超级克劳斯(SuperClaus)工艺的工程实践及初步剖析

四川忠县天然气净化厂硫磺回收装置设计采用荷兰JE公司许可的四级转化超级克劳斯（Super Claus）工艺。通过对引进技术的整理，经过充分消化吸收引进装置的通用先进技术及重点专利技术，结合国内硫磺回收装置的设计经验，对引进工艺的技术进行初步剖析，揭示常规克劳斯工艺的局限性和超级克劳斯工艺的改良性以及超级克劳斯工艺在工业实践中突显的优点。说明实现超级克劳斯工艺国产化的可能性。     

硫磺回收装置的节能措施

本文对采用常规二级克劳斯反应、尾气用还原吸收法进行处理的硫磺回收工艺进行了讨论，对装置产生的能量和消耗的能量进行能耗分析，并提出了相应的节能措施。     

高含硫气田天然气处理工艺的研究

目前,在我国已探明的天然气气田中,含硫天然气气田约占31．7％,而高含硫的天然气净化难度大,因此天然气的净化和使用就成为一个重要的研究课题。某高含硫气田天然气处理厂使用Sulfinol—M工艺脱除原料气中的H2S和部分CO2,采用三甘醇（TEG）吸收法脱除湿净化气中的H2O,最终得到的产品气符合国家标准GB17820《天然气》Ⅱ类技术指标。工程中采用二级常规克劳斯（Claus）工艺回收脱硫单元以及尾气处理单元汽提酸气中的H2S,并且在尾气处理单元使用串级SCOT工艺来降低SO2排放量。目前该高含硫气田工程已处于施工阶段,为以后的高含硫天然气处理工艺设计提供了参考。     

高含硫气田集输与处理技术

加拿大Caroline气田含H2S36%、CO27%,属高含硫天然气,采用了气井→集气增压站→气体处理厂的工艺流程,井场仅设井口节流阀控制装置,集气管线材料选用低碳钢,设有综合性的腐蚀控制和监测系统;Caroline气体处理厂采用了MDEA与Sulfinol联合脱硫处理装置,Claus硫磺回收工艺,SCOT尾气处理技术;液硫采用保温管线输送,Rotoform硫磺成型工艺;整个气田设有紧急反应系统和安全互助系统,实现高度自动化管理。     

SCOT尾气处理装置还原气发生炉设计

用斯科特法(SCOT法)处理克劳斯硫磺回收装置尾气,需要对尾气加热并加入必要的还原气H_2、CO,将尾气中的硫和二氧化硫还原成H_2S后进行吸收,使尾气进一步净化,以增加总硫回收率和减少最后的SO_2排放量,减轻对环境的污染。     

硫磺回收超级克劳斯工艺设备常见故障的处理

忠县天然气净化厂硫磺回收装置采用了超级克劳斯(Super Claus)工艺,该工艺由1个热反应段,3个常规克劳斯加1个超级克劳斯催化反应段,液硫脱气和尾气焚烧及排放系统组成,设计硫磺回收率大于99.2％.装置仪表失灵的可能原因包括点火枪损坏、在线分析仪失灵、联锁阀调节阀故障、测量仪表偏差过大或失灵.结合忠县天然气净化厂超级克劳斯工艺装置投产以来的运行情况,就超级克劳斯工艺日常操作和开停车过程中常见故障进行分析,并提出相应的解决措施.     

中国石化总公司硫磺回收装置发展迅速

截止到1996年底，中国石化总公司已建成43套硫磺回收装置（分属27个厂），并已投入生产。总生产能力约250kt／a，单套生产能力最大的为30kt／a。回收硫磺多采用部分燃烧法二级转化工艺，其中9套配有尾气处理工艺，即常规SCOT工艺4套，Sulfreenl艺4套（尚未投产），MLRL工艺1套。随着含硫原油加工量的增加，1996年开始设计建设6套新的硫磺回收装置，合计生产能力达330kVa，单套处理能力最大为11kUa（已建成）。由于环保要求日趋严格，6套硫磺回收装置均配有尾气处理工艺，其中常规纪吁工艺1套，串级SCOTI艺1套，Supetelaus－99I艺1套…     

节能降耗的低温SCOT工艺

提高总硫回收率,减少SO₂排放所造成的大气污染问题一直是硫磺回收及尾气处理领域技术发展的重点。国外最新开发的低温SCOT尾气处理工艺,利用新研制的低温加氢催化剂,结合装置的优化设计,改善了系统的稳定性和可操作性,达到了节约投资、节能降耗的目的。该工艺与传统SCOT工艺相比具有更低的设备投资、操作费用和装置能耗,是一个具有良好发展前景的含硫尾气处理新技术。     

硫磺回收装置腐蚀分析与防腐蚀措施

本文针对克劳斯硫磺回收及SCOT尾气处理装置可能存在的腐蚀问题进行分析,提出了在生产操作技术管理过程中进一步降低腐蚀的措施。     

消化吸收国外先进技术,加快硫磺回收技术的发展

以克劳斯法为基础的硫磺回收装置是处理天然气脱硫后酸气的主要处理方式。中石油西南油气田分公司硫磺回收技术从无到有,并通过引进消化吸收,使西南油气田分公司硫磺回收技术处于国内领先的水平。目前西南油气田分公司的硫磺回收工艺装置有常规克劳斯工艺、Scot尾气处理工艺、MCRC工艺、Superclaus工艺、Clinsulf—SDP工艺等,形成了较为完善的硫磺回收工艺体系,提高了西南油气田分公司净化装置的整体技术水平,同时也代表了全国天然气净化硫磺回收技术的水平。     

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本文综合分析了克劳斯装置尾气处理技术近年来的发展动向后指出:①把硫磺回收和尾气处理结合一体的方法(如MCRC工艺和超级克劳斯法)是当前发展的主流;②只有在装置规模很大时才考虑用斯科特法之类投资和操作成本均较高的方法;③对规模很小的装置尾气的灼烧处理仍是有效的方法。     

克劳斯及斯科特装置的操作经验

阐述了典型的常规克劳斯制硫工艺及下游斯科特尾气处理工艺在卧龙河引进厂的技术运用,提出了装置的操作要点、难点,并从工艺操作、提高硫收率等方面总结了操作的经验,值得同类装置参考运用。     

CLAUS尾气处理技术的选用

讨论了当前所采用的各种Claus尾气处理工艺技术 ,对传统的焚烧工艺进行了分析 ,并比较了尾气处理的Claus工艺法 (干床亚露工艺 )、Claus工艺法 (液相亚露工艺 )、SO2 回收工艺法、H2 S回收工艺法 ,直接氧化法等几种工艺的特点和效能 ,具体工艺的选择应根据所在地环保标准、投资规模、操作费用综合考虑     

ZHSR硫回收技术

介绍了镇海石化工程有限责任公司通过引进、吸收、消化国外技术而开发的ZHSR硫回收技术,包括工艺方法、工艺流程、技术特点、专利技术、工业应用情况等;同时论证了该技术的先进性及应用推广价值。该技术的硫回收单元采用Claus法,尾气净化单元采用SCOT法。采用该技术的工业装置(包括正在设计和运行的装置)已有9套,最大装置规模达150 kt/a。     

高H_2S/SO_2比率硫回收新技术及其应用

介绍了国内某大型炼油厂首次引进的意大利SINI公司的高H_2S/SO_2比硫回收新工艺(HCR)的技术特点,并与常规技术进行对比。其主要特点为:采用高H_2S/SO_2比率,尽管Claus转化率下降约0.2%,胺溶剂用量增加约5%,对于Claus转化率和过程气物流量的影响较小,但该技术与还原吸收尾气处理技术结合,不仅使装置的总硫回收率保持在99.8%以上,而且装置对原料酸性气波动的适应性增强,操作弹性较大,不额外增加投资。工艺流程改进包括:把三冷气被冷却温度降至135℃,以减少雾状硫损失;急冷塔分为上下两段冷却,以减少工艺凝液对下游胺液系统的污染。对装置试生产结果与设计数据进行了比较。     

对降低尾气处理装置SO_2排放的认识与建议

针对将硫磺回收装置排放尾气中SO2质量浓度从960mg/m3降至500mg/m3以下的技术方案,提出通过降低贫液进入SCOT工艺选吸塔的温度及贫液中H2S浓度,可有效地将总硫回收率提高至99.9%以上;若再辅以配方型溶剂的应用,则有望进一步改善选吸效果与总硫回收率。但现有工业数据表明,目前,属于氧化-吸收型的Cansolv总硫回收率低于常规SCOT工艺。因此,对采用Cansolv工艺处理Claus硫磺回收装置尾气的方案宜采取慎重态度。     

CPS硫磺回收工艺的工程实践

我国天然气净化厂长期依靠国外工程公司的技术,以减少天然气处理外排废气的SOz排放量。对于中等规模的硫磺回收装置,国际上通常采用四级低温克劳斯工艺、CBA工艺等。为形成自主的酸性气田天然气净化配套技术,对四级低温克劳斯工艺、CBA工艺进行原理剖析,揭示其工艺的局限性,阐明自主的CPS硫磺回收工艺的改良性。CPS硫磺回收工艺于2009年首次应用于某天然气净化厂,通过2年的实际运行,装置生产平稳正常。在设备制造、生产操作、投资、工期、节能、自动切换等方面体现了工业应用的优势。     

硫回收技术进展评述

综述了硫磺回收和尾气处理工艺及催化剂的新进展，对克劳斯尾气处理工艺及催化剂技术发展趋势进行了评述。详细对比分析了还原吸收类工艺SCOT法、HCR、RAR等工艺、直接选择氧化Selectox工艺的特点。提出对等温反应器在克劳斯等工艺的应用应给予重视。     

重庆天然气净化总厂硫磺回收及尾气处理装置运行概况

介绍了重庆天然气净化总厂的直流法claus装置、scOT尾气处理装置、分流法claus装置、超级Claus装置及Clinsulf—SDP亚露点硫磺回收装置的概况和工艺技术特点及其应用情况。     

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本文在概述国内外克劳斯硫磺回收催化剂研制和使用情况的基础上,着重介绍了此类催化剂的选择原则、失活机理及氧化铝基、氧化钛基催化剂及尾气处理、直接氧化、降低硫损失的新型催化剂。