大型炼油厂硫回收工艺技术路线对比
大型炼油厂硫回收工艺技术路线比选
牛春林
(中石化广州工程有限公司，广东省广州市)
摘要：以某酸性气处理量为184.4 kt/a(以硫计)的10 Mt/a炼化一体化项目为例，综合比较了规划的硫回收装置和所选工艺技术路线，分别从投资、占地、公用工程消耗、能耗、年产值以及三废排放量等几个方面来阐述各自的特点及优势。结果表明：不同的硫回收工艺路线，总硫回收均达到了99.95%以上，能同时满足开停工和原料波动期间的环保要求；3.5 MPa蒸汽产量可达182 t/h，可以作为炼油厂蒸汽平衡的主要补充来源；硫酸装置的年产值可达硫磺装置的2倍，经济效益可观，但硫酸装置的投资较硫磺装置偏高。通过综合比较，规划硫酸装置较硫磺装置优势明显，但企业应综合考虑自身的产品结构、投资水平、周边硫酸市场容量等因素，规划适当的硫回收装置。
关键词：大型炼油厂 硫回收装置 硫磺 硫酸 组合工艺
目前国内加工的原油含硫量一般在3%(质量分数)以下，其中95%以上通过硫回收装置得到回收，其余的或分布于各产品中，或以SO2形式排放至大气中，或以废渣或废水形式进入周围环境[1-2]。硫主要以H2S形式进入硫回收装置，根据工艺路线不同，硫回收的工艺技术主要有酸性气制硫磺、酸性气制硫酸、酸性气制SO2、酸性气制SO3、酸性气制亚硫酸铵、酸性气制NaHS、酸性气制硫脲等[3]。近年来，SO2排放要求越来越严格，GB 31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》规定酸性气回收装置排放烟气中SO2质量浓度一般地区不大于400 mg/m3，特殊地区不大于100 mg/m3，部分省市要求排放烟气中SO2质量浓度不得高于50 mg/m3，甚至35 mg/m3，同时要求开停工期间排放也不允许超标，这对硫磺回收尾气处理工艺提出了更高的要求。
1、硫磺生产工艺
硫磺生产工艺可分为湿法和干法两种。湿法工艺一般以碱性溶液为吸收剂，吸收的H2S或其他酸性成分在催化剂作用下氧化生成硫磺，比较有代表性的有栲胶法、LO-Cat法和Sulferox法等。湿法工艺几乎可以完全脱除H2S，但硫磺产品为暗硫，其纯度低、颜色暗、销售价格低，装置运行费用高、劳动强度大、工作环境差，已很少采用[4]。干法工艺基本是在Claus技术基础上发展起来的，主要有加拿大Delta公司的MCRC法、德国鲁奇公司的Sulfreen法、德国林德公司的Clinsulf法、荷兰Comprimo公司的SuperClaus法等[5]。受热力学平衡限制，Claus部分的硫回收率最高只能达到97%[6]，为提高硫回收硫率，同时满足环境保护要求，需配置适当的尾气处理设施。
2、硫酸生产工艺
以硫酸为产品的工艺技术主要有湿接触法与干接触法。湿接触法是将酸性气中H2S完全燃烧生成SO2，经催化转化生成SO3后和携带的水蒸气进入冷凝器直接水合冷凝成浓硫酸。该法可用于处理含H2S气体、低浓度SO2烟气和含硫废水焚烧气[7]。代表性的技术有丹麦托普索公司的WSA工艺、德国鲁奇公司Concat工艺、孟莫克与奥地利KVT公司合作开发的MECS-SulfoxTM工艺、奥地利P&P公司的SOP工艺等。干接触法是将酸性气中H2S完全燃烧生成SO2后，经洗涤除尘、干燥、催化转化、两级吸收等步骤生成浓硫酸。国内企业也先后开发了具有自主产权的国产化湿法或半干法制硫酸工艺技术。表1为几种技术对比，由表1可见,WSA工艺虽投资较高，但硫回收效果最好(尾气中SO2质量浓度可低于50 mg/m3)，且流程简单、操作容易。
