年产3万吨硫磺生产车间工艺设计
5、 机201出口压力要小于机202出口压力，如压力过高时可从机201出口向烟囱部分排放，维持每小时一次氧含量分析，含量控制在1-2%。 （七）催化剂预硫化 1、 在没有硫磺尾气的情况下，避免氢气与催化剂在高于200℃时接触。 2、 当催化剂床层温度达到200℃时，调整硫磺操作，使尾气中H2S/SO2=4-6/1. 3、 提高氢气量，使反应器入口气中氢气含量在3%左右。 4、 缓慢把尾气注入炉201混合室后，注入时间不小于一小时，同时调整机201的循轮量，是混合室出口温度在200℃，以保证反应器温度。 5、 当尾气全部进入混合室后，停机201并以20℃/h速度升温，使床层温度达到250℃，FIC-202投入比值，同时采样分析塔201出口氢气含量，控制在4~8%，开始预硫化，炉201出口温度控制以床层温度为准。每小时采样分析一次反201出口H2S、O2、H2、CO2含量，当反应器出口SO2无，床层略有升温，H2S有所上升，H2有所下降，认为预硫化完毕。
6、预硫化完毕后，以20-30℃/h速度将床层温度提至300℃，恒温4小时，硫磺调整（H2S+COS）/ SO2=2/1
7、塔201冷却水始终保持pH值在6-7。 8、塔201出口气体从增压线放焚烧炉。 （八）冷胺循环
1、确认塔202入口蝶阀关闭，吸收部分处于氮气保护状态，关闭氮气阀，关闭塔顶放空阀，系统内无积水，各种排凝及冲洗阀关闭。
2、按吸收流程把容203溶液，用泵203（贫液泵）经地下线打至塔202，液位50~60%，再用202泵（富液泵）将塔202底胺打液打入塔203建立系统冷循环后，经LIC-203换202/1、2、3、4冷202/1、2至容203。 （九）热胺循环
1、冷胺循环检查各部位参数仪表是否正常，正常后可进行热胺循环，向换203内注入0.6MPa蒸汽，PIC-306投用，使TIC-203、温度以10℃/h的速度升至80-90℃ 2、 启用冷202、304给循环水，继续提高塔203顶温度到118±2℃。 3、 热胺循环量30t/h，检查各点温度、压力、流量、液位是否正常，以表全部启用检查是否正常。 4、 当容202液位达50%时，启动泵304向塔203内注冷回流，LIC-304投用。 5、 当塔203操作正常后，吸收部分完成热循环，可准备进料。 6、 如塔203底液位不好控制，充氮气维持塔顶压力。 （十）转入正常头产
1、转入正常投产前，对下述各方面进行最终检查
（1）吸收部分已经具备进料条件，各部位的温度、流量、压力、液位达到正常进料指标。
（2）反201入口稳定在300±5℃，出口过程气不允许含有SO2,COS，塔201定氢含量约为4-8%。
（3）再生塔酸气线，含硫污水线都畅通待用。 2、塔202引气
（1）慢慢打开塔202入口蝶阀，塔202顶净化气去炉202。
（2）塔202进气后，严格注意塔202压差和塔底液面温度的变化。 （3）调整塔202出口阀开度，使塔202顶在微正压条件下操作。
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（4）塔202操作平稳后采样分析净化气中的总硫，如果大于300ppm，可是具体情况，在胺液循环中，增加塔盘层次控制表进行调整。 （5）调整换203的蒸汽量，使塔203顶温度在118±2℃，容202液位保持50-60%。 （6）按工艺卡规定指标调整操作，同时，进行常规分析，转入正常生产。 3、正常生产时的常规分析
对反201入、出口的H2S、O2、H2、CO2、COS含量,塔202出口的H2S、CO2含量，再生酸气中的H2S、CO2以及氢气纯度含量，净化气含总硫、胺浓度，贫富液中的H2S、CO2，贫液中的S2O32-按《检验规范》进行分析。 1.4.3.2停工方案 一、停工前的准备
1.组织职工学习停工方案，掌握停工程序及关键步骤的岗位操作法。 2. 准备好盲板，停工工具，防毒面具，消防器材。 3. 机201达到备用条件，保证氨水供给。
4. 检查反201入口氨气线，炉201混合室氮气是否畅通。 5. 准备好停工看板，图表。 6. 制定好安全环保措施。 二、停工程序步骤及相关内容 1、反201降温 2、催化剂钝化 3、催化剂烧焦 4、胺液再生 5、胺液回收
6、吸收岗位水洗 7、蒸塔
8、炉201降温 9、炉202降温
10、塔201冷却水系统冲洗 11、装置吹扫
12、停工后的处理
1.5产品说明
1．5．1．硫磺的物化性质
（一）.常温下硫磺是一种淡黄色晶体，温度变化时可发生固、液、气三态转变。硫磺熔点112.8-120 ℃，自燃点232 ℃，着火点250 ℃，沸点444.6 ℃，密度1.96-2.07kg/m3，闪点207 ℃，不溶于水，易溶于二硫化碳。
（二）.固体硫磺的分子是一般为S8，其结构呈马鞍形，当硫磺受热时，分子结构发生变化，当加热到160 ℃时，S8的环状开始破裂为开链，随之粘度升高，升到190℃时粘度最大，继续加热时，长链开始发生断裂，粘度又开始重新下降，在130-160℃液硫的流动性最好。
（三）.在气态硫中存在下列平衡：3 S8 =4 S6 =12 S2
（四）.随着温度的升高，平衡逐渐向右移动，当接近760℃时，几乎全部转化
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成S2 。
（五）.硫磺主要化学性质如下： （六）.在空气中燃烧生成SO2 （1)S + O2 →SO2
（2）与H2反应生成H2S
S+ H2→H2S
（七）.硫磺的用途：硫磺可以用来制造硫酸CS2 ，橡胶制品行业，在农业上可以用来作杀虫剂，医药上课用来制造磺胺等药品，军事工业上用来制造炸药，食品工业上用来作蔗糖脱色等，在半导体工业上也有应用。 1．5．2产品质量标准
产品硫磺（固态或液态）的质量符合国家工业硫磺标准，GB2449-92中一级品要求。
纯度 ≥99.9%（W） 水份 ≤0.5% （W） 灰份 ≤0.1% （W） 酸度 ≤0.03%（W） 有机物 ≤0.005% （W） 砷（As） ≤0.01% （W） 铁（Fe） ≤0.005%（W）
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2.工艺计算及设备选型
2.1物料衡算
2.1.1年产3万吨硫磺回收装置物料衡算
图2-1 硫磺回收方框图
原料气的热力学分析:
原料气的百分体积组成: H2S:79.97%,烃类4.0%, CO2:16.03% 车间按年8000小时运转，单位小时内产硫磺3.75t/h 年产3万吨硫磺,由硫原子平衡可求得原料气流量: 原料气进料状态:温度:62℃,压力0.05MPa
F×79.97%×（0.05×1000000/8.314×(273+60)）×32×10ˉ6=3.75t/h 得F=8141m3/h
原料中H2S的质量流量：8141×79.97%×（0.05×1000000×34×10ˉ3/8.314×（273+60））=3997.5Kg/h
原料中烃类（以正戊烷为代表）质量流量：
8141×4.0%×(0.05×1000000×76×10ˉ3/8.314×(273+60)）=423.5Kg/h 原料中CO2质量流量：8141×4.0%×(0.05×1000000×44×10ˉ3/8.314×(273+60)）=1037 Kg/h
配空气量的计算：
计算依据：原料气中65%的H2S部分燃烧转化为单质S，剩余H2S的1/3完
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全燃烧转化为SO2，假设烃类全部完全燃烧。（原料气中H2S流量117.5Kmol/h）
所考虑的反应方程式：
2 H2S + O2≒2S+2 H2O （1） H2S +3/2 O2≒SO2+ H2O （2） C5H12+8O2≒5 CO2+6 H2O （3） 式（1）所需氧量（mol, flow）: 117.5×65%×1/2=38.15Kmol/h
式（2）所需氧量：117.5×35%×1/3×3/2=20.5Kmol/h
式（3）所需氧量：(（423.5Kg/h）/(72Kg/Kmol))×8=47.05Kmol/h 假设空气热力学状态为：温度：30℃，压力1atm
配空气量为｛（38.15+20.5+47.05）×1000mol/h×(8.314×(273+30)/(101.3×1000))m3/mol｝/21%=10150m3/h
则N2质量流量：10.15×1000×78%×（101.3×1000×28×10ˉ3）/（8.314×(273+30)）=8914Kg/h
O2质量流量：10.15×1000×21%×（101.3×1000×32×10ˉ3）/（8.314×(273+30)）=2742.5Kg/h
CO2质量流量：10.15×1000×1%×（101.3×1000×44×10ˉ3）/（8.314×(273+30)）=179.5 Kg/h
表2-1 F101进口组分流量及组成 项目 流量（Kg/h） 组分（质量分数） 组分 H2S 烃类 CO2 N2 O2 合计 3995 423.5 1228 8914 2742.5 17203 23.1% 2.4% 7.1% 51.5% 15.9% 100% 将F101中的传递过程简化为如图所示： F101中所考虑的反应： H2S+O2 —→S+H2O 2H2S+3O2—→2SO2+2H2O CnH2n+O2—→CO2+H2O H2S+CO2—→COS+H2O H2S+CO2—→CS2+H2O
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