齐鲁分公司研究院,山东淄博,255400)摘　要　介绍了无在线炉硫回收工艺的基本原理、技术特点和催化剂使用情况。已投用的工业装置运行结果证明,用该工艺设计的硫磺回收装置,硫回收率和尾气净化度高,投资少,能耗低,流程简单,操作控制方便,社会效益和经济效益显著,适用于同类装置的新建和改扩建项目,市场前景广阔。

关键词　SSR工艺　新型催化剂　新材料　现代化仪表　组合节能　含氨酸气中图分类号:TE624.5　　文献标识码:B　　文章编号:1009-9859(2002)04-0294-04

　　中石化齐鲁分公司胜利炼油厂80ktΠa无在线

炉硫回收工艺(以下简称SSR)成套技术开发是中国石化集团公司“十条龙”攻关课题之一,装置由齐鲁胜利炼油设计院负责设计,中石化第二建设公司负责建设安装,主要设备均使用碳钢制造,投资低,国产率高。装置于1998年5月破土动工,2000年7月进入中间交接,7月22日至8月5日

(1)设备台数、控制回路少于类似工艺,而且

投资省、能耗低、占地面积较小。

(2)无在线加热炉,无燃料气和空气进入系统,即无额外的惰性气体进入加氢反应器及其后部系统,使过程气总量较有在线加热炉的同类工艺少5%～10%,因此设备规模小,尾气排放量和污染物(SO2)绝对排放量减少。

(3)取消了繁琐复杂的控制系统,加氢反应器

为系统吹扫、气密、水洗、试压、流程贯通阶段,8月30日至10月22日处理热态考核中出现的问题及催化剂装填和溶剂的配制工作,10月22日至11月1日为正式开工阶段,2001年7月底对装置满负荷运行进行标定。经过252d的运行,结果表明:装置在满负荷状态下,产品质量合格,净化气排放达标,能耗较小,DCS、仪表、设备运行平稳。

1　SSR工艺介绍

SSR工艺属于还原吸收工艺,利用焚烧烟气

入口温度为单参数调节,仅需要调节尾气加热器

热旁路量来控制加氢反应器入口温度,操作简便易行。

(4)使用外供氢做氢源,从而使该工艺对石油化工企业硫回收装置具有广泛的适应性。2　硫磺回收和尾气处理催化剂

80ktΠa硫磺回收及尾气处理装置在催化剂的

选用上,使用了“齐鲁石化研究院科力技工贸实业公司”生产的LS-971脱漏O2保护型催化剂和LS-951硫磺尾气加氢催化剂。2.1　催化剂的装填

80ktΠa硫磺回收及尾气处理装置催化剂装填

和余热加热制硫尾气,达到加氢反应的温度,与常规的SCOT尾气处理工艺相比,取消了SCOT工艺中的在线加热炉及其配套的鼓风机设备。胜利炼油厂80ktΠa硫磺回收装置是SSR工艺首次在大型硫回收装置上的应用,该装置采用一段高温转化、两段催化转化CLAUS硫回收和SSR尾气处理工艺。采用高温掺合阀达到一级催化转化温度,利用一转反应器出口过程气换热方式达到二级催化转化温度,尾气加热器采用气-气换热器,该设备

热效率高,设备投资低。SSR工艺具有以下特点:

见表1。

收稿日期:2002-02-08;修回日期:2002-10-17。作者简介:徐永昌(1970-),男,1991年毕业于广东石油学校石油炼制系,长期在生产装置从事技术管理工作,现为胜利炼油厂硫磺车间技术组长。电话:(0533)7577777转65397。

80kta硫磺回收装置国产化设计

表1　催化剂装填情况

转化器

R101R102R201

t

(单砖质量30kg),保温钉密度加大,并且保温钉

催化剂

LS-811LS-971LS-95115.2417.76

9.648.8

18.2

床层上部床层下部

10106

4.243.61.6

的长度、材质、形状都做了改进。实践证明:这种改进能保证炉径较大的酸性气燃烧反应炉的长周期运转。

表2　刚玉石砖(GYC)成分及性能

2.2　催化剂的使用效果

1999年11月至2000年11月,在胜利炼油厂2×20ktΠa硫磺回收及尾气处理装置的工业试验

项目

w(Al2O3),%

中,使用LS-971脱漏O2保护型催化剂与未使用该催化剂的相近工艺条件的装置相比,床层温升

平均高出9.8℃,总硫转化率高出1%左右,取得了明显的经济效益。80ktΠa硫磺回收及尾气处理装置,自2001年11月一次开工正常以来,一转、二转床层温升较高,总硫转化率较高,取得了良好的应用效果。2001年7月26至27日的标定检测中,用KNOS600型烟气测定仪检测的O2含量为零。

LS-951硫磺尾气加氢催化剂主要用于炼油厂硫磺回收尾气的加氢工艺,是针对硫回收及尾气处理技术研制开发的。该催化剂分别于1999年11月和2000年10月开始在胜利炼油厂40ktΠa、80ktΠa硫磺回收尾气加氢装置上应用,结果表明,

体积密度Πg.cm-3

耐压强度ΠMPa重烧线变化,%

指标≥85≥2.9≥80

0.2

3.2　采用新的烘炉方案

(1)针对用瓦斯烘炉在低温区会出现温度难

以控制和热量分布不均的现象,在F101第一次烘炉的时候,采用了在炉膛均步电阻丝,用红外线烘

炉的方案,效果良好。

(2)制硫燃烧炉F101能严格按曲线进行,未发生胜利炼油厂40ktΠa硫磺回收装置烘炉时常出现的低温频繁灭炉的现象。F101的炉体呈线形,且开工烟囱较高,抽力大,加上火嘴的良好性能,所以炉体内部介质流通性好,F101在100℃时,最后部的看火孔能看到光亮,余热锅炉ER101即有蒸汽产出(而原40ktΠa硫磺回收装置的炉101到600℃时余热锅炉才见蒸汽),说明炉体前后受热

该催化剂具有密度小、比表面积和孔容大、活性以

及工艺适应性强等优点,能有效降低硫磺尾气中硫化物的含量,有利于提高总硫收率,烟囱排放气中总硫含量低于国家环保法规要求的排放量。3　F101炉体技术改进3.1　F101炉内衬里改进

40ktΠa硫磺回收装置酸性气反应炉的设备结

均匀,烘炉质量较好,F101在降温过程中,可控性强,在调低瓦斯和空气的情况下,F101能降到

205℃以下。而胜利炼油厂40ktΠa硫磺回收装置,炉101用降低瓦斯和空气的方法,到600℃再降温就比较困难了。4　先进仪表的应用

构为:壳体材质16MnR,炉头装有燃烧器,内部衬里共分3层,最底层为隔热层,材料为水泥陶粒虫氐

石;第二层为耐热层,材料为2层轻质高铝砖;第三层为耐火层,材料为2层普通硅砖。自1991年8月装置开工以来,制硫燃烧炉就一直存在下陷、

胜利炼油厂在硫磺回收工艺装置上采用的仪表一直比较落后,随着对环保要求的不断提高,硫磺回收装置在炼油生产中愈显重要,80ktΠa硫磺回收装置,增加了在线仪表、连锁、DCS等较先进仪表的投入。4.1　900ADA型分析仪

900ADA型分析仪是由加拿大“AMETEK工艺

甚至倒塌的问题。炉内衬里自1996年开始共进

行了3次改进:第一次改进是将耐火层普通硅砖改为一级高铝砖;第二次改进是将整个衬里全部整体浇注;第三次是将隔热层及耐热层整体浇注,第三层改为榫槽式大型刚玉莫来石砖,其成分及性能见表2。80ktΠa硫磺回收装置的炉体采用第三次的衬里改进结构,耐火层改为榫槽式大型砖

分析仪表部”引进的H2SΠSO2在线分析仪。其测量原理是基于H2S、SO22种气体对应紫外的特殊吸收光谱特性,由镍蒸汽灯或镉蒸气灯来产生特定的单色光谱带用来检测H2S、SO2。随着H2S、SO2的含量变化,由恒定光源发出的紫外光会受