齊魯石化第三硫磺改擴建裝置操作規(guī)程

第三硫磺改擴建裝置操作規(guī)程

（試用本）

勝利煉油廠編

目錄

第一部分第三硫磺改擴建.....................................................................1

硫磺回收及尾氣處理裝置工藝手冊...............................................................1

第一章總述............................................................................1

第二章產品及副產品說明...............................................................3

第三章化工原材料.......................................................................5

第四章消耗指標及能耗...................................................................7

第五章裝置物料平衡....................................................................11

第六章工藝流程簡述....................................................................12

第七章生產工藝卡片....................................................................17

第八章生產控制分析表..................................................................19

第九章設備規(guī)格及技術特性.............................................................20

第二部分儀表自動控制報警與連鎖............................................................57

第一章概述..........................................................................57

第二章儀表部分......................................................................60

第三部分第三硫磺改擴建....................................................................89

硫磺回收及尾氣處理裝置崗位操作法............................................................89

第一章制硫燃燒爐的操作...............................................................89

第二章制硫轉化器的操作...............................................................92

第三章尾氣焚燒爐的操作...............................................................95

第四章加氫反應器的操作...............................................................96

第五章制硫余熱鍋爐ER401的操作......................................................98

第六章冷換設備的操作.................................................................103

第七章尾氣急冷塔C501的操作..........................................................104

第八章吸收塔C502的操作............................................................106

第九章再生塔C503的操作..............................................................111

第十章液硫脫氣操作...................................................................114

第十一章硫回收常用計算...............................................................116

第四部分第三硫磺改擴建...................................................................118

硫磺回收及尾氣處理裝置開停工方案...........................................................118

第一章第三硫磺改擴建硫磺回收及尾氣處理裝置開工方案..................................118

第二章第三硫磺改擴建硫磺回收及尾氣處理裝置停工方案.................................129

第五部分第三硫磺改擴建...................................................................136

硫磺回收及尾氣處理裝置生產處理預案.........................................................136

第六部分第三硫磺改擴建...................................................................142

硫磺回收及尾氣處理裝置試運行方案...........................................................142

第一章聯合大檢查.....................................................................142

第二章管線吹掃及水洗...............................................................145

第三章試壓、氣密.....................................................................156

第四章聯動試車及水聯運...............................................................162

第五章MDEA系統化學清洗...........................................................164

第六章胺液配制.....................................................................165

第七章電加熱器烘爐、烘器方案......................................................166

第八章瓦斯烘爐、熱態(tài)考核方案......................................................167

第九章熱態(tài)考核......................................................................170

第十章特殊方案及附表..............................................................172

第十一章聯鎖說明.....................................................................185

第一部分第三硫磺改擴建

硫磺回收及尾氣處理裝置工藝手冊

第一章總述

1.裝置概況

第三硫磺回收裝置擴能改造包括新建8萬噸/年硫磺回收部分、與8萬噸/年硫磺回收相配套的尾氣處

理部分及溶劑再生等三部分。裝置開工時數按8400小時計算，為連續(xù)生產。硫磺回收裝置采用部分燃燒

法兩級Claus制硫工藝及中石化的SSR尾氣處理工藝。溶劑再生采用成熟的熱再生工藝。除關鍵的國內不

能生產或質量不過關的設備、儀表從國外引進外，其他設備均國產化。

1.1建設規(guī)模

硫磺回收裝置年產硫磺約80020.5噸(?228.63t/d)。溶劑再生規(guī)模約為110噸/小時。

1.2建設性質

第三硫磺回收裝置擴能改造是中石化股份有限公司齊魯分公司重油深加工及安全隱患治理技術改造

項目的配套子項目，屬于改造項目。

1.3設計依據

1.3.1《齊魯石化公司工程部關于中國石化股份有限公司齊魯分公司重油深加工及安全隱患治理技術改

造項目硫磺裝置改造河系統配套工程基礎設計委托的函》齊魯石化公司工程部

1.3.2《中國石化股份有限公司齊魯分公司重油深加工及安全隱患治理技術改造項目可行性研究報告》

中國石化工程建設公司(SEI)：《8萬噸/年硫磺回收及尾氣處理裝置補充材料》、《油品在線調和設施補充

材料》(SWPEC)

1.3.3中國石化股份有限公司《關于齊魯分公司深加工及安全隱患治理技術改造項目可行性研究報告的

批復》石化股份計[2006]420號中國石油化工股份有限公司總裁辦公室

1.3.4《石油化工裝置基礎工程設計內容規(guī)定》(SHSG-033-2003)中國石油化工集團公司

1.3.5《中國石化股份有限公司齊魯分公司重油深加工及安全隱患治理技術改造項目安全欲評價報告》

及評審意見

1.3.6《中國石化股份有限公司齊魯分公司重油深加工及安全隱患治理技術改造項目職業(yè)病危害欲評價

報告書》及評審意見

1.3.7《中國石化股份有限公司齊魯分公司重油深加工及安全隱患治理技術改造項目環(huán)境影響欲評價報

告書》及評審意見

1.3.8與項目有關的歷次會議紀要

1.3.9齊魯分公司及勝利煉油廠提供的設計基礎數據和條件

I

1.3.10有關生產商提供的技術數據

1.4工藝特點

1.4.1裝置重要工藝參數全部引至室內DCS系統進行監(jiān)控和操作。

1.4.2制硫余熱鍋爐ER401設計為中壓煙管鍋爐，充分利用制硫燃燒爐F401的高溫供熱源，發(fā)生3.5MPa

(g)中壓蒸汽，經過熱到450℃并網。

1.4.3進一級轉化器R401的過程氣溫度由高溫摻合閥自動控制，進二級轉化器R402的過程氣溫度用過

程氣換熱器旁路控制。進加氫反應器的尾氣，與尾氣焚燒爐高溫氣換熱，并設換熱旁路自動調節(jié)反應器入

口溫度，省去加氫還原爐一臺。

1.4.4進制硫燃燒爐的酸性氣和空氣采用比值調節(jié)器進行配比調節(jié)，在硫磺尾氣分液罐D405出口過程氣

線上設IbS/SOz在線分析儀，反饋微調進燃燒爐的空氣量。

1.4.5尾氣急冷塔與尾氣吸收塔重疊組合為一體，節(jié)省了占地面積。

1.4.6尾氣急冷塔急冷水和尾氣胺液解析塔頂回流全部采用空冷，降低了能耗。

1.5工藝技術路線

本裝置制硫的基本工藝是采用部分燃燒法，使酸性氣在燃燒爐內燃燒，其中的NH,和燒類組份被完全

氧化分解，而H2s不完全燃燒，約60?65%直接轉化成元素硫，其余的H2S又有1/3轉化為S02,H2s和S02

在催化劑條件下發(fā)生低溫克勞斯(Claus)反應，制硫轉化率達97%以上，殘余HzS及SOz和未捕集下的S

經加氫還原并吸收再生利用，使裝置硫收率達到99.9%以上。其中F401的單程轉化率為71.34%,R401的

單程轉化率為61.82%,R402的單程轉化率為68.44%,制硫裝置總轉化率為96.4%。

1.6生產工藝原理

1.6.1制硫工藝原理

Claus工藝的實質是部分氧化還原反應，其化學反應式為：

2牘+3。2=2112s+2S0/+Q(1)

2H2S+S02=3/XSX+2H20+Q(2)

(1)與(2)又可寫為：

2H2S+02=2/XSx+2HQ+Q(3)

基于以上反應，在酸氣燃燒爐內，約60?65%的HzS轉化成元素硫。在酸氣燃燒爐內，還同時發(fā)生氨

及燒類燃燒反應：

4NH3+3O2―N2+6H20+Q(4)

CH4+2O2-CO2+2H2O+Q⑸

HZS+COLCOS+IM+Q(6)

2

2LS+C02fCSz+2112+Q⑺

在轉化器中H2S與SO?在催化劑作用下繼續(xù)發(fā)生低溫Claus反應，如式(2),同時還發(fā)生有機硫的水

解反應。

C0S+H20-H2S+C02-Q(8)

CS2+2HQ-2H2S+CO2-Q⑼

通過一段高溫反應和兩級催化反應，H2s轉化率可達97%以上。

1.6.2尾氣處理工藝原理：

含有一定量ES、SO?、Sx的制硫尾氣在催化劑的作用下，進行加氫反應：

S02+3H2-ll2S+2H20(10)

SX+XH2-XH2S(11)

同時存在極少量的式(8)、(9)的反應。

加氫尾氣中HS由MDEA吸收，凈化尾氣經焚燒爐焚燒后排大氣，吸收了H6的MDEA經解析得到再生

酸氣返回制硫部分處理。

第二章產品及副產品說明

2.1硫磺的物化性質

常溫下硫磺是一種淡黃色晶體，溫度變化時可發(fā)生固、液、氣三態(tài)轉變。硫磺熔點112.8~120℃自

燃點232C,著火點250C,沸點：444.6C,密度1.96?Z.OTXIO&g/m:閃點207℃,不熔于水，易溶

于二硫化碳。

硫磺的變態(tài)溫度如下：

固體(&)=94.單斜晶體112.8℃,黃色易流動液體(SO160C棕色液體

(Ss)190℃:色粘性物(S.)444.6C色氣體℃(Se)1000?c

無色氣體($2)。

固體硫磺的分子式一般為s8,其結構成馬鞍型，當硫磺變受熱時，分子結構發(fā)生變化，當加熱到160℃

時，S,的環(huán)狀開始破裂為開鏈，隨之粘度升高，到190℃時粘度最大，繼續(xù)加熱時，長鏈開始發(fā)生斷裂，

粘度又重新下降，在130C?160℃液硫的流動性最好，例如143c時粘度為7厘泊，183c時為9000厘泊。

在氣態(tài)硫中存在著下列平衡：

3S8-4S6-12S2

3

隨著溫度的升高，平衡逐漸向右移動，當接近760C時，幾乎全部轉變?yōu)?。

硫磺主要化學性質如下：

1）在空氣中燃燒生成S02

S+02魁S02

2）與4反應生成H2s

S+H2300℃H2S

硫磺的用途：硫磺可以用來制造硫酸，cs2,橡膠制品行業(yè)，在農業(yè)上可以用來作殺蟲劑，醫(yī)藥上可用

制造磺胺等藥品，軍事工業(yè)上用來制造炸藥，食品工業(yè)上用來作蔗糖脫色等，在半導體工業(yè)上也有應用。

2.2產品質量標準

產品硫磺（固體或液體）的質量符合國家工業(yè)硫磺標準，GB2449—92中一級品要求。

純度299.50%(W)

水份WO.5%(W)

灰份<0.1%(W)

酸度WO.005%(W)

有機物WO.3%(W)

神(AS)WO.01%(W)

鐵(Fe)WO.005%(W)

裝置改擴建后生產的大部分液體硫磺經管道輸送至第三硫磺回收裝置已有的液硫儲罐，用汽車運輸出

廠。小部分液體硫磺經管線輸送至成型機冷卻固化為半球狀小顆粒，經包裝后成為50kg的袋裝產品，用

汽車運輸出廠。

4

第三章化工原材料

3.1原料氣來源及組成

硫磺回收及尾氣處理裝置的原料為酸性氣，酸性氣分別來自勝利煉油廠及第二化肥廠，其中煉廠酸性

氣來自溶劑再生及含硫污水汽提等裝置;第二化肥廠酸性氣為資源優(yōu)化項目產生的；酸性氣均用管道輸送

至本裝置。三種酸性氣組成如表3-1

表3-1酸性氣組成及來源

名稱甲醇洗酸性氣汽提塔酸性氣煉油廠酸性氣混合后酸性氣

流量(Nm3/h)2465.061038.464339936.46

溫度（℃）33.7904044

壓力(MPa)0.050.050.060.05

組成(mol%)

H211.720.641.639

CO13.931.456

C0251.5548.854.5820.859

0.27330.21787.885.192

N2

CH.I0.0062.281.477

4.660.487

NH3

Ar0.00750.001

H2S47.5153.7884.6266.967

COS0.66170.00870.165

FLO16.821.758

合計100.00100.00100.00100.00

備注二化來二化來

注：煉油廠酸性氣流量中包含了本裝置溶劑再部分的酸性氣流量。

3.2催化劑及化學藥劑

催化劑消耗量見表3-2；制硫催化劑LS-300和LS-971物性見表3-3；尾氣加氫處理催化劑LS-951物

性見表3-4；由廠內倉庫供應。

5

表3-2催化劑消耗量表

序號名稱一次裝入量（噸）平均壽命（年）

1制硫催化劑LS-30048.04

2制硫催化劑LS-97130.04

3加氫催化劑LS-95124.755

表3-3制硫催化劑物性表

項目質量指標

型號LS-300LS-971

化學組成%（w）AL03>90Y-AI2O3+活性組分

物理性質

外觀白色固體小球土紅褐色小球

規(guī)格mm中4?6中4?6

比表面積m7g23002260

堆積密度g/cm30.65-0.800.70-0.82

強度N/粒>140>130

磨損率%（W）W0.5<0.5

表3-4尾氣加氫催化劑物性表

項目單位指標

化學組成

MO03%(m/m)210

CoO%(m/m)22.5

物理性質

外觀蘭灰色三葉草（條）

規(guī)格mm03X5-10

比表面積m7g2200

孔容ml/g20.35

堆積密度g/cm30.60-0.70

徑向強度N/cm2120

硫磺回收及尾氣處理部分的溶劑：甲基二乙醇胺（MDEA）貧液由本裝置的溶劑再生供給，尾氣吸收后

的富液返回溶劑再生部分處理。脫硫溶劑MDEA特性見表3-5

6

表3-5脫硫溶劑MDEA物性表

名稱甲基二乙醇胺

代號JH-12

比重（d4°1.045?1.047

沸點℃253?255

粘度（20℃）Pa?S0.102

外觀無色或微黃色透明液體

3.3液氨：

硫磺回收及尾氣處部分需胺液約2.5Kg/h,由廠內管線輸送至裝置。

3.4氫氣

尾氣加氫使用的催化劑來自加氫裝置；溫度：常溫；壓力：*0.4MPa(g),組成(v%)見表3-6

總計

H2C0>

75.025.0100.0

3.5磷酸三鈉(Na3Poi'12H.0)

硫磺回收及尾氣處理部分需使用工業(yè)純磷酸三鈉(Na3Pol.12HQ)3.12Kg/h,年耗量約26.208t/a?由

廠倉庫供應。

第四章消耗指標及能耗

4.1公用物料和能量規(guī)格

4.1.1硫磺回收及尾氣處理部分使用的公用物料能量規(guī)格見表4-1

表4-1

7

序壓力溫度

規(guī)格名稱狀態(tài)備注

號MPa(g)℃

1循環(huán)冷水液>0.3

2循環(huán)熱水液0.2543

3除鹽水液0.440

4新鮮水液>0.3常溫

5消防供水液0.8-1.0常溫

6低壓除氧水液0.8104

7高壓除氧水液5.0104

8電6000V,380V,

93.5MPa(g)蒸汽汽3.4?3.8425-450

10l.OMPa(g)蒸汽汽>0.9240?260

110.35MPa(g)蒸汽汽0.35147

12凈化風氣>0.5常溫

13非凈化風氣>0.5常溫

14低壓氮氣氣>0.5常溫

15燃料氣氣<0.3540

4.2公用物料能量消耗定額和綜合能耗

4.2.1消耗定額

1）給水水量見表4-2表4-2

序使用地點供水(t/h)

循環(huán)冷水新鮮水除鹽水除氧水凝結水

1制硫余熱鍋爐20.0

2一級冷凝冷卻器4.52

3二級冷凝冷卻器2.17

4三級冷凝冷卻器1.53

5蒸汽發(fā)生器2.82

6急冷水冷卻器452

7制硫、尾氣鼓風機

8蒸汽、給水、爐水采樣器?01*

9定期排污膨脹器7

10再生塔頂水冷器18

11貧液水冷器350

12胺液再生蒸汽降溫用水0.4

13除氧器37.8

14安全水封罐0.5

合計8241.031.440.5

注：*間斷使用。

8

2)排水水量見表4-3

表4-3

序使用地點排水(t/h)

號循環(huán)熱水含油污水含硫污水鍋爐排污

1酸性氣緩沖罐不定時、不定量

2尾氣急冷塔4.452

3急冷水冷卻器452

4制硫鼓風機

5蒸汽、給水、爐水采樣器~01*

6定期排污膨脹器?1.0

7再生塔頂水冷器18

8貧液水冷器350

9安全水封罐?0.5

合計8240.54.4521.0

注：*間斷排放

3)用電量見表4-4

表4-4

數量

容量(kW)計算年運年用

序電壓(臺)

一號.使用地點備負荷轉電量備注

V操用操作備用

(kW)時數X10'kWh

作一

1制硫鼓風機(K-401A/B/C)600021400X24006508400546.00

2^^乂的l(K-501A/B)6000112202201758400147.00

3彳摩^風機(K-502)60002201752003.50

4酸t(yī)生水泵(P-401A/B/C)38021221117.6840014.784

5液硫脫氣泵(P-402A/B)3801118.518.513.240005.28

6液磁赫(P-403A/B)380117.57.54.540001.80

7解(水泵(P-404A/B)38011909070840058.80

8急冷水(P-501A/B)38011454535.4840029.736

9富胺液泵g502A/B)38011303020840016.80

10畫睬(卜508A/B)38011331.784001.428

11貧液泵(P-504A/B)38011303020840016.80

12再生塔耐鐳(2301A/B)380230X223X2840038.64

13急冷水過濾器(SR-201)38010.370.373000.0111

14胺液過濾器(SR-303)38010.370.373000.0111

15加藥裝置M-10138013284001.68

16裝置儀表用電1084008.40

17照明2202040008.00

18變壓器損耗584004.20

等十902.8702

9

4)蒸汽產耗及回收凝結水量見表4-5

表4-5

序設備蒸汽耗量(t/h)自產蒸汽(t/h)凝結水(t/h)

設備名稱

位號l.OMPa0.35MPa3.5MPa0.35MPa0.3MPa

1蒸汽過熱器E-50319.1

2一級冷凝冷卻器E-4014.304

3二級冷凝冷卻器E-4022.071

4三級冷凝冷卻器E-4031.458

5蒸汽發(fā)生器E-5022.685

6設備及管線夾套2.52.5

7液硫脫氣抽空器EJ-4010.3

8連續(xù)排污膨脹器D-4070.10

9再生塔底重沸器E-5054.6828.11813.2

10除氧器D-4091.40

11消防用汽0.5*

12開停工用汽1.5*

6.382

合計10.61819.110.61815.7

2.0*

*表示間斷負荷。

5)燃料氣耗量見表4-6

序號使用地點kg/ht/a備注

1制硫燃燒爐(F-401)?300烘爐用

2尾氣焚燒爐(F-501)6315300.4

合計5300.4

6)凈化空氣耗量見表4-7

正常量

序號用氣點備注

Nm3/minNmVh

1儀表用凈化空氣2.67160

7)氮氣耗量見表4-8

序號用氣點正常量(Nm3/min)最大量(NnrVmin)備注

1裝置吹掃用氣-5檢修時使用

2液硫脫氣(T-401)1.0-連續(xù)

3溶劑貯罐(D-502A/B)0.4連續(xù)

合計1.45

4.2.2綜合能耗

綜合能耗見表4-9

10

表4-9

年消耗量能耗指標能耗

序號項目

單位數量單位數量X104MJ

1循環(huán)冷水X104t692.16MJ/t4.192900.1504

2除鹽水Xio4131.752MJ/t10.47332.44344

3除氧水X104t-6.5184MJ/t385.19-2510.822496

4新鮮水Xio410.84MJ/t7.125.9808

5污水X104t4.99968MJ/t33.49167.4392832

6電X104kWh902.8702MJ/kWh11.8410689.98317

73.5MPa蒸汽X104t-16.044MJ/t3684-59106.096

8l.OMPa蒸汽X104t5.36088MJ/t318217058.32016

9凝結水X104t-12.768MJ/t320.3-4089.5904

10燃料氣X104t0.53004MJ/t4186822191.71472

11凈化風X104Nm3134.4MJ/Nm31.59213.696

12氮氣X104Nm370.56MJ/Nm36.28443.1168

合計-11703.66412

硫磺回收裝置全年能耗為：-11703.66412XIO'MJ,全年硫磺產量為80020.5t,則單位產量（硫磺）計

算能耗為：T462.58MJ/t。能耗低的主要原因如下：

1）裝置規(guī)模較大，平均能耗較低。

2）硫磺回收采用SSR硫回收工藝，有明顯的節(jié)能降耗作用。

第五章裝置物料平衡

1.制硫部分物料平衡見表5-1

表5-1制硫部分物料平衡

入方出方

組成千克/時噸/日噸/年組成千克/時噸/日噸/年

煉廠酸氣9709233.377688硫黃10132243.580020.5

甲醇酸氣4326104.834916制硫尾氣32287776.1258451

汽提酸氣142834.311430

空氣26783643.8214392

合計422461016.2338426合計424191019.6339555

2.尾氣處理部分物料平衡見表5-2

11

表5-2尾氣處理裝置物料平衡

入方出方

組成千克/時噸/日噸/年組成千克/時噸/日噸/年

制硫尾氣32287776.1258451煙氣421561011.75337250

氫氣631.51504酸性氣6651159.6253206

空氣14215341.15