20万t-a硫磺回收装置液硫脱气工艺研究与应用

天然气化工（Ｃ１化学与化工）２０１２年第３７卷２０万ｔｌａ硫磺回收装置液硫脱气工艺研究与应用

于艳秋，裴爱霞＋，张立胜，陈俊智

（中原油田普光分公司天然气净化厂，四川达州，６３６１５６）

摘要：液硫中硫化氢含量是影响液硫循环、输送、储存及成型系统安全运行的关键因素，对于大规模Ｃｌａｕｓ工艺硫磺回收装置尤为显著。目前，国内对液硫脱气工艺及脱气效果验证的研究甚少。通过对普光气田单套２０万以硫磺回收装置液硫脱气不达标问题进行分析研究，对液硫脱气工艺技术进行研究优化，设计并应用空气汽提与机械搅动组合脱气工艺，将液硫中硫化氢含量脱除至２．３３斗眈，达到国际液硫脱气领先水平。

关键词：硫磺回收装置；液硫；脱气；硫化氢；多硫化氢；空气汽提；机械搅动

中图分类号：ＴＱｌ２５。１１６文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－９２１９（２０１２）０４－４０—０５

Ｃｌａｕｓ工艺硫磺回收装置生产的液硫中均溶解有少量Ｈ２Ｓ，在液硫输送、储存及成型过程中，Ｈ２ｓ析出将导致系统管线、设备的腐蚀，同时造成环境污染，如在密闭空间积聚到一定浓度会发生爆炸，造成安全事故及人员伤害【１１。为了降低液硫在储存和使用过程中的安全隐患，防止环境污染和经济损失，通常采用脱气工艺脱除液硫中Ｈ２Ｓ。按照不同脱气工作原理，国内外常用的液硫脱气工艺１２１包括：Ｓｈｅｌｌ脱气工艺、Ａｑｕｉｓｕｌｆ脱气工艺、Ｅｘｘｏｎ脱气工艺、Ａｍｏｃｏ（ＢＰ）脱气工艺、Ｄ’ＧＡＡＳＳ脱气工艺和ＨｙＳｐｅｃ脱气工艺，均可将液硫中硫化氢脱除至ｌＯ斗ｇ／ｇ。我国硫磺回收装置液硫脱气多引用国外脱气工艺，由于装置规模较小，液硫产量低，液硫中Ｈ２Ｓ含量影响不显著，脱气工艺的研究鲜见报道。

普光气田投产后，单套硫磺回收装置产能达到２０万妇，单罐液硫储存能力为５０００ｍ３，散装硫磺储存能力为１１．４万ｔ，均居国内之首，液硫脱气是否达标成为制约装置安全平稳运行的关键问题。装置投产后，由于液硫中Ｈ２ｓ含量超标，导致液硫换热设备、管线陆续腐蚀泄漏，液硫储罐顶部Ｈ２ｓ大量外溢，环境污染严重，此外，残余Ｈ２Ｓ在料仓储存过程中析出聚集，导致转运设备严重腐蚀、断裂。本文通过对液硫中Ｈ２Ｓ溶解和析出的机理进行分析，对比研究不同液硫脱气工艺，设计一套空气汽提与机械

收稿日期：２０１１－１２—２９；作者简介：于艳秋（１９７１－），男，硕士研究生，电话１５８８２９８０９９６，电邮ｐｕｇｕａｎｇｙｙｑ＠ｙａｈｏｏ．ｔｏｍ．ｃｎ；｝联系人：裴爱霞，硕士研究生，电话１５９８２９８１９２０，电邮ｐｅｉｆｅｉ３７２０００＠１６３．ｔｏｍ。搅动组合式脱气工艺，并通过在普光净化厂２０万以硫磺回收装置进行工业应用，将液硫中Ｈ２Ｓ脱除至２．３３Ｉ且ｇ／ｇ，达到世界领先水平。

１２０万以硫磺回收装置简介

普光天然气净化厂共建设１２套硫磺回收装置，单套装置设计硫磺产量为２０万以，最大产量可达２６万池，操作弹性为３０％－１３０％，采用两级常规Ｃｌａｕｓ硫磺回收和ＳＣＯＴ低温加氢还原吸收工艺进行酸气中硫元素回收１３］。两级常规Ｃｌａｕｓ硫磺回收装置硫回收率可达９５％，增设低温ＳＣＯＴ尾气处理装置后，硫回收率可达到９９．８％，排放烟气中ＳＯｚ浓度满足ＧＢｌ６２９７—１９９６环保标准。

硫磺回收装置工艺流程如图１所示。酸性气中１，３的Ｈ２Ｓ在反应炉内燃烧生成ＳＯ：，部分Ｈ轰和Ｓ０：反应生成单质硫（Ｓ。），并经一级硫冷器冷凝分离，剩余过程气进入一级转化器，在催化剂作用下，Ｈ２Ｓ与ＳＯ：继续反应生成Ｓ，，并经二级硫冷器冷凝分离，同样，剩余过程气继续进入二级转化器催化反应生成Ｓ，，经末级硫冷器冷凝分离，各级硫冷器冷凝产生的液硫经硫封罐进入液硫池。各级硫冷器液硫相关运行参数如表１所示。

表１普光净化厂２０万妇硫磺回收装置各级硫冷器运行参数

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