陆正红
（南京诚志清洁能源有限公司，江苏 南京210047）
［摘 要］南京诚志清洁能源有限公司300 kt/a甲醇装置+300 kt/a一氧化碳装置低温甲醇洗系统酸性气处理采用克劳斯硫回收工艺，与主装置同步设计克劳斯尾气返回低温甲醇洗系统处理其中的H2S而无需增设SCOT单元即可实现尾气达标排放。系统自2007年原始开车以来总体运行较稳定，但由于低温甲醇洗系统工况变化及操作经验不足等方面的原因，2007—2008年系统运行初期出现急冷塔填料易被硫磺堵塞、2015年8月系统加负荷过程中出现富甲醇泵进/出口管被黄色粘稠物堵塞、2021年1月出现加氢反应器加氢中断单质硫带入低温甲醇洗系统等问题，分析症结所在，进行一系列优化改进、加强人员培训及事故案例学习等后，有关问题得到解决。
［关键词］克劳斯硫回收系统；低温甲醇洗系统；急冷塔；富甲醇泵；加氢反应器；运行问题；原因分析；优化措施
［中图分类号］TQ223.12+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）01-0053-04
0 引 言
我国能源消耗以煤为主，2021年全年消耗原煤超过40×108 t。煤气化过程中，不仅会产生CO2，还会产生H2S和COS等，硫化物不仅是下游系统如甲醇、氨、乙二醇等合成催化剂的毒物，还会影响产品质量，故煤化工生产中须将气化过程产生的硫化物进行处理与回收。
南京诚志清洁能源有限公司（简称南京诚志）1套300 kt/a甲醇装置+300 kt/a一氧化碳装置（一氧化碳装置原料为低温甲醇洗系统部分净化气，经深冷分离系统制得CO，主要用于下游客户醋酸装置生产）主生产系统采用GE水煤浆气化、CO耐硫部分变换、Linde低温甲醇洗、华东理工大学甲醇合成、三塔双效精馏工艺等。其中，低温甲醇洗系统酸性气（富H2S气）处理采用克劳斯硫回收工艺（副产硫磺外售），克劳斯尾气中的残余硫（单质硫和SO2）经催化加氢后，返回低温甲醇洗系统处理其中的H2S——克劳斯尾气返回低温甲醇洗系统处理是本装置原始设计时根据环保要求同步设计的，由此解决了常规克劳斯硫回收工艺需增设SCOT单元（深度脱硫）才能做到尾气达标排放的难题，充分挖掘了甲醇装置的潜力，实现了优势互补和节约投资。以下就南京诚志克劳斯尾气返回低温甲醇洗系统运行过程中出现的问题及其优化改进等作一介绍。
1 克劳斯硫回收系统工艺流程简介
低温甲醇洗系统来的富H2S气（H2S含量约50%），经原料气分离罐（V001）气液分离后进入酸性气燃烧炉（F001），与按一定比例配入的空气混合后燃烧，F001炉内温度高达1 000 ℃，炉内主要发生H2S部分氧化反应（2H2S+3O2====2SO2+2H2O、4H2S+2SO2====3S2+4H2O、2H2S+O2====2S+2H2O），有约65%的H2S转化成单质硫。F001出口高温气体分成三路，一路去一级高温掺合阀（TV006），一路去二级高温掺合阀（TV007），一路经废热锅炉（E001）回收热量降温至330 ℃后再进入一级冷凝器（E002）降温至150 ℃并分离出液硫。E002出口气经TV006提温至270 ℃进入一级Claus反应器（R001A）进行催化转化反应（主反应为4H2S+2SO2====3S2+4H2O），R001A出口气进入二级冷凝器（E003）冷凝并回收硫磺，脱除硫磺后的气体经TV007提温至230 ℃后进入二级Claus反应器（R001B），再次进行催化转化反应后进入三级冷凝器（E004）降温至150 ℃并回收液态硫，E004出口克劳斯尾气经氢气加热炉（F002）加热并混合适当比例的H2，将温度提高至230 ℃后进入加氢反应器（R002），在R002中绝大部分SO2被还原成H2S，R002出口尾气经蒸汽发生器（E005）和急冷塔（T001）冷却至36 ℃，最后通过尾气压缩机（C002）送回低温甲醇洗系统。
克劳斯尾气至低温甲醇洗系统管道上的压力测点（PIA013）、尾气手动调节阀（HIC0004）后设有贫甲醇手动调节阀（HIV30033），可通过HIV30033向克劳斯尾气中补入适量高压贫甲醇以吸收其中的水分；尾气经丙烯蒸发器（E030）管程与制冷剂（丙烯）换热被冷却至-20 ℃后，进入甲醇/尾气分离器（V015）进行气液分离，V015分离出的气相送H2S浓缩塔，其中的H2S被甲醇吸收，剩余气体与H2S浓缩塔内尾气一起放空；V015分离出的液相则经富甲醇泵（P012A/B）加压后送甲醇水分离塔。
2 运行问题与原因分析及优化措施
克劳斯硫回收系统自2007年原始开车以来，运行比较稳定，但由于低温甲醇洗系统工况变化（相较于常规低温甲醇洗系统）及操作经验不足等方面的原因，系统运行过程中出现了一些问题，针对问题进行了相应的优化改进，具体如下。
2.1 急冷塔（T001）填料易堵塞
2.1.1 问题描述
更多内容详见《中氮肥》2023年第1期