硫回收装置块状硫磺产生原因分析及解决对策_张伟华.pdf

Large Scale Nitrogenous Fertilizer Industry2023 年 4 月第 46 卷第 2 期Apr.2023Vol.46 No.21概述中海石油华鹤煤化有限公司硫回收装置采用克劳斯硫回收工艺，主要作用是处理低温甲醇洗系统硫回收装置块状硫磺产生原因分析及解决对策张伟华（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江鹤岗 154100）摘要：针对硫回收装置大量积累块状硫磺问题，分析产生块状硫磺的原因，利用大检修对硫回收装置进行技术改造和优化措施，通过实际运行数据对比，块状硫磺产生现象消失，解决了硫回收系统的运行瓶颈。关键词：克劳斯硫回收块状硫磺反应器液硫封收稿日期：2022-07-03；收到修改稿日期：2022-12-20。作者简介：张伟华，男，1990 年出生，本科学历，工程师，2012 年毕业于哈尔滨理工大学化学工程与工艺专业，现在中海石油华鹤煤化有限公司氨生产部从事班组管理工作。联系电话：15754681040；E-mail：。来的含 H2S 酸性气体，生产高品质硫磺；采用 SO2转化为 SO3法及冷却分离生产稀硫酸，使处理后的尾气达到排放标准。硫回收装置工艺流程见图 1。图 1硫回收装置工艺流程硫回收装置将酸性气中 H2S 回收生成单质硫。反应过程包括：三级传统克劳斯反应、SO2催化生成SO3反应、SO3冷凝生成硫酸反应。装置包括 1 个高温燃烧反应段、3 个克劳斯反应段、1 个 SO3催化反应段和 1 个硫酸反应段。从硫酸反应段出来的尾气与补充空气混合后达标排放。生产出的液硫送至液硫槽，经脱气后制成硫磺产品。液硫槽可储存 3 d 液硫量。硫回收装置自 2016 年开车至 2018 年 8 月 1日，装置运行处于非正常状态，导致硫磺库房内大块状硫磺积累达 21.6 t。因库存硫磺纯度不够，难以卖出，长期储存增加硫磺库安全风险1。2块状硫磺产生原因分析2.1初步分析对产生固体块状硫磺的问题进行分析，得出固体块状硫磺产生的初步原因及主要来源2如下：1）运行期间硫回收系统管线堵塞造成液硫无法流入液硫罐，迫使液硫排至地面，形成块状。2）停车检修期间清理出的液硫封、液硫罐、过程气管线内存积的块状硫磺。3）运行期间法兰泄漏的液体硫磺形成了块状。4）停车期间反应器的催化剂过筛、清理出的块状硫磺。2.2数据收集与分析开车以来近 3 a 的块状硫磺清排数据见表 1。099第 2 期张伟华.硫回收装置块状硫磺产生原因分析及解决对策表 1块状硫磺清排数据t项目2016 年2017 年2018 年计划检修0.30.50.3堵塞排出0.410.04.0液流罐内积存03.02.0清理反应器00.20.2清理过程气管线0.20.30.1法兰泄漏0.100合计1.014.06.6由表 1 数据可看出，20172018 年堵塞排出、液硫罐内积存共产生块状硫磺 19 t，占块状硫磺总量的 88%。根据以上分析及表 1 中数据，20172018年堵塞排出和液硫罐积存是硫回收块状硫磺积累的主要时期。2.3系统原因分析通过对造成硫回收系统堵塞和液硫罐内积存的问题认真思考和研究，总结出以下影响因素3：1）过程气管线腐蚀内漏造成锅炉水漏入，降低了过程气体硫磺气管线的温度，使硫磺结块。2）过程气管线伴热蒸汽温度低。3）浇注料、硫磺的附着。4）前系统粉尘夹带造成管线堵塞。5）系统长时间运行的硫磺积累。6）催化剂变质粉化。2.4原因验证1）利用短暂退气的机会拆开硫回收废热锅炉和过程气管线，对内部进行检查，发现设备和管线内壁已经被腐蚀，并且废热锅炉管束部分已被腐蚀泄漏，提取腐蚀物对其进行分析，含有铁元素，证明碳钢管线被腐蚀。2）用测温枪对过程气管线的伴热管线进行测温，发现裸露在空气中的管线存在局部温度较低的情况（小于 120），此时还正值夏季，如若在冬季室外温度较低的情况下，伴热温度会继续下降，所以过程气内部存在积累硫磺的现象。证明管线伴热温度低为块状硫磺产生的重要因素。3）拆开换热器封头（一级、二级、三级硫冷凝器）和燃烧炉的人孔，液硫罐内检查，内部浇注料损坏，随着酸性气带入后系统和液硫罐内堵塞液硫封，致使系统不畅。证明浇注料损坏、脱落为块状硫磺产生的重要因素。4）分析酸性气样本中的灰分，发现酸性气中灰分基本没有，证明不存在前系统粉尘夹带造成管线堵塞导致块状硫磺产生的的问题。5）查找以往 3 a 工作日志，不存在法兰长时间泄漏硫磺的情况，证明泄漏硫磺为块状硫磺产生的非重要因素，见表 1 所列 3 a 间法兰泄漏数据。6）检查催化剂，发现催化剂无粉化和粉碎等现象，证明管道内堵塞物非催化剂粉末，证明不存在催化剂粉化导致块状硫磺产生的问题。3优化措施针对上述分析，在 2018 年 8 月大修期间对硫回收装置实施了技术改造和优化措施。将前系统酸性气全部转化为粒状硫磺（平均每日造粒 25 袋），从根本上解决了块状硫磺产生问题。具体措施如下：1）为防止酸性气腐蚀，将被腐蚀的过程气管道全部更换为不锈钢管道；并且在过程气盲端由弯头更换为十字连接，便于疏通管道4。2）停车检查废热锅炉，发现堵塞严重，管束腐蚀厉害。更换废热锅炉换热管，将内部碳钢管束更换为内部材质为瓷管的防腐蚀管道。3）优化伴热系统。为防止伴热系统存在短路和盲点，由并联伴热改为串联伴热，提高伴热效果。4）检查换热器，疏通列管，重新浇筑换热器封头。5）对硫回收一、二、三级反应器催化剂和瓷球进行过筛，消除粉尘。6）液硫封 A B C D 抽出清理，检查伴热，投用后进行吹扫。7）液硫罐内进行清理。8）开盖检查硫回收主燃烧炉、焚烧炉的内部浇注料。除了以上具体措施外，日常操作中还要时刻注意硫回收系统压力和反应器温度变化情况，并定期分析酸性气浓度，避免浓度变化导致主燃烧炉超温；现场巡检时重点检查伴热和疏水器温度，是否能融化硫磺；及时造粒，液硫罐液位控制在 30%，保证液硫封内液硫可以正常流入液硫罐内；加强人员培训和设备管理工作，减少非计划停车。4结束语经过采取一系列技术更新、优化改造等措施，硫回收装置存在的管线堵塞、过程气管线腐蚀和液硫罐积存问题得到较大改善，大块硫磺产生现象消失。自 2018 年 8 月检修至今，硫回收系统再未出现因堵1002023 年第 46 卷塞腐蚀、硫罐积存等问题导致的停车处理和在线检修，从根本上解决了块状硫磺产生问题。参考文献1石立军，井云环.克劳斯硫回收工艺生产中存在问题和改进措施 J.煤化工，2014（1）：43-45.2冯鹏波.榆林煤化硫回收尾气处理装置改造研究 D.西安：西安石油大学，2021：45.3孙帅.硫磺回收装置尾气处理工艺探讨 J.石化技术，2019（9）：15-16.4徐向荣.硫磺回收装置尾气处理系统存在的问题及优化措施 J.能源化工，2019（1）：24-28.ANALYSIS ON BLOCK SULFUR GENERATION IN SULPHUR RECOVERY UNIT AND SOLUTIONSZhang Weihua（CNOOC Huahe Coal Chemical Co.，Ltd.，Hegang 154000）Abstract：Aimed at the problem of large amount of block sulfur generated in sulfur recovery unit，we analyzed the reasons，conducted the technical reformation and optimization during the overhaul.The operation data after the reformation shows that the block sulfur disappeared，and the bottleneck in the system was removed.Key words：Claus sulfur recovery；block sulfur；reactor；liquid sulfur seal（上接第 097 页）Li Weiqi（Yunnan Tianan Chemical Co.，Ltd.，Anning 650309）Abstract：Low temperature methanol washing system is mainly for removing carbon dioxide and sulfide from the feedstock gas.The methanol being rich in carbon and sulfur after absorbing carbon dioxide and sulfide is regenerated by depression desorption，nitrogen stripping and heating.The regenerated methanol is sent to recycle utilization via lean methanol boosting pump.In case of the trip of lean methanol pump，the supply to methanol scrubber was stopped，leading to the penetration damage of molecular sieve absorber in liquid nitrogen washing unit，and furthermore the block of refining gas pipe.Taking the online unclogging measure，and studying the blocking reason，the optimization and prevention measures were presented.Key words：low temperature methanol washing；lean methanol；refining gas from liquid nitrogen washing；block山东联欣环保拟建百万吨级 PPCP 项目近日，山东联欣环保科技有限公司可降解塑料项目顺利签约，总投资 100 亿元。据介绍，该公司将在东营河口区研发新上环保聚丙烯共聚物（PPCP）生物可降解塑料项目，建设苯酐生产基地、仓储中心、二氧化碳基生物可降解塑料研究中心、校企联合成果转化中心等。其中，一期占地 300 亩，主要建设百万吨级新一代二氧化碳基生物可降解塑料材料生产基地。PPCP 项目全部建成后，年消耗二氧化碳 19.5 万吨，在增加本地区国民生产总值的同时，既有助于消除“白色污染”，又可回收减排二氧化碳，实现资源化利用。该项目的落地，将有效带动本地区新材料产业布局发展，打造新材料产业创新高地。本刊欢迎投稿、欢迎订阅、欢迎刊登广告！