氨分解克勞斯硫回收系統(tǒng)操作運(yùn)行總結(jié)

黃長(zhǎng)勝，李成鋒，王曉亞，周春艷

（1.山東兗礦國(guó)際焦化有限公司，山東兗州 272100；2.兗礦國(guó)宏化工有限公司，山東鄒城 273500）

作為焦化煤氣凈化的一種，AS流程以其操作費(fèi)用低，所需換熱設(shè)備少，對(duì)于不需要精脫的焦?fàn)t煤氣用戶是較好的選擇。我們公司的焦?fàn)t煤氣凈化就選用了初冷器加電捕、鼓風(fēng)機(jī)、AS法脫除硫化氫和氨，然后串脫苯的凈化工藝。在具體的生產(chǎn)實(shí)踐中，由于氣體質(zhì)量無法滿足焦?fàn)t氣制甲醇的需要，后來增加了栲膠常壓脫硫裝置。作為AS流程的重要組成部分，脫酸蒸氨后的酸性氣體處理也至關(guān)重要。這里介紹一種克勞斯硫回收系統(tǒng)，也是系統(tǒng)的配套環(huán)保設(shè)施。在運(yùn)行初期由于酸性氣質(zhì)量不合格等原因，存在運(yùn)行不穩(wěn)定，設(shè)備腐蝕大，開停車多等問題。我們通過摸索，進(jìn)行優(yōu)化和強(qiáng)化操作，較好地控制系統(tǒng)腐蝕，達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行，提高硫磺回收率和尾氣質(zhì)量的目的，這是我們實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。

1 工藝流程簡(jiǎn)介

由脫酸蒸氨裝置來含氨及H2S的混合氣，經(jīng)壓力調(diào)節(jié)后進(jìn)入克勞斯?fàn)t，采用部分氧化法，H2S與燃燒生成的SO2進(jìn)行克勞斯反應(yīng)，生成元素硫，整個(gè)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，爐內(nèi)高溫主要依靠化學(xué)反應(yīng)熱來維持，當(dāng)混合氣中H2S含量較低，放出的熱量不足以維持反應(yīng)所需的溫度時(shí)，尚需向克勞斯?fàn)t通入少量煤氣，以維持反應(yīng)所需的溫度。

由克勞斯?fàn)t排出的高溫過程氣，經(jīng)廢熱鍋爐對(duì)其余熱進(jìn)行回收利用后，連續(xù)進(jìn)入兩級(jí)克勞斯反應(yīng)器，重復(fù)進(jìn)行克勞斯反應(yīng)，生成元素硫，硫的回收率約為96%；再經(jīng)硫冷凝器（31W07／08）、硫分離器（31F01－04）分出液硫，尾氣送入荒煤氣管道。

2 氨分解硫回收系統(tǒng)操作規(guī)定（表1）

3 工藝檢測(cè)及調(diào)控要點(diǎn)

（1）克勞斯?fàn)t正常操作時(shí)，燃燒室的空氣與煤氣的流量調(diào)節(jié)，在一般操作溫度壓力條件下，以尾氣CO可測(cè)出，O2不可測(cè)出為依據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并通過調(diào)節(jié)煤氣量使克勞斯?fàn)t催化床溫度在1 000～1 100℃?？藙谒?fàn)t控制系統(tǒng)的比例自調(diào)及需氧分析儀目前不能正常工作，在實(shí)際生產(chǎn)中摸索酸氣與熱空氣、煤氣與冷空氣的最佳反應(yīng)比例。

表1 硫回收系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)

（2）如果克勞斯?fàn)t催化床溫度低于900℃，改為預(yù)熱生產(chǎn)，酸性氣退出，要增加入爐煤氣量，與此同時(shí)空氣通過比例調(diào)節(jié)器與煤氣按一定比例相應(yīng)增加，直到爐溫正常。當(dāng)爐溫達(dá)到1 050℃時(shí)改為混合或余氣生產(chǎn)，為防止積炭，混合生產(chǎn)時(shí)間盡可能短。

（3）進(jìn)克勞斯?fàn)t酸氣中的H2S含量正?？刂圃?0%以上（質(zhì)量百分比）。

4 崗位操作

4.1 一般操作

（1）中控室每小時(shí)檢查調(diào)節(jié)各處溫度、壓力、流量、液位，使之符合技術(shù)規(guī)定值，需調(diào)節(jié)的應(yīng)及時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系，高低壓廢鍋液位自調(diào)必須投入正常使用，嚴(yán)禁出現(xiàn)高液位運(yùn)行。

（2）現(xiàn)場(chǎng)定時(shí)檢查設(shè)備潤(rùn)滑運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)及時(shí)處理。

（3）廢熱鍋爐每班排污一次。

（4）定時(shí)檢查各管線有無堵塞，硫管出硫狀況是否正常。

（5）定時(shí)定量向鍋爐供水處理槽投藥。

（6）定期測(cè)試硫回收系統(tǒng)阻力。（工藝技術(shù)員安排，班組人員配合。）

（7）認(rèn)真、準(zhǔn)確填寫各項(xiàng)記錄。

（8）如果出現(xiàn)高低壓給水不足且短時(shí)不能恢復(fù)的情況，開底部應(yīng)急蒸汽，防止設(shè)備損壞。

4.2 開車前準(zhǔn)備工作

（1）與調(diào)度室取得聯(lián)系，得到開工指令方可開工。

（2）認(rèn)真檢查管道閥門開閉狀態(tài)是否正確，管道是否暢通，各設(shè)備是否達(dá)到投運(yùn)條件。

（3）各儀表投入運(yùn)行，確認(rèn)聯(lián)鎖報(bào)警裝置是否可靠及正確。

（4）如爐膛溫度不低于800℃，則克勞斯系統(tǒng)可投運(yùn)。

（5）蒸汽夾套管送入蒸汽，保證管道的正常加熱。

4.3 克勞斯系統(tǒng)開工操作

（1）得到開工指令后，由現(xiàn)場(chǎng)操作工打開克勞斯?fàn)t空氣、煤氣手閥，打開克勞斯反應(yīng)器前放散閥，克勞斯尾氣并尾氣總管閥關(guān)閉。打開各排硫管閥門及各夾套管道蒸汽保溫。

（2）按規(guī)定步驟啟動(dòng)煤氣增壓機(jī)、空氣鼓風(fēng)機(jī)并調(diào)節(jié)煤氣壓力、空氣壓力至規(guī)定值，開空氣預(yù)熱器，將預(yù)熱后空氣溫度調(diào)至規(guī)定值，按規(guī)定步驟啟動(dòng)鍋爐給水泵，將鍋爐液位、硫冷凝器液位調(diào)至規(guī)定值。

（3）克勞斯?fàn)t點(diǎn)火升溫，爐溫調(diào)至規(guī)定值。

（4）現(xiàn)場(chǎng)打開切斷閥，從酸氣管導(dǎo)淋排盡酸氣管內(nèi)積水后開酸氣三組閥，酸氣進(jìn)入克勞斯?fàn)t，關(guān)閉酸氣旁通閥。

（5）將各處溫度、壓力、流量、液位調(diào)至規(guī)定值，待工況穩(wěn)定后，力爭(zhēng)轉(zhuǎn)入自控狀態(tài)。

（6）將克勞斯過程氣導(dǎo)入克勞斯反應(yīng)器及硫冷凝器，開克勞斯尾氣并尾氣總管閥門，關(guān)閉器后放散閥。

（7）需氧分析儀投入運(yùn)行并校正，檢查各排硫管，保證暢通。

4.4 克勞斯系統(tǒng)停工操作

（1）得到停工指令后，開脫酸蒸氨頂部放空閥，及酸氣旁通閥，保證脫酸蒸氨運(yùn)行穩(wěn)定，關(guān)入克勞斯?fàn)t酸氣三組閥，并調(diào)節(jié)爐溫至規(guī)定值。

（2）若短時(shí)間停工，則得到開工指令后，酸氣重新入爐。

（3）若長(zhǎng)時(shí)間停工，按規(guī)定的趕硫操作步驟趕硫16h以上，確認(rèn)各硫管無硫磺流出，停需氧分析儀。

（4）趕硫結(jié)束后，開器前放散閥，關(guān)閉克勞斯尾氣并尾氣總管閥門，切斷空氣、煤氣、三組閥并關(guān)閉現(xiàn)場(chǎng)手閥，根據(jù)實(shí)際情況決定是否?？諝夤娘L(fēng)機(jī)、煤氣增壓機(jī)。

（5）將廢熱鍋爐、硫冷凝器內(nèi)存水放空，關(guān)閉蒸汽采氣閥，視具體情況停夾套蒸汽。

5 催化劑操作注意事項(xiàng)

5.1 停爐時(shí)的操作

（1）若為短期停爐，不需開爐卸催化劑，可切斷原料氣，加入激冷蒸汽，使催化劑床層溫度低于600℃。

（2）克勞斯?fàn)t停爐時(shí)，應(yīng)先在正常操作溫度下用盡可能大的煙氣吹掃，直至爐內(nèi)不含硫，方可逐漸減少加熱煤氣，逐步降溫。

5.2 使用催化劑的注意事項(xiàng)

（1）嚴(yán)禁超溫運(yùn)行，催化劑床層溫度不能大于1 250℃。

（2）克勞斯?fàn)t內(nèi)催化床層溫度應(yīng)保持穩(wěn)定，盡可能避免忽高忽低，應(yīng)嚴(yán)格控制在1 000～1 100℃。

（3）當(dāng)催化床層溫度低于900℃時(shí)，應(yīng)避免長(zhǎng)期操作，否則容易出現(xiàn)積炭。

（4）在開、停爐過程中，當(dāng)催化劑床層溫度低于600℃時(shí)，應(yīng)避免長(zhǎng)期操作，否則容易出現(xiàn)積炭。

6 分析化驗(yàn)項(xiàng)目

涉及的分析項(xiàng)目見表2～5。

7 改造和改進(jìn)

7.1 鍋爐給水改造

由于高壓鍋爐給水泵屬于德國(guó)利舊設(shè)備，為多級(jí)泵，級(jí)數(shù)多，軸長(zhǎng)且細(xì)，多次出現(xiàn)因軸彎造成泵超電流跳車，影響鍋爐供水而停爐的事故。找出問題癥結(jié)后我們采取了兩步走的措施，一是重新根據(jù)鍋爐水的參數(shù)進(jìn)行了泵的選型和設(shè)計(jì)，二是在泵到廠前利用鍋爐給水穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，從鍋爐房鍋爐泵引水供應(yīng)克勞斯?fàn)t。上述兩個(gè)方案實(shí)施后，鍋爐泵給水穩(wěn)定，幾乎沒有再出現(xiàn)因鍋爐液位聯(lián)鎖跳車的事故。新泵到廠后安裝調(diào)試正常，目前這兩種方法互為補(bǔ)充，保證了鍋爐給水穩(wěn)定。

表2 酸性氣成分（兩天一次）

表3 出克勞斯?fàn)t進(jìn)克勞斯反應(yīng)器過程氣成分

表4 克勞斯尾氣成分

表5 鍋爐爐水分析

7.2 燃燒煤氣的改造

由于原設(shè)計(jì)的煤氣成分好，一臺(tái)300m3／h煤氣羅茨風(fēng)機(jī)即可滿足使用。我們由于煤氣中氮?dú)夂扛咔矣薪褂?，影響了羅茨風(fēng)機(jī)的打氣量，多次因煤氣量不足影響酸性氣的投入。后來根據(jù)實(shí)際情況，選擇了兩臺(tái)560m3／h的羅茨風(fēng)機(jī)，可以滿足克勞斯?fàn)t的正常需要。另外，為了增加煤氣供應(yīng)的可靠性，我們將甲醇加熱爐的煤氣專門引出一路直接供應(yīng)克勞斯?fàn)t，羅茨風(fēng)機(jī)作為備用，這樣，煤氣供應(yīng)得到了保證，克勞斯?fàn)t的運(yùn)行穩(wěn)定，酸性氣實(shí)現(xiàn)了全部接收。

8 結(jié) 論

通過操作規(guī)定的明確和上述改造，影響克勞斯?fàn)t運(yùn)行的內(nèi)外部問題基本解決，克勞斯?fàn)t在2010年實(shí)現(xiàn)了較長(zhǎng)周期的穩(wěn)定運(yùn)行。由于克勞斯?fàn)t的特殊條件，還需要在今后的運(yùn)行中更好地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，開好用好這個(gè)環(huán)保設(shè)施。