2022CBA硫磺回收装置在低负荷下的运行.docx

CBA硫磺回收装置在低负荷下的运行王韵虞王向林袁铖李想中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂大竹分厂，四川大竹（635100）摘要：本文对CBA硫磺回收工艺流程、切换程序进行了详细的阐述，并结合大竹分厂的运行经验对CBA工艺在低负荷条件下操作要点进行了探讨。关键词：CBA工艺工艺流程切换程序低负荷操作要点0引言大竹分厂硫磺回收单元采用美国BV公司许可的四级转化冷床吸附（ColdBedAdsorption，简称CBA）工艺，设计硫回收率≥99.2%，硫磺产量为45.4t/d。从2008年4月投产起，硫磺回收单元一直处于低负荷状态下运行。1CBA工艺介绍工艺流程简介从脱硫单元来的酸气经酸气分离器(D-1401)分离出酸水，再经酸气预热器(E-1401)加热后，进入主燃烧炉与主风机(K-1401)送来的经空气预热器(E-1402)加热后的空气按一定配比在炉内进行克劳斯反应。自主燃烧炉(H-1402)出来的气流经余热锅炉(E-1403)后温度降至420℃，再经一级冷凝冷却器（E-1404）冷却至162℃，其中大部分硫蒸汽被冷凝下来。自一级冷凝器出来的过程气进入再热器(E-1405)，升温至218℃后与余热锅炉出来的小部分420℃过程气混合至241℃，进入常规克劳斯反应器(R-1401)，气流中的H2S和SO2在催化剂床层上反应生成元素硫，克劳斯反应器的过程气温度升至344℃左右。（下面为便于叙述，假设R-1402处于再生态，而R-1403、R-1404处于吸附态）。再生初期，自R-1401出来的过程气通过三通切换阀直接进入CBA一级反应器(R-1402)，催化剂床层上吸附的液硫逐步汽化。出CBA一级反应器的过程气进入一级CBA硫磺冷凝冷却器(E-1407)冷却，分出其中冷凝的液硫后不经再热直接进入CBA二级反应器(R-1403)，过程气在其中进行低温克劳斯反应。出CBA二级反应器的过程气进入二级CBA硫磺冷凝冷却器(E-1408)冷却，分出其中冷凝的液硫后进入CBA三级反应器(R-1404)，在其中进行低温克劳斯反应。出CBA三级反应器的过程气进入三级CBA硫磺冷凝冷却器(E-1409)冷却，分出其中冷凝的液硫后进入液硫捕集器(D-1404)将其中携带的硫磺液滴及硫雾捕集下来后进入尾气焚烧炉(H-1404)。焚烧后的废气通过100m高的烟囱（X-1413）排放。三台CBA反应器和三台CBA硫冷器通过三个两通阀和四个三通阀控制，重复进行再生、吸附状态的转换。图1CBA工艺流程图CBA循环对硫磺回收装置的正常运行起着至关重要的作用。CBA反应器的切换操作主要由四个三通程序切换阀（在四个反应器出口）和三个两通程序切换阀（在CBA反应器入口）进行控制。合理控制工艺应建立在充分理解循环步骤和阀门位置，以及在切换过程中，各阀门的开关状态。以下为切换步骤：1、步骤0：初始状态该步骤反映的是初始化切换顺序时通过装置的流径。本步骤中，流体将通过克劳斯反应器（R-1401）、克劳斯冷凝器（E-1406）、一级CBA反应器（R-1402）、一级CBA冷凝器（E-1407）、二级CBA反应器（R-1403）、二级CBA冷凝器（E-1408）、三级CBA反应（R-1404）和三级CBA冷凝器（E-1409），然后进入尾气灼烧炉。CBA反应器均处于吸附模式且硫磺回收率处于循环中的最高值。该模式将一直持续到一级CBA反应器中的硫磺进料接近每1kg催化剂有0.75kg硫磺。（见图2）图2CBA程序切换控制图2、步骤1：切换KV-1415KV-1415在切换后R-1401出口过程气不再流过克劳斯冷凝器E-1406。此时，克劳斯反应器的过程气将从旁通管路通过克劳斯冷凝器。本步骤大约持续一分钟。3、步骤2：一级CBA反应器加热344℃的过程气从旁通管路通过克劳斯冷凝器进入一级CBA反应器预热。在本步骤末，催化剂床顶部的温度将达344℃左右，催化剂床底部的温度则在291℃左右。本步骤大约持续3.8小时。4、步骤3：一级CBA反应器再生一级CBA反应器的出口温度一旦达到291℃，则硫磺将从催化剂中脱附出来。本步骤大约持续3小时。接近本步骤末时，一级CBA反应器出口气体将迅速升温至344℃左右。在本步骤末，整个催化剂床的温度将达到344℃且催化剂中几乎没有硫磺。5、步骤4：一级CBA反应器均热热过程气应继续在催化剂床上流通30分钟以完成一级CBA反应器的再生。这样就能确保所有硫磺完全脱附催化剂床。6、步骤5：切换KV-1415在本步骤中KV-1415应切换成角形流，即克劳斯反应器出口的过程气流过克劳斯冷凝器从而将过程气冷却至127℃左右。7、步骤6：一级CBA