[能源化工]硫磺回收装置技术问答

[能源化工]硫磺回收装置技术问答内容摘要：

传质的条件；二是取走了塔内过剩热量，维持了塔内各点的热平衡。 第 67题 述说催化剂的比表面的定义。 答：催化剂的比表面，指单位重量催化剂的内外表面积，以米 2 /克表示。 一般来说，催化剂的活性随着比表面的增加而增加。 但增加比表面的同时，又会降低孔径。 第 68题 述说催化剂孔容的定义。 答：催化剂孔容指单位重量催化剂颗粒的孔隙体积称为孔容，以厘米 3 /克表示。 第 69题 述说催化剂的平均孔径。 孔径大小对反应有何影响。 答：催化剂的平均孔径是催化剂孔体积与比表面的比值，以埃 (A)表示。 （ 1 埃＝ 10 10 米）催化剂的孔径大小不但影响催化剂活性，而且影响到催化剂的选择性。 当比表面增大时，由于孔径相应变小，当反应物的分子直径大于孔径，反应物不仅不容易扩散到孔内去而且进去分子反应后的中间产物也不易扩散出来，停留在孔内发生二次反应，结果会发生成我们不希望的产物，使催化剂选择性降低。 第 70题 什么叫催化剂的堆积重度。 答：堆积重度又叫填充重度，即单位体积内所填充的催化剂重量，单位中 kg/m 3。 第 71题 什么叫催化剂中毒。 答：指催化剂在使用过程中，由于某些物质（催化剂毒）牢固地吸附在活性表面上而使催化剂 活性和选择性大大下降的现象。 通过一般再生方法能恢复催化剂活性的称暂时中硫磺回收装置技术问答 第 13 页 共 140页 毒，不能恢复时称永久性中毒。 第 72题 对于催化剂应要求具备哪几种稳定性。 答：（ 1）化学稳定性──保持稳定的化学组成和化合状态。 （ 2）热稳定性──能在反应条件下，不因受热而破坏其物理－化学状态，同时，在一定的温度变化范围能保持良好的稳定性。 （ 3）机械稳定性──具有足够的机械强度，保证反应床处于适宜的流体力学条件。 （ 4）对于毒物有足够的抵抗力。 第 73题 工业生产中常用的固体催化剂按其组分功能分，由哪些组分构成。 答：（ 1）活性组分：又 称主体，指多组分催化剂中必须具备的组分。 （ 2）助催化剂：这类物质单独存在时并没有所需的催化活性，然而它与活性组分共存时却可提高活性组分的活性。 （ 3）载体：这类物质的功能是提高活性组分的分散度，使之具有较大的比表面积，载体对活性组分起支承作用，使催化剂具有适宜的形状和粒度，以符合工业反应器的操作要求。 第 74题 板式换热器有何使用特点。 答： 板式换热器的使用特点有：传热效果好，结构紧凑，但操作压力低。 第 75题 电机安装接地线有何作用。 答：电机安装接地线是为了将漏电从接地线引入大地，以保证人身安全。 硫磺回收装置技术问答 第 14 页 共 140页 第二篇 工艺技术 篇 第 1题 说出 H2S 浓度与酸性气密度关系。 本装置设计中要求原料酸性气中 H2S 浓度为多少。 氨浓度为多少。 答：一般来说酸性气中 H2S 浓度越高，酸性气的密度越小。 本装置 设计中原料 H2S 浓度按45% ～ 85%（ mol）考虑， NH3按 5% ～ 8%（ mol）考虑，将 70%（ mol） H2S 和 5％（ mol） NH3浓度作为设计点。 第 2题 我厂酸性气来源有哪些。 答：我厂酸性气来源有：①Ⅰ催化脱硫装置、精制脱硫装置；②加氢裂化脱硫装置；③延迟焦化脱硫装置；④ Ⅲ 套污水汽提装置；⑤Ⅲ加氢脱硫装置；⑥ Ⅱ催化 脱硫装置；⑦Ⅳ 、Ⅴ加氢脱硫装置； ⑧ 化肥； ⑨Ⅱ套污水汽提装置；⑩Ⅱ加氢裂化脱硫装置（在建）。 第 3题 本装置原料酸性气中的 NH3 主要是由哪套装置带来的。 其过来的酸性气中 NH3 含量大约为多少。 答：本装置原料酸性气中的 NH3主要是由Ⅱ套污水汽提装置的酸性气带来的，其酸性气中 NH3含量大约为 (W)%。 第 4题 本装置大体上可以分为哪几部分。 答： 本装置大体上可以分为：克劳斯、尾气净化、尾气焚烧、液硫脱气和公用工程五部分。 第 5题 请简要叙述分硫法制硫工艺。 答：分硫法制硫是将三分之 — 的酸性气引入燃烧炉，所配空气量为 H2S 和烃类完全燃烧所 需的空气量。 该过程再与三分之二的酸性气在一级转化器前混合，在催化剂的作用下， H2S 与 S02发生反应生成 S。 第 6题 酸性气制硫通常有几种方法。 本装置采用何种方法。 答：酸性气 制硫通常有部分燃烧法、分硫法和直接氧化法三种，其中在炼油厂通常使用部分燃烧法。 该方法经过几十年的发展开发出许多工艺，如 MCRC 工艺、克劳斯工艺、超级克劳斯工艺等等。 本装置采用部分燃烧法中的克劳斯制硫工艺。 第 7题 请简要叙述部分燃烧法制硫工艺。 答： 部分燃烧法制硫是将全部酸性气引入燃烧炉，所配空气量为烃类完全燃烧和三分之— H2S燃烧生成 S02，并在 燃烧炉内发生高温克劳斯反应，使部分 H2S和 S02发生反应生成 S，剩余的 H2S和 S02接着在催化剂的作用下，发生低温克劳斯反应进一步生成 S。 硫磺回收装置技术问答 第 15 页 共 140页 第 8题 请简要叙述克劳斯法制硫的最初工艺。 答： 硫磺回收装置普遍使用克劳斯法，该法于 1883年首先由克劳斯用于工业生产，采用了一个反应器，让硫化氢在钴铁矿上同空气直接氧化成硫磺，其硫转化率很低。 第 9题 请简要叙述硫回收中 MCRC 工艺。 答： MCRC工艺在七十年代由加拿大 DELTA公司开发，该工艺使克劳斯装置最后一级反应器在低于露点温度下操作，二个反应器定期切换，使其得到再生，催化 剂上吸附的液硫被高温过程气带出反器，从而使催化剂恢复了活性，这样使装置达到 99％的硫回收率。 第 10题 请简要叙述硫回收中 SCOT 工艺。 答： SCOT工艺在七十年代初由英国和荷兰国际壳牌集团开发，该工艺是在克劳斯装置基础上再增设 — 套尾气处理装置，把克劳斯来的尾气与还原气加热进入 SCOT反应器，在钴 /钼催化剂作用下，把 S和 SO2还原成 H2S，然后经冷凝脱水进入胺吸收塔，把硫化氢吸收下来，使尾气得到净化，这样使装置达到 ％以上的硫回收率。 第 11题 请简要叙述硫回收中 富氧工艺。 答： 富氧 硫回收 工艺是 提高进入 反应炉 燃烧空气 中的氧含量，提高火焰温度及火焰的稳定性，并降低 过程气中惰性组分氮气的含 量，提高装置的处理能力和硫回收率 ，烧咀 温度的提高，可以防止结炭引起的催化剂中毒。 特别对于含氨酸性气， 采用富氧 工艺，可以产生更高的火焰温度，促进氨的分解，防止氨盐在后续催化剂床层上的沉积。 第 12题 H2S（ V） 浓度为 20%酸性气的能否采用部分燃烧法制硫。 为什么。 部分燃烧法制硫对酸性气 H2S浓度有何要求。 答： H2S 浓度为 20％（ V） 的酸性气不能采用部分燃烧法制硫，因为酸性气 H2S 浓度过低，用部分燃烧法会使反应炉温度达不到指标要求， H2S 浓度为 20%的酸性气应该采用 分流法。 部分燃烧法制硫要求酸性气 H2S 浓度在 45％（ V） 以上。 第 13题 分流法制硫工艺在燃烧炉中有无硫磺生成。 为什么。 答：分流法制硫工艺在燃烧炉中无硫磺生成，因为分流法制硫工艺在燃烧炉中的反应是按 100％的化学计量进行的，即酸性气中硫化氢全部燃烧生成 SO2，不生成硫磺。 第 14题 克劳斯工段用燃料气进行热备用期间必须达到什么条件。 答： 克劳斯工段用燃料气进行热备用期间必须确保反应炉温度在 1000～ 1200℃ ，反应器床层温度 300℃ ，焚烧炉温度 700℃ ，硫冷凝器压力 ，废热锅炉力。 硫磺回收装置技术问答 第 16 页 共 140页 第 15题 尾气净化工段钴 /钼催化剂用酸性气进行预硫化时，对酸性气有何要求。 若用克劳斯尾气呢。 答： 尾气净化工段钴 /钼催化剂进行预硫化时，若用酸性气进行预硫化，要求酸性气中NH3含量小于 5V％，重烃含量小于 1V％，若用克劳斯尾气进行预硫化，要求尾气中 H2S/S02之比为 5～ 8。 第 16题 装置检修停工对催化剂床层有什么要求。 答：装置设备和管线维修或反应器催化剂更换，装置必须长期停工，停工时要求去除催化剂床层所有硫并降低装置温度。 第 17题 本装置原料气组成如何。 答： 本装置原料气组成为： ① H2S含量 45～ 85％ ( V )；② NH3含量 5% ～ 8%( V )；③ CO2含量 ～ 41％ ( V )；④ H2O含量 ≤ ％ ( V )；⑤ 烃含量 ≤ 3％ ( V )。 第 18题 本装置产品质量指标是什么。 答 ：① 颜色 ： 亮黄 ，无机械杂质；② 硫纯度 ≥ ％；③ 碳含量 ≤ ％；④ 灰粉含量 ％；⑤ 水含量 ≤ ％；⑥ 硫化氢含量 ≤ 10PPm； ⑦ 酸度 ≤ ％；⑧铁含量 ≤ ％；⑨ 有机物 ≤ ％；⑩ 砷含量 ≤ Wt％。 第 19题 本装置哪些化工原材科。 答： 本装置用到的化工原材科主要有： ①克劳斯催 化剂，型号： CT62B； ②克劳斯脱氧催化剂，型号， CT64B； ③尾气净化催化剂，型号： CT65B； ④ MDEA化学溶剂，型号： HA9510； ⑤废热锅炉加药剂， Na3PO4； ⑥液氨。 第 20题 简述克劳斯工段生产原理。 答：克劳斯工段的生产原理为：酸性气在燃烧炉内用空气进行不完全燃烧，使酸性气中的三分之一 H2S燃烧成 SO2，烃和氨完全燃烧，未燃烧的三分之二 H2S和燃烧生成的 SO2在高温条件发生反应生成硫和水，剩余的 H2S和 SO2继卖在催化剂作用下发生反应进一步生成硫和水，生成的硫经冷凝和捕集得到回收，尾 气进入尾气净化工段进一步处理或至焚烧炉焚烧。 第 21题 H2S 和 SO2发生的 CLAUS 反应的反应常数和温度有何关系。 答： H2S和 SO2发生的 CLAUS反应，当温度大于 630℃时，发生的是高温 CLAUS反应，本反应是吸热反应，反应常数随温度升高而增加，硫化氢的转化率也随之升高；当反应温度小硫磺回收装置技术问答 第 17 页 共 140页 于 630℃时，发生的是低温 CLAUS反应，需进行催化反应，是放热反应，反应常数随温度升高而降低，硫化氢的转化率也随之降低。 第 22题 简述尾气净化工段生产原理。 答：尾气净化工段生产原理为：克劳斯尾气中的硫和二氧化硫在尾气净化反应器内催化剂 的作用下与氢气反应生成 H2S，过程气中的 H2S在低温条件下经与甲基二乙醇胺溶剂充分接触后被吸附，净化后的尾气至焚烧炉焚烧，吸附了 H2S的富溶剂在较高温度被解吸，便溶剂得到再生，再生出来的 H2S被送至克斯工段回收硫磺。 第 23题 反应炉内主要发生哪些反应。 答： 反应炉内主要发生的反应有： ①H 2S+3/2 O2==SO2+H2O ②2 H 2S+SO2==3/2 S2+2 H2O ③C nH2n+2+ 3n+1/2 O2==(n+1) H2O + nCO2 ④H 2S+ CO2==COS+ H2O ⑤CH 4+2 S2==CS2+2 H2S ⑥ NH3+ 3/4 O2==1/2 N2+3/2 H2O 第 24题 反应炉内 NH3的燃烧反应。 答：反应炉内，含氨酸性气中除了 H2S 外，主要成分有 NH3，氨的燃烧反应如下： ① NH3+ O2== N2+ H2O 89 Kcal ② 2NH3+5/2 O2==2NO+3 H2O – Q ③ 2 NH3==2N2+3H2+Q 把 NH3送入反应炉的最主要目的是将 NH3转 化成 N2，然后排放至大气， 第 25题 克劳斯反应器内主要发生哪些反应。 答：克劳斯反应器内主要发生的反应有： ①2 H 2S+SO2==3/n Sn+2 H2O ②H 2S+1/2 02==H2O+1/n Sn ③COS+H 2O==C02+H2S ④ CS2+ 2H2O==C02+2 H2S 第 26题 尾气净化反应器内主要发生哪些反应。 答：尾气净化反应器内主要发生的反应有： ①CO +H2O==CO2+H2 ② S02+3 H2==H2S+2 H2O ③S 8+8 H2==8 H2S ④ COS+H2O==H2S+C02 硫磺回收装置技术问答 第 18 页 共 140页 ⑤ CS2+2 H2O==2 H2S+C02 第 27题 CLAUS 制硫工艺中副产物 COS 的生成机理如何。 答： CLAUS 制硫工艺中副产物 COS 的生成机理大体为： H2S 在一定的温度下被分解，其分解量随温度上升而增加： H2S→ S＋ H2 生成的游离态 H2能还原 CO2： CO2＋ H2→ CO＋ H2O 生成的 CO 又与硫反应生成 COS： CO＋ 1/2S2→ COS CS2被 H2O 和 SO2部分地分解 也会生成 COS： CS2+2H2O→ COS+ H2S 2 CS2+ SO2→ 2 COS+3/2。