彭娜，武浪，侯小鹏，方忠剑
（陕西延长中煤榆林能源化工股份有限公司，陕西 榆林718500）
［摘 要］陕西延长中煤榆林能源化工股份有限公司二期600 kt/a煤基甲醇装置低温甲醇洗酸性气硫回收系统采用SCOOP-Ⅱ工艺，为两级克劳斯反应制硫、尾气加氢和尾气络合铁脱硫（CTS）的优化组合工艺。该硫回收系统2020年12月底建成投运后，由于设计缺陷等方面的原因，长期运行不稳定。后经相关技术人员、专利商、设计院诊断，确定了症结所在后，2022年12月—2024年5月相继制定并实施了一系列优化改进措施，如优化酸性气来源、优化配风量、加氢反应器入口增设预热器、钴钼加氢催化剂选型改换、调节络合铁反应器药剂配比、液硫储罐和熔融硫磺罐增设升华硫过滤粉尘回收器等，保证了硫回收系统的稳定高效运行。其中，低温甲醇洗系统“氨累积”处理、硫回收系统加氢催化剂选型改换、升华硫粉尘过滤回收器应用等举措，对业内具有广泛的参考与借鉴意义。
［关键词］SCOOP-Ⅱ硫回收系统；优化改进；酸性气；配风量；加氢反应器；钴钼加氢催化剂；络合铁反应器；升华硫过滤粉尘回收器
［中图分类号］X701.3 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）05-0048-04
0 引 言
陕西延长中煤榆林能源化工股份有限公司（简称榆林能化）甲醇联合二车间（二期）1 800 kt/a甲醇联合装置（以天然气+煤为原料）于2020年12月投运，整体运行情况较好。其煤基甲醇装置产能为600 kt/a，主生产工艺为多元料浆气化（3台气化炉，两开一备）、耐硫部分变换、林德低温甲醇洗（配套丙烯制冷系统）、戴维低压甲醇合成（煤基甲醇装置与气头甲醇装置共用1套甲醇合成系统）等。其中，低温甲醇洗（系统）酸性气硫回收系统采用美景（北京）环保科技有限公司SCOOP-Ⅱ工艺，为两级克劳斯反应制硫、尾气加氢和尾气络合铁脱硫（CTS）的优化组合工艺，配套南京三普造粒装备有限公司设计的5 t/h的CF（冷凝）回转带式冷凝造粒机（进行硫磺造粒）及包装系统；硫回收系统设计年运行时间≥8 000 h，操作弹性（负荷范围）为30%～110%。
本硫回收系统2020年12月底建成投运，由于设计缺陷等方面的原因，原始开车后存在诸多运行问题——加氢反应器达不到设计操作温度，加氢反应效果差；SO2穿透事件频发；急冷塔堵塞；尾气SO2含量多次超标，且每次停/开车时尾气会长时间超标；液硫储罐顶部排放尾气“冒烟”、硫粉尘散落等。后经相关技术人员、专利商、设计院诊断，确定了硫回收系统运行不稳定的症结后，2022年12月—2024年5月相继制定并实施了一系列优化改进措施，硫回收系统实现了稳定高效运行。
1 SCOOP-Ⅱ硫回收系统工艺流程简介
SCOOP-Ⅱ硫回收系统主要设备有制硫炉、焚烧炉、脱甲醇塔、急冷塔、一级克劳斯反应器、二级克劳斯反应器、加氢反应器、氧化吸收反应器、酸性气分液罐、制硫炉废锅、尾气捕集器、液硫脱气罐、液硫储罐、急冷尾气分液罐、硫雾洗涤器等。
SCOOP-Ⅱ硫回收系统是一个高度集成系统，主要由如下几部分组成：① 克劳斯热反应段——用于接收低温甲醇洗系统来的酸性气，将酸性气中1/3的H2S燃烧（转化）成SO2，并发生克劳斯反应；② 克劳斯催化反应段——燃烧后的过程气进入一级、二级克劳斯反应器后，继续进行克劳斯反应，并回收生成的硫磺；③ 加氢反应段——克劳斯反应后的尾气由焚烧炉烟气提温后进入加氢反应器进行加氢及水解反应，将克劳斯尾气中的SO2和COS转化成H2S；④ 急冷段——加氢反应器尾气经急冷塔冷却、尾气增压风机增压后进入络合铁反应器深度脱硫；⑤ CTS吸收/氧化段——急冷后的尾气在络合铁反应器中通过铁系催化剂将H2S转化为硫磺，并在络合铁反应器中加入螯合剂、杀菌剂、表面活性剂、氢氧化钾调节溶液，得到的含硫浆液经过滤后送入熔融精制单元生产硫磺颗粒；⑥ 焚烧段——CTS吸收/氧化反应后的尾气送往焚烧炉燃烧，烟气经烟囱排入大气。
2 硫回收系统运行状态不佳的原因分析
2.1 上游系统来酸性气组分及压力/流量不稳定
硫回收系统原料酸性气主要来源于低温甲醇洗系统热再生塔，榆林能化二期低温甲醇洗系统采用林德半贫液工艺[八塔流程，含H2S/CO2洗涤塔、CO2解吸塔（CO2产品塔）、H2S浓缩塔、氮气气提塔、热再生塔、甲醇水分离塔、尾气水洗塔、CO2水洗塔]，原始设计考虑节能因素中压区采用了两级减压闪蒸，同时洗涤塔采用贫甲醇+半贫液吸收的流程，且未在甲醇闪蒸槽与CO2解吸塔、CO2解吸塔与H2S浓缩塔之间设置甲醇循环泵，导致正常运行、开/停车时经常发生循环甲醇断流、甲醇循环无法正常建立的事件。为稳定系统运行，操作过程中只能将甲醇闪蒸槽操作压力由设计的0.62 MPa提高至0.85 MPa，CO2解吸塔操作压力由设计的0.155 MPa提高至0.250 MPa，H2S浓缩塔操作压力由设计的0.050 MPa降至0.045 MPa，导致系统负荷后移至热再生塔，而当系统工况波动时，热再生塔运行也不稳定，送往硫回收系统的酸性气压力及组分波动极易导致硫回收系统尾气超标。同时，低温甲醇洗系统“氨积累”严重，频繁发生热再生塔H2S馏分换热器氨结晶事件，导致送往硫回收系统的酸性气流量不稳定，硫回收系统运行不稳定，尾气SO2含量超标。
2.2 硫回收系统配风比不合适
更多内容详见《中氮肥》2025年第5期