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3、硫回收装置简介

克劳斯硫回收是一种重要的酸气净化和回收工艺，广泛应用于油/气田气处理、炼油、化肥、石化和城市煤气等诸多石油化工领域，目前全世界共有400多套装置。国内的第一套克劳斯硫回收装置始建于1965年，在四川东磨溪天然气田建成投产。到如今国内已建成的克劳斯硫回收装置有70余套，其中最大达到了年产10万吨(大连西太平洋石化有限公司)的设计规模。国内现有的总硫回收能力超过每年80万吨，预计到2010年将至少增加到每年110万吨。

4、“硫”回收技术选择

“硫”回收方法根据工艺流程选择和当地产品销路情况，产品可以是硫磺(S)或硫酸(H2SO4)。

本项目若选择硫酸(H2SO4)存在交通运输限制、安全及产品大量贮藏等制约因素，综合对比选择制硫磺工艺。

目前，为实现达标排放，产品为硫磺的酸性气处理工艺通常采用带有SCOT尾气处理工艺的克劳斯硫回收工艺。

5、克劳斯硫回收装置包括两个单元：

5.1. Claus单元：燃烧炉硫转化率达到60-70%，两级克劳斯反应器后达到95-97%。

5.2. SCOT单元：加氢还原反应，将尾气中所有的硫化物(包括SO2、元素硫、COS、CS2)还原为H2S，再用醇胺溶液吸收H2S，经解析后， H2S返回制硫系统。总硫转化率达到99.8%以上。

6、克劳斯硫回收工艺

克劳斯硫回收工艺是1883年由CLAUS提出的，并在20世纪初实现工业化，此法回收硫的基本反应如下：

H2S+1/2O2=S+H2O (1)

H2S+3/2O2=SO2+H2O (2)

2H2S+SO2=3S+2H2O (3)

以上反应均是放热反应，反应(1)、(2)在燃烧炉中进行，不同的工艺对温度控制的要求有所不同，在1100-1600℃之间，通过严格控制空气量的条件下将硫化氢部分燃烧成二氧化硫，并生成部分产品硫，同时为克劳斯催化反应提供H2S/SO2为2：1的混合气体。燃烧炉通过控制反应温度和气体在炉中的停留时间(燃烧炉尺寸)使反应接近热平衡。

反应(3)在克劳斯反应器中进行，通过铝基和抗漏氧保护催化剂床层反应生成单质硫。

此外，反应器中还发生COS、CS2的水解反应：

CS2+H2O=H2S+CO2

COS+H2O=H2S+CO

7、常规的克劳斯工艺方法

1)部分燃烧法：即全部酸性气体一次通过燃烧炉，配入按酸气中H2S 总量1/3所需要的空气量，生成H2S/SO2为2：1的混合气体，然后全部通过装有催化剂的反应器将H2S转化为单质硫。

2)分流法：将1/3的酸性气体通过燃烧炉，加入空气将H2S完全燃烧为SO2，而后与其余2/3的酸性气体混合进入反应器。

3)燃硫法：将酸性气体经过加热炉先预热，用燃烧炉产品硫燃烧生成的SO2混合进入反应器。

鲁奇炉加压气化工艺，酸性气中含有5.14%左右的烃类，国内鲁奇加压气化硫回收工艺均为化二院设计，二院设计时按分流法设计，如云南解化、河南义马均无法避免析碳的问题，所产硫磺为黑硫。经过专业硫回收工程公司技术改造为部分燃烧法后，现均正常运行。

8、常规的克劳斯工艺流程

根据过程气的再热方式不同，工艺流程也不同，常见的工艺流程为：

1)高温掺合法流程高温掺合法分外掺合法和内掺合法。外掺合法是从酸性气燃烧炉尾部引出一股或两股高温过程气掺合到一级或一、二级转化器的入口气流中，使过程气达到再热的目的。内掺合法是在废热锅炉内设置一根带耐热衬里的内掺合管，内掺合管内是高温过程气，利用设置在废热锅炉末端的高、低温过程气蝶阀开度来调节一级反应器入口的过程气温度。

2)在线炉再热法流程此法是设置一系列再热炉作为过程气的再热手段，再热炉以酸性气或燃料气作为燃料。

9、尾气处理

经过常规克劳斯反应的酸性气,受化学平衡的限制，硫回收装置的硫回收率最高只能达到97%左右，尾气中含有的H2S、液硫和其他有机含硫化合物，其总体积分数为1%～4%，焚烧后均以SO2的形式排入大气。这样不仅浪费了大量的硫资源，而且满足不了环保要求,造成了严重的大气污染。因此,面对环保压力,硫回收装置必须上尾气处理装置，提高其硫回收率。

9.1 硫回收装置尾气处理工艺

按其原理大致可分为低温克劳斯法、还原吸收法和催化氧化法

1)低温克劳斯法(即亚露点技术)该法包括在液相中和在固体催化剂上进行低温克劳斯反应。前者在加有特殊催化剂的有机溶剂中，在略高于硫熔点的温度下使尾气中的H2S和SO2继续进行克劳斯反应，生成硫以提高硫的转化率。后者在低于硫露点的温度下，在固体催化剂上发生克劳斯反应，这有利于提高热力学平衡常数，反应生成的硫被吸附在催化剂上，可降低硫的蒸气压，有利于H2S和SO2的进一步反应。

原标题：硫回收工艺｜存干货

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