克劳斯法硫磺回收工艺技术现状及趋势

周沛浩（中国石油化工股份有限公司茂名分公司,广东 茂名 525000）

克劳斯法硫磺回收工艺技术现状及趋势

周沛浩（中国石油化工股份有限公司茂名分公司,广东 茂名 525000）

随着我国炼油厂数量的增多，采用克劳斯法可以在一定程度上完善硫磺的回收工艺，本文主要分析了克劳斯法在硫磺回收工艺中的运用，分析装置的扩容和改造趋势，完善装置对硫的回收率。

硫回收；脱硫；炼油厂

随着全球含硫原油和天然气资源的广泛的开发，运用克劳斯法从酸性气体中将硫元素回收的工艺已经得到了广泛的使用，近年来我国也新建立了很多克劳斯装置，克劳斯装置在我国近80%的炼油厂中都在充分使用。

1 目前克劳斯工艺制硫现状

现在，我国在使用克劳斯法中还是存在一定的局限性的，传统克劳斯法将含有的硫化氢的气体通过燃烧的方法生产二氧化硫，但这种反应有可能不彻底，这就导致了很多不能发生反应的硫化氢的浪费。克劳斯法的应用受到热力条件和化学反应条件的限制，而且装置硫的转化率还与硫化氢和二氧化碳的比例有很大的关系。

2 氧基硫磺回收工艺

在氧基硫磺回收的过程中，应该完善装置的处理能力，通过氧气或者富氧气来代替空气，使装置的处理能力得到很大的完善，在德国的公司中，研究COPE工艺，这类工艺已经广泛使用了近20年，在今年来受到了广泛的关注，将氧基工艺在克劳斯装置中使用，可以使原有装置的压力下降，而且其他的条件都不会发生改变，装置可以处理更多的硫。而且新建的装置中，在给定的处理量的前提下，装置的占地面积减小，而且硫的蒸汽也会减少，防止硫的大量的浪费。装置可以在富氧的条件下操作，空气中的含氧量大为提升，装置的平衡可以得到很好的控制，不需要大量的操作人员就可以对装置进行完善，使得硫的转化率大为提高。

在传统的克劳斯法中，都是着重考虑到装置扩容的问题，但是在实际的实践过程中，运用氧基进行硫的回收，不用在较高的温度下就能实现高回收率，而且也防止了酸性气体在置换的过程中出现烷烃等问题。通过对相关理论的分析，浓度不同的富氧都可以运用到硫的置换工作中，在实际的操作中，耐火的材料要求炉子的温度是不能超过1550℃的，克劳斯装置在对硫的处理中，应该严格的控制好氧气的浓度，防止氧气浓度的升高。

3 选择性催化氧化法制硫

当原料酸性气体中如果硫化氢的含量过低，克劳斯工艺会受到热力学平衡的影响，其反应温度也受到很大的限制，转化率也会降低，但是硫化氢的选择性催化氧化反应并不是平衡的反映，只要有合适的催化剂，就可以使转化率大为提升。按照这个思路，在美国公司率先研究了催化氧化法制硫，这类方法的关键在于氧化剂的选择。催化氧化法主要是分成还原式和循环式，这两种不同的类型方法也不同，还原式的方法主要用于尾气的处理的，循环式的方法主要用于硫磺的回收。这类方法不用借助燃烧炉，而且原料中的酸性气体中的烃类物质含量比较少。硫化氢的含量比较低的情况下，原料在反应后可以直接进入到转化器中，床层的温度应该控制在370℃左右，硫的回收率可以达到80%以上。在采用上述的方法进行处理后，硫化氢为酸性气体，在一级转化器中，反应温度会受到限制，导致硫化氢中的酸性气体的含量不能过高。我国的炼油厂也采用过此类方法，但是当时装置内的硫化氢气体的酸性太强，而且气体非常不稳定，效果不好，而且炼油厂也加工了大量的含硫的原料，在回收中，导致装置的规模过大，在采用还原法进行尾气的处理中，效果并不是特别的理想。

4 液相氧化还原法脱硫

这种方法采用的是金属离子与硫化氢发生氧化还原反应进行的，直接将硫元素置换出来，这种方法的主要特征在于原料在脱硫处理中，会生成硫元素，导致脱硫、硫磺回收和尾气处理结合。自循环式的方法在氧化还原脱硫中应用中比较广泛，借助了三价铁离子将硫酸素置换出来，而且这种方法的硫磺回收量不能大于5吨，可以防止在硫酸素回收中大量酸性气体的产生，在炼油厂中得到了较为广泛的应用，在一定程度上可以代替克劳斯法的运用，这种工艺将吸收与再生结合在一起。自循环式反应器的结构图如图1所示。

图1 自循环式反应器结构

在这种结构中，硫化氢的氧化还原反应是在吸收器中进行的，将硫化物与空气中的其他的物质隔离，防止了各类副产物的形成，在脱硫的过程中，硫化氢的酸性气体与气相分配系统有机的结合起来，提高了脱硫的效果。

5 结语

如今，我国的含硫原油炼制的程度大幅的上升，硫磺的回收和尾气的处理已经成为重点，现在炼油厂也已经广泛使用了克劳斯装置，通过还原和吸收的方法对尾气进行处理，硫的回收率也是比较高的，几乎99%的硫都能被回收。但是二氧化硫的排放总量超过了国家的标准，而且规模较小的硫磺回收装置还是存在一定局限性的，克劳斯法的应用突破了传统脱硫的局限性，取得了较好的效果。

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[3]兰空翔,王永胜.克劳斯法硫磺回收工艺技术的应用和进展[J].中国石油和化工标准与质量,2013,03:31.