韩联国，高毅
（安阳化学工业集团有限责任公司，河南 安阳455133）
［摘 要］安阳九久化学科技有限公司100 kt/a保险粉装置采用甲酸钠法，受生产成本方面的制约，原料焦亚硫酸钠装置长期处于停运状态，而原料液体二氧化硫装置经济性方面尚能维持运行，但其焚硫炉在运行过程中出现冲刷减薄及废锅部分管道泄漏等问题，检修停运会造成一定的经济损失。为有效盘活闲置资产，并避免液体二氧化硫装置焚硫炉故障停运带来的减产损失，决定将焦亚硫酸钠装置的空气焚硫炉改造为纯氧焚硫炉用于生产液体二氧化硫。简介液体二氧化硫与焦亚硫酸钠生产工艺的异同，对将焦亚硫酸钠装置空气焚硫炉改为纯氧焚硫炉生产液体二氧化硫的可行性进行分析：空气焚硫与纯氧焚硫生产原理相同、设备相近、工艺相似，焚硫炉产能也相近，对焚硫炉进料总量、焚硫炉操作温度、焚硫炉外壁温度等工艺参数的核算表明本改造完全可行。改造后，焦亚硫酸钠装置焚硫炉运行安全、稳定，液体二氧化硫产品单耗有所下降，年可降本增效约423万元。
［关键词］保险粉装置；液体二氧化硫生产工艺；焦亚硫酸钠生产工艺；空气焚硫炉；纯氧焚硫炉；可行性分析；改造方案；改造效果
［中图分类号］TQ125.1+4 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2022）04-0056-03
1 焦亚硫酸钠装置焚硫工艺改造背景
保险粉，学名连二亚硫酸钠，主要用于纺织、印染、造纸、食品等行业。保险粉的工业生产方法有锌粉法和甲酸钠法。锌粉法装置因投资较大、生产流程长、操作难度高、污染严重、成本高，逐渐被淘汰；甲酸钠法是上世纪60年代由日本开发的新工艺，并在上世纪80年代实现了工业化，生产所用的主要原料为甲酸钠、焦亚硫酸钠、二氧化硫等。目前，日本、韩国、美国以及国内大部分保险粉装置均采用甲酸钠法。
安阳九久化学科技有限公司（简称九久化学）100 kt/a保险粉装置采用甲酸钠法，于2015年5月建成投产（目前出于经营方面的原因，保险粉装置处于停运状态）。九久化学保险粉装置生产过程中要用到二氧化硫和焦亚硫酸钠两种化学品，制作这两种化学品的部分工艺相近，均采用液体硫磺在焚硫炉内燃烧先制得二氧化硫，再经2台废锅回收热量并将二氧化硫分离后送往后工序；不同之处主要在于，液体二氧化硫生产过程中所用的燃烧气为纯氧，而焦亚硫酸钠生产过程中所用的燃烧气为空气。
由于受生产成本方面的制约，九久化学焦亚硫酸钠装置长期处于停运状态，液体二氧化硫装置经济性方面尚能维持运行，但液体二氧化硫装置的关键设备——焚硫炉运行过程中出现冲刷减薄，辅助设备——废锅出现部分管道泄漏等问题。考虑到焦亚硫酸钠装置与液体二氧化硫装置制气体二氧化硫之过程设备、工艺相似，经技术方面的可行性论证，对焦亚硫酸钠装置的焚硫炉进行改造，使其能够达到生产液体二氧化硫的条件，在液体二氧化硫装置焚硫炉故障检修时，焦亚硫酸钠装置焚硫炉可以作为备用炉启用，由此可有效盘活闲置资产，并避免液体二氧化硫装置焚硫炉检修停运带来的减产损失。
2 工艺装置概述
九久化学保险粉装置以甲酸钠、焦亚硫酸钠和二氧化硫为原料，以80%左右的甲醇水溶液作为分散介质，在密闭的搅拌容器内进行合成反应生成保险粉（2HCOONa+Na2S2O5+2SO2========2Na2S2O4+2CO2+H2O），再经固液分离、甲醇洗涤和真空干燥生产出商品保险粉；过程中产生的酸性母液大部分循环利用，少部分送副产品亚硫酸钠装置生产商品亚硫酸钠。
2.1 液体二氧化硫生产工艺流程
空分装置来的纯氧进入焚硫炉内与液体硫磺发生燃烧反应，生成二氧化硫与升华硫，反应气中大量的反应热经第一废锅和第二废锅回收热量（副产蒸汽）后进入硫磺分离罐，经高温除硫后的气体进入硫磺氧化器；二氧化硫汽化罐送来的气体二氧化硫与空分装置送来的纯氧按一定比例混合后，经三氧化硫转化器出口气预热再进入电加热器加热后送入三氧化硫转化器内，在催化剂的作用下生成三氧化硫，然后工艺气进入硫磺氧化器；硫磺氧化器顶部出来的工艺气依次进入一级吸收塔、二级吸收塔底部，二级吸收塔顶部出来的净化气（二氧化硫含量99.6%左右）进入除雾器，之后经氟冰机冷凝器冷却制得低温液态二氧化硫并送入中转罐，用中转泵输送至液体二氧化硫储槽用于后工序生产。
2.2 焦亚硫酸钠生产工艺流程
空分装置送来的压缩空气进入焚硫炉内与液体硫磺发生燃烧反应，生成二氧化硫与升华硫，反应气中大量的反应热经第一废锅和第二废锅回收热量（副产蒸汽）后进入硫磺分离罐，经高温除硫后的气体进入硫磺氧化器；二氧化硫汽化罐送来的气体二氧化硫与压缩单元送来的空气按一定比例混合后，经三氧化硫转化器出口气预热再进入电加热器加热后送入三氧化硫转化器内，在催化剂的作用下生成三氧化硫，然后工艺气进入硫磺氧化器；硫磺氧化器顶部出来的工艺气依次进入一级吸收塔、二级吸收塔底部，二级吸收塔顶部出来的净化气（二氧化硫含量15%～20%左右）进入合成系统，经碱液吸收、离心干燥制得产品焦亚硫酸钠。
2.3 液体二氧化硫与焦亚硫酸钠生产工艺的异同
更多内容详见《中氮肥》2022年第4期