低硫酸性气硫回收新工艺的应用.pdf

第4期(总第167期)
煤化工
No 4(Total No167)
2013年8月
Coal Chemical Industry
Aug.2013
低硫酸性气硫回收新工艺的应用
刘亚龙
(山西阳煤丰喜肥业集团有限责任公司,山西运城04000
摘要结合山西阳煤丰喜肥业集团有限责任公司实际生产情况,详细介绍了丰喜集团采用的选择氧化
硫冋收工艺及新型催化剂性能,分析了该公司的第1套、第3套低硫酸性气硫回收装置的生产运行状况,并进
行了相应的效益分析。选择氧化硫回收技术不仅解决了煤化工的低硫酸性气不适于常规克劳斯艺的难题,还
可以取代成本高昂的还原吸收法,简化流程,节能显著。
关键词低硫酸性气,浄化,选择氣化,硫回收
文章编号:1005-9598(2013)-04-0016-03中图分类号:T546文献标识码:B
1低硫酸性气硫回收工艺概述
因此应用效果不尽如意。
低硫酸性气包括煤化工酸性气(H2S体积分数≤
2选择氧化硫回收工艺及催化剂性能
20%)和常规改进克劳斯硫回收工艺的尾气(HS体积
针对目前低硫酸性气(煤化工克劳斯尾气)处理
分数≤3%)。所采用的典型硫回收工艺是还原吸收法投资大、能耗高、难以推广的现实,淄博海川精细化
(SCOT),即将克劳斯硫回收工艺的尾气加氢转化后,工有限公司开发出一种高硫回收率、尾气可达标直排
送人醇胺吸收硫化物,醇胺菖液再生释放的硫化氢返的新型催化剂及工艺一一选择氧化硫回收.艺,已
回到燃烧炉,醇胺吸收塔塔顶气作为尾气,通过焚烧获得国家专利局授权(申请号:200810157750.4,选择
炉放空2。除SCOT法外,低硫尾气处理尚有许多其性氧化硫化氢成为元素硫的催化剂及工艺),不仅解
他方法。通常 Superclaus/ Euroc laus T艺要求进入决了煤化工的低硫酸性气不适于常规克劳斯丁艺的
选择氧化段的气体HS体积分数<1.5%,尾气段硫收难题,而且可以取代成本高昂的还原吸收法,取消焚
率约90%,按此计算浄化尾气残余IS体积分数约为烧炉,简化流程,节能显著,具有推广价值。在此基础
0.15%。采用低温克劳斯法,尾气硫收率≥90%,但设上,与山西阳煤丰喜肥业集团有限责任公司(简称丰
备多,切换/再生操作复杂,切换时呈非稳定状态,更喜集团)合作,2008年6月,在丰喜集团实现首次工
主要的是净化尾气残硫体积分数≥0.15%。徳国林德业应用,第1套装置工业运行数据表明:在酸性气总
公司的 Clinsulf-D0直接氧化工艺采用法国钛系催硫体积分数1.0%,气量6000m3/h条件下,总硫收
化剂CRS-31,受催化剂选择性限制,硫收率不高(≤率≥99%,2009年、2010年第2套、第3套同类装置相
90%),据林德公司介绍,该公同几年前就已停止转让继投入生产。除第2套因气量偏小(酸性气补充到第
该技术。上述几种代表性艺的共同特点是尾气不达3套装置)暂停外,两套装置一直连续稳定运行。另
标[按1996年国标GB/T16297~-1996要求:1997年外,内蒙伊东集团九鼎化工公司的氧化硫回收装置也
以后新建装置S02体积分数≤0.019%(550mg/m3),已在2012年4月投产。
1997年以前老装置SO2体积分数≤0.025%(700
选择氧化硫收技术的核心是催化剂,这种催
mg/m3],通常配置焚烧炉,对尾气进行稀释、焚烧。化剂呈褐色条形,直径约为3mm~5mm,催化剂的堆
上述3种工艺虽然总硫收率有所提高,但提高有限,密度为0.9g/cm3~1.1g/cm3,强度>120N/cm,比表面
收稿日期:2013-05-09
作者简介:刘亚龙(1975-),男,山西临猗,工程师,学士,1998年本科毕业于太原理工大学机械系机械电子「程专业,现
从事合成氨尿素生产管理工作,E-mail:15382070270qq,com
2013年8月
刘亚龙:低硫酸性气硫回收新工艺的应用
积>200m3/g,催化剂最佳的使用温度范围为150C
到250℃,在这温度间,可使硫化率达到99%。由于选4低硫酸性气硫回收裝置生产运行情况
择氧化反应是强放热反应,每1%的H2S在绝热反应器4.1第1套低硫酸性气硫回收装置运行情况
就会产生约60℃的床层温升,显然低温操作对放热
2008年6月12日,丰喜集团甲醇厂的选择氧化
催化反应有利,催化剂床层热点超过250℃后,会引硫回收工艺正式投产,一次开车成功,各项指标完全
发副反应(燃烧反应),催化剂选择性下降,硫收率随达到国家环保要求。2008年7月9日~-17日甲醇厂催
之降低,因此,长期以来,研制具有稳定低温活性的催化氧化制硫工艺运行数据列于表1
化剂成为研发目标。正是因为该催化剂独特的近乎极
限的低温活性(硫磺冷凝温度约为115℃),130℃时
表1甲醇厂催化氧化制硫工艺运行数据
工业硫收率≥95%,高效温区拓宽到130℃-250℃,
再生气催化剂
如以250℃为温度上.限计,在绝热反应器条件下,能
时间流量空速进口硫回收尾气/%硫收
HS/%
率/%
/mh-l /h
5S
S0
处理120℃/60℃=2.0%的HS(温升120℃,每处理
07-0984735650.680.00270.005699.6
1%的H2S温升为60℃),在此基础上,放宽了对酸性
07-1091216080.350.00120.008499.6
气HS浓度的限制,段间冷激式绝热反应器HS体积
07-193666240.490.00160.003599.6
分数约3:0%,内冷ノ多段式反应器ドS体积分数约0712891550.40.000089,3
20.0%,获得99%以上的硫收率,净化尾气在全行业首
07-1394506300.440.00300.002199.3
次做到无焚烧炉即可达标排放(HS和SO2体积分07-1489715980.430.0050.00598.7
数≤0.0276%),针对环境要求更高的地区,为保证尾07-1592806180.450.00480.,00298.9
气HSs体积分数≤0.003,配置尾气低温焚烧催化07-1685605700.400.00650.00219.3
剂,在床层温度≥250℃,即可将H2S100%转化成SO2
07-1791806120.470.00650.001898,7
而 Superclaus/ Euroclaus使用催化剂的床层入口温
度较高(≥200℃),高效温区仅为200℃-250℃,在4.2第3套硫回收装置运行状况
绝热反应器条件下,仅能处理50℃/60℃=0.8%HS
第3套硫回收装置于2010年7月20日在丰喜集
选择氧化段入口H2S体积分数≤0.7%的限制可以理团临猗分公司合成氨二厂开车,原设计总流量为600
解,出口SO2易超标也就不足为奇了,因此需配套焚m/h,H2S体积分数为1.0%(14700mg/m3),催化剂空
烧炉,才能实现达标排放。
速≤300h1,实际运行时,把第2套硫回收酸性气并入
本系统,造成酸性气流量和浓度及催化剂空速均超设
低硫酸性气硫回收工艺原理和流程
计值,加上反应器段间冷却出现问题,不能移出反应
热,床层热点温度超过300℃(热点温度最高达345
3.1工艺原理
℃),影响了催化剂的选择性,造成出