硫磺回收裝置技術問答(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 傳質(zhì)的條件；二是取走了塔內(nèi)過剩熱量，維持了塔內(nèi)各點的熱平衡。 第 67題 述說催化劑的比表面的定義？ 答：催化劑的比表面，指單位重量催化劑的內(nèi)外表面積，以米 2 /克表示。一般來說，催化劑的活性隨著比表面的增加而增加。但增加比表面的同時，又會降低孔徑。 第 68題 述說催化劑孔容的定義？ 答：催化劑孔容指單位重量催化劑顆粒的孔隙體積稱為孔容，以厘米 3 /克表示。 第 69題 述說催化劑的平均孔徑？孔徑大小對反應有何影響？ 答：催化劑的平均孔徑是催化劑孔體積與比表面的比值，以埃 (A)表示。 （ 1 埃＝ 10 10 米）催化劑的孔徑大小不但影響催化劑活性，而且影響到催化劑的選擇性。當比表面增大時，由于孔徑相應變小，當反應物的分子直徑大于孔徑，反應物不僅不容易擴散到孔內(nèi)去而且進去分子反應后的中間產(chǎn)物也不易擴散出來，停留在孔內(nèi)發(fā)生二次反應，結果會發(fā)生成我們不希望的產(chǎn)物，使催化劑選擇性降低。 第 70題 什么叫催化劑的堆積重度？ 答：堆積重度又叫填充重度，即單位體積內(nèi)所填充的催化劑重量，單位中 kg/m 3 。 第 71題 什么叫催化劑中毒？ 答：指催化劑在使用過程中，由于某些物質(zhì)（催化劑毒）牢固地吸附在活性表面上而使催化劑 活性和選擇性大大下降的現(xiàn)象。通過一般再生方法能恢復催化劑活性的稱暫時中硫磺回收裝置技術問答 第 13 頁 共 140頁 毒，不能恢復時稱永久性中毒。 第 72題 對于催化劑應要求具備哪幾種穩(wěn)定性？ 答：（ 1）化學穩(wěn)定性──保持穩(wěn)定的化學組成和化合狀態(tài)。 （ 2）熱穩(wěn)定性──能在反應條件下，不因受熱而破壞其物理－化學狀態(tài)，同時，在一定的溫度變化范圍能保持良好的穩(wěn)定性。 （ 3）機械穩(wěn)定性──具有足夠的機械強度，保證反應床處于適宜的流體力學條件。 （ 4）對于毒物有足夠的抵抗力。 第 73題 工業(yè)生產(chǎn)中常用的固體催化劑按其組分功能分，由哪些組分構成？ 答：（ 1）活性組分：又 稱主體，指多組分催化劑中必須具備的組分。 （ 2）助催化劑：這類物質(zhì)單獨存在時并沒有所需的催化活性，然而它與活性組分共存時卻可提高活性組分的活性。 （ 3）載體：這類物質(zhì)的功能是提高活性組分的分散度，使之具有較大的比表面積，載體對活性組分起支承作用，使催化劑具有適宜的形狀和粒度，以符合工業(yè)反應器的操作要求。 第 74題 板式換熱器有何使用特點？ 答： 板式換熱器的使用特點有：傳熱效果好，結構緊湊，但操作壓力低。 第 75題 電機安裝接地線有何作用？ 答：電機安裝接地線是為了將漏電從接地線引入大地，以保證人身安全。 硫磺回收裝置技術問答 第 14 頁 共 140頁 第二篇 工藝技術 篇 第 1題 說出 H2S 濃度與酸性氣密度關系。本裝置設計中要求原料酸性氣中 H2S 濃度為多少？氨濃度為多少？ 答：一般來說酸性氣中 H2S 濃度越高，酸性氣的密度越小。本裝置 設計中原料 H2S 濃度按45% ～ 85%（ mol）考慮， NH3按 5% ～ 8%（ mol）考慮，將 70%（ mol） H2S 和 5％（ mol） NH3濃度作為設計點。 第 2題 我廠酸性氣來源有哪些？ 答：我廠酸性氣來源有：①Ⅰ催化脫硫裝置、精制脫硫裝置；②加氫裂化脫硫裝置；③延遲焦化脫硫裝置；④ Ⅲ 套污水汽提裝置；⑤Ⅲ加氫脫硫裝置；⑥ Ⅱ催化 脫硫裝置；⑦Ⅳ 、Ⅴ加氫脫硫裝置； ⑧ 化肥； ⑨Ⅱ套污水汽提裝置；⑩Ⅱ加氫裂化脫硫裝置（在建）。 第 3題 本裝置原料酸性氣中的 NH3 主要是由哪套裝置帶來的？其過來的酸性氣中 NH3 含量大約為多少？ 答：本裝置原料酸性氣中的 NH3主要是由Ⅱ套污水汽提裝置的酸性氣帶來的，其酸性氣中 NH3含量大約為 (W)%。 第 4題 本裝置大體上可以分為哪幾部分？ 答： 本裝置大體上可以分為：克勞斯、尾氣凈化、尾氣焚燒、液硫脫氣和公用工程五部分。 第 5題 請簡要敘述分硫法制硫工藝。 答：分硫法制硫是將三分之 — 的酸性氣引入燃燒爐，所配空氣量為 H2S 和烴類完全燃燒所 需的空氣量。該過程再與三分之二的酸性氣在一級轉化器前混合，在催化劑的作用下， H2S 與 S02發(fā)生反應生成 S。 第 6題 酸性氣制硫通常有幾種方法？本裝置采用何種方法？ 答：酸性氣 制硫通常有部分燃燒法、分硫法和直接氧化法三種，其中在煉油廠通常使用部分燃燒法。該方法經(jīng)過幾十年的發(fā)展開發(fā)出許多工藝，如 MCRC 工藝、克勞斯工藝、超級克勞斯工藝等等。本裝置采用部分燃燒法中的克勞斯制硫工藝。 第 7題 請簡要敘述部分燃燒法制硫工藝。 答： 部分燃燒法制硫是將全部酸性氣引入燃燒爐，所配空氣量為烴類完全燃燒和三分之— H2S燃燒生成 S02，并在 燃燒爐內(nèi)發(fā)生高溫克勞斯反應，使部分 H2S和 S02發(fā)生反應生成 S，剩余的 H2S和 S02接著在催化劑的作用下，發(fā)生低溫克勞斯反應進一步生成 S。 硫磺回收裝置技術問答 第 15 頁 共 140頁 第 8題 請簡要敘述克勞斯法制硫的最初工藝。 答： 硫磺回收裝置普遍使用克勞斯法，該法于 1883年首先由克勞斯用于工業(yè)生產(chǎn)，采用了一個反應器，讓硫化氫在鈷鐵礦上同空氣直接氧化成硫磺，其硫轉化率很低。 第 9題 請簡要敘述硫回收中 MCRC 工藝。 答： MCRC工藝在七十年代由加拿大 DELTA公司開發(fā)，該工藝使克勞斯裝置最后一級反應器在低于露點溫度下操作，二個反應器定期切換，使其得到再生，催化 劑上吸附的液硫被高溫過程氣帶出反器，從而使催化劑恢復了活性，這樣使裝置達到 99％的硫回收率。 第 10題 請簡要敘述硫回收中 SCOT 工藝。 答： SCOT工藝在七十年代初由英國和荷蘭國際殼牌集團開發(fā)，該工藝是在克勞斯裝置基礎上再增設 — 套尾氣處理裝置，把克勞斯來的尾氣與還原氣加熱進入 SCOT反應器，在鈷 /鉬催化劑作用下，把 S和 SO2還原成 H2S，然后經(jīng)冷凝脫水進入胺吸收塔，把硫化氫吸收下來，使尾氣得到凈化，這樣使裝置達到 ％以上的硫回收率。 第 11題 請簡要敘述硫回收中 富氧工藝。 答： 富氧 硫回收 工藝是 提高進入 反應爐 燃燒空氣 中的氧含量，提高火焰溫度及火焰的穩(wěn)定性，并降低 過程氣中惰性組分氮氣的含 量，提高裝置的處理能力和硫回收率 ，燒咀 溫度的提高，可以防止結炭引起的催化劑中毒。 特別對于含氨酸性氣， 采用富氧 工藝，可以產(chǎn)生更高的火焰溫度，促進氨的分解，防止氨鹽在后續(xù)催化劑床層上的沉積。 第 12題 H2S（ V） 濃度為 20%酸性氣的能否采用部分燃燒法制硫？為什么？部分燃燒法制硫?qū)λ嵝詺?H2S濃度有何要求？ 答： H2S 濃度為 20％（ V） 的酸性氣不能采用部分燃燒法制硫，因為酸性氣 H2S 濃度過低，用部分燃燒法會使反應爐溫度達不到指標要求， H2S 濃度為 20%的酸性氣應該采用 分流法。 部分燃燒法制硫要求酸性氣 H2S 濃度在 45％（ V） 以上。 第 13題 分流法制硫工藝在燃燒爐中有無硫磺生成？為什么？ 答：分流法制硫工藝在燃燒爐中無硫磺生成，因為分流法制硫工藝在燃燒爐中的反應是按 100％的化學計量進行的，即酸性氣中硫化氫全部燃燒生成 SO2，不生成硫磺。 第 14題 克勞斯工段用燃料氣進行熱備用期間必須達到什么條件？ 答： 克勞斯工段用燃料氣進行熱備用期間必須確保反應爐溫度在 1000～ 1200℃ ，反應器床層溫度 300℃ ，焚燒爐溫度 700℃ ，硫冷凝器壓力 ，廢熱鍋爐力 。 硫磺回收裝置技術問答 第 16 頁 共 140頁 第 15題 尾氣凈化工段鈷 /鉬催化劑用酸性氣進行預硫化時，對酸性氣有何要求？若用克勞斯尾氣呢？ 答： 尾氣凈化工段鈷 /鉬催化劑進行預硫化時，若用酸性氣進行預硫化，要求酸性氣中NH3含量小于 5V％，重烴含量小于 1V％，若用克勞斯尾氣進行預硫化，要求尾氣中 H2S/S02之比為 5～ 8。 第 16題 裝置檢修停工對催化劑床層有什么要求？ 答：裝置設備和管線維修或反應器催化劑更換，裝置必須長期停工，停工時要求去除催化劑床層所有硫并降低裝置溫度。 第 17題 本裝置原料氣組成如何？ 答： 本裝置原料氣組成為： ① H2S含量 45～ 85％ ( V )；② NH3含量 5% ～ 8%( V )；③ CO2含量 ～ 41％ ( V )；④ H2O含量 ≤ ％ ( V )；⑤ 烴含量 ≤ 3％ ( V )。 第 18題 本裝置產(chǎn)品質(zhì)量指標是什么？ 答 ：① 顏色 ： 亮黃 ，無機械雜質(zhì)；② 硫純度 ≥ ％；③ 碳含量 ≤ ％；④ 灰粉含量 ％；⑤ 水含量 ≤ ％；⑥ 硫化氫含量 ≤ 10PPm； ⑦ 酸度 ≤ ％；⑧鐵含量 ≤ ％；⑨ 有機物 ≤ ％；⑩ 砷含量 ≤ Wt％ 。 第 19題 本裝置哪些化工原材科？ 答： 本裝置用到的化工原材科主要有： ①克勞斯催 化劑，型號： CT62B； ②克勞斯脫氧催化劑，型號， CT64B； ③尾氣凈化催化劑，型號： CT65B； ④ MDEA化學溶劑，型號： HA9510； ⑤廢熱鍋爐加藥劑， Na3PO4； ⑥液氨。 第 20題 簡述克勞斯工段生產(chǎn)原理？ 答：克勞斯工段的生產(chǎn)原理為：酸性氣在燃燒爐內(nèi)用空氣進行不完全燃燒，使酸性氣中的三分之一 H2S燃燒成 SO2，烴和氨完全燃燒，未燃燒的三分之二 H2S和燃燒生成的 SO2在高溫條件發(fā)生反應生成硫和水，剩余的 H2S和 SO2繼賣在催化劑作用下發(fā)生反應進一步生成硫和水，生成的硫經(jīng)冷凝和捕集得到回收，尾 氣進入尾氣凈化工段進一步處理或至焚燒爐焚燒。 第 21題 H2S 和 SO2發(fā)生的 CLAUS 反應的反應常數(shù)和溫度有何關系？ 答： H2S和 SO2發(fā)生的 CLAUS反應，當溫度大于 630℃時，發(fā)生的是高溫 CLAUS反應，本反應是吸熱反應，反應常數(shù)隨溫度升高而增加，硫化氫的轉化率也隨之升高；當反應溫度小硫磺回收裝置技術問答 第 17 頁 共 140頁 于 630℃時，發(fā)生的是低溫 CLAUS反應，需進行催化反應，是放熱反應，反應常數(shù)隨溫度升高而降低，硫化氫的轉化率也隨之降低。 第 22題 簡述尾氣凈化工段生產(chǎn)原理？ 答：尾氣凈化工段生產(chǎn)原理為：克勞斯尾氣中的硫和二氧化硫在尾氣凈化反應器內(nèi)催化劑 的作用下與氫氣反應生成 H2S，過程氣中的 H2S在低溫條件下經(jīng)與甲基二乙醇胺溶劑充分接觸后被吸附，凈化后的尾氣至焚燒爐焚燒，吸附了 H2S的富溶劑在較高溫度被解吸，便溶劑得到再生，再生出來的 H2S被送至克斯工段回收硫磺。 第 23題 反應爐內(nèi)主要發(fā)生哪些反應？ 答： 反應爐內(nèi)主要發(fā)生的反應有： ①H 2S+3/2 O2==SO2+H2O ②2 H 2S+SO2==3/2 S2+2 H2O ③C nH2n+2+ 3n+1/2 O2==(n+1) H2O + nCO2 ④H 2S+ CO2==COS+ H2O ⑤CH 4+2 S2==CS2+2 H2S ⑥ NH3+ 3/4 O2==1/2 N2+3/2 H2O 第 24題 反應爐內(nèi) NH3的燃燒反應 ？ 答：反應爐內(nèi)，含氨酸性氣中除了 H2S 外，主要成分有 NH3，氨的燃燒反應如下： ① NH3+ O2== N2+ H2O 89 Kcal ② 2NH3+5/2 O2==2NO+3 H2O – Q ③ 2 NH3==2N2+3H2+Q 把 NH3送入反應爐的最主要目的是將 NH3轉 化成 N2，然后排放至大氣， 第 25題 克勞斯反應器內(nèi)主要發(fā)生哪些反應？ 答：克勞斯反應器內(nèi)主要發(fā)生的反應有： ①2 H 2S+SO2==3/n Sn+2 H2O ②H 2S+1/2 02==H2O+1/n Sn ③COS+H 2O==C02+H2S ④ CS2+ 2H2O==C02+2 H2S 第 26題 尾氣凈化反應器內(nèi)主要發(fā)生哪些反應？ 答：尾氣凈化反應器內(nèi)主要發(fā)生的反應有： ①CO +H2O==CO2+H2 ② S02+3 H2==H2S+2 H2O ③S 8+8 H2==8 H2S ④ COS+H2O==H2S+C02 硫磺回收裝置技術問答 第 18 頁 共 140頁 ⑤ CS2+2 H2O==2 H2S+C02 第 27題 CLAUS 制硫工藝中副產(chǎn)物 COS 的生成機理如何？ 答： CLAUS 制硫工藝中副產(chǎn)物 COS 的生成機理大體為： H2S 在一定的溫度下被分解，其分解量隨溫度上升而增加： H2S→ S＋ H2 生成的游離態(tài) H2能還原 CO2： CO2＋ H2→ CO＋ H2O 生成的 CO 又與硫反應生成 COS： CO＋ 1/2S2→ COS CS2被 H2O 和 SO2部分地分解 也會生成 COS： CS2+2H2O→ COS+ H2S 2 CS2+ SO2→ 2 COS+3/2