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2000-20xx年硫磺回收及尾氣處理技術(shù)-展示頁

2024-10-26 16:29本頁面
  

【正文】 簡單、有效的 SURE 燃燒器和工藝設(shè)計。根據(jù)硫處理能力、原有裝置、界區(qū)、設(shè)備條件、現(xiàn)場及投資的不同可選擇最優(yōu)方案。 9 圖 3 引進 SURE 雙燃燒系統(tǒng)并利用原有的反應(yīng)爐及廢熱鍋爐 作為第二熱段提高 150%產(chǎn)能的流程 圖 4 用新反應(yīng)爐及廢熱鍋爐提高 150%產(chǎn)能的并行雙燃燒系統(tǒng)流程 表 2 使用雙燃燒技術(shù)與安裝一套新的空氣法硫回收裝置所節(jié)約的費用比較。這種方案有 2 中選擇類型: 1)來自新廢熱鍋爐的物流分為幾路進入每個原有的反應(yīng)爐,如圖 3; 2)來自新的第二段廢熱鍋爐的相對冷的氣體分別進入原有的 1 號硫冷凝器,如圖 4。 表 1 使用 SURE 雙燃燒工藝與新建硫回收裝置擴能的費用 設(shè)計 /擴能 具有兩個分離的反應(yīng)爐 /廢熱鍋爐, MM$ 具有一個反應(yīng)爐和一個雙筒鍋爐, MM$ 新建硫回收 /尾氣處理MM$ 100/250 300/750 15/100 29/300 方案二:大幅度擴能的創(chuàng)新流程 與多段硫回收裝置系列的安裝相比,不同的系列可以共享包括燃燒器、反應(yīng)爐和廢熱鍋爐這樣一個普通的新單元。這也改善了操作的可靠性; 4) SURE 工藝在富氧技術(shù)和非富氧技術(shù)之間切換操作是簡單和平滑的,只包括一個氧的供給系統(tǒng),硫回收裝置隨時可以接受氧氣。 這種雙路廢熱鍋爐的結(jié)構(gòu)有效減少了投資費用,并節(jié)省了場地。這一組合,不但擴大了硫回收裝置能力,而且與新建一個空氣的硫回 收裝置相比只需很少的費用。 方案一:大幅度擴能的一般流程 在現(xiàn)有的反應(yīng)爐前面增加一個新的反應(yīng)爐燃燒爐、反應(yīng)爐和廢熱鍋爐,如圖 1所示。根據(jù)所選擇的富氧技術(shù)的不同,原有硫回收裝置的熱段需要做改動或增加新的設(shè)備。所需投資主要是安 裝一個新的氧適配燃燒爐。而 BOC 公司專利產(chǎn)品 SURE 燃燒爐就是專為富氧 7 硫回收的有效燃燒而設(shè)計的,它既可用于縱向燃燒也可用于切向燃燒。然而對于將燃燒空氣注入普通的硫回收裝置,不適合處理此類富氧工藝,因為原設(shè)計空氣進行操作的燃燒爐承受不了更高的燃燒溫度。其方法是:原有的硫回收裝置不需任何改動,只需增加一個將氧氣注入燃燒空氣的管線,所需投資只是安裝供氧系統(tǒng),一般是在反應(yīng)加熱爐燃燒器上增加一條供氧管線。到目前為止,工業(yè)化的裝置已有 100 多套。從 80 年代開始富氧工藝的發(fā)展很快,如 Parsons/BOC 公司的 “可靠( SURE) ” 富氧技術(shù),采用分段燃燒和燃燒產(chǎn)物中間冷卻的方法; Lurgi 公司的 Claus 工藝,采用多級燒嘴方法; GAA/空氣產(chǎn)品公司的COPEⅡ型工藝,采 用冷的循環(huán)氣急冷火焰的方法 等。 富氧 Claus 工藝 富氧 Claus 工藝是普通 Claus 硫回收裝置的改進,即用氧氣部分或全部代替工藝空氣以處理更多的富酸性氣原料,減少了大量惰性的氮氣在系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán),從而可大大提高裝置的處理能力。這些新技術(shù)不僅滿足了新的環(huán)保法規(guī),而且節(jié)約了投資費用,基本滿足了當(dāng)前大多數(shù)煉油廠裝置擴能或新建尾氣處理裝置的需求,發(fā)展勢頭迅猛?,F(xiàn)已在國內(nèi)建成了大大小小 20 多套工業(yè)裝置,使我國的硫回收技術(shù)上了一個新臺階。目前國內(nèi)已經(jīng)引進的工藝有 SCOT、 Sulfreen、Clauspol、 SuperClaus、 MCRC、富氧 Claus 工藝等。 3.硫磺回收及尾氣處理工藝進展和分析 隨著原油和天然氣中硫含量的升高及環(huán)境保護要求的日益嚴(yán)格,近年來研究和開發(fā)了多種硫磺回收及尾氣處理新工藝。 2.專利文獻(xiàn)檢索情況 檢索范圍 2020~ 2020 年 檢索的數(shù)據(jù)庫 WPI(世界專利文獻(xiàn)庫)、 USP(美國專利文獻(xiàn)庫)、 CNP(中國專利光盤)、 CA(美國化學(xué)文摘庫)、 EI(化學(xué)工程庫)、《中國科技期刊文摘》、《中文科技期刊篇名》、《中國化學(xué)文摘》、《中國化工文摘》、《中國石化文摘》等。因此文獻(xiàn)資料較多,涉及面寬,并且是在前三份報告的基礎(chǔ)上, 僅結(jié)合國內(nèi)的實際情況,就密切相關(guān)方面進行重點的闡述和分析。先后于 1998 年、 1999 年、 2020 年進行過詳細(xì)的專利文獻(xiàn)分析。但與國外先進水平相比仍然存在一定差距。在此基礎(chǔ)上國內(nèi)組織生產(chǎn)、設(shè)計和研究單位通過消化吸收、聯(lián)合攻關(guān),也形成了自己的大型化硫磺回收裝置成套技術(shù)。與此相關(guān)的氣體脫 硫與硫磺回收技術(shù)日益重要。 2020 年我國進口原油超過 9000 萬噸,預(yù)計 2020 年超過一億噸,而且進口原油大多為高硫原油。 4 言 隨著我國國民經(jīng)濟的快速增長,我國的石油加工與天然氣工業(yè)得到高速發(fā)展。在闡述、分析的過程中,就近幾年中出現(xiàn)的新工藝、特別是符合中國國情的工藝進行了詳細(xì)的介 紹。 硫磺回收及尾氣處理技術(shù) 專利文獻(xiàn)跟蹤報告 ( 2020~ 2020) 張義玲 達(dá)建文 趙雙霞 崔云梓 齊魯石化公司研究院科技信息中心 2020. 10. 30 2 目 錄 富氧 Claus 工藝 新的 SCOT 工藝 SSR 工藝 多用途的 RAR 工藝 Sulfreen 工藝 Sulfint HP 氧化還原工藝 生化處理工藝- THIOPAQ 技術(shù) LO- Cat 工藝的改進 其它工藝 4 硫磺回收及尾氣處理催化劑進展及分析 新型添加助劑型催化劑 復(fù)合型催化劑 系列專用催化劑 國內(nèi)兩大系列化催化劑 硫磺制硫酸 以蛋氨酸為龍頭的精細(xì)硫化工產(chǎn)品 新產(chǎn)品的開發(fā) 工藝方面 催化劑方面 后續(xù)產(chǎn)品的開發(fā) 幾點建議 3 摘 要 隨著含硫原油加工量和含硫天然氣處理量的相應(yīng)增加,從 2020~ 2020 年四年的時間內(nèi),國內(nèi)硫磺回收裝置從 62 套猛增到 100 多 套,雖然這些新增裝置采用國產(chǎn)化技術(shù)的約占了裝置總數(shù)的 76%,但國產(chǎn)化技術(shù)與國外先進的技術(shù)水平相比仍然存在著一定差距。為了加快消化吸收國外先進技術(shù)的步伐,縮短與國外的差距,使國內(nèi)自己的硫回收技術(shù)真正達(dá)到國際水平,本文在以前硫磺回收和尾氣處理專利跟蹤報告的基礎(chǔ)上,就 2020~ 2020 年 5 年的專利文摘檢索、篩選、歸納后,從以下幾塊進行了分析: 1) 硫磺回收及尾氣處理工藝進展; 2)硫磺回收及尾氣處理催化劑進展;3)硫磺后續(xù)產(chǎn)品的開發(fā)。同時,結(jié)合我院的實際情況,就硫磺回收催化劑的復(fù)配及催化劑的組和搭配裝填作為了重點,在此基礎(chǔ)上,提出了自己幾點粗淺的認(rèn)識與建議。與此同時,含硫原油加工量和含硫天然氣處理量隨之相應(yīng)增加。與此同時,國內(nèi)勝利油田、遼河油田以及新疆的部分油田也大多是高硫重質(zhì)油,四川等地的天然氣田也伴生大量的 H2S。在該技術(shù)領(lǐng)域,我國經(jīng)過幾十年的發(fā)展,在依靠自身力量開發(fā)脫硫、硫磺回收及尾氣處理工藝的同時,沿海沿江地區(qū)大的煉化基地先后全套或部分引進了國外先進技術(shù)。從 2020~ 2020 年三年的時間內(nèi),國內(nèi)硫磺回收裝置從 62 套猛增到 100 多套,這些新建裝置大多是大型化、高自動化硫磺回收裝置,均帶有尾氣處理裝置;其中新增裝置中采用國產(chǎn)化技術(shù)的約占 76%。 鑒于上 述情況,我們從 1998 年以來一直進行著硫磺回收及尾氣處理技術(shù)方面的專利文獻(xiàn)跟蹤。這次所進行的專利文獻(xiàn)資料分析是從 2020~ 2020 年,共 5 年。希望能對我國從事硫回收技術(shù)的工作者以啟迪和幫助,從而加快消化吸收國外先進技術(shù)的步伐,縮短與國外的差距,近而形成自主知識產(chǎn)權(quán)。 檢索策略的制定 (1) 國外數(shù)據(jù)庫檢索策略的制定: 5 USP 數(shù)據(jù)庫: (sulfurorsulphur)and(recover*orreuseorremove*orproduc*ormanufacture orprepar*) and(Clausor cataly*); CA 數(shù)據(jù)庫: rn=7704349p(s)(recovery+reuse+desulphuriz?)(s)(cataly?+Claus); EI 數(shù)據(jù)庫: (sulphur+sulfur)(s)(reuse+relover??+remov???+manufacture+prepar ?????+produc????)and (Claus+cataly???); WPI 數(shù)據(jù)庫 : ( B01J021$+(01B03311)*(sulphur*(recover? ?+manufacture+preparation)+hydrogen(n)sulphide*remov?*(Claus+cataly???+select???(n) oxidation); ( 2)國內(nèi)數(shù)據(jù)庫檢索策略的制定: 硫回收 +硫磺回收+ Claus+ Claus; 尾氣處理 *( H2S+ H2S); 公司名稱 *(硫回收+硫磺回收+尾氣處理) * H2S; 檢索結(jié)果 通過機檢、手檢相結(jié)合的手段,共檢索出 相關(guān)專利 74 篇,相關(guān)文獻(xiàn) 79 篇,經(jīng)過多次篩選得出密切相關(guān)專利 64 篇,文獻(xiàn) 50 篇。我們在以前的專利跟蹤分析中已先后介紹了美國的 CBA( Amoco/Pritchard/Ortloff);德國的 Clinsulf SDP( Linde AG); MODOP( Mobil Oil )、 BSR/Selectox (Parsons/UOP ); SuperClaus(荷蘭 Comprimo);加拿大的 MCRC( DeltaHuson);法國的 Sulfreen( LingBamag/SNEA9P)、 Clauspol( IFP)以及荷蘭的 SCOT( Shell)工藝等。其中消化吸收最好的是 SCOT工藝,而且在消化吸收的同時,齊魯石化公司勝利煉油設(shè)計院(現(xiàn)更名為山東三維工程公司)與中石化齊魯分公司研究院借鑒 SCOT 工藝形成了自己的工藝技術(shù) SSR 6 工藝,實現(xiàn)了大型硫磺回收裝置成套技術(shù)國 產(chǎn)化。 這次通過檢索、分析、篩選后可以看出,由于環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格,一些工藝逐步被淘汰,而一些工藝又在原工藝基礎(chǔ)上出現(xiàn)了多種改進,形成了新的工藝技術(shù)。本文主要就原有工藝的改進及新工藝技術(shù)的進展進行綜述。富氧工藝分為三類,有低濃度富氧( O228%)、中等濃度富氧( O228%)和高濃度富氧( O240%)。采用富氧技術(shù)比新建一套硫回收裝置不僅投資省,而且可以 結(jié)合現(xiàn)有工廠的空分裝置富余氧氣進行脫瓶頸改造,改造周期短。 在這三家公司中 Parsons/BOC 是富氧技術(shù)第一大供應(yīng)商,專利及市場覆蓋面最廣,近年來又根據(jù)裝置擴能的不同需求,提出了多種可供選擇的方案,分述如下: 低濃度富氧技術(shù)方案 若要將原硫回收裝置設(shè)計能力擴大 20%~ 25%,低濃度富氧工藝可以完全滿足其要求。 中等濃度富氧技術(shù)方案 若要將原硫回收裝置設(shè)計能力擴大 75%,則需要中等濃度的富氧技術(shù)。改造的主要方法是:只需安裝一個用于直接注氧而設(shè)計的特殊燃燒器。 SURE 燃燒器優(yōu)秀的混合特性與更高的燃燒溫度相結(jié)合適合于富氧操作,只需將現(xiàn)有的反應(yīng)爐加以改動就可作為新的燃燒爐。 高濃度富氧技術(shù) 若要將原硫回收裝置設(shè)計能力擴大 150%,就需要應(yīng)用高濃度富氧技術(shù)。 Parsons / BOC 的 SURE 雙燃燒工藝就高濃度富氧工藝,為適應(yīng)不同工況的需要提供了 2 種可選方案。來自新廢熱鍋爐的氣體進入原有的反應(yīng)爐作為第二熱段。 圖 1 使用原有反應(yīng)爐和廢熱鍋爐的硫回收雙燃燒組合流程 但在有些情況下,由于原設(shè)計局限,原有的反應(yīng)爐及廢熱鍋爐不能重新利用,在這種情況下,具有延伸端的兩路廢熱鍋爐可以設(shè)計為延伸段作為第二段反應(yīng)爐,而第二通路作為第二廢熱鍋爐,如圖 2 所示。另外,還有以下好處: 1) 新的反應(yīng)爐 /廢熱鍋爐可在原有硫回收裝置仍然運行的情況下安裝; 8 2) 與其它工業(yè)化工藝相比,由于本技術(shù)只有簡單的配管連接,所以 H2S 泄漏及裝置停工的可能性很小; 圖 2 帶有新的雙道廢熱鍋爐的一般雙燃燒系統(tǒng) 3) 采用 SURE 雙燃燒設(shè)計當(dāng)富氧技術(shù)還未使用時,工廠不需停工,也不需隔離出一個循環(huán)線。 表 1 列出了使用雙燃燒技術(shù)代替新建一個硫回收裝置所節(jié)約的費用。原有的每個系列的反應(yīng)爐和廢熱鍋爐可用作第二熱段。與新廢熱鍋爐氣體混合,可以有效地減少硫回收裝置的壓力降。 10 表 2 采用雙燃燒技術(shù)與建新的空氣法硫回收擴大多系列硫回收裝置生產(chǎn)能力的成本比較 工藝構(gòu)成 設(shè)計 /擴能 (新的硫回收 /尾氣處理的能力) 改造成本 (新的硫回收 /尾氣處理, MM$) 新接 RF/WHB 到原有RF/WHB,圖 3 兩個 100t/d 總計 250t/d(100t/d) 兩個 300t/d 總計 750t/d(300t/d) (15) 5 (29) RF/WHBRF/WHB 兩個 100t/d 總計 250t/d(100t/d) 兩個 300t/d 總計 750t/d(300t/d)
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