硫磺车间新员工培训教材

硫磺车间新员工培训教材生产工艺第一节物料性质一、H2S（硫化氢）基本知识：硫化氢为臭鸡蛋味、无色气体。大量接触可引起眼及呼吸道刺激症状。中毒者应立即移至空气新鲜处吸氧。眼损伤用生理盐水或1-2%的NaHCO3液冲洗。防护需佩戴防毒面具，眼镜及防护服。[理化性状]为无色气体。具有臭鸡蛋味。分子式：H2S。分子量：34.08。比重：1.19。熔点：-82.9℃。沸点：-61.8℃。易溶于水，亦溶于醇类、石油溶剂和原油中，可燃爆炸上限为45.5℃，下限为4.3℃。燃点：292℃。不同浓度硫化氢对人的毒作用浓度（毫克/立方米）接触时间出现症状0.035嗅觉阈0.4感明显臭气30-40引起症状的阈浓度70-1501-2小时呼吸道及眼刺激症状，吸2-5分钟后嗅觉疲劳，臭味消失。3001小时6-8分钟出现眼急性刺激症状，时间稍长引起肺水肿76015-60分钟发生肺水肿及肺炎、头痛、头昏、步态不稳、恶心、呕吐。1000数秒钟很快出现急性中毒，呼吸加快后呼吸麻痹而死亡。

顺口溜臭蛋气味硫化氢，刺激粘膜和神经。畏光流泪眼刺痛，鼻咽灼热肺受损。头痛乏力又恶心，意识模糊人昏迷。中毒可呈电击样，瞬间能使呼吸停。灰色色标滤毒罐，眼睛须戴防护镜。戴好供氧呼吸器，患者移至安全地。人工呼吸胸压法，口对口法不适宜。硫化氢的危害本品极易燃，严禁明火，火花和吸烟。其蒸汽与空气混合物具有爆炸性。燃烧时会产生二氧化硫有毒气体。生产场所应有防爆装置。遇热、明火或与下列物质接触能引起激烈反应：NaO2、NI3、NCL、NF3、OF2、氯化对溴重氮苯、HN3、R6O3、F2、Cu、CrO3、CLF3、CLO、BrF5、乙醛（BaO+NiO+空气）、BaO+NiO+空气、水合氧化铁、氯化重氮苯、（BaO+NiO+空气）、Na、金属氧化物、金属、铁锈、碱石灰、各种氧化物。二、SO2（二氧化硫）基本知识在常温为无色气体，熔点为-72.4℃，沸点为-10℃。容易被湿润的粘膜表面吸收生成H2SO3、H2SO4，对眼和呼吸道有强烈的刺激作用。危险特性不燃，遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。三、COS（硫氧碳）基本知识在常温常压下为具有类似臭鸡蛋味的无色可燃性有毒气体，与空气（体积浓度达到11.9%---26.5%）混合可形成爆炸性气体，遇溴水或高锰酸钾氧化生成CO2和H2SO4，被氢气还原生成CO和H2S。硫氧碳对肺部有轻微的刺激作用，它主要损伤中枢神经系统，可引起呼吸麻痹而致死。四、硫磺物化性质外观与性状：淡黄色脆性结晶或粉末，有特殊臭味分子量：32.06熔点（℃）：112.8---120℃沸点（℃）：444.6℃密度：1.96---2.07×103kg/m3自燃点：232℃着火点：250℃闪点：207℃溶解性：不溶于水，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳主要用途：用于制造染料、农药、火柴、火药、橡胶、人造丝、医药等产品质量标准：产品硫磺（固体或液体）的质量符合国家工业硫磺标准，GB2449－92中一级品要求。纯度≥99.9％（W）水份≤0.5%(W)灰份≤0.1%(W)酸度≤0.005%(W)有机物≤0.3%(W)砷（AS）≤0.01%(W)铁（Fe）≤0.005%(W)五、NaOH（氢氧化钠）物化性质：NaOH又称烧碱、火碱、苛性钠，时常见的重要的碱。纯的无水NaOH为白色，半透明，结晶状固体。

NaOH固体溶于水时放出热量，它的水溶液有涩味和滑腻感，溶液呈显强碱性，具备碱的一切通性。分子量：40.01，密度：2.130g/cm3,沸点：1390℃，熔点：318.4℃。六、MDEA（N-甲基二乙醇胺）分子式：CH3-N（CH2CH2OH）2分子量：119.2；沸点：247℃；闪点：260℃凝固点：-21℃无色或微黄色粘性液体，易溶于水和醇。微溶于醚。是一种性能优良的选择性脱硫、脱碳新型溶剂，具有选择性高、溶剂消耗少、节能效果显著、不易降解等优点。七、NH3（氨）氨为无色恶臭刺激性气体分子量：17.03熔点：-77.7℃沸点：-33.35℃自燃点：651.11℃氨溶于水，水溶液呈显碱性。蒸汽与空气混和物爆炸极限16---25%（最易燃浓度为17%）大量吸入可出现呼吸道刺激症状，氨水可致灼伤八、催化剂一硫磺项目PSR-31PSR-41特性1、抗硫酸盐化中毒2、对有机硫化物水解能力强，克劳斯活性几近达到热力学平衡1、抗硫酸盐化中毒2、高克劳斯活性和脱“漏O”保护型双功能催化剂外观形状φ4×5—15mm白色条形Φ4—6mm红褐色球形化学组成TiO2助剂＞85%AL2O3＞80%、活性组分＞5%堆密度0.80---0.95Kg/L0.70---0.82Kg/L比表面积＞100m2/g＞260m2/g抗压强度＞100N/cm＞130N/cm磨耗＜1.0＜0.3装填位置第一反应器第二反应器装填量PSR-41（FeSO4/AL2O3

）3.25m3PSR-31（TiO2

）3.25m3PSR-41（FeSO4/AL2O3

）3.25m3PSR-31（TiO2

）3.25m3二硫磺项目LS-971LS-901LS-300特性1、抗硫酸盐化中毒2、高克劳斯活性和脱“漏O”保护型双功能催化剂1、耐氧能力强，抗硫酸盐化中毒2、对有机硫化物水解能力强，克劳斯活性几近达到热力学平衡1、比表面积和孔容大2、强度好，克劳斯活性高，活性稳定好。3、Na2O含量低，奶水热老化性能好外观形状Φ4—6mm红褐色球形φ4×5—15mm白色条形Φ4—6mm白色小球化学组成AL2O3＞80%、活性组分＞5%TiO2＞85%AL2O3＞80%、Na2O≤0.3%堆密度0.75---0.85Kg/L0.95---1.05Kg/L0.65---0.75Kg/L比表面积＞100m2/g＞230m2/g＞260m2/g抗压强度＞130N/cm＞100N/cm＞140N/cm磨耗≤0.3≤1.0≤0.3装填位置第一反应器第一反应器第二反应器装填量（FeSO4/AL2O3

）5.35m3（TiO2

）5.35m3（AL2O3）10.3m3第二节工艺原理一、硫磺装置该装置的硫磺回收部分仍采用直流式的部分燃烧法，两级催化转化的克劳斯工艺。同时在制硫燃烧炉内采用专用烧氨火嘴，在1300℃左右的温度下，将污水酸性气中的NH3全部转化为N2和H2O。硫磺回收工艺原理1、1克劳斯硫磺回收的工艺原理热反应H2S+3/2O2=SO2+H201-2-12H2S+SO2=3/2S2+2H201-2-2催化反应2H2S+SO2=3/XSX+2H201-2-3从基本原理式1-2-3不难看出：反应物硫化氢与二氧化硫的摩尔比为2：1，即2摩尔硫化氢与1摩尔二氧化硫发生反应，生成单质硫。酸性气体原料中除主要含有硫化氢外，通常还含有二氧化碳、水、氨、烃类等等，空气与酸性气体在炉内燃烧，反应十分复杂，反应后的气体组成也相当复杂，据推导有上百种反应，其中主要反应及主要副反应如下：酸性气燃烧炉内的反应除1-2-1式、1-2-2式外的主要反应还有：H2S+1/2O2=H2O+//2S21-2-4CH4+2O2=CO2+2H2O1-2-5C2H6+5/2O2=2CO+3H2O1-2-64NH3+3O2=2N2+6H2O（此反应要求温度较高）1-2-74NH3+502=4N0+6H2O1-2-8NH3=N2+3H21-2-9副反应：H2S+CO2=COS+H2O1-2-10H2S+1/2CO2=1/2CS2+H2O1-2-11H2S+CO2=CO+S+H2O1-2-122CH2+3SO2=2COS+1/2S2+4H2O1-2-13CO+S=COS1-2-14CO2+3SCS2+SO21-2-15C+2SCS21-2-16CH4+2H2SCS2+4H21-2-172H2+O22H2O1-2-18上述反应大多数为放热反应，反应过程中放出大量的热，使燃烧炉炉高达1000-1400℃左右，反应温度和硫化氢的纯度有关，硫化氢的纯度越高，反应温度越高；燃烧炉内反应速度很慢，通常在1秒内即可完成全部反应，因此，燃烧要与原料气中烃含量有关，亦取决于燃烧炉的操作温度，大体上在1000℃时二硫化碳的生成量最大，然而在1300℃时，二硫化碳的生成量又下降到一个很低的水平。式1-2-2在高温下为吸热反应，升温对反应有利。由反应平衡原理可以知道：降低反应物的温度（除1-2-2式外），提高反应压力对反应是有利的，但温度不可过低，温度过低不利于高温下硫的生成，而对二硫化碳的生成等副反应有利，且温度过低，不利于烧氨反应；反应压力不可过高，一般控制在1000-1400℃，维持微正压操作，这样对反应是有利的，可以促进反应向右进行。反应器内由于反应温度较低，反应生成的硫蒸汽主要由S6、S8构成，反应是放热反应；同时，也可能存在硫化氢，直接氧化为硫磺的化学反应。硫化氢转化生成硫在高温（高于550℃）下为吸热反应，升温对反应有利，低温（低于550℃）下为放热反应，降低温度时对反应有利。150-200℃时转化率最高。为防止硫磺冷凝在催化剂上，反应温度一般控制在210-350℃，最适宜的温度为246℃。催化转化器中重要的副反应是二硫化碳和硫氧碳的水解反应，该反应随温度的升高而增加。因此，第一反应器温度控制较高，主要是考虑到二硫化碳和硫氧碳的水解反应。通常采用提高一级反应器操作温度或一级反应器下部使用专门的有机硫水解催化剂或二者同时使用，以促进硫氧碳和二硫化碳的水解，提高装置硫转化率。第二或第三反应器温度控制较低，主要是为了更有利于反应的进行，从崦提高转化率。反应器内的反应除1-2-3外还有：2H2S+SO2=3/XSX+2H2O1-2-192H2S+O2=2/XSX+2H2O1-2-20CS2+H2O=COS+H2S1-2-21CS2+2H2O=COS+2H2S1-2-22COS+H2O=CO2+H2S1-2-23另外，在废热锅炉中，由于温度发生了较大的变化，硫在其中还存在以下反应：S2=1/3S61-2-24S2=1/4S81-2-25以上两反应均为放热反应。尾气焚烧炉主要是将硫化氢、硫等转化为二氧化硫降低对大气的污染。其中的主要反应为：H2S+3/2O2=SO2+H2O1-2-26S+O2=SO21-2-27COS+3/2O2CO2+SO21-2-28CS2+3O2CO2+2SO21-2-29H2+1/2O2H2O1-2-30CO+1/2O2CO21-2-31尾气加氢还原反应原理：尾气回收部分以还原吸收法为例，克劳斯尾气混合掺入氢以后，被加热到295℃，在钴、钼（CT6-5B）催化剂的作用下，尾气中携带的单质硫、二氧化硫进行加氢反应，硫氧碳、二硫化碳进行水解反应。反应式如下：SO2+3H2H2S+2H2O1-2-32S8+8H28H2S1-2-33COS+H2OH2S+CO21-2-34CS2+2H2O2H2S+CO21-2-35经加氢反应后所有的硫都被转化成硫化氢，然后经过MDEA（N-甲基二乙醇胺）溶剂吸收后送到再生塔部分进行再生，解吸出的硫化氢返回燃烧炉前重新参加反应。克劳斯硫磺回收的方法及选择为了使克劳斯反应尽可能反应完全，在进入反应器的气流中就应尽可能保持硫化氢与二氧化硫的摩尔比为2：1，针对不同浓度的酸性气，为了达到这一条件，经过不断摸萦，现已形成了三种主要的硫磺回收方法。即部分燃烧法、分流法和直接氧化法。部分燃烧法当酸性气中硫化氢浓度大于50%时，推荐使用部分燃烧法工艺。部分燃烧法是将全部酸性气体引入燃烧炉与适量空气在炉内进行部分燃烧，控制空气供给量使烃类完全燃烧和部分酸性气中的硫化氢燃烧成二氧化硫。在炉内约有60-70%的硫化氢转化为气态硫，余下30-40%的硫化氢中的三分之一燃烧成二氧化硫，三分之二保持不变，并保证气流中硫化氢与生成的二氧化硫摩尔比为2：1，以达到低温催化反应的要求条件。炉内燃烧后，剩余的硫化氢和二氧化硫进入反应器，在催化剂的作用下，发生克劳斯反应生成硫。各部操作温度控制在高于硫的露点30℃以上为宜。分流法当酸性气中硫化氢含量为15-50%时，推荐使用分流法硫磺回收工艺。这是由于硫化氢浓度较低，反应热量不足，难以维持燃烧炉内高温克劳斯反应要求的温度。分流法是将三分之一的酸性气送入燃烧炉，与适量空气燃烧，生成二氧化硫气流，二氧化硫气流与未进入燃烧炉的其余酸性气进入转化器内，进行低温催化反应。分流法一般设计两级催化反应器，其硫化氢的总转化率可达85-92%。对装置规模较低（日产硫磺不足10吨者）或酸性气组成变化较大的装置，为简化操作条件，可采用分流法。直接氧化法酸性气中硫化氢浓度在2-15%时，用部分燃烧法和分流法所产生的反应热不足以维持酸性气燃烧炉内的燃烧，应采用直接氧化法硫磺回收工艺。此法是将酸性气和空气分别通过预热炉，预热到要求温度后，进入到转化器内进行低温催化反应，所需空气量仍为三分之一硫化氢完全燃烧时的量。该工艺采用两级催化转化反庆器，硫化氢总转化率可达50-70%。需要说明的是硫化氢浓度的划分范围并非十分严格，关键是酸性气燃烧炉内必须维持稳定的火焰，入反应器过程气中硫化氢与二氧化硫配比维持2：1。由于炼油厂酸性气中硫化氢浓度都高于50%，尤其是上游脱硫装置采用高效脱硫溶剂后，硫化氢浓度提高至70%以上，因而炼油厂硫磺回收装置都采用部分燃烧法。二、胺液再生装置胺法脱硫是气体净化工业中应用最广的方法，它的过程简单可行，溶剂价廉易得，净化度高。国内大部分硫回收装置配套的尾气处理装置中，都应用吸收-解吸体系的胺法脱硫来回收硫化氢。吸收是分离气体混合物的重要单元操作。这种操作是使混合气体与选择的某种液体相接触，利用混合气体中各组分在该液体中溶解程度的差异，有选择地使混合气体中一种或几种组分溶于此液体而形成溶液，其他未溶解的组分仍保留在气相中，以达到从混合气体中分离出某些组分的目的。吸收过程的实质是溶质从气相转移到液相的质量传递过程。相反地，使溶解于液相中的气体释放出来的操作称为解吸。生产中解吸操作的目的有两个：一是为了获得纯净的气体组分，一是为了将吸收操作中的吸收剂与吸收质分开，以便使吸收剂能循环使用。解吸与吸收是一个相反的过程。它的机理与吸收过程也是相反的。解吸的必要条件是气相中吸收组分的分压必须小于液相中的吸收质的平衡分压。凡是不利于吸收的因素均有利于解吸。因此高温、低压有利于已吸收组分与溶剂的分离。所以，将溶液加热是解吸操作中最常用的方法。气体净化中，主要使用的胺类有六种：一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）、三乙醇胺（TEA）、甲基二乙醇胺（MDEA）、二甘醇胺（DGA）、二异丙醇胺（ADIP）。其中甲基二乙醇胺（MDEA）是我装置的主流脱硫剂。吸收过程对H2S及CO2反应如下：对硫化氢：2R2NH＋H2S→（R2NH2）2S（R2NH2）2S＋H2S→2R2NH2HS对二氧化碳：2R2NH＋H2O＋CO2→（R2NH2）2CO3（R2NH2）2CO3＋H2O＋CO2→2R2NH2HCO3或2R2NH＋CO2→R2NCOONH2R2上述这些反应都是可逆反应，在较低温度下（20～40℃），都向右进行（吸收）；在较高温度下（105℃以上），则都向左进行（解吸）。这就是硫化氢和二氧化碳可以在常温下被胺液吸收，高温下则解吸的道理。三、酸性水汽提装置原料污水中99％以上是水，所以其性质于纯水相近。原料污水中所含有害物质以NH3、H2S、CO2为主，污水汽提主要是除去污水中的NH3、H2S，为此我们有必要了解NH3、H2S、H2O三元体系的性质：在水中NH3+H2O==NH4++OH-H2S=H++HS-在污水中，由于NH3、H2S共存，故有：

NH4+＋HS-＝NH4HS故在污水体系中存在汽液平衡，即如下所示：

H2S、NH3→→汽相

---------------H2S、NH3NH4+HS-H2O→→液相可用如下反应式表示：(NH4HS)NH4++HS-＝(NH3+H2S)液＝(NH3＋H2S)汽......该装置采用单塔蒸汽汽提工艺，主要是利用CO2和H2S的相对挥发度比NH3高，溶解度比NH3小的特性来去除污水中的NH3、H2S、CO2，具体原理如下：进料污水与塔底净化水换热后，温度可达105℃左右，在塔上部23层入塔，此温度基本达到了硫化氢、氨电离反应与水解反应的拐点温度(110℃)，H2S、NH3都以游离的分子态存在于热料中，汽提塔内操作压力比进料管中低，进料污水进塔后由于减压闪蒸及塔顶的抽提作用，、H2S、NH3由液相转入气相向塔顶移动。从塔顶打入温度为96.5℃左右的回流液，保持塔顶温度121℃。使NH3和H2S从塔顶全部汽提出去。在塔底用蒸汽加热，保持塔底温度为130℃左右，使污水中的NH3、H2S全被汽提出来，获得合格的净化水。在塔底被汽提的NH3、H2S不断上升，为此在整个塔体，自上而下温度越来越高，这样有利于NH3、H2S不断被汽提而上升。第三节工艺流程一、硫磺装置制硫部分来自污水汽提装置的含氨酸性气，与经D-305及D-101B分水缓冲后与来自催化气体脱硫、焦化汽提脱硫、车间集中胺液再生部分的清洁酸性气的大部分混合，直接进入制硫燃烧炉（F-101）前部，在过氧燃烧的情况下使炉膛前部的温度达到1250～1350℃进行克劳斯反应，并使其中的氨得到完全燃烧，然后与剩余的清洁酸性气在炉膛后部混合进行H2S与SO2的化合以及烃类的燃烧反应。在炉内约65％（v）的H2S进行克劳斯反应转化为硫，余下的H2S中有1/3转化为SO2。燃烧时所需的空气由离心鼓风机（K-101/A.B，K-401）供给，进炉的空气量按比例控制调节（FIC－0303、FIC-0304）。自F-101排出的高温过程气，一小部分通过高温掺合阀调节第一级转化器（R-101）入口的温度，其余部分进入制硫余热锅炉（ER-101）冷却至350℃，同时ER-101壳程产生1.0MPa（g）的饱和蒸汽。从ER-101出来的过程气，由一级冷凝冷却器（E-101）冷却至160℃，在E-101中被冷凝下来的液体硫磺与过程气分离后自底部流出进入硫封罐（D-105A）流入液硫池，顶部出来的过程气经高温掺合阀（TIC-0501）调节至266℃后进入一级转化器（R-101），在克劳斯催化剂PSR-31、PSR-41的作用下进行反应，有机硫几乎被完全被水解为CO2和H2S，H2S与SO2则发生进一步的化合反应生成硫磺。R-101出口的过程气首先经过过程气换热器（E-104）管程回收热量，然后再经过二级冷凝冷却器（E-102），过程气温度被冷却到160℃，冷凝下来的硫磺自E-102底部流入D-105B流入液硫池，顶部出来的过程气再经TIC-0502B进入E-104壳程取热，E-104管壳程液硫经D-105E流入液硫池，并由TIC-0502B及E-104壳程的旁路调节阀TIC-0502A共同作用，调节到225℃后进入二级转化器（R-102），在催化剂PSR-31、PSR-41的作用下，剩余的H2S与SO2进一步反应转化为硫磺，反应后的过程气经E-103冷凝冷却后，温度冷却至160℃。液体硫磺自E-103底部流进D-105C流入液硫池，顶部出来的过程气经尾气分离罐（D-104）分液后，进入尾气处理部分。尾气分离罐（D-104）内的液硫经D-105D流到液硫池。液硫池北池（T-101）注入氮气，在氨的作用下，并经过液硫脱气泵（P-102）循环雾化，分离出的含硫尾气由蒸汽喷射器（EJ-101）抽出送入尾气焚烧炉（F-201）焚烧。脱气后的液硫溢流到液硫池南池，最后由P-103A、B外送。经D-104除硫后的尾气，先进入尾气换热器（E-201）与F-201炉后的烟气换热至320℃左右，再经过混氢，并由TIC-0701A、B自动调节至300℃进入加氢反应器（R-201），在钴、钼催化剂的作用下进行加氢和水解反应，使尾气中的SO2、元素硫、有机硫还原与水解为H2S。加氢反应后的高温气体由蒸汽发生器（E-202）冷至170℃后进入尾气急冷塔（C-201），经与急冷水逆流接触，水洗冷却至40℃后进入尾气吸收塔（C-202），再由MDEA吸收了H2S后进入尾气焚烧炉，在650℃温度下，将尾气中残留的硫化物焚烧成SO2。自尾气焚烧炉出来的高温烟气分别经过蒸汽过热器（E-204）与尾气换热器取热后，由80米高的烟囱（S-201）高空排入大气。二、尾气再生处理部分制硫部分排出的硫磺尾气经过混氢，进入尾气加热器（E－201），与尾气焚烧炉（F-201）出口的高温烟气换热，温度升到300℃后进入加氢反应器（R-201），在加氢催化剂的作用下进行加氢、水解反应，使尾气中的二氧化硫、元素硫、有机硫还原、水解为H2S。反应后的高温气体，进入蒸汽发生器（E-202），产生0.3MPa(g)的饱和蒸汽，同时，高温气体被冷却至170℃。在进入尾气急冷塔（C-201）下部。尾气急冷塔使用的急冷水，用急冷水循环泵（P-201/A,B）自C－201底部抽出，经急冷水冷却器（A－204）冷却至40℃后返C-201循环作用。MDEA贫液自D-206经贫胺液泵(P-203)抽出送至尾气吸收塔（C-202）上部，在塔内尾气与贫液逆流接触，其中的H2S被吸收。自塔顶出来的净化气，进入尾气焚烧炉（F-201），在650℃高温下，将净化气中残留的硫化物焚烧生成SO2。焚烧后的高温烟气经过蒸汽过热器和尾气加热器回收热量后，烟气温度降至300℃左右，最后经烟囱（S-201）排入大气。吸收H2S后的MDEA富液，由C-202塔底经富液泵（P-202/A、B）升压后，先经贫富液换热器（E-207A,B）换热，温度升至85℃进入溶剂再生塔（C-203）上部进行再生。C-203热源由再生塔底重沸器（E-209）供给。塔底贫液经E-207A、B温度由121℃降至79℃后再经贫液冷却器（E-208A、B）用循环水冷却至40℃后进入溶剂储罐（D-206A、B）储存，供C-202循环使用。C-203顶气体经再生塔冷凝冷却器（A-205），温度降至40℃进入再生塔顶回流罐（D-202）分液。液相经再生塔顶回流泵（P-204A、B）打回C-203顶；气体为解吸的酸性气，返回D-101A制硫。液硫脱气部分自E-101、102、103分出的液态硫进入液硫脱气池后，经注入氨气和氮气，用液硫脱气泵（P-102A、B）循环，将液硫中的H2S气体脱出，再用抽空器将H2S气体抽出送到尾气焚烧炉F-201焚烧后排烟囱。经过脱气处理后的液硫中H2S含量小于10ppm（W），用液硫提升泵（P-103A、B）装车外销。

三、酸性水装置自各生产装置来的污水先进脱气罐(D-301)脱气，气体至排火炬线。原料水经泵（P-301）送至原料水罐(D-303A/B)。经沉降除油，污油进入污油储罐，用泵送到储运车间。原料污水罐区来的污水经泵（P302）送入E-301A/B/C与塔低净化水换热至105℃左右进入汽提塔23层。塔底净化水由净化水P-304抽出，先进E-301A/B/C与原料换热，再依次进入净化水空冷A302/A/B冷却后出装置。塔顶气体被冷却到100℃以后，进入分液罐D-305进行气液分离，气相即含氨酸性气送至硫磺回收装置，冷凝液体由回流泵P-303抽出，一部分作为回流送入塔顶，多余部分送入脱气罐内。汽提塔底以1.0Mpa蒸汽和导热油作重沸器（E-302）的热源，导热油循环使用。第四节生产维护操作法一、制硫燃烧炉概述制硫燃烧炉是硫磺回收装置最重要的设备，60％～70％的硫化氢在燃烧炉中转化为硫，所有杂质基本在燃烧炉中得到处理，控制部分硫化氢完全燃烧为二氧化硫。图1表明了温度与硫转化率的关系。燃烧炉燃烧的好坏直接决定了过程气中硫化氢与二氧化硫的配比，从而决定了克劳斯反应进行的程度，进一步决定了硫磺回收装置转化率的高低。在硫磺回收过程中，酸性气燃烧炉起了决定性作用。图1温度与硫转化率的关系图1温度与硫转化率的关系制硫燃烧炉一般包括火嘴、炉体、花墙、防雨罩、点火器、看火孔、防爆孔(人孔)、高温气体出口(高温掺合阀)、热偶、衬里等部分。制硫燃烧炉主要操作参数有炉膛温度、炉壁温度、炉膛压力等。制硫燃烧炉F101配风控制混合酸性气与含氨酸性气分别经混合酸性气分液罐D101A、含氨酸性气分液罐D101B脱水后，分两路进入F101。在炉内通过控制配风量使65%（V）的H2S进行高温Claus反应转化生成单质硫，剩余H2S中又有1/3转化成SO2，并将酸性气中的氨和烃类等杂质全部氧化分解。进炉空气由制鼓风机K101/A、B及K401供给。其配风量由比值调节器bizhi进行调节，同时由尾气分液罐D104出口过程气线上的H2S/SO2在线分析仪AIC0601实时跟踪过程气变化并通过FIC0304进行反馈微调进炉风量，从而保持最佳的反应状态。当混合酸性气流量表FT0301A、含氨酸性气流量表FT0301B或比值器中任一失灵，将bizhi改成单回路自动或手动控制，主要依靠FV0304调节进炉风量。若在线分析仪AIC0601出现故障，应改用bizhi进行比值调节，由于比值调节器毕竟是靠经验比例值来配风，不能准确及时地反映酸性气组分的变化，故此时应加强现场采样分析，及时调整气风比。在停开工及酸气波动剧烈的情况下，应联系仪表关闭AIC0601取样回路，避免污染仪器。制硫燃烧炉F101炉膛温度的控制炉膛温度是F101的重要操作指标，其影响因素主要有：A.酸性气组份变化H2S、NH3及烃类含量的变化都会引起温度的变化；气风比的变化；酸性气带油或带水酸性气量的变化；如果酸气平稳，配风合适，炉膛温度是比较稳定的。炉膛温度的大幅变化或异常变化反映了操作的不稳定，原因可能是多方面的，主要应该从酸性气品质和配风合适与否来查找原因。F101炉膛温度控制指标是≯1350℃，在操作中，考虑到炉衬里热膨胀，仪表偏差、失灵，对高温掺合阀、ER101管板热辐射等因素，要求F101温度按≯1300℃控制。非正常状态下炉温过高时，应自炉前注氮气降温。因F101炉膛温度较高，故定期检测炉壁温度是考察炉子运行情况特别是衬里完好状况的便捷手段。4．酸性气品质对F101的影响常见的酸性气波动，一是量的波动，一是组成变化。组成变化主要包括H2S浓度变化、带烃、带氨、带油。酸性气的波动往往伴随着带水、带液。炉膛反应温度和硫化氢的纯度有关，硫化氢的纯度越高，反应温度越高。燃烧炉内反应速度很快，通常在1秒内即可完成全部反应，因此，燃烧炉内不需催化剂。酸性气带油时，由于油类燃烧需要大量的氧，故炉温会有较大上升，带油严重时，火焰忽明忽暗，配风跟不上，较短时间内即可造成系统积炭或黑硫磺的出现，一旦带油事故发生，一方面应加大配风，如有困难可将酸性气部分放火炬；另一方面，要尽快与调度和上游装置联系，并将酸性气切出，外排火炬，紧急停工处理。酸气带水是一种常见现象，带水缓慢时可分别存入混合酸性气分液罐D101/A和含氨酸性气罐D101/B分水罐内，当达到一定液位时，开启酸性水泵P101，将酸性水送至单塔气提装置处理。若酸性气急速带水，则应立即向上游查找原因，同时加强分液罐排水，必要时可请示调度将酸气切出，紧急停工。一旦酸性气带水进炉，将造成炉温的明显下降，严重时可能损坏炉衬里，因此无论如何不能把水带进炉内。另外，根据2H2S+HO2=2/XSX+2H2O的反应机理，当生成物H2O增加时，平衡将向逆反应方向移动，制硫转化率会降低。酸气带烃时，炉膛温度会有一定升高，而炉膛中部温度的升高更加明显；火焰由正常的明亮的橙黄色变为白亮刺眼；制硫转化器、加氢反应器温升减小；尾气配氢明显过剩，氢耗降低；尾气焚烧炉温度明显升高。带烃的主要处理方法有：⑴加大配风，保证烃类完全燃烧。⑵如果烃组分变化或伴有酸气量波动，配风困难，可将尾气放空。⑶查找带烃原因，必要时协调带烃酸性气自行放火炬。⑷F101炉温不得超过1350℃。炉温上升快时，可自炉前注氮气降温。制硫风机K101A、B；K401的操作风机的启动⑴检查风机油位，循环水，压力表、温度表指示正常。⑵风机入口挡板开度0，出口阀停净化风，插入销子改为手动。风机放空全开。⑶启动主机。⑷打开风机出口阀，同时关闭出口放空阀。风量稳定后风机出口阀至全开，拔出销子，给净化风达到气动状态。⑸两台风机并联同时供风时，应保持二者负荷相当，即应使两台风机电流一致，出口压力一致。风机的日常维护⑴日常操作应密切注意风机电流、油温等各项参数。⑵风机出口阀在开机后一定要处于气动位置。⑶F101需风量在3000Nm3/h以上时，需起用两台风机，且投用风机出口连锁阀。⑷风机出口压力应明显高于系统压力(以炉前风压为准)，减少风机偏流的机率，这一点在高负荷生产时尤其重要。风机出口联锁阀由仪表电供电，联锁启动时得电关闭。当UPS断电时，联锁阀会因失电而开启，因此为避免炉内介质倒串，联锁动作后应将阀切换至手动状态。风机的切换⑴按操作步骤启动备用风机，自出口放空阀放空。出口联锁阀手动状态关闭。⑵将在用风机出口联锁阀改为手动。然后关出口，开放空，而备用动作与之相反。此过程中应尽量保持压力稳定。⑶切换完毕后，原在用风机停机，当前在用风机出口联锁阀全开，改成气动。含氨酸性气的处理从理论上讲，原料气NH3组份要完全得到氧化分解，F101火焰温度不得低于1250℃。实践证明，提高火焰温度的关键因素是加强进炉酸气与空气的混合，当然这是由设备结构决定的。在F101的操作中，为提高炉温所采取的手段是：全部含氨酸性气与部分清洁酸性气进炉前燃烧，炉前供风相对过量，NH3被完全分解，提高火焰温度；而另外一部分混合酸性气从制硫燃烧炉F101中部进入，继续参与燃烧，进而使H2S与SO2的比例达到正常。制硫转化器的操作制硫转化器R101、R102是H2S和SO2在催化剂作用下发生低温Claus反应的场所。转化器床层温度的高低、空速的大小、过程气中硫分压的大小都是影响制硫转化率的因素，而在日常操作中，温度变化是最频繁的也是最关键的。如果制硫燃烧炉F101气风比合适，催化剂活性良好，R101温升一般在70～80℃，R102温升一般在10～20℃。2．制硫转化器的温度控制2．1一级转化器温度控制一级转化器R101入口工艺指标为230～270℃，床层工艺指标为290～330℃。控制入口温度的目的，是避免催化剂表面低于硫的露点温度，引起积硫，堵塞系统。一般来说，入口温度与床层温度差越大越好。R101入口温度受到酸性气量、酸性气组成、制硫燃烧炉配风及E101出口温度的影响，调节其入口温度的方法主要是通过TIC0501调节高温掺合阀开度。在转化器中主要反应有：2H2S+SO2=3S+2H2O+QCOS+H2O=CO2+H2S+QCS2+2H2O=CO2+2H2S+Q在转化器中，2H2S+SO2=3/XSX+2H2O是放热反应，因此较低的温度有利于反应的进行，而主要副反应有机硫的水解反应也是放热反应，但该反应至少需要300℃以上的环境。R101床层温度控制较高的目的，就是使过程气中的COS、CS2尽量水解完全。如果系统内不存在有机硫，那么R101床层温度就不必控制那么高。因此，当D104出口过程气中COS、CS2含量较高时，除分析检查酸气组份变化外，还应考虑在工艺指标范围内适当提高R101床层温度，如采取上限控制，以保证有机硫的水解率。二级转化器温度的控制二级转化器R102入口温度指标为220～260℃，床层温度指标为230～270℃。一方面，通过制硫燃烧炉和一级转化器的反应，85%以上的H2S已经被转化成单质硫，R102内反应热相对比较小，另一方面，由于在R101内有机硫的水解反应已基本完成，为提高制硫转化率，R102床层温度控制得较低。控制R102入口温度的方法是通过TIC502调节过程气换热器E104壳程过程气出口阀及E104旁通阀，当R102入口温度偏高时，可以通过开大E104旁通阀来使之降低，反之，当R102反应器温度偏低，可减小旁通阀阀位开度。若旁通阀全关仍不能将温度提至操作要求，可通过稍开R101与R102入口连通线来调节。气气换热器E104侧线是容易积硫和堵塞的地方，因此必须保留最小开度，保持一定流量，防止管线堵塞。

R101、R102入口线都设有氮气、蒸汽降温线，用于异常状态下反应器降温。因此，降温线应随时保持畅通。。催化剂的使用与维护在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。绝大多数的化学反应都具有一定的可逆性。在一个可逆的化学反应中，同时进行着正方向和逆方向的反应，我们把这种正逆向反应速度相等，反应物和生成物浓度不再随时间改变的状态，称为化学平衡状态。在一定条件下，平衡状态是任何过程进行的最大极限。催化剂是一种能够改变化学反应的速度,而它本身又不参与反应最终产物的物质。工业生产中的化学反应应有快的反应速度，才能较快地得到大量的产品。有时，即使反应的平衡转化率很高如果反应速度很慢，也没有实际意义。实践证明，加速反应的最有效方法是利用高活性的催化剂。如上所述，使用制硫催化剂的目的不是为了改变2H2S+SO2=3/XSX+2H2O反应的化学平衡状态，而是提高反应速度，使之在更短的时间内达到平衡状态，从而提高硫收率。目前国内制硫催化剂主要有铝基和钛基两大类。催化剂的性能指标主要包括形状、堆密度、比表面积、孔结构、抗压强度及化学组成等。催化剂的装剂（1）化剂装填应在干燥条件下进行，避免在阴雨天气或环境湿度很大的情况下装填。以免影响强度。（2）装填催化剂前，必须先把转化器内部清扫干净，将蓖板安装就位，铺上5目不锈钢丝网，四周固定，避免催化剂遗漏至转化器底部。（3）在丝网上面先后堆放摊平10cm高Φ20mm瓷球和3～5cm高Φ10mm瓷球，然后再装填催化剂。如考虑到以后卸剂时便于催化剂与瓷球分离，可在瓷球与催化剂之间再加一层丝网。（4）催化剂由桶内倒出，如发现细粉较多，需经过筛后才能使用。（5）装填时应将催化剂先装入布袋中，再吊入转化器，催化剂下落高度不大于500mm。（6）催化剂装填过程中应铺垫木板，装填人员必须站在催化剂床层铺垫的木板上进行装填操作，严禁使用金属器具挖掘。催化剂装填至预定高度后，应用木制工具将催化剂表面铺平，并在上面再铺垫一层2cm高的Φ10mm瓷球，用于减缓气流对催化剂表层的冲击，同时顶部瓷球也成为结碳时的吸附空间，同样起到保护催化剂的作用。（7）催化剂装填完毕应立即封上料口，启用前应避免水汽及过程气进入转化器，例如转化器入口蒸汽线应检查确认不内漏。（8）开工前应先用干燥风进行吹扫，除去床层粉末。升温时应缓慢，脱除水份。催化剂的失活与再生硫磺回收催化剂的性能和硫磺回收装置的转化率受催化剂失活的影响较大，其中失活的原因有多种，主要原因有：酸性气中的重质烃及燃烧不完全产生的碳吸附于催化剂上碳化结焦，操作不当使温度低于硫露点，硫凝聚在催化剂表面，操作温度过高造成催化剂热老化加速，硫酸盐化是催化剂失活的主要原因。硫酸盐化的主要原因则是由于过程气中微量的三氧化硫与催化剂表面作用生成硫酸盐。当酸性气含有氨时，它在反应炉中部分氧化成一氧化氮，该物质对气相中的二氧化硫氧化成三氧化硫有催化作用，这是造成催化剂硫酸盐化中毒的原因之一。未被燃烧的氨，在装置低温段也会发生铵盐结晶，危害系统的正常运转。因而处理含氨酸性气时，其燃烧炉配风应适当过量，以减少氨和一氧化氮的量，同时温度也应适当提高，以提高氨的分解。归纳起来，硫酸盐化的成因为：（1）Al2O3与SO3直接反应生成硫酸铝。（2）SO2和O2在Al2O3上发生催化反应，生成硫酸铝。（3）SO2在Al2O3表面不可逆化学吸附成为类似硫酸盐的结构。如果在生产过程中装置总硫转化率，特别是有机硫水解率显著下降，床层温升下降及有温升下移趋势，床层压力降明显上升时，应考虑对催化剂进行再生操作。主要方法是针对因积硫和硫酸盐化中毒而引起的催化剂非永久性失活而采取的复活措施，一是热浸泡，一是硫酸盐还原。其反应方程式为：Al2(SO4)3+H2S→Al2O3+4SO2+H2O尾气焚烧炉的操作尾气焚烧炉F201的作用是将净化尾气中残余的H2S全部转化成SO2排放至烟囱S201，同时为蒸汽过热器E204和尾气加热器E201提供热量。2．尾气焚烧炉温度的控制F201炉膛温度控制指标为≯700℃，以瓦斯作为燃料气，炉膛温度由TV1201调节进炉瓦斯量来完成，而配风量由比值调节器根据进炉瓦斯量按照一定比例供给。例如：当炉膛温度设定值为600℃。当炉温超过这一温度时，TV1201会自动减小瓦斯进炉调节阀阀位开度，这时配风量会根据瓦斯量的减小按照比值调节器所设定的比例相应减小。若F201温度出现大幅度波动，会导致TV1201全关，这是非常危险的。因此必须为其设置一个最小开度。此开度应按生产负荷及TV1201阀门特性来设定。如果不采用比值控制方案，也可以手动控制风量及瓦斯量。尾气焚烧炉温度主要受瓦斯量的影响，正常条件下炉内燃烧为：火焰清晰、稳定、略呈蓝色。瓦斯量过大的现象为：火焰变红变暗，瓦斯量小的现象为：火焰发白，较为刺眼，不稳定。有多种因素可能影响到F201炉温。例如：瓦斯压力波动；瓦斯组成变化，如含带氮气、H2S等，也可能带油、带水；制硫配风不当，如配风过小，尾气中H2S含量增加，温度会明显升高；净化气中H2含量变化；净化气带水等。出现炉温波动，应一一排查，做相应处理。主要措施有：（1）瓦斯系统加强脱水、脱液。如确定是瓦斯原因，应及时向调度反映。（2）制硫炉调整配风。（3）净化气线加强排水。（4）如果原因不能确定，炉温过高可能损坏设备时，应立即停炉。待查明原因并解决后，再进行点炉。尾气焚烧炉相关操作由于F201炉膛温度影响到1.0MPa蒸汽温度、加氢反应器入口温度，而且三者可能出现矛盾，因此炉温控制应与另外两点温度控制配合进行。蒸汽过热器E204与尾气加热器E201管程之间设有一道活动挡板(百叶窗)，E204设有一条跨线，跨到活动挡板后部，可以使F201部分热烟气不与蒸汽换热，直接进入E201管程。通过跨线与活动挡板配合，消除蒸汽温度与尾气温度二者之间的矛盾。为保护设备，调节过程中，E201管程入口烟气温度不能高于460℃。其他冷换设备的操作1．三合一冷凝器的操作三合一冷凝冷却器是三管程共用一壳程的连通式设备。即只有一套水汽控制回路，制硫余热锅炉出口过程气走一组管程，称为一级冷凝冷却器，一转出口过程气走一组管程，称为二级冷凝冷却器，二转出口过程气走一组管程，称为三级冷凝冷却器，三管程内介质不互串。三合一冷凝冷却器出口管箱均设有丝网，起到捕集液硫的作用。液硫通过各自液硫线自流入硫封罐内，达到降低制硫转化器内气体硫分压的目的。三合一冷凝冷却器壳程注除氧水，LV0601通过调节除氧水量来控制其液位，同时产生0.3MPa蒸汽，蒸汽压力通过PV0601调节蒸汽输出量来控制。正常生产中应保持液位、压力的稳定，杜绝满水或缺水现象，满水时，蒸汽无蒸发空间，蒸汽质量受到影响；除氧水进入蒸汽线则会造成水击损坏管线。缺水时，设备温度急剧上升，加水后温度又迅速下降，设备受到较强的热应力，引起管束强烈的膨胀与收缩，容易导致设备泄漏。三合一冷凝冷却器的出口温度也应注意观察，保持稳定温度过高或过低都会影响液硫粘度，导致系统不畅或堵塞，温度较高时，不利于出口丝网捕集液硫，转化率将因硫分压的升高而下降。三合一冷凝冷却器出口温度指标为130--160℃。2．汽汽换热器的操作一级转化器出口过程气通过过程气换热器管程后直接进入二级冷凝冷却器管程，该气体回到过程气换热器壳程与管程内热流发生热交换，取热后进入二级转化器。过程气换热器的作用是初步冷却一级转化器出口过程气（管程）。同时加热壳程内的二级冷凝冷却器出口过程气，使之达到反应温度要求。3．蒸汽过热器的操作蒸汽过热器E204的作用是将制硫余热锅炉所产生的1.0MPa中压蒸汽过热至300℃并入中压蒸汽管网。最初，E204出口蒸汽线设有降温器，接中压除氧水，当过热蒸汽温度超高时，可利用TV0708注除氧水来调节出装置蒸汽温度。E204蒸汽入口线配有0.3MPa蒸汽保护线，在停开工未产生1.0MPa蒸汽而F201点燃的情况下，应投用0.3MPa蒸汽保护E204，蒸汽从E204出口消音器放空。再生塔的操作1．概述吸收了硫化氢的富胺液(以下称富液)进入溶剂再生塔，在一定的温度、压力下发生与吸收反应互逆的解吸反应，产生硫化氢再生酸气，同时胺液得到再生。再生后的贫液硫化氢含量指标为≯1g/l。再生酸气返回硫磺回收装置作为原料气处理。2．再生塔温度的调