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内蒙古伊泰化工有限责任公司 120万吨/年精细化学品项目 一级克劳斯硫回收+尾气氨法脱硫工程
初 步 技 术 方 案
二〇一四年一月
内蒙古伊泰化工120万吨/年精细化学品项目一级克劳斯硫回收+尾气氨法脱硫工程
摘 要
石油化工行业和煤化工行业脱硫化氢的技术已经非常成熟，根据原料中硫含量的不同、脱硫工艺方法各异，产生的酸性气硫化氢浓度20~90%，通常均采用工艺路线成熟的克劳斯硫回收工艺，从硫磺回收部分（克劳斯制硫段）排出的制硫尾气，仍含有少量的H2S、SO2、COS、Sx等有害物质，直接排放达不到国家规定的环保要求。硫磺回收尾气处理方法主要有SCOT工艺、氨法脱硫工艺、超级克劳斯工艺、选择氧化工艺、超优克劳斯工艺等。
本项目硫回收装置采用江南环保自行开发的酸性气治理技术，具有以下特点：
A）净化效率高，能满足最严格的排放要求。处理后的洁净气中的二氧化硫浓度50mg/Nm3以下，可满足世界范围内严格的环保排放要求，实现酸性气的高效净化。
B）无二次污染，实现绿色循环经济。可以副产硫磺、硫酸、硫酸铵等高附加值的产品，资源化利用。
C）投资省，运行成本低。江南酸性气治理技术投资较一般工艺低30-50%，运行成本低20-40%。
克劳斯工艺包括一个高温热反应段和一个催化反应段。本项目采用直流、空气燃烧法，在高温热反应阶段，进料气中三分之一的硫化氢发生反应生成二氧化硫：H2S+3/2O2→SO2+H2O+ Q，根据克劳斯平衡反应，二氧化硫和剩余的硫化氢反应生成单质硫：2H2S+SO2→1.5S2+2H2O+Q；在高温热反应段由于副反应生成羰基硫和二硫化碳，通过在克劳斯反应器中装填一种特殊的催化剂可以将这部分有机硫进行水解：COS+H2O→H2S+CO2和CS2+2H2O→2H2S+CO2；未反应的有机硫、无机硫在尾气焚烧炉中充分燃烧转化为二氧化硫。
克劳斯尾气燃烧后烟气采用江南环保氨法脱硫技术，和锅炉烟气合并氨法脱硫，具有脱硫效率高、净烟气达标排放、无二次污染、成本低等优点。江南环保氨法脱硫饱和结晶工艺是以碱性强、活性高的液氨(或氨水）作吸收剂，吸收烟气中的二氧化硫，最终转化为硫酸铵化肥的湿法烟气脱硫工艺。采用99.6%液氨或氨水作吸收剂吸收烟气中的SO2，生成的亚硫酸铵溶液被鼓入的空气强制氧化生成硫酸铵溶液，硫酸铵溶液被高温尾气浓缩、结晶，生成硫酸铵浆液，硫酸铵浆液送入锅炉区硫酸铵后处理系统，进行硫酸铵的离心、干燥、包装。整套工艺
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内蒙古伊泰化工120万吨/年精细化学品项目一级克劳斯硫回收+尾气氨法脱硫工程
系统包括烟气系统、吸收系统、氧化空气系统、检修排空系统等。
以下为各种硫磺回收技术的性能对比（以总硫量50t/d的装置对比）：
工艺方案 总硫回收率（%） 硫磺回收量t/d 硫酸铵回收量t/d 硫酸回收量t/d 氨消耗t/d 天然气消耗 t/h 锅炉给水消耗m/h 中压蒸汽产量 t/h 低压蒸汽产量 t/h 低压蒸汽消耗 t/h 电消耗 kWh/h 3硫回收+焚烧+合并氨法脱硫 氨法脱硫 >99.92 42.5 30 7.89 0.21 8.4 6.5 1.23 0.4 210 99.9 0 200 52.6 0 10.2 7.1 2.25 2.25 195 0.7 WSA 99.6 0 0 155 0 0 12.3 8.7 2.55 0.55 232 1.6 2CR+1SCR 2CR+1ECR 2CR+SCOT 99 49.5 0 0 0.18 5.9 4.25 1.35 0.2 198 1.2 99.4 49.7 0 0 0.17 5.9 4.25 1.35 0.2 208 1.3 99.92 49.95 0 0 0.16 6.85 4.65 1.9 1.3 260 1.5 投资（以两级克劳斯1 基数为1） 注：电耗未包括氨法脱硫。 本项目酸性气处理采用一级硫回收+烟气氨法脱硫工艺，设置2套55t/d硫回收装置，共用1套尾气焚烧系统。本方案实施后不产生废水废渣，无二次污染，可显著降低硫化物排放浓度及排放总量，年脱除硫化氢44492.6吨，年回收硫磺35767.7吨，一级硫回收系统项目年效益 3435.9 万元，具有很好的经济效益、环境效益和社会效益。
尾气氨法脱硫，年可回收硫酸铵26441吨。单独脱硫方案运行成本为684.5万元/年；合并锅炉脱硫方案运行成本为759.9万元/年。
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目 录
第一章 总 论 .................................................................................................. 4 1.1 综述 ....................................................................................................... 4 1.2 项目背景 ................................................................................................ 4 1.3 编制依据 ................................................................................................ 4 1.4 设计、制造主要规范和标准 ................................................................... 6 第二章 江南环保克劳斯加氨法脱硫技术介绍 ................................................... 8 2.1技术简述 ................................................................................................ 8 2.2江南氨法开发应用概况 ......................................................................... 10 2.3 江南氨法烟气脱硫技术的优点 .............................................................. 10 2.4 江南环保氨法烟气脱硫技术专利 .......................................................... 11 第三章 总体技术方案 ..................................................................................... 16 3.1工艺方案比选 ....................................................................................... 16 3.2 工艺流程说明 ....................................................................................... 24 3.3 主要系统的重点说明 ............................................................................ 26 3.4 主要工艺消耗及成本对比分析 .............................................................. 28 3.5 本方案主要工艺设备一览表 ................................................................. 29 3.6 自动化水平 .......................................................................................... 30 第四章 投资估算 .......................................................................................... 34 第五章 装置运行的经济分析 ........................................................................ 35 5.1 副产品产值 .......................................................................................... 35 5.2 消耗定额及运行经济效益 ..................................................................... 35 第六章 公用工程及劳动卫生 ........................................................................ 38 6.1 公用工程状况 ....................................................................................... 38 6.2 维修 ..................................................................................................... 39 6.3 分析化验 .............................................................................................. 39 6.4 环境保护 .............................................................................................. 39 6.5 劳动保护和安全卫生 ............................................................................ 39 第七章 组织和劳动定员 ............................................................................... 41 7.1 企业定员 .............................................................................................. 41 7.2 人员来源及培训 ................................................................................... 41 第八章 项目实施规划 ..................................................................................... 43 8.1 建设周期的规划 ................................................................................... 43 8.2 实施进度规划 ....................................................................................... 43 第九章 结论及说明 ....................................................................................... 44
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第一章 总 论
1.1 综述
本方案为内蒙古伊泰化工有限责任公司120万吨/年精细化学品项目酸性气处理工程编制。
本方案遵循国家有关法规及规定，采用江南环保自主研发的一级克劳斯工艺结合锅炉烟气合并氨法脱硫专利技术，根据内蒙古伊泰化工有限责任公司120万吨/年精细化学品项目酸性气处理的具体要求，进行配套的一级克劳斯硫回收方案编制。方案实施后，可在回收硫磺的同时，焚烧烟气通入锅炉烟气吸收塔以较低的运行成本回收硫酸铵产品，符合循环经济的要求。设计硫磺回收能力2×55t/d，硫磺回收率85%，总硫回收率99.97%，年操作时间8000h。
1.2 项目背景
本酸性气处理方案根据业主提供的酸性气、燃料气成分，江南环保的酸性气治理技术、烟气氨法脱硫技术进行编制。考虑装置的性价比及运行稳定性，采用一级硫回收+焚烧烟气合并氨法脱硫工艺，在回收硫磺、硫酸铵的同时，净烟气达标排放。
1.3 编制依据
1.3.1 设计参数（见表1-1、表1-2）
酸性气来源为酸气1（来自低温甲醇洗）、酸气2（来自酸水汽提单元）、酸气3（来自水煤浆气化）、酸气4（来自航天炉气化）的总和，四股酸气规格见表1-1、表1-2。
表1-1 低温甲醇洗酸性气
酸气1（来自低温甲醇洗） mol%（正常工况） H2 CO CO2 H2S+COS CH3OH
组分 0.13 0.25 55.19 39.81（保证≥30） 0.09 mol%（低硫工况） 0.13 0.23 63.99 27 0.09 4 mol%（高硫工况） 0.13 0.25 52.98 41.96 0.09