硫磺回收装置的分析、设计与优化

发布时间：2020-07-26 14:14

【摘要】：随着清洁燃料规定日趋严格,硫磺回收装置已成为炼油厂必不可缺少的配套装置。本课题首先介绍了硫磺回收工艺的发展历程,阐述了其发展对于环境保护的重要意义。同时介绍了克劳斯硫磺回收工艺的基本原理、流程、影响因素、催化剂的应用及发展状况;介绍了尾气处理的意义和发展状况,多种尾气处理工艺的原理和特点,从而展现了保证硫磺回收装置尾气达标排放的多种途径。该炼油厂酸水汽提部分排放的净化水中氨含量超标,为了使排放的净化水中的氨含量达标,现通过Aspen Plus软件对酸水汽提部分进行模拟,为方便操作参数的改进,现仅对汽提塔的操作参数如热冷进料比、塔顶采出量、侧线采出量以及热进料进塔温度进行优化,并分析这些参数对净化水中氨含量的影响,最后提出改进措施及优化方案。硫磺回收的重要设备燃烧炉采用RGibbs+REquil模块,为了模拟燃烧炉内复杂的反应,通过计算分析出了燃烧炉内发生的的独立反应。为了使模拟更加接近实际情况,在反应中考虑到了硫分子之间的转变,以及硫化物的生成。采用Aspen Plus软件对硫磺回收整个过程进行模拟,各个设备建立相应的模型,通过模拟结果与实际情况的对比,验证模型成功。并通过软件对影响硫回收率的因素如空气比、燃烧炉温度等进行分析,最后提出优化改进措施。硫磺回收部分排放的尾气中的二氧化硫浓度已超过环保法的相关规定,对硫磺回收部分的操作优化也解决不了超标的问题,需要对硫磺回收部分增加尾气处理装置。通过对尾气处理工艺的选择、模拟发现,加上SSR尾气处理工艺,整套装置硫回收率达到99.6%,尾气中的二氧化硫浓度满足排放要求。最后对加氢反应器进行结构设计,并用水压进行测试,结果表明加氢反应器设计合格。
【学位授予单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE96
【图文】：

工艺图,酸水,汽提,工艺

上海应用技术大学硕士学位论文第 14 页第 2 章对酸水汽提装置模拟优化改进2.1 酸水汽提部分概况该硫磺回收装置包括酸性水汽提部分和硫磺回收部分。酸性水汽提部分的设计规模为 20t/hr，酸水汽提部分处理来自加氢单元所产生的酸性水，采用单塔加压汽提工艺。工艺指标中净化水氨含量：NH3≤150mg/kg，净化水中硫化氢含量：H2S≤50mg/kg，实际中净化水中的硫化氢含量满足指标，但净化水中氨含量大大超过了 150mg/kg。2.2 酸性水汽提部分工艺流程

进料,流量,重沸器,净化水

图 2.2 酸水汽提塔模拟Fig. 2.2 Simulation of acid water stripper RadFrac 模块进行的酸水汽提塔模拟。为了改spen Plus 软件对酸水汽提塔进行模拟。汽提塔模块 RadFrac，由于加氢酸性水属于电解质体础数据及条件如下:H3、H2S、CO2和 NH3的质量分数分别为 2%、数：30 块，塔底设重沸器；板进料，其流量为 5000kg/h，进料温度为 40 块板进料，其流量为 15000kg/h，进料温度为00kg/h，其压力为 0.5MPa；.53MPa，净化水流量为 19100kg/h；量 1500kg/h，从 12 板抽出。分析

净化水,氨含量,进料比,采出量

图 2.3 热冷进料比对净化水氨含量的影响Fig. 2.3 Influence of ratio of hot and cold feed on ammonia content of purified water因此当发现净化水中氨含量超标时，可以适当降低热冷进料比值也就是增加冷，从而减少净化水中含氨量；同时，冷进料量的提高相应增加了重沸器能耗。性污水的总量不变时，热冷进料比在 1.8-2.0 之间时，其净化水中氨的含量小g/kg，满足排放要求。考虑到重沸器能耗以及净化水中质量因素，建议实际操料流量为 13104kg/h，冷进料流量为 6896kg/h。塔顶采出量对净化水氨含量的影响当热进料的流量为 13104kg/h,冷进料的流量为 6896kg/h 时，侧线抽出位置不变出量也不变，仅改变塔顶采出量，塔顶采出量对净化水氨含量的影响如图 2.4从图 2.4 中可以看出，塔顶采出量在 400-650kg/h 之间，随着塔顶气体采出量塔顶采出酸性气体中硫化氢的质量分数逐渐减小，侧线抽出气体中氨的质量分降低，其净化水氨含量也相应减少。由分析可得，当塔顶采出气体量增加，其多带出一些 NH3,然而系统中氨的总质量不变，这样导致了侧线抽出气体中的氨净化水中氨含量都降低。

【参考文献】