刘彩锋，王志强，吕富强
（兖州煤业榆林能化有限责任公司，陕西 榆林719000）
［摘 要］兖州煤业榆林能化有限责任公司硫回收装置接收处理1 000 kt/a甲醇装置低温甲醇洗系统+600 kt/a甲醇装置低温甲醇洗系统所产生的酸性气，采用二级Claus硫回收+壳牌康索夫尾气处理工艺。硫回收装置与尾气处理系统原始开车及运行初期存在制硫燃烧炉外壁温度高、系统压力高、2.0 MPa过热蒸汽管道变形严重、尾气处理管道堵塞及尾气达标排放难度大等问题。结合硫回收装置工艺流程，对系统运行问题进行原因分析，2021年7月一系列有针对性的优化改造措施全部落实后，在硫回收装置酸性气接收量为3 700 m3/h的工况下，实现了工艺指标的稳定控制及尾气的达标排放，系统实现连续稳定运行。
［关键词］甲醇装置；“无在线炉硫磺回收及尾气处理”工艺技术；克劳斯硫回收工艺；康索夫尾气处理工艺；运行问题；原因分析；优化改造
［中图分类号］TQ223.12+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）03-0056-04
0 引 言
兖州煤业榆林能化有限责任公司（简称榆林能化）500 kt/a DMMn项目配套1 000 kt/a甲醇装置于2017年11月1日开工建设，2020年1月28日甲醇装置打通流程产出合格甲醇及硫磺产品；该甲醇装置主要包括热电系统、林德空分系统、多喷嘴水煤浆加压气化系统、大连理工低温甲醇洗系统、华东理工甲醇合成系统等。硫回收装置为低温甲醇洗系统的配套装置，属于环保装置——煤化工装置配套酸性气处理装置多采用克劳斯硫回收工艺，副产硫磺后排出的制硫尾气中仍含有未反应的H2S、SO2等物质，经焚烧炉焚烧后尾气中的SO2含量往往达不到当前的环保排放要求，即制硫尾气需进一步处理后才能实现达标排放。
榆林能化本套硫回收装置接收处理1 000 kt/a甲醇装置低温甲醇洗系统+600 kt/a甲醇装置低温甲醇洗系统所产生的酸性气，年产硫磺约15 000 t（设计年运行时间为8 000 h）；采用山东三维石化工程股份有限公司自主开发的“无在线炉硫磺回收及尾气处理”工艺技术，其中，制硫部分采用二级Claus硫回收工艺、尾气处理采用壳牌康索夫工艺：低温甲醇洗系统来的酸性气与纯氧按一定的配比混合后在制硫燃烧炉内燃烧，再经两级克劳斯反应器反应后，制硫尾气经焚烧炉将尾气中的S、H2S等燃烧转化成SO2，焚烧后的尾气经余热锅炉回收热量后送至尾气处理系统进行SO2洗涤、再生，得到的SO2送至一级克劳斯反应器入口予以回收，处理后的烟气达标排放（由烟囱排入大气中）。本硫回收装置原始开车过程中及运行初期存在工艺指标偏差大、系统压力高等问题；运行初期，受制硫燃烧炉耐火材料选用不合理、操作水平欠佳等方面因素的影响，制硫燃烧炉中酸性气的燃烧状况未达到设计要求，直接影响克劳斯反应器的效能、尾气焚烧炉中尾气的燃烧程度和尾气处理系统的运行状况，硫回收装置及尾气处理系统运行不稳定，尾气达标排放难度大。为此，榆林能化有针对性地对系统进行了优化改造，硫回收装置及尾气处理系统运行状况得到明显改善，实现了稳定运行。以下对有关情况作一简介。
1 硫回收装置及尾气处理系统工艺流程简述
低温甲醇洗系统出口酸性气经分液罐（V001）分液、酸性气预热器（E001）加热后进入制硫燃烧炉（F001）烧嘴，据制硫工艺原理，通过比值调节控制进入制硫燃烧炉的氧气量，使酸性气中约65%（体积分数）的H2S在制硫燃烧炉内充分燃烧，经高温克劳斯反应将H2S转化为单质硫，同时将酸性气中携带的烃类等有机物全部予以分解；在制硫燃烧炉内，未燃烧反应的H2S中约有1/3转化为SO2，为使H2S和SO2在克劳斯反应器中更好地反应，始终控制过程气中的H2S/SO2为2:1。F001排出的高温过程气，进入制硫燃烧炉废热锅炉（E002）副产4.5 MPa饱和蒸汽［饱和蒸汽送至蒸汽过热器（E008）过热］，过程气降温后进入一级冷凝冷却器（E003），分离出凝液后的过程气与来自尾气处理系统的SO2气混合进入过程气加热器（E004），然后进入一级转化器（R001）将过程气中的H2S和SO2转化为单质硫；接着过程气进入过程气换热器（E005）管程加热自二级冷凝冷却器（E006）来的过程气，经换热冷凝并分离出液体硫磺后，过程气进入二级冷凝冷却器（E006）继续冷凝分离出液体硫磺，然后经过程气换热器（E005）壳程预热后进入二级转化器（R002），过程气中剩余的H2S和SO2进一步转化为单质硫；转化后的过程气进入三级冷凝冷却器（E007）分离出液体硫磺，再经尾气分液罐（V002）分液后进入尾气焚烧炉（F002），尾气中的硫化物焚烧生成SO2，剩余的H2和烃类物燃烧生成H2O和CO2，焚烧后的高温尾气依次经蒸汽过热器（E008）、尾气废热锅炉（E009）回收余热，温度降至260 ℃后进入尾气处理系统。尾气先进入文丘里洗涤器（A001），文丘里循环泵（P004）将气体冷却塔（T001）塔底液加压后作为洗涤液循环使用（激冷尾气）；冷却后的尾气进入湿式电除尘器（N001）以除去尾气中携带的酸雾，之后进入SO2吸收塔（T002）脱硫；在SO2吸收塔内，尾气与贫胺液逆流接触，尾气中的SO2被胺液吸收下来，尾气脱硫达标后由就地放空筒排入大气中。吸收了SO2的富胺液经富胺泵（P007）加压换热后送至再生塔（T003），再生出的SO2产品气送至克劳斯反应器回收利用，再生后得到的贫胺液循环利用。
2 硫回收装置原始开车及初期运行概况
硫回收装置与尾气处理系统原始开车及初期运行中，存在制硫燃烧炉外壁温度高、系统压力高、2.0 MPa过热蒸汽管道变形严重、尾气处理管道堵塞等问题，严重影响装置的正常运行，具体情况如下。
更多内容详见《中氮肥》2023年第3期