硫磺回收裝置通過節(jié)能降低生產(chǎn)能耗

黃強(qiáng)中　王大龍

摘 要：烏魯木齊石化公司煉油廠為實(shí)現(xiàn)硫磺回收裝置的優(yōu)化平穩(wěn)運(yùn)行，積極圍繞節(jié)能降耗、增潛挖效進(jìn)行技改技措，先后完成了回收硫磺裝置自產(chǎn)的低壓蒸汽、回收上游裝置的低壓乏汽、優(yōu)化冷卻方式，使用急冷水、再生塔頂酸性氣空氣冷卻器減少循環(huán)水使用量、投用胺液凈化設(shè)施降低蒸汽耗量等整改措施，降低了硫磺裝置的生產(chǎn)能耗。

關(guān)鍵詞：硫磺裝置;節(jié)能減排;能耗

中國石油烏魯木齊石化公司煉油升級(jí)改造項(xiàng)目40 kt/a硫磺回收裝置于2011年9月破土動(dòng)工，2012年10月30日建成投產(chǎn)。裝置的組成包括40 kt/a硫磺回收裝置、300 t/h溶劑再生裝置兩部分。裝置由山東三維設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，裝置制硫部分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工藝原理。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）約55%～65%。硫磺回收裝置自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煙氣外排合格的基礎(chǔ)上，烏魯木齊石化公司40 kt/a硫磺回收結(jié)合裝置特點(diǎn)，圍繞節(jié)能降耗，進(jìn)行生產(chǎn)優(yōu)化攻關(guān)活動(dòng)，實(shí)施了以下 4 項(xiàng)優(yōu)化項(xiàng)目和措施，進(jìn)一步降低了裝置能耗，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1? 回收硫磺裝置低負(fù)荷下自產(chǎn)的低壓蒸汽減少蒸汽用量

40 kt/a硫磺回收裝置設(shè)計(jì)酸性氣量4 243 m3/h，設(shè)計(jì)負(fù)荷彈性范圍是40%～110%，制硫系統(tǒng)余熱鍋爐設(shè)計(jì)壓力3.5 MPa，蒸汽流量 18 t/h。但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流量?jī)H1 400 m3/h左右，φ（H2S）約58%，遠(yuǎn)低于該裝置設(shè)計(jì)最低運(yùn)行負(fù)荷40%的要求。因此，制硫系統(tǒng)余熱鍋爐只能生產(chǎn)約2～4 t/h、1.1 MPa的蒸汽，難以并入3.5 MPa蒸汽系統(tǒng)。因此車間通過技術(shù)改造，在裝置自產(chǎn)3.5 MPa蒸汽出口線上增加了一條跨線并入1.0 MPa蒸汽系統(tǒng)線，完全實(shí)現(xiàn)低負(fù)荷階段自產(chǎn)蒸汽的回收利用，每小時(shí)回收1.0 MPa蒸汽約2～4 t。經(jīng)核算，每年可節(jié)約成本176萬元，節(jié)能效果明顯。

2? 回收其它裝置的低壓乏汽減少蒸汽用量

烏魯木齊石化近幾年新建裝置較多。2014年7月2 M t /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、0.5 MPa乏汽無法進(jìn)行回收，同樣直排大氣，污水汽提裝置的重沸器后凝結(jié)水罐產(chǎn)出的2～4 t、0.4 MPa乏汽無法進(jìn)行回收。溶劑再生裝置使用的是系統(tǒng)1.0 MPa減壓至0.35 MPa的蒸汽，每小時(shí)使用量21～26 t，溫度120～140 ℃。于是車間新增減溫減壓器M-202，將2 000 kt汽油加氫裝置、芳烴車間的低壓乏汽、污水汽提裝置的重沸器后凝結(jié)水罐產(chǎn)出的低壓乏汽全部回收后，并入溶劑再生0.35 MPa蒸汽主線內(nèi)[1]，每小時(shí)約回收低壓乏汽7～15 t。經(jīng)核算節(jié)約蒸汽用量7～15 t/h，每年可節(jié)約成本462萬元，節(jié)能效果明顯。

3? 優(yōu)化冷卻方式，使用急冷水、再生塔頂酸性氣空氣冷卻器減少循環(huán)水使用量

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+水冷的方法，若盡量采用空冷，將極大地減少循環(huán)水量，而且還節(jié)約能耗。當(dāng)貧胺液、再生塔頂酸性氣冷卻和急冷水冷卻器終溫要求為低于40 ℃，特別時(shí)冬春兩季，當(dāng)環(huán)境溫度低于25 ℃時(shí)，可以只開空冷，稍開水冷進(jìn)行溫度的控制。一般采用空冷+水冷的能耗約是只采用空冷能耗的1.5倍[3]。因此出于節(jié)能考慮應(yīng)優(yōu)先采用空冷。經(jīng)核算，貧胺液冷卻、再生塔頂酸性氣冷卻器可節(jié)約循環(huán)水20～30 t/h，年節(jié)約成本9萬元。

4? 投用胺液凈化設(shè)施降低蒸汽耗量

由于烏魯木齊石化公司煉油廠新裝置運(yùn)行多，胺液中的熱穩(wěn)定性鹽含量高，在焦化干氣脫硫塔、1500kt/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，甚至造成系統(tǒng)瓦斯大量帶液（瓦斯攜帶大量的溶劑），導(dǎo)致40 kt/a硫磺回收裝置尾氣焚燒爐熄滅事故。

胺液凈化設(shè)施運(yùn)行后，溶劑的脫硫能力明顯改善。上游焦化、1500kt/a蠟油加氫裝置等脫硫裝置操作明顯改善，發(fā)泡現(xiàn)象從以前的3～5次/月下降到每3～5月1次，系統(tǒng)補(bǔ)充新溶劑從每月的20 t下降到16 t。在胺液中的MDEA濃度不變的情況下，胺液吸收酸性氣的含量明顯上升。胺液濃度、脫硫前后胺液中的硫化氫質(zhì)量含量變化。

胺液凈化后，在脫前胺液ρ（H2S）從3.1～3.8 g/L上升到3.1～3.9 g/L，胺液質(zhì)量濃度從30.8～31.5g/（100mL）下降到30.6～31.4 g/（100mL）的情況下，脫后胺液ρ（H2S）下降到1 g/L以內(nèi)[4]。說明胺液經(jīng)凈化后，其脫硫能力明顯提高，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，最高時(shí)達(dá)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，貧液中硫化氫含量仍可以穩(wěn)定在1 g/L以下。

同時(shí)溶劑的脫硫能力明顯改善，發(fā)泡從以前的3～5次/月下降到1次/1季度，系統(tǒng)補(bǔ)充新溶劑從每月的20 t下降到16 t。每噸新溶劑以1.5萬元計(jì)算，每年可節(jié)約65萬元。

5? 結(jié)論

烏魯木齊石化煉油廠40 kt/a硫磺回收裝置后續(xù)將準(zhǔn)備從使用凝結(jié)水替代低壓除氧水、優(yōu)化胺液凈化設(shè)施的運(yùn)行來節(jié)約除鹽水、使用變頻電機(jī)代替工頻電機(jī)等方法來進(jìn)一步降低裝置的生產(chǎn)成本。

參考文獻(xiàn)

[1]師彥俊.100kt/a燒氨硫磺回收裝置節(jié)能分析及節(jié)能途徑[J].中外能源，2009，27（6）：533-536.

[2]劉巍.硫磺回收裝置能耗分析及節(jié)能措施探討[J].遼寧化工，2018，47（4）：296-298.

[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.