3万吨／年脱硫及硫磺回收装置克劳斯催化剂运行分析

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Klaus Catalyst Operation Analysis of 30000 tons/year ofDesulfurization and Sllflur Recovery DeviceWANG Qiang，xu P -min(Liaoyang Petrochemical company Refinery Petrochina，Liaoning Liaoyang 1 1 1003，China)Abstract：Sulphur recovery unit to drive a car after two years running a smooth，long catalyst was running in goodcondition，but as the experience of multiple operation condition of the device after emergency shutdown，the Klaus catalystfor sulfur recovery was poorer，the catalyst need to be replaced. Exhaust gas in the reactor hydrogenation catalystperformance was good，need not change. Klaus catalyst recycling and exhaust catalyst performance parameters， thecorresponding failure quantity，change agent and loading quantity。

Key words：sulfur recovery ；catalyst；temperature rise；conversion rate；run辽阳石化炼油厂加氢三车间 3万吨/年脱硫及硫磺回收装置 是-套吸收转化硫化氢的环保型装置，它处理各上游装置送来的酸性水，含硫干气，含硫液化气等。并将硫化氢转化为硫磺，促进节能环保。

装置由气体脱硫单元 ，污水汽提单元和硫磺 回收单元三大部分组成。气体脱硫单元包括气体脱硫，液化气脱硫醇及碱液再生，溶剂再生。设计处理能力为富氢气体 ：2.24×10 t/a，混合干气：7.210×10 t/a，加氢液化石油气：6.3×10 t/a，焦化液化石油气 ：10.6×10 t/a。酸性水汽提部分采用流程简单、投资盛蒸汽耗量最低的单塔常压汽提工艺。酸性气送硫磺回收部分生产硫磺。酸性水汽提设计处理量为 80 t/h，操作弹性70%～120%。硫磺回收部分生产能力为年产硫磺30000 t，装置操作弹性40% ～135%，硫磺回收部分由硫磺回收、尾气处理和公用工程共 3个部分组成。硫磺回收率 99.8%。

截止今 日已经连续运行两年 ，从以往的硫磺产量及硫 回收率来说 ，生产情况比较稳定 。

1 硫磺单元详细工艺原理硫磺回收单元采用外掺合、两级转化 Claus工艺 还原 -吸收尾气处理工艺 ，由二级克劳斯、尾气加氢还原 -吸收和焚烧三部分组成。

(1)反应炉作者简介：王强，(1986-)，男，主要从事炼油生产和技术管理工作。

酸性气与空气混合，高温下在反应炉内，硫化氢与空气中的氧反应 ，总反应为：3H2S1.5023S3H2OQ；这是可逆反应。在高温和 CO：环境下 ，发生-些副反应 ，生成 COS、CS ，这将影响装置的硫回收率。

(2)催化转化反应过程气进入-、二级克劳斯反应器，在催化剂 的作用下，在上述过程中未能转化的 H S与 SO 继续进行催化转化反应，以加深反应。

2H2SSO23S2H20QCOSH20H2SCO2(3)加氢还原经过反应炉和-、二级催化转化反应 后，由于平衡反应不完全和 sO 或 H：S的过剩，转化率达不到足够高，在克劳斯尾气中还存在着-定数量的 SO：、H S及未被捕集的 S 。为进-步提高硫的回收率，必须进-步回收这部分过程气中的剩余硫化物以及元素硫。因此，在加氢还原反应器 内进行加氢还原反应 ，将 S02、S 还原成 H2S，COS、CS2水解成 H2S，在下-步用溶剂吸收 H s，H：s进-步得到回收。加氢还原主要反应为：SO23H2H2S2H2OS88H28H2S(4)急冷 、吸收在该单元是利用 MDEA溶剂在低温下对硫化氢的选择吸收特性，吸收克劳斯尾气中的硫化氢，硫化氢随溶剂进入再生第 41卷第 17期 王强等 ：3万吨/年脱硫及硫磺回收装置克劳斯催化剂运行分析 183塔。在 MDEA溶剂吸收前需急冷，降低过程气温度，过程气中水的水蒸气被冷凝∷劳斯尾气经吸收成为净化尾气 ，净化尾气进入焚烧炉。

性，溶于强酸和强碱、不溶于水和有机溶剂。装填人-级反应器，二级反应器和加氢反应器，承载在瓷球上，可持续促进床层上硫化氢和二氧化硫的转化 ，生成大量的单质气态硫。

2 克劳斯催化剂及尾气加氢催化剂详解 3 催化剂运行情况分析表 1 催化剂型号及数量其中序号 1和2中的漏 0：”保护型催化剂和 A1 0，催化剂是按不同比例装填在-级反应器和二级反应器中做克劳斯催化剂 ，详见图 1、图2。

256-R-101亘互互[/16瓷球2.2 t每台装置开车至今已经两年多的时间，期间由于外在和内在因素硫磺装置发生数次紧急停工，在开工过程中催化剂性能发生- 系列变化。

表 3 2012年运行平稳时主炉负荷图 1 -级反应器和二级反应器催化剂装填示意图由表 3和表 4可以看出选取二月、三月、四月和五月 四个PSR-1和 PSR-41催化剂混合装入-级，二级反应器中， 月的时间统计， 从2013年开始负荷明显降低，主炉处理酸性催化剂预计寿命 6年。 气量明显下降， 全年累计处理量大幅度降低。

图2 加氢催化剂装填示意图PSR-51尾气加氢催化剂装填在加氢反应器上，预计使用寿命 6年。 。

表 2 PSR系列硫磺回收催化剂的化学组成由表 2可以看 出，三种催化剂都含有 A1 0 ，只不过含量不同，其中PSR-1 A1 0，催化剂含量最高，据技术协议提供数据 ，其含量可达到 92%。

PSR系列硫磺回收催化剂是以活性A1 0。或 TiO 为活性组份或载体，负载金属氧化物为活性组份的球形或条形无机化工产品。该催化剂不燃烧、不爆炸、无味、无臭、无毒、无腐蚀表5 2012年运行平稳时-反、二反温升项 目时间二垦床层上层 床层中层 床层下层二反床层上层 床层中层 床层下层温度/℃ 温度/℃ 温度/℃ 温度/C 温度/℃ 温度/C项 目时间二垦床层上层 床层中层 床层下层三垦床层上层 床层中层 床层下层温度/℃ 温度/C 温度/℃ 温度/℃ 温度/℃ 温度/℃由表5和表6可以看出，2013年前后克劳斯反应器床层温升大幅度下降，温升下降，硫磺回收率会受到严重影响。说明克劳斯催化剂性能受到损害。

184 广 州 化 工 2013年9月表 7 2012和 2013年加氢反应器温升情况由表7可以看出，2013年前后尾气加氢反应器床层温升变化不大，PSR-51型加氢催化剂活性良好。

4 换剂方案图3 计划催化剂装填示意图克劳斯催化剂性能受到严重影响，需要更换。尾气回收催化剂预计寿命6年，还可使用 3年以上。本硫磺 回收装置计划于2013年 8月份停产大检修过程中进行克劳斯催化剂更换工作 ，装填量如图3所示 ，其中 PSR-51不做更换。

5 结 论装置在长期运行过程中容易受到非计划停车等各种因素的影响，催化剂性能容易受到损坏，与其设计使用寿命不相符。

应当长期检测克劳斯催化剂和尾气回收催化剂温升情况和硫磺转化率，对催化剂运行状况实时监测，出现问题及时解决。