SDS剂脱硫再生酸性气对Claus硫回收装置的适应性VIP专享VIP免费

第22卷第6期2004年11月石化技术与应用PetrochemicalTechn0109y&Applic8tionV01．22No．6Nov．2004工业技术(430—433)SDS剂脱硫再生酸性气对Claus硫回收装置的适应性王胜利‘，王淑兰2，萧新彝2(1．常州巨顺化工有限公司，江苏常州213169；2．中国石化石油化工科学研究院，北京100083)摘要：对硫回收装置包括原料气在内的过程气中存在的有机硫化物(cos、cs：、RsH等)的来源、数量及对硫回收可能造成的影响进行具体分析，认为sDs剂脱除的有机硫对硫回收装置没有不利影响。关键词：炼厂气；sDs脱硫剂；硫氧化碳；二硫化碳；硫醇中圈分类号：TE624．1文献标识码：B文章编号：1009—0045(2004)06—0430—04炼厂气(干气、液化气)、天然气等含硫气体，经由各种可再生脱硫剂(化学、物理、物理一化学)精制后，富液再生产生的含H：s酸性气，一般均送硫磺回收装置作Claus法制硫的原料气。其中除主要成分H：s外，都会含有共吸收的cO：，少量烃以及极少量有机硫化物等。cO：与烃是不希望的组分：惰性组分cO，含量变化范围较大，它的存在会使硫回收设备尺寸加大、消耗指标增加。由于SDs脱硫剂脱总硫(H：S+有机硫)的高效性，人们对SDS剂脱硫高效性已经认同；但对被脱掉的有机硫的去向及是否对硫回收产生不利影响有些疑虑。我们通过多年来sDs脱硫工作实践，并结合国外相关研究成果，对该领域涉及的一些问题进行探讨。lCoS与CS：的来源和影响1．1COS与CS2来源(1)硫回收燃烧炉中的生成物[1。3脱硫再生酸性气中除含有H：s外，一般还含有相当量的C02、H：O、烃及微量NH，、HcN以及脱硫溶剂等。在硫回收燃烧炉内高温条件下，炉内的反应是非常复杂的，除克劳斯主反应生成元素硫之外，酸气中所含各种杂质使副反应多达20一30个，副产物超过50种。其中COS、cS：生成是主要副反应，其对硫回收的不良影响引起普遍关注。(2)COS的生成关于cOS的生成有许多研究，近期有较多研究认为在燃烧炉(RF)和废热锅炉(wHB)中，C0s生成机制如下：首先在RF前区，H：s在高温下快速分解：H2S≠H2+1／2S2(1)然后，C02+H2—一C0+H20(2)另外，烃不完全燃烧也会形成C0。同时发生下列反应：CO+S昌COS(3)CO+H2S#±COS+H2(4)CS2+H20#==±COS+H2S(5)2CS2+S02寻=兰2COS+3／2S2(6)研究表明，上述反应方程(3)与(4)是COs生成的主要反应，这2种反应在较低温度(约600～950℃)下反应速度较慢，受动力学控制；而当温度高于1000℃时，反应速度非常快，不到1s即可达到平衡，受热力学平衡制约。根据化学热力学原理可知，在一定的停留时间、温度、压力、反应物组成等条件下，达到化学平衡时，体系内的产物组成也是一定的，参见表1[4。5]。收稿日期：2004—06一ll；修回日期：2004—07一15作者简介：王胜利(195l一)，男，江苏常州人，曾获江苏省科技奖。万方数据第6期王胜利等．sDs剂脱硫再生酸性气对claus硫回收装置的适应性‘431．—————————————————————————————————————————————————————————表l在cIaus燃烧炉中CoS和CS2生成量由表l可见，在炉内温度、压力以及反应气体停留时间等条件均不变的情况下，cOs与CS：的生成量(占原料含S量的质量分数)随着烃含量与cO：含量的增加(H：s含量下降)而增加。随着烃与cO：含量的变化，可使燃烧炉进料酸性气中0．5％～14％的硫变成cOs和cs：。从收集到国内近十多年、十几个炼厂硫回收装置数据可知，废热锅炉出口过程气中COs含量变化范围很宽，可低至O．1％，高至约3．0％。某厂1999年硫回收“一转”入口气含cOS2．63％(体积分数)，配风比为2．09(空气体积／酸性气体积)，反推相当于原料酸性气中含cOS8．13％。该酸性气中含H：s含量为45％，进一步推算原料中S有18．07％在燃烧炉中生成了COS，这个量是相当可观的。(3)CS，的生成在Claus燃烧炉中cs：的生成，主要取决于烃与硫以及烃与H：S之间的反应，以甲烷为例：CH4+S2爿CS2+2H2(7)CH4+2S2#曼CS2+2H2S(8)CH4+2H2SF=兰CS2+4H2(9)与燃烧炉中COS的生成有类似情况，炉内温度低于900℃时反应速度很慢，当温度高于1000℃时，甲烷与硫蒸气反应立即生成cs。。此外，还有S与CO，或S与c之间的反应亦生成cs：：C02+3...