制酸装置开工存在的问题及解决措施

陈立新

大庆炼化公司炼油二厂 黑龙江 大庆 163411

摘要：探究酸性气硫回收湿法直接制酸工艺，并探究其应用前景，有利于简化制酸工艺流程，提升对硫排放的回收率，符合节能减排的发展目标。大庆炼化公司新建硫化氢制酸装置由中石化南京工程有限公司设计，采用先进的湿法硫酸技术，处理含硫化氢酸性气量1250Nm3/h，年产93%工业硫酸1.7万吨。制酸装置由酸性气焚烧、转化及冷凝三个工艺过程组成。

关键词：制酸 硫排放 冷凝篇

1 制酸工艺原理

（1）通过回收装置除去因硫磺反应产生的大量水分，提炼出酸性气，该气体与空气进行焚烧处理，产生硫化氢气体，主要是二氧化硫以及H2O以及二氧化碳。H2S+3/2O2=SO2+H2O+518kJ/mol；CH4+3O2=CO2+2H2O+858 kJ/mol；SO2+1/2O2=SO3+99kJ/mol。（2）含SO2炉气经废热锅炉和第一蒸汽过热器回收热量冷却至405℃后进入转化器，在催化转化器中转化为SO3工艺气体，催化转化器并不能直接100%实现转化，需要经过两次化学工艺处理，我们称为“2+1”转化技术。通过两次的有效转化，将能够使二氧化硫转化为SO3的转化率提升至99%以上。SO2+1/2O2=SO3+99kJ/mol（3）第一次转化后，SO3工艺气体经过冷却处理，当温度冷却至为295℃时，再通过第一冷凝器采取空气冷却。第二次转化后，三个出口的气体温度相当高，将该气体与经过第一次转化后的气体进行换热处理，温度控制在260℃，再进入第二加热器。在多次转化后，气体温度降低，工业气体中的硫和水分进行水合反应，生成的硫酸经过冷却形成液体。SO3（g）+H2O（g）=H2SO4（g）+101kJ/mol；H2SO4（g）= H2SO4（l） +69kJ/mol。（4）通过第一次和第二次的转化，第一冷凝器和第二次冷凝器产生大量的硫酸。将硫酸与冷却酸进行混合处理，冷却温度至70℃再进入冷却槽。酸槽冷却后再利用反复的循环水冷装置再次降温。温度为40℃。通过上述处理，产生的酸性液体，一部分继续充当冷却酸使用，一部分直接运往 硫酸储存罐储存起来。2 工艺特点

（1）采用V2O5高活性催化剂，硫化氢完全氧化为SO2，总硫回收率达到99.9%以上，排放尾气中SO2浓度210mg/Nm3，酸雾含量25ppm，优于国家标准。（2）充分利用硫化氢燃烧、SO2氧化、SO3水合及硫酸冷凝等过程所产生的高、中、低温反应热，用于生产3.7MPa，410℃中压过热蒸汽。（3）除产品硫酸和中压蒸汽外，没有需要二次处理的副产品或污染物产生。（4）不消耗化学药品及其他原料。（5）工艺流程简单，设备少，操作弹性大。（6）设备、材料全部立足于国产化。 3 开工过程中存在的问题及解决措施

3.1 升温困难，三段开工跨线

图1 三段开工流程线

转化器R201入口管线为DN600，三段开工线为DN200，由图1可知：根据开工的实际操作，当R201入口大蝶阀有20°开度时，过程气基本不走三段，升温时为保证三段与一二段同步升温，在三段开工线蝶阀全开的情况下，还需随时调整R201入口大蝶阀的开度，甚至细致到需要每次调节0.5°的程度，加大了操作难度；而且，通过关小R201入口大蝶阀，向三段憋量，造成憋风机C101，风量提不起来，由4500 Nm3/h下降到3000Nm3/h，影响升温速度。3.2 冷凝器E-301入口膨胀节泄漏

在后面的检查中，我们发现，冷却器的入口经常出现膨胀现象，导致节内衬脱落，这主要是由于内存的硫酸腐蚀所致，为了进一步控制，重新再节内涂抹漆料。当时未有出现泄露事件，但是随着时间的推移，内部的漆料又被完全腐蚀。后重新进膨胀节，到停工时检查未发现问题。3.3 冷凝器E-301出口软管内衬脱落堵塞

目前使用的软管是其他厂家用过的软管，内衬完好，在使用中未出现软化堆积现象；另外，针对漫酸，目前还没有有效的监控手段，等到发现漫酸时已经晚了，所以初步设想是在集酸槽下增加一段耐高温玻璃管，再与降酸软管连接，玻璃管作为看窗观察酸液流动情况。在日常巡检时进行检查，及时发现是否有异常情况。4 结束语

此套处理含硫化氢的酸性气制酸装置，具有工艺简单、操作方便、经济环保的特点，SO2的转化效率达到99%，硫酸产量稳定，而且废热锅炉余热利用率高，产生大量的蒸汽，具有良好的经济效益，同时降低了尾气中SO2排放量，达到环保要求。参考文献 

[1]赵月刚.硫回收装置酸性气燃烧系统及尾气焚烧系统设备采购技术要点[J].化工设计通讯，2015，41（01）：38-40.

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