硫磺回收装置工艺流程ppt课件.ppt

3万吨/年硫磺回收工艺原理及流程目录
装置生产工艺原理
流程简述
流程图一、装置生产工艺原理其反应如下：
SO2＋3CO=COS＋2CO2 (4)
Sx＋xCO=xCOS (5)
H2S＋CO=COS＋H2 (6)
C＋2S=CS2 (7)
燃烧过后的过程气，依次经过余热锅炉、一级冷却器、一级反应器，除去液硫和雾状硫后，进入一级转化器。一级转化器的入口温度由燃烧炉出口引出一股高温热流，经高温掺合阀调节。未反应的H2S及生成的SO2以2:1的摩尔比例在转化器中发生催化反应：
2H2S＋SO2=2H2O＋3S＋8.79×104kJ/kg (8)
羰基硫、二硫化碳在一级转化器中于315～343℃的条件下可发生水解反应，温度高时对反应有利。
COS＋H2O=CO2＋H2S＋Q (9)
CS2＋2H2O=CO2＋2H2S＋Q (10)
转化后的过程气，经过二次冷却、捕集，除去液硫和雾状硫后，再进入二级转化器。转化后的气体，经过第三次冷却、捕集，除去液硫，然后去尾气处理单元进行进一步处理。2、尾气处理部分工艺原理
从硫磺回收部分排出的制硫尾气，仍含有少量的H2S、SO2、COS、Sx等有害物质，直接焚烧后排放达不到国家规定的环保要求。
加氢还原吸收工艺是将硫回收尾气中的元素S、SO2、COS和CS2等，在很小的氢分压和很低的操作压力下，用特殊的尾气处理专用加氢催化剂，将其还原和水解为H2S，再用醇胺溶液吸收，再生后的醇胺溶液循环使用；吸收了H2S的富液经再生处理，富含H2S气体返回上游硫回收部分，经吸收处理后的净化气中的总硫＜300ppm。
加氢还原吸收尾气处理是目前世界上公认的最彻底的制硫尾气处理工艺，“SSR”工艺的原理是尾气加氢还原吸收。克劳斯尾气与富氢气混合经加氢反应器，在钴钼催化剂的作用下，使尾气中所有非硫化氢形式存在的硫化物与氢气反应，还原为硫化氢。制硫尾气中少量的CS2和COS，在尾气加氢反应器中还要发生水解反应。
还原反应SO2＋3H2→H2S＋2H2O＋Q (11)
Sx＋xH2→xH2S＋Q (12)
水解反应COS＋H2O→H2S＋CO2＋Q (13)
CS2＋2H2O→2H2S＋CO2＋Q (14)
制硫尾气中以非硫化氢形式存在的硫化物还原、水解为硫化氢后，在吸收塔内用胺液（MDEA，甲基二乙醇胺）将硫化氢吸收，再经过再生塔使硫化氢从溶剂中脱吸返回制硫反应炉制硫，使装置达到99.8%以上的总硫收率。制硫尾气处理通常用MDEA做吸收剂，这是利用化学吸收剂在非平衡状态下MDEA对H2S的选择性优于CO2。因质子传递，H2S与MDEA进行的反应几乎是瞬间完成的化学反应：H2S＋R2NCH3＝R2NHCH3＋HS (15)
MDEA是叔胺，没有氢原子附着于氮原子上，因此，只有当CO2与H2O生成碳酸氢盐后才与MDEA发生反应：
CO2＋H2O＝HCO3＋H(16)
整个反应如下：
CO2＋H2O＋R2NCH3＝R2NHCH3＋HCO3(17)
生成碳酸氢盐的反应通常被认为是慢反应，在短暂的气液接触过程中，使实际吸收的CO2低于平衡值。H2S与MDEA的反应是瞬间完成的，CO2与H2O反应需要一个缓慢的中间过程，因此认为H2S与MDEA的反应是受气相控制，而CO2与MDEA反应受液相控制。二、流程简述自制硫炉（F-401）排出的高温过程气（1227℃），小部分通过高温掺合阀调节一级转化器（R-401）的入口温度，其余部分进入制硫余热锅炉（ER-401），用余热发生1.2MPa饱和蒸汽送至蒸汽过热器（E-413）过热；过程气温度降至350℃进入一级冷凝冷却器（E-401）冷至160℃，在E-401管程出口，冷凝下来的液体硫磺与过程气分离，自底部流出进入硫封罐（D-405A）。
一级冷凝冷却器（E-401）管程出口160℃的过程气，通过高温掺合阀与1227℃的高温过程气混合后，温度达到258℃进入一级转化器（R-401），在催化剂的作用下，过程气中的H2S和SO2转化为元素硫。反应后的气体温度为316℃，进入过程气换热器（E-404）管程与二级冷凝冷却器（E-402）出口的低温过程气换热，温度降至262℃进入二级冷凝冷却器（E-402）；过程气冷却至160℃，冷凝下来的液体硫磺，在管程出口与过程气分离，自底部流出进入硫封罐（D-405B）。分离后的过程气再返回过程气换热器（E-404）壳程，加热至225℃进入二级转化器（R-402）。在催化剂作用下，过程气中剩余的H2S和SO2进一步转化为元素硫。反应后的过程气进入三级冷凝冷却器（E-403），温度从239℃被冷却至160℃，冷凝下来的液体硫磺，在管程出口与过程气分离，自底部流出进入硫封罐（D-405C）。顶部出来的制硫尾气经尾气分液罐（D-404）分液后进