齐鲁石化第三硫磺改扩建装置操作规程

第三硫磺改扩建装置操作规程

（试用本）

胜利炼油厂编

目录

第一部分第三硫磺改扩建.....................................................................1

硫磺回收及尾气处理装置工艺手册...............................................................1

第一章总述............................................................................1

第二章产品及副产品说明...............................................................3

第三章化工原材料.......................................................................5

第四章消耗指标及能耗...................................................................7

第五章装置物料平衡....................................................................11

第六章工艺流程简述....................................................................12

第七章生产工艺卡片....................................................................17

第八章生产控制分析表..................................................................19

第九章设备规格及技术特性.............................................................20

第二部分仪表自动控制报警与连锁............................................................57

第一章概述..........................................................................57

第二章仪表部分......................................................................60

第三部分第三硫磺改扩建....................................................................89

硫磺回收及尾气处理装置岗位操作法............................................................89

第一章制硫燃烧炉的操作...............................................................89

第二章制硫转化器的操作...............................................................92

第三章尾气焚烧炉的操作...............................................................95

第四章加氢反应器的操作...............................................................96

第五章制硫余热锅炉ER401的操作......................................................98

第六章冷换设备的操作.................................................................103

第七章尾气急冷塔C501的操作..........................................................104

第八章吸收塔C502的操作............................................................106

第九章再生塔C503的操作..............................................................111

第十章液硫脱气操作...................................................................114

第十一章硫回收常用计算...............................................................116

第四部分第三硫磺改扩建...................................................................118

硫磺回收及尾气处理装置开停工方案...........................................................118

第一章第三硫磺改扩建硫磺回收及尾气处理装置开工方案..................................118

第二章第三硫磺改扩建硫磺回收及尾气处理装置停工方案.................................129

第五部分第三硫磺改扩建...................................................................136

硫磺回收及尾气处理装置生产处理预案.........................................................136

第六部分第三硫磺改扩建...................................................................142

硫磺回收及尾气处理装置试运行方案...........................................................142

第一章联合大检查.....................................................................142

第二章管线吹扫及水洗...............................................................145

第三章试压、气密.....................................................................156

第四章联动试车及水联运...............................................................162

第五章MDEA系统化学清洗...........................................................164

第六章胺液配制.....................................................................165

第七章电加热器烘炉、烘器方案......................................................166

第八章瓦斯烘炉、热态考核方案......................................................167

第九章热态考核......................................................................170

第十章特殊方案及附表..............................................................172

第十一章联锁说明.....................................................................185

第一部分第三硫磺改扩建

硫磺回收及尾气处理装置工艺手册

第一章总述

1.装置概况

第三硫磺回收装置扩能改造包括新建8万吨/年硫磺回收部分、与8万吨/年硫磺回收相配套的尾气处

理部分及溶剂再生等三部分。装置开工时数按8400小时计算，为连续生产。硫磺回收装置采用部分燃烧

法两级Claus制硫工艺及中石化的SSR尾气处理工艺。溶剂再生采用成熟的热再生工艺。除关键的国内不

能生产或质量不过关的设备、仪表从国外引进外，其他设备均国产化。

1.1建设规模

硫磺回收装置年产硫磺约80020.5吨(〜228.63t/d)。溶剂再生规模约为110吨/小时。

1.2建设性质

第三硫磺回收装置扩能改造是中石化股份有限公司齐鲁分公司重油深加工及安全隐患治理技术改造

项目的配套子项目，属于改造项目。

1.3设计依据

1.3.1《齐鲁石化公司工程部关于中国石化股份有限公司齐鲁分公司重油深加工及安全隐患治理技术改

造项目硫磺装置改造河系统配套工程基础设计委托的函》齐鲁石化公司工程部

1.3.2《中国石化股份有限公司齐鲁分公司重油深加工及安全隐患治理技术改造项目可行性研究报告》

中国石化工程建设公司(SEI)：《8万吨/年硫磺回收及尾气处理装置补充材料》、《油品在线调和设施补充

材料》(SWPEC)

1.3.3中国石化股份有限公司《关于齐鲁分公司深加工及安全隐患治理技术改造项目可行性研究报告的

批复》石化股份计[2006]420号中国石油化工股份有限公司总裁办公室

1.3.4《石油化工装置基础工程设计内容规定》(SHSG-033-2003)中国石油化工集团公司

1.3.5《中国石化股份有限公司齐鲁分公司重油深加工及安全隐患治理技术改造项目安全欲评价报告》

及评审意见

1.3.6《中国石化股份有限公司齐鲁分公司重油深加工及安全隐患治理技术改造项目职业病危害欲评价

报告书》及评审意见

1.3.7《中国石化股份有限公司齐鲁分公司重油深加工及安全隐患治理技术改造项目环境影响欲评价报

告书》及评审意见

1.3.8与项目有关的历次会议纪要

1.3.9齐鲁分公司及胜利炼油厂提供的设计基础数据和条件

I

1.3.10有关生产商提供的技术数据

1.4工艺特点

1.4.1装置重要工艺参数全部引至室内DCS系统进行监控和操作。

1.4.2制硫余热锅炉ER401设计为中压烟管锅炉，充分利用制硫燃烧炉F401的高温供热源，发生3.5MPa

(g)中压蒸汽，经过热到450℃并网。

1.4.3进一级转化器R401的过程气温度由高温掺合阀自动控制，进二级转化器R402的过程气温度用过

程气换热器旁路控制。进加氢反应器的尾气，与尾气焚烧炉高温气换热，并设换热旁路自动调节反应器入

口温度，省去加氢还原炉一台。

1.4.4进制硫燃烧炉的酸性气和空气采用比值调节器进行配比调节，在硫磺尾气分液罐D405出口过程气

线上设IbS/SOz在线分析仪，反馈微调进燃烧炉的空气量。

1.4.5尾气急冷塔与尾气吸收塔重叠组合为一体，节省了占地面积。

1.4.6尾气急冷塔急冷水和尾气胺液解析塔顶回流全部采用空冷，降低了能耗。

1.5工艺技术路线

本装置制硫的基本工艺是采用部分燃烧法，使酸性气在燃烧炉内燃烧，其中的NH,和烧类组份被完全

氧化分解，而H2s不完全燃烧，约60〜65%直接转化成元素硫，其余的H2S又有1/3转化为S02,H2s和S02

在催化剂条件下发生低温克劳斯(Claus)反应，制硫转化率达97%以上，残余HzS及SOz和未捕集下的S

经加氢还原并吸收再生利用，使装置硫收率达到99.9%以上。其中F401的单程转化率为71.34%,R401的

单程转化率为61.82%,R402的单程转化率为68.44%,制硫装置总转化率为96.4%。

1.6生产工艺原理

1.6.1制硫工艺原理

Claus工艺的实质是部分氧化还原反应，其化学反应式为：

2牍+3。2=2112s+2S0/+Q(1)

2H2S+S02=3/XSX+2H20+Q(2)

(1)与(2)又可写为：

2H2S+02=2/XSx+2HQ+Q(3)

基于以上反应，在酸气燃烧炉内，约60〜65%的HzS转化成元素硫。在酸气燃烧炉内，还同时发生氨

及烧类燃烧反应：

4NH3+3O2―N2+6H20+Q(4)

CH4+2O2-CO2+2H2O+Q⑸

HZS+COLCOS+IM+Q(6)

2

2LS+C02fCSz+2112+Q⑺

在转化器中H2S与SO?在催化剂作用下继续发生低温Claus反应，如式(2),同时还发生有机硫的水

解反应。

C0S+H20-H2S+C02-Q(8)

CS2+2HQ-2H2S+CO2-Q⑼

通过一段高温反应和两级催化反应，H2s转化率可达97%以上。

1.6.2尾气处理工艺原理：

含有一定量ES、SO?、Sx的制硫尾气在催化剂的作用下，进行加氢反应：

S02+3H2-ll2S+2H20(10)

SX+XH2-XH2S(11)

同时存在极少量的式(8)、(9)的反应。

加氢尾气中HS由MDEA吸收，净化尾气经焚烧炉焚烧后排大气，吸收了H6的MDEA经解析得到再生

酸气返回制硫部分处理。

第二章产品及副产品说明

2.1硫磺的物化性质

常温下硫磺是一种淡黄色晶体，温度变化时可发生固、液、气三态转变。硫磺熔点112.8~120℃自

燃点232C,着火点250C,沸点：444.6C,密度1.96〜Z.OTXIO&g/m:闪点207℃,不熔于水，易溶

于二硫化碳。

硫磺的变态温度如下：

固体(&)=94.单斜晶体112.8℃,黄色易流动液体(SO160C棕色液体

(Ss)190℃:色粘性物(S.)444.6C色气体℃(Se)1000«c

无色气体($2)。

固体硫磺的分子式一般为s8,其结构成马鞍型，当硫磺变受热时，分子结构发生变化，当加热到160℃

时，S,的环状开始破裂为开链，随之粘度升高，到190℃时粘度最大，继续加热时，长链开始发生断裂，

粘度又重新下降，在130C〜160℃液硫的流动性最好，例如143c时粘度为7厘泊，183c时为9000厘泊。

在气态硫中存在着下列平衡：

3S8-4S6-12S2

3

随着温度的升高，平衡逐渐向右移动，当接近760C时，几乎全部转变为8。

硫磺主要化学性质如下：

1）在空气中燃烧生成S02

S+02魁S02

2）与4反应生成H2s

S+H2300℃H2S

硫磺的用途：硫磺可以用来制造硫酸，cs2,橡胶制品行业，在农业上可以用来作杀虫剂，医药上可用

制造磺胺等药品，军事工业上用来制造炸药，食品工业上用来作蔗糖脱色等，在半导体工业上也有应用。

2.2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299.50%(W)

水份WO.5%(W)

灰份<0.1%(W)

酸度WO.005%(W)

有机物WO.3%(W)

神(AS)WO.01%(W)

铁(Fe)WO.005%(W)

装置改扩建后生产的大部分液体硫磺经管道输送至第三硫磺回收装置已有的液硫储罐，用汽车运输出

厂。小部分液体硫磺经管线输送至成型机冷却固化为半球状小颗粒，经包装后成为50kg的袋装产品，用

汽车运输出厂。

4

第三章化工原材料

3.1原料气来源及组成

硫磺回收及尾气处理装置的原料为酸性气，酸性气分别来自胜利炼油厂及第二化肥厂，其中炼厂酸性

气来自溶剂再生及含硫污水汽提等装置;第二化肥厂酸性气为资源优化项目产生的；酸性气均用管道输送

至本装置。三种酸性气组成如表3-1

表3-1酸性气组成及来源

名称甲醇洗酸性气汽提塔酸性气炼油厂酸性气混合后酸性气

流量(Nm3/h)2465.061038.464339936.46

温度（℃）33.7904044

压力(MPa)0.050.050.060.05

组成(mol%)

H211.720.641.639

CO13.931.456

C0251.5548.854.5820.859

0.27330.21787.885.192

N2

CH.I0.0062.281.477

4.660.487

NH3

Ar0.00750.001

H2S47.5153.7884.6266.967

COS0.66170.00870.165

FLO16.821.758

合计100.00100.00100.00100.00

备注二化来二化来

注：炼油厂酸性气流量中包含了本装置溶剂再部分的酸性气流量。

3.2催化剂及化学药剂

催化剂消耗量见表3-2；制硫催化剂LS-300和LS-971物性见表3-3；尾气加氢处理催化剂LS-951物

性见表3-4；由厂内仓库供应。

5

表3-2催化剂消耗量表

序号名称一次装入量（吨）平均寿命（年）

1制硫催化剂LS-30048.04

2制硫催化剂LS-97130.04

3加氢催化剂LS-95124.755

表3-3制硫催化剂物性表

项目质量指标

型号LS-300LS-971

化学组成%（w）AL03>90Y-AI2O3+活性组分

物理性质

外观白色固体小球土红褐色小球

规格mm中4〜6中4〜6

比表面积m7g23002260

堆积密度g/cm30.65-0.800.70-0.82

强度N/粒>140>130

磨损率%（W）W0.5<0.5

表3-4尾气加氢催化剂物性表

项目单位指标

化学组成

MO03%(m/m)210

CoO%(m/m)22.5

物理性质

外观兰灰色三叶草（条）

规格mm03X5-10

比表面积m7g2200

孔容ml/g20.35

堆积密度g/cm30.60-0.70

径向强度N/cm2120

硫磺回收及尾气处理部分的溶剂：甲基二乙醇胺（MDEA）贫液由本装置的溶剂再生供给，尾气吸收后

的富液返回溶剂再生部分处理。脱硫溶剂MDEA特性见表3-5

6

表3-5脱硫溶剂MDEA物性表

名称甲基二乙醇胺

代号JH-12

比重（d4°1.045〜1.047

沸点℃253〜255

粘度（20℃）Pa•S0.102

外观无色或微黄色透明液体

3.3液氨：

硫磺回收及尾气处部分需胺液约2.5Kg/h,由厂内管线输送至装置。

3.4氢气

尾气加氢使用的催化剂来自加氢装置；温度：常温；压力：*0.4MPa(g),组成(v%)见表3-6

总计

H2C0>

75.025.0100.0

3.5磷酸三钠(Na3Poi'12H.0)

硫磺回收及尾气处理部分需使用工业纯磷酸三钠(Na3Pol.12HQ)3.12Kg/h,年耗量约26.208t/a»由

厂仓库供应。

第四章消耗指标及能耗

4.1公用物料和能量规格

4.1.1硫磺回收及尾气处理部分使用的公用物料能量规格见表4-1

表4-1

7

序压力温度

规格名称状态备注

号MPa(g)℃

1循环冷水液>0.3

2循环热水液0.2543

3除盐水液0.440

4新鲜水液>0.3常温

5消防供水液0.8-1.0常温

6低压除氧水液0.8104

7高压除氧水液5.0104

8电6000V,380V,

93.5MPa(g)蒸汽汽3.4〜3.8425-450

10l.OMPa(g)蒸汽汽>0.9240〜260

110.35MPa(g)蒸汽汽0.35147

12净化风气>0.5常温

13非净化风气>0.5常温

14低压氮气气>0.5常温

15燃料气气<0.3540

4.2公用物料能量消耗定额和综合能耗

4.2.1消耗定额

1）给水水量见表4-2表4-2

序使用地点供水(t/h)

循环冷水新鲜水除盐水除氧水凝结水

1制硫余热锅炉20.0

2一级冷凝冷却器4.52

3二级冷凝冷却器2.17

4三级冷凝冷却器1.53

5蒸汽发生器2.82

6急冷水冷却器452

7制硫、尾气鼓风机

8蒸汽、给水、炉水采样器〜01*

9定期排污膨胀器7

10再生塔顶水冷器18

11贫液水冷器350

12胺液再生蒸汽降温用水0.4

13除氧器37.8

14安全水封罐0.5

合计8241.031.440.5

注：*间断使用。

8

2)排水水量见表4-3

表4-3

序使用地点排水(t/h)

号循环热水含油污水含硫污水锅炉排污

1酸性气缓冲罐不定时、不定量

2尾气急冷塔4.452

3急冷水冷却器452

4制硫鼓风机

5蒸汽、给水、炉水采样器~01*

6定期排污膨胀器〜1.0

7再生塔顶水冷器18

8贫液水冷器350

9安全水封罐〜0.5

合计8240.54.4521.0

注：*间断排放

3)用电量见表4-4

表4-4

数量

容量(kW)计算年运年用

序电压(台)

一号.使用地点备负荷转电量备注

V操用操作备用

(kW)时数X10'kWh

作一

1制硫鼓风机(K-401A/B/C)600021400X24006508400546.00

2^^乂的l(K-501A/B)6000112202201758400147.00

3彳摩^风机(K-502)60002201752003.50

4酸t生水泵(P-401A/B/C)38021221117.6840014.784

5液硫脱气泵(P-402A/B)3801118.518.513.240005.28

6液磁赫(P-403A/B)380117.57.54.540001.80

7解(水泵(P-404A/B)38011909070840058.80

8急冷水(P-501A/B)38011454535.4840029.736

9富胺液泵g502A/B)38011303020840016.80

10画睬(卜508A/B)38011331.784001.428

11贫液泵(P-504A/B)38011303020840016.80

12再生塔耐镭(2301A/B)380230X223X2840038.64

13急冷水过滤器(SR-201)38010.370.373000.0111

14胺液过滤器(SR-303)38010.370.373000.0111

15加药装置M-10138013284001.68

16装置仪表用电1084008.40

17照明2202040008.00

18变压器损耗584004.20

等十902.8702

9

4)蒸汽产耗及回收凝结水量见表4-5

表4-5

序设备蒸汽耗量(t/h)自产蒸汽(t/h)凝结水(t/h)

设备名称

位号l.OMPa0.35MPa3.5MPa0.35MPa0.3MPa

1蒸汽过热器E-50319.1

2一级冷凝冷却器E-4014.304

3二级冷凝冷却器E-4022.071

4三级冷凝冷却器E-4031.458

5蒸汽发生器E-5022.685

6设备及管线夹套2.52.5

7液硫脱气抽空器EJ-4010.3

8连续排污膨胀器D-4070.10

9再生塔底重沸器E-5054.6828.11813.2

10除氧器D-4091.40

11消防用汽0.5*

12开停工用汽1.5*

6.382

合计10.61819.110.61815.7

2.0*

*表示间断负荷。

5)燃料气耗量见表4-6

序号使用地点kg/ht/a备注

1制硫燃烧炉(F-401)〜300烘炉用

2尾气焚烧炉(F-501)6315300.4

合计5300.4

6)净化空气耗量见表4-7

正常量

序号用气点备注

Nm3/minNmVh

1仪表用净化空气2.67160

7)氮气耗量见表4-8

序号用气点正常量(Nm3/min)最大量(NnrVmin)备注

1装置吹扫用气-5检修时使用

2液硫脱气(T-401)1.0-连续

3溶剂贮罐(D-502A/B)0.4连续

合计1.45

4.2.2综合能耗

综合能耗见表4-9

10

表4-9

年消耗量能耗指标能耗

序号项目

单位数量单位数量X104MJ

1循环冷水X104t692.16MJ/t4.192900.1504

2除盐水Xio4131.752MJ/t10.47332.44344

3除氧水X104t-6.5184MJ/t385.19-2510.822496

4新鲜水Xio410.84MJ/t7.125.9808

5污水X104t4.99968MJ/t33.49167.4392832

6电X104kWh902.8702MJ/kWh11.8410689.98317

73.5MPa蒸汽X104t-16.044MJ/t3684-59106.096

8l.OMPa蒸汽X104t5.36088MJ/t318217058.32016

9凝结水X104t-12.768MJ/t320.3-4089.5904

10燃料气X104t0.53004MJ/t4186822191.71472

11净化风X104Nm3134.4MJ/Nm31.59213.696

12氮气X104Nm370.56MJ/Nm36.28443.1168

合计-11703.66412

硫磺回收装置全年能耗为：-11703.66412XIO'MJ,全年硫磺产量为80020.5t,则单位产量（硫磺）计

算能耗为：T462.58MJ/t。能耗低的主要原因如下：

1）装置规模较大，平均能耗较低。

2）硫磺回收采用SSR硫回收工艺，有明显的节能降耗作用。

第五章装置物料平衡

1.制硫部分物料平衡见表5-1

表5-1制硫部分物料平衡

入方出方

组成千克/时吨/日吨/年组成千克/时吨/日吨/年

炼厂酸气9709233.377688硫黄10132243.580020.5

甲醇酸气4326104.834916制硫尾气32287776.1258451

汽提酸气142834.311430

空气26783643.8214392

合计422461016.2338426合计424191019.6339555

2.尾气处理部分物料平衡见表5-2

11

表5-2尾气处理装置物料平衡

入方出方

组成千克/时吨/日吨/年组成千克/时吨/日吨/年

制硫尾气32287776.1258451烟气421561011.75337250

氢气631.51504酸性气6651159.6253206

空气14215341.15