40 kt /a 硫磺回收裝置節(jié)能降耗實(shí)踐

劉祥，閆晶晶，陳志剛

(中國(guó)石油天然氣股份有限公司烏魯木齊石化分公司，新疆烏魯木齊 830019)

硫磺回收

40 kt /a 硫磺回收裝置節(jié)能降耗實(shí)踐

劉祥，閆晶晶，陳志剛

(中國(guó)石油天然氣股份有限公司烏魯木齊石化分公司，新疆烏魯木齊 830019)

介紹了中國(guó)石油天然氣股份有限公司烏魯木齊石化公司40 kt/a硫磺回收裝置節(jié)能降耗的生產(chǎn)實(shí)踐。硫磺回收裝置低負(fù)荷下自產(chǎn)低壓蒸汽并入1.0 MPa蒸汽管線，回收蒸汽6～8 t/h?；厥?.5 MPa低壓乏汽減壓至0.35 MPa蒸汽管線，回收蒸汽7～10 t/h。用凈化水代替急冷塔用除鹽水、水封罐用除鹽水，使用空冷減少循環(huán)水用量，實(shí)施胺液凈化降低蒸汽消耗。硫磺回收裝置節(jié)能降耗效果顯著。

硫磺回收 節(jié)能降耗 蒸汽回收 生產(chǎn)實(shí)踐

中國(guó)石油天然氣股份有限公司烏魯木齊石化分公司(以下簡(jiǎn)稱烏魯木齊石化)煉油升級(jí)改造項(xiàng)目于2011年9月破土動(dòng)工，2012年10月30日建成投產(chǎn)。項(xiàng)目包括40 kt/a硫磺回收裝置、300 t/h溶劑再生裝置兩部分。40 kt/a硫磺回收裝置酸性氣主要來源于重催干氣脫硫裝置、溶劑再生裝置及污水汽提一、二單元，進(jìn)裝置酸性氣中φ(H2S)55%～65%。該裝置由山東三維石化工程設(shè)計(jì)，制硫單元采用部分氧化還原的Claus制硫工藝，尾氣處理采用尾氣加氫還原－吸收的SSR工藝。裝置自2013年5月投運(yùn)以來，硫回收率超過99.5%。在確保硫磺回收裝置安全運(yùn)行的前提下，烏魯木齊石化結(jié)合裝置特點(diǎn)進(jìn)行節(jié)能降耗技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步降低了裝置能耗。

1 回收裝置低負(fù)荷自產(chǎn)1.1 MPa低壓蒸汽

40 kt/a硫磺回收裝置設(shè)計(jì)處理酸性氣量為4 243 m3/h，設(shè)計(jì)負(fù)荷彈性范圍40%～110%;制硫單元余熱鍋爐設(shè)計(jì)壓力3.5 MPa、蒸汽量18 t/h。2013年5月試車成功轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)后，由于原油加工量及硫含量限制，煉油廠上游裝置來的酸性氣量?jī)H有1 500 m3/h左右，φ(H2S)約60%，遠(yuǎn)低于裝置設(shè)計(jì)最低運(yùn)行負(fù)荷40%所要求的酸性氣量。因此，制硫單元余熱鍋爐只能生產(chǎn)1.1 MPa蒸汽6～8 t/h，該蒸汽難以并入3.5 MPa蒸汽系統(tǒng)，只能通過蒸汽過熱器過熱后現(xiàn)場(chǎng)放空，無法回收利用，造成巨大的損失。后通過技術(shù)改造，在裝置自產(chǎn)3.5 MPa蒸汽出口蒸汽壓控閥后增加了1條到1.0 MPa蒸汽的跨線;通過該跨線將余熱鍋爐自產(chǎn)蒸汽并入1.0 MPa蒸汽主線，完全實(shí)現(xiàn)硫磺回收裝置低負(fù)荷階段自產(chǎn)蒸汽的回收利用。技術(shù)改造后回收1.0 MPa蒸汽6～8 t/h，經(jīng)核算，每年可節(jié)約成本369萬元，節(jié)能效果明顯。

2 回收其他裝置0.5 MPa低壓蒸汽

近幾年烏魯木齊石化煉油廠新建裝置較多，不少裝置低壓蒸汽回收利用困難。2014年7月2 000 kt/a汽油加氫裝置開工后，自產(chǎn)0.5 MPa蒸汽無法回收，只能直排大氣;芳烴車間的乏汽經(jīng)重油催化溶劑再生使用后仍有3～4 t/h、0.5 MPa的蒸汽無法進(jìn)行回收，同樣直排大氣。目前溶劑再生裝置使用的0.35 MPa蒸汽由系統(tǒng)1.0 MPa減壓而來，每小時(shí)使用量為21～26 t/h，溫度120～140℃。后通過技術(shù)改造，新增減溫減壓器將2 000 kt/a汽油加氫裝置、芳烴車間的0.5 MPa低壓蒸汽減壓至0.35 MPa，并入溶劑再生裝置0.35 MPa蒸汽主線［1］。技術(shù)改造后回收0.5 MPa蒸汽7～10 t/h，經(jīng)核算，每年可節(jié)約成本462萬元，節(jié)能效果明顯。

3 回收利用凈化水

烏魯木齊石化煉油廠污水汽提裝置生產(chǎn)的凈化水pH值在7～9、氨氮質(zhì)量濃度在0～120 mg/m3，凈化水外送溫度控制在20～45℃。通過技術(shù)改造，對(duì)這部分凈化水進(jìn)行回收利用。

3.1 凈化用作尾氣急冷塔洗滌水

為達(dá)到胺液吸收H2S所需的最佳溫度30～45℃，必須對(duì)尾氣進(jìn)行預(yù)處理。加氫反應(yīng)器出口尾氣一般先經(jīng)過蒸汽發(fā)生器換熱降溫，溫度降至160℃左右進(jìn)入尾氣急冷塔。尾氣急冷塔是對(duì)加氫后尾氣進(jìn)行冷卻、水洗的設(shè)備，主要作用是降低加氫尾氣溫度，使之達(dá)到理想的吸收溫度;同時(shí)，通過水洗除去雜質(zhì)，保護(hù)胺液吸收系統(tǒng)。為降低尾氣急冷塔內(nèi)腐蝕速率，需定期向急冷水中注氨以保證急冷水pH值在7～9，呈弱堿性;還要定期用除鹽水對(duì)尾氣急冷塔洗滌水進(jìn)行置換，以確保急冷水干凈不渾濁，不堵塞管線。

因此，該凈化水特別適宜用作急冷水。2016年車間將定期的急冷水換水操作改為連續(xù)操作，向急冷塔內(nèi)注入凈化水1～2 t/h。更換為凈化水后，不再需要定期進(jìn)行注氨操作，操作更為簡(jiǎn)單;既能確保急冷水呈弱堿性，還能降低急冷塔內(nèi)腐蝕速率。更換為凈化水后，每月可節(jié)約除鹽水20～30 t，每年可節(jié)約成本2萬元。

3.2 凈化水用作水封罐用水

溶劑再生溶液儲(chǔ)罐頂設(shè)計(jì)有一個(gè)壓力為－50～1 950 Pa的安全水封罐，其水封水設(shè)計(jì)為除鹽水，使用量1～2 t/h，設(shè)計(jì)溫度50℃。該水封水直排地漏，無法進(jìn)行回收，造成了部分除鹽水的消耗。根據(jù)該水封水的性質(zhì)，車間將其更換為凈化水［2］。更換為凈化水后，水封罐運(yùn)行正常?？晒?jié)約除鹽水1～2 t/h，每年可節(jié)約成本11萬元。

4 盡量使用空冷，減少循環(huán)水用量

貧胺液冷卻、再生塔頂酸性氣冷卻和急冷水冷卻一般都采用空冷+水冷的組合方法。若盡量采用空冷的方式，將減少循環(huán)水用量，并且節(jié)約能耗。貧胺液冷卻、再生塔頂酸性氣冷卻和急冷水冷卻的終溫要求為低于40℃，冬、春兩季環(huán)境溫度低于25℃時(shí)，可以只開空冷器，稍開水冷器進(jìn)行溫度的控制。一般采用空冷+水冷的能耗是只采用空冷的1.5倍左右［3］;因此，出于節(jié)能考慮應(yīng)優(yōu)先采用空冷方式。經(jīng)核算，盡量采用空冷后貧胺液冷卻、再生塔頂酸性氣冷卻可節(jié)約循環(huán)水20～30 t/h，年節(jié)約成本9萬元。

5 投用胺液凈化設(shè)施降低蒸汽耗量

由于胺液中的熱穩(wěn)定性鹽含量高，在焦化干氣脫硫塔、1 500 kt/a蠟油加氫裝置低分氣脫硫塔內(nèi)多次發(fā)生發(fā)泡現(xiàn)象，造成溶劑的大量損失。甚至由于系統(tǒng)瓦斯大量帶液(瓦斯攜帶大量溶劑)，造成40 kt/a硫磺回收裝置尾氣焚燒爐熄滅的事故。

烏魯木齊石化技術(shù)改造投用胺液凈化裝置，裝置投運(yùn)后溶劑脫硫能力明顯改善。上游焦化干氣脫硫塔、1 500 kt/a蠟油加氫裝置低分氣脫硫塔的操作明顯改善，發(fā)泡現(xiàn)象從以前的每月3～5次下降到每3～5月1次，系統(tǒng)補(bǔ)充新溶劑由每月的20 t下降到16 t。投用胺液凈化裝置前后胺液濃度和胺液中H2S含量變化情況見表1。

表1 胺液濃度和胺液中H2S含量變化情況

由表1可見:胺液凈化后，胺液的質(zhì)量濃度從2.94～3.08 g/L下降到2.91～3.06 g/L，脫硫前胺液ρ(H2S)從5.1～7.8 g/L上升到5.1～8.9 g/L，脫硫后胺液ρ(H2S)下降到1.0 g/L以內(nèi)［4］。說明胺液凈化后脫硫能力有明顯提高，裝置操作彈性得到改善。

胺液凈化前，再生塔底溫度達(dá)122～125℃，蒸汽耗量24～26 t/h，回流量14～17 t/h，貧液中硫化氫含量仍較高，ρ(H2S)在2.0～3.4 g/L。胺液凈化后，再生塔塔底溫度降至121～124℃時(shí)，蒸汽耗量22～25 t/h，回流量13～16 t/h，貧液中硫化氫質(zhì)量濃度仍可以穩(wěn)定在0.6～1.0 g/L。

胺液凈化后，胺液質(zhì)量得到明顯改善，胺液循環(huán)量由原來的210 t/h降至180 t/h。考慮到胺液質(zhì)量提高，車間減少再生塔底重沸器的蒸汽量1 t/h，蒸汽量降低后貧液質(zhì)量無明顯下降。每年節(jié)約0.35 MPa蒸汽8.4 kt，按蒸汽價(jià)格55元/t折算，每年節(jié)約46萬元。裝置投運(yùn)后系統(tǒng)補(bǔ)充新溶劑每月減少4 t，按新溶劑以1.3萬元/t計(jì)算，每年可節(jié)約62萬元。

6 結(jié)語

隨著40 kt/a硫磺回收裝置運(yùn)行操作的不斷優(yōu)化，能耗持續(xù)降低。目前，裝置能耗降低還有一定的優(yōu)化空間，下一步將利用停工改造機(jī)會(huì)，實(shí)施低壓鍋爐供水技術(shù)改造，用凝結(jié)水代替部分低壓除氧水［5］，進(jìn)一步降低裝置的生產(chǎn)成本。

［1］劉鐵.洛陽石化硫磺回收裝置節(jié)能減排優(yōu)化措施［J］.中外能源，2014，19(6):97－101.

［2］姜俊曉.胺液脫硫裝置節(jié)能降耗的探討［J］.石油化工設(shè)計(jì)，2009，26(4):46－48.

［3］李菁菁.硫磺回收裝置的能耗分析和節(jié)能措施［J］.中外能源，2007，12(1):104－110.

［4］李敏，劉疆萍，陳志剛.胺液凈化技術(shù)在烏魯木齊石化的應(yīng)用［J］.硫酸工業(yè)，2015(6):25－27.

［5］杜通林，蒲遠(yuǎn)洋，代萬春.低溫克勞斯硫磺回收裝置的節(jié)能措施［J］.天然氣與石油，2011，29(4):26－28.

Practice of energy saving and consumption reduction of 40kt/a sulphur recovery unit

LIU Xiang，YAN Jingjing，CHEN Zhigang
(Urumqi Petrochemical Co.，Ltd.，PetroChina，Urumqi，Xinjing，830019，China)

Practice of energy saving and consumption reduction of 40 kt/a sulphur recovery unit of Urumqi petrochemical are introduced.The low pressure steam from sulphur recovery unit low load production was combined into the 1.0 MPa steam pipeline and recovery steam 6-8 t/h.Recovery of 0.5 MPa low pressure steam to 0.35 MPa steam pipeline and recovery steam 7-10 t/h was realized，water in stead of desalted water for quench tower and desalted water for water sealed tank were used.By air cooling to reduce the amount of circulating water，amine purification to reduce steam consumption was realized.The sulphur recovery unit realized energy saving effect.

sulphur recovery;energy saving;steam recoveony;production practice

TQ111.16;TQ125.1+1

B

1002－1507(2017)02－0035－03

2016－10－17。

劉祥，男，中國(guó)石油天然氣股份有限公司烏魯木齊石化分公司工藝技術(shù)員，現(xiàn)從事設(shè)備技術(shù)管理工作。電話: 0991-6910192;E-mail:15981766205@163.com 。