王軍長， 朱 峰， 許 可

(中國石化上海高橋石油化工有限公司， 上海 200129)

高橋石化4#硫磺裝置低排放管理和操作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

王軍長， 朱 峰， 許 可

(中國石化上海高橋石油化工有限公司， 上海 200129)

介紹了高橋石化4#硫磺回收裝置的運(yùn)行及開停工期間尾氣二氧化硫排放情況?？偨Y(jié)了裝置低排放管理和操作經(jīng)驗(yàn)；通過更換新型催化劑和高效脫硫劑、優(yōu)化上游裝置操作、穩(wěn)定硫磺裝置相關(guān)管網(wǎng)流量及組成，可確保裝置尾氣平穩(wěn)達(dá)到最新指標(biāo)要求。分析了尾氣排放還有提升空間，推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新及精細(xì)化管理可進(jìn)一步降低尾氣排放。

硫磺回收 克勞斯 尾氣排放 低排管理 操作經(jīng)驗(yàn) 優(yōu)化措施

2015年4月16日，新的GB 31570—2015《石油煉制工業(yè)污染排放標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)布后，對(duì)硫磺回收裝置尾氣二氧化硫排放限值進(jìn)一步收緊，其中一般地區(qū)要求達(dá)到ρ(SO2)≤400 mg/m3以下，重點(diǎn)特殊地區(qū)要求達(dá)到100 mg/m3，且硫磺尾氣SO2排放量也作為環(huán)保部污染物總量核查核算的重要指標(biāo)之一。在以上的大前提下，對(duì)硫磺回收裝置管理和操作提出了較高的要求，通過不斷總結(jié)操作和管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)好的操作和管理方法進(jìn)行固化和規(guī)范化，以提高總硫收率和確保硫磺尾氣穩(wěn)定達(dá)到新的排放指標(biāo)已經(jīng)成為了一項(xiàng)刻不容緩的工作內(nèi)容。

1 高橋石化4#硫磺裝置簡介

1.1裝置概況

4#硫磺回收裝置采用鎮(zhèn)海石化工程公司的“ZHSR”硫回收技術(shù)，設(shè)計(jì)硫磺生產(chǎn)能力為 60 kt/a，操作彈性為30%～110%，硫磺回收率99.95%以上，年開工時(shí)數(shù)按8 400 h設(shè)計(jì)。

裝置由硫磺回收、尾氣處理、溶劑再生和公用工程等單元組成。克勞斯部分的一、二級(jí)反應(yīng)器和加氫反應(yīng)器均采用自產(chǎn)中壓蒸汽加熱。

尾氣處理采用還原-吸收工藝，溶劑系統(tǒng)采用兩段吸收兩段再生工藝，尾氣經(jīng)焚燒爐焚燒處理后通過尾氣煙囪排放大氣。

設(shè)計(jì)之初裝置尾氣外排控制指標(biāo)為ρ(SO2)≤200 mg/m3，為滿足最新的排放標(biāo)準(zhǔn)，裝置利用LS-Degas技術(shù)對(duì)裝置進(jìn)行提標(biāo)改造：使用齊魯科力生產(chǎn)的高效克勞斯催化劑和加氫催化劑，提高克勞斯轉(zhuǎn)化率同時(shí)促進(jìn)有機(jī)硫水解；使用高效進(jìn)口溶劑；增加凈化尾氣堿洗塔和溴化鋰制冷機(jī)組。改造完畢后硫磺裝置排放滿足新指標(biāo)要求，尾氣二氧化硫質(zhì)量濃度可以穩(wěn)定達(dá)到100 mg/m3以下。

4#硫磺回收裝置流程見圖1。

圖1 4#硫磺回收裝置流程

1.2裝置開車及試運(yùn)行情況

裝置于2016年2月28日進(jìn)料投產(chǎn)，至2017年4月15日運(yùn)行平穩(wěn)，進(jìn)料為清潔酸性氣和含氨酸氣，負(fù)荷在60%～100%波動(dòng)。煙囪排放尾氣中ρ(SO2)在100 mg/ m3以下，符合新標(biāo)準(zhǔn)要求，4#硫磺裝置開工至今工藝尾氣排口現(xiàn)場實(shí)測值見表1。

表1 4#硫磺裝置開工至今工藝尾氣排口現(xiàn)場實(shí)測值

2 低排放管理和操作經(jīng)驗(yàn)

2.1完善開車方案，確保系統(tǒng)進(jìn)料前處于最優(yōu)狀態(tài)

2.1.1 自動(dòng)控制回路和聯(lián)鎖系統(tǒng)調(diào)試完好

裝置采用Emerson公司的DCS控制系統(tǒng)和BMS控制系統(tǒng)，其中BMS系統(tǒng)中有裝置主風(fēng)機(jī)K101AB開機(jī)程序，反應(yīng)爐點(diǎn)火開工程序，焚燒爐點(diǎn)火開工程序。裝置聯(lián)鎖系統(tǒng)包括克勞斯單元、液硫脫氣單元、尾氣脫氣單元及尾氣焚燒單元4個(gè)部分。裝置現(xiàn)有復(fù)雜控制包括克勞斯單元比值回路控制方案、反應(yīng)爐蒸汽發(fā)生器和焚燒爐蒸汽發(fā)生器的液位控制方案、主空氣風(fēng)機(jī)的防喘振控制、串級(jí)控制方案、循環(huán)線流量控制方案、再生塔重沸器控制方案、去放空氣壓力控制方案、尾氣焚燒單元中焚燒爐的燃燒控制方案等。試車初期要制定詳細(xì)的控制回路和聯(lián)鎖調(diào)試方案，確保各控制回路和聯(lián)鎖回路完好。

2.1.2 催化劑按規(guī)范裝填

一級(jí)克勞斯反應(yīng)器中填裝LS-02型催化劑高度285 mm，占反應(yīng)器內(nèi)催化劑總量1/3，LS-981G型催化劑高度565 mm，占反應(yīng)器內(nèi)催化劑總量2/3。二級(jí)克勞斯反應(yīng)器中填裝LS-02型催化劑高度850 mm，加氫反應(yīng)器中填裝加氫催化劑LSH-03A高度550 mm。催化劑裝填按照規(guī)范操作，專人監(jiān)督，并將催化劑吹灰列入試車方案。

2.1.3 急冷和溶劑系統(tǒng)清洗

對(duì)于硫磺裝置來說，溶劑吸收系統(tǒng)運(yùn)行的狀況決定了過程氣尾氣中剩余硫化氫含量，對(duì)裝置尾氣中二氧化硫含量影響較大。若溶劑系統(tǒng)運(yùn)行不暢，將會(huì)造成溶劑耗量增加并影響吸收效果。急冷和溶劑系統(tǒng)盡量清洗干凈，尤其是溶劑系統(tǒng)要確保干凈，溶劑系統(tǒng)水清洗階段系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)放空要建立檢查表格，每個(gè)放空均排水干凈后確認(rèn)打鉤。將低濃度溶劑清洗列入試車方案(低濃度溶劑顯弱堿性，有助于清除新設(shè)備和管線內(nèi)油脂，降低溶劑發(fā)泡可能)。

2.1.4 盡量縮短瓦斯點(diǎn)火時(shí)間

盡量縮短系統(tǒng)燃燒瓦斯時(shí)間，燃燒瓦斯期間調(diào)節(jié)好系統(tǒng)配風(fēng)，使配風(fēng)稍微過量，防止系統(tǒng)積炭。引酸性氣前關(guān)閉捕集器頂跨線閥，引酸氣時(shí)流量盡量偏低，溶劑系統(tǒng)負(fù)荷盡量調(diào)大，引酸氣后盡快投用比值回路(不超1 h)，確保開工過程排放合格。2.2精細(xì)化克勞斯系統(tǒng)操作，保持較高轉(zhuǎn)化率

2.2.1 限制硫磺裝置操作的“蹺蹺板”

在煉油廠其他裝置里，一般工況(溫度或者壓力越趨向一個(gè)極端，操作所需結(jié)果或產(chǎn)品質(zhì)量越好)限制操作條件的往往是設(shè)備負(fù)荷或者能耗。而硫磺裝置則不同，硫磺的許多操作條件呈“蹺蹺板”效應(yīng)，這就對(duì)裝置的精細(xì)化操作有了更高的要求，精細(xì)化有助于找到每個(gè)“蹺蹺板”的平衡點(diǎn)使裝置處于最優(yōu)工況運(yùn)行。硫磺裝置部分“蹺蹺板”效應(yīng)匯總見表2。

表2 硫磺裝置部分“蹺蹺板”效應(yīng)匯總

2.2.2 提高比值回路投用率

2.2.2.1 比值回路管理

控制是克勞斯硫磺裝置平穩(wěn)的關(guān)鍵，如果能在克勞斯階段提升1%的轉(zhuǎn)化率，那么對(duì)應(yīng)的進(jìn)入溶劑吸收塔前過程氣硫化氫體積分?jǐn)?shù)將降低0.1%，這對(duì)降低加氫和溶劑負(fù)荷有很大好處。自動(dòng)控制系統(tǒng)的投用，有助于提升裝置抗波動(dòng)能力，同時(shí)加氫和溶劑系統(tǒng)的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)使裝置抵御波動(dòng)能力進(jìn)一步加強(qiáng)，對(duì)維持排放穩(wěn)定達(dá)標(biāo)很有好處。

在裝置進(jìn)料前儀表調(diào)試階段，應(yīng)該完成比值回路中各控制閥的調(diào)試和控制器的正反作用檢驗(yàn)；在風(fēng)機(jī)開啟后系統(tǒng)吹掃階段，整定好比值回路中主調(diào)風(fēng)流量調(diào)節(jié)器和微調(diào)風(fēng)流量調(diào)節(jié)器的PID參數(shù)，并盡量使兩個(gè)控制器處于單流量回路控制狀態(tài)；并在實(shí)際運(yùn)行中檢驗(yàn)主調(diào)風(fēng)流量控制回路和微調(diào)風(fēng)流量控制回路的穩(wěn)定性。進(jìn)料前可以結(jié)合原料氣預(yù)估流量和實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)，計(jì)算出所需設(shè)置的比例，并在DCS系統(tǒng)中進(jìn)行預(yù)設(shè)。配風(fēng)比計(jì)算公式見式(1)。

(1)

式中：Q風(fēng)——進(jìn)風(fēng)量, m3/h；

H2S%——酸性氣中硫化氫體積分?jǐn)?shù)，%；

CnH2n+2%——酸性氣中CnH2n+2的體積分?jǐn)?shù)，%；

NH3%——酸性氣中NH3的體積分?jǐn)?shù)，%；

n——烷烴的碳數(shù)量。

21%是指空氣中氧的體積分?jǐn)?shù)，如果采用富氧工藝那么按實(shí)際氧濃度計(jì)算。

需要注意的是式(1)中所需風(fēng)量為克勞斯系統(tǒng)全部需風(fēng)量總和，在計(jì)算比值回路中配風(fēng)比時(shí)，應(yīng)該將其他干擾項(xiàng)進(jìn)行剔除。如：反應(yīng)爐爐頭儀表視鏡等保護(hù)風(fēng)如果使用的是壓縮空氣，那么應(yīng)該查明總量并從總需風(fēng)量中剔除；液硫脫氣氣如果使用空氣脫氣且脫氣氣進(jìn)反應(yīng)爐，那么也應(yīng)該查明脫氣氣中空氣總量，并從總需風(fēng)量中剔除。

裝置進(jìn)料后應(yīng)該盡快投用比值回路串級(jí)控制，通過觀察進(jìn)料后系統(tǒng)實(shí)際需風(fēng)量和原料酸氣量對(duì)DCS中預(yù)設(shè)的配風(fēng)比進(jìn)行計(jì)算校準(zhǔn)，校準(zhǔn)后主調(diào)風(fēng)控制回路投用串級(jí)控制，比值回路前饋控制系統(tǒng)投用。然后通過觀察比值分析儀實(shí)際分析情況，對(duì)DCS中設(shè)置的配風(fēng)比繼續(xù)進(jìn)行調(diào)整，通過調(diào)整優(yōu)化，使微調(diào)風(fēng)控制閥在20%～80%開度范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。接下來，投用微調(diào)風(fēng)調(diào)節(jié)器和比值分析儀串級(jí)控制，并繼續(xù)觀察微調(diào)風(fēng)控制閥開度，如果微調(diào)風(fēng)長時(shí)間處于開足或者關(guān)閉的狀態(tài)，那么需要操作人員及時(shí)調(diào)高或降低DCS中配風(fēng)比設(shè)置。完成以上工作后比值回路前饋和反饋系統(tǒng)均投用完畢，裝置還需在實(shí)際運(yùn)行過程中對(duì)微調(diào)風(fēng)串級(jí)回路控制器進(jìn)行PID整定，使回路穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2.2.2 比值回路中重要儀表比值分析儀管理

向儀表專業(yè)闡明在線分析儀重要性，與儀表協(xié)同制定管理辦法：在線分析儀表故障超過24 h未消除，作業(yè)部管理人員需向儀表科對(duì)口人員進(jìn)行匯報(bào)，由儀表科對(duì)口人員進(jìn)行協(xié)調(diào)解決，必要時(shí)對(duì)運(yùn)保單位進(jìn)行考核。

請運(yùn)保單位提供《在線分析儀表定期檢查及維護(hù)保養(yǎng)相關(guān)規(guī)定》，具體落實(shí)到同類型儀表，隨后組織抽查相應(yīng)維護(hù)記錄。若達(dá)不到相關(guān)要求，儀表科將考慮部分在線分析儀表進(jìn)行委外維護(hù)保養(yǎng)。

2.2.3 提高總硫收率，充分發(fā)揮新型催化劑作用

2.2.3.1 當(dāng)排放指標(biāo)降低時(shí)，建議引入有機(jī)硫水解催化劑，提高總硫收率

通過DCS中酸氣流量顯示、結(jié)合實(shí)驗(yàn)室分析酸氣濃度和液硫?qū)崟r(shí)產(chǎn)率，在DCS中增加克勞斯總硫收率顯示，使克勞斯轉(zhuǎn)化率保持在催化劑廠家要求轉(zhuǎn)化率以上。

2.2.3.2 對(duì)克勞斯催化劑轉(zhuǎn)化率進(jìn)行在線評(píng)定，盡量提高轉(zhuǎn)化率

根據(jù)一級(jí)和二級(jí)克勞斯反應(yīng)器溫升比例(70∶15)可以初步判斷出一級(jí)和二級(jí)反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率之比，同時(shí)通過查詢資料找到溫升對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，在知道克勞斯總轉(zhuǎn)化率的前提下就可以計(jì)算出反應(yīng)爐、一級(jí)克勞斯反應(yīng)器和二級(jí)克勞斯反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率之比。4#硫磺裝置計(jì)算出大致結(jié)果是65∶26∶6。

為了對(duì)以上結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，裝置在一至三級(jí)硫封處同時(shí)放置3個(gè)杯子收集液硫，然后同時(shí)取出冷卻后進(jìn)行稱重，3個(gè)杯子內(nèi)硫磺重量基本與以上比例吻合。

2.2.3.3 對(duì)加氫催化劑進(jìn)行在線評(píng)定，盡量提高轉(zhuǎn)化率

對(duì)于加氫反應(yīng)器來說，按照經(jīng)驗(yàn)值，過程氣中1%的二氧化硫?qū)?yīng)60～70 ℃的溫升。該裝置由在線分析儀分析所得數(shù)據(jù)表明，進(jìn)入加氫反應(yīng)器φ(SO2)正常在0.27%左右，加氫反應(yīng)器溫升對(duì)應(yīng)為28℃。通過依據(jù)加氫反應(yīng)器溫升經(jīng)驗(yàn)，并簡單的運(yùn)用線性關(guān)系計(jì)算可得出，在進(jìn)入加氫反應(yīng)器φ(SO2)0.27%時(shí)，對(duì)應(yīng)的加氫反應(yīng)器溫升應(yīng)該為16.2～18.9 ℃。但實(shí)際的加氫反應(yīng)器溫升為30 ℃，也就是說明剩余的13 ℃溫升全部由有機(jī)硫水解和單質(zhì)硫加氫產(chǎn)生，也從側(cè)面體現(xiàn)出加氫催化劑轉(zhuǎn)化率和有機(jī)硫水解效果較好[1]。

2.3優(yōu)化溶劑系統(tǒng)運(yùn)行，充分發(fā)揮高效溶劑作用

2.3.1 建立并完善急冷水、溶劑質(zhì)量監(jiān)控和管理規(guī)范

建立急冷水和溶劑清潔度管理和考核措施，管理人員每天對(duì)急冷水和溶劑樣品進(jìn)行初步觀察，確認(rèn)溶劑和急冷水樣品清潔無雜質(zhì)，如有雜質(zhì)立刻進(jìn)行分析，并采取應(yīng)對(duì)措施。

通過實(shí)際操作發(fā)現(xiàn)急冷水質(zhì)量應(yīng)該作為加氫系統(tǒng)日常監(jiān)控的核心，通過監(jiān)控急冷水質(zhì)量可以監(jiān)控克勞斯系統(tǒng)運(yùn)行情況，出現(xiàn)問題能及時(shí)判斷調(diào)節(jié)；通過保證急冷水質(zhì)量可以有效保障溶劑質(zhì)量，急冷水一旦異常要及時(shí)調(diào)節(jié)克勞斯系統(tǒng)操作，并加大急冷水置換量和循環(huán)量。因?yàn)榧崩渌坏┡K了可以置換，而溶劑系統(tǒng)污染后造成的影響短時(shí)間難以恢復(fù)。建議急冷水全過濾。

制定急冷水和富液過濾器壓差控制指標(biāo)，提高管理人員和操作人員對(duì)急冷水和富液過濾器重要性認(rèn)知程度。急冷水和貧液一直處于潔凈的狀態(tài)可以表明克勞斯處于優(yōu)良的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)使溶劑系統(tǒng)處于良好的運(yùn)行環(huán)境，可以充分發(fā)揮高效脫硫劑的作用。

2.3.2 優(yōu)化溶劑系統(tǒng)補(bǔ)水和排水操作，降低溶劑損失和污染

因?yàn)榧崩渌臀账嬖跍夭睿^程氣會(huì)因?yàn)闇囟炔煌斐善渲酗柡退坎煌?，過程氣中的水分會(huì)冷凝進(jìn)入溶劑系統(tǒng)或者過程氣將溶劑系統(tǒng)的水分帶走，產(chǎn)生的影響是溶劑系統(tǒng)儲(chǔ)量變化。4#硫磺裝置總結(jié)的操作經(jīng)驗(yàn)是能排水盡量不要補(bǔ)水，原因是目前溶劑系統(tǒng)補(bǔ)水是用系統(tǒng)內(nèi)的除氧水，由管網(wǎng)熱力除氧及系統(tǒng)凝結(jié)水回用兩部分組成，循環(huán)使用的凝結(jié)水會(huì)帶過多的雜質(zhì)和系統(tǒng)加的藥劑，影響溶劑質(zhì)量。另外，能通過開停急冷水空冷調(diào)節(jié)雙塔溫差就盡量不排水。如果空冷能增加變頻器，通過變頻來自動(dòng)調(diào)節(jié)急冷塔和吸收塔頂溫差來控制溶劑系統(tǒng)液面，這種理念是值得推廣的。因?yàn)榧冉档土斯ぷ髁?，又避免反?fù)補(bǔ)水或排水造成的溶劑污染或損失。

2.3.3 及時(shí)掌握裝置溶劑系統(tǒng)負(fù)荷及余量情況

各崗位應(yīng)該清楚溶劑系統(tǒng)的能力和受限情況。溶劑系統(tǒng)抗干擾能力是否充足，限制溶劑吸收的是溫度、循環(huán)量、貧液精度、吸收塔效率還是溶劑濃度。掌握了以上問題，才能在尾氣排放超標(biāo)時(shí)采取有效的、有針對(duì)性的措施，更有助于在裝置降低排放方面挖掘潛力。 如果有條件的話可以進(jìn)行溶劑系統(tǒng)抗干擾實(shí)驗(yàn)和溶劑系統(tǒng)模擬計(jì)算，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)溶劑系統(tǒng)能力。

2.3.3.1 溶劑系統(tǒng)抗干擾實(shí)驗(yàn)

4#硫磺裝置溶劑系統(tǒng)抗干擾試驗(yàn)期間溶劑和尾氣排放情況見圖2。

圖2 4#硫磺裝置溶劑系統(tǒng)抗干擾試驗(yàn)期間溶劑和尾氣排放情況

在裝置處理量維持5 800 m3/h不變的情況下，人工提高比值回路(H2S-2SO2)的設(shè)定值，維持溶劑循環(huán)量維持83 t/h不變，對(duì)溶劑系統(tǒng)固定循環(huán)量下的抗干擾能力進(jìn)行考驗(yàn)。通過圖2記錄趨勢可以看出，比值回路設(shè)定值由0增加至4.5的情況下，過程氣中硫化氫含量迅速上升，溶劑再生產(chǎn)酸氣量由400 m3/h增加至750 m3/h，尾氣ρ(SO2)由45 mg/m3增加至65 mg/m3。這說明溶劑系統(tǒng)在循環(huán)量83 t/h的運(yùn)行情況下有非常充足的吸收空間，抵御波動(dòng)能力較強(qiáng)。

2.3.3.2 溶劑系統(tǒng)流程模擬計(jì)算

用Aspenplus模擬軟件對(duì)裝置溶劑吸收和再生系統(tǒng)進(jìn)行了模擬。通過模擬證實(shí)了人工計(jì)算和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，裝置溶劑循環(huán)量仍有下降空間，通過降低循環(huán)量，在節(jié)能的同時(shí)更能降低溶劑返回吸收塔溫度，能有效降低尾氣二氧化硫含量。

2.4選擇合適的液硫脫氣氣去向

通過計(jì)算和流程模擬找出脫氣氣進(jìn)反應(yīng)爐和進(jìn)加氫反應(yīng)器的區(qū)別，找出其對(duì)尾氣的影響，選擇合適的硫池脫氣氣加工方式。

經(jīng)過高橋石化4#硫磺裝置運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可以看出，液硫脫氣氣進(jìn)反應(yīng)爐有如下好處：① 提高克勞斯硫轉(zhuǎn)化率，降低了進(jìn)吸收塔前硫化氫含量，減少了溶劑壓力；② 使用蒸汽抽空器作為動(dòng)力的脫氣氣進(jìn)入反應(yīng)爐后，脫氣氣中的蒸汽可以與反應(yīng)爐爐頭部分的積碳發(fā)生反應(yīng)，生成一氧化碳和氫氣，既消除了爐頭積碳，又降低了加氫部分氫氣用量；③ 液硫脫氣氣進(jìn)反應(yīng)爐位置要合理，最好接在空氣進(jìn)爐頭流程上，且距離爐頭盡量要近，防止堵塞，同時(shí)可以有效防止回火；④ 可提高反應(yīng)爐溫度，例如1.0 t/h的抽空蒸汽、800～900 m3/h的脫氣氣進(jìn)反應(yīng)爐，對(duì)爐頭溫度會(huì)產(chǎn)生30～40 ℃的影響；⑤ 液硫脫氣氣直接進(jìn)尾氣焚燒爐會(huì)增加排放，ρ(SO2)為300 mg/m3左右。

2.5提升管理人員對(duì)裝置認(rèn)知深度，確保異常情況及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理

對(duì)裝置整體進(jìn)行物料衡算、對(duì)各關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行熱量衡算、對(duì)裝置水汽系統(tǒng)進(jìn)行衡算，通過制定以上計(jì)算表格，定期從DCS截屏中向表格輸入數(shù)據(jù)，對(duì)裝置儀表準(zhǔn)確性、實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果準(zhǔn)確性等進(jìn)行驗(yàn)證，及時(shí)發(fā)現(xiàn)儀表偏差和裝置可能存在的異常并予以消除。

對(duì)裝置發(fā)生的異常及時(shí)處理，并分析總結(jié)到位，將分析總結(jié)分發(fā)裝置各操作崗位學(xué)習(xí)討論。裝置建立異常情況處理檔案，以便經(jīng)驗(yàn)的積累和總結(jié)。

3 選擇針對(duì)性尾氣治理工藝，確保排放穩(wěn)定達(dá)標(biāo)

區(qū)分前堿洗和后堿洗尾氣提標(biāo)工藝的區(qū)別。后堿洗是一整套尾氣處理技術(shù)，包含尾氣換熱系統(tǒng)、尾氣堿洗系統(tǒng)等設(shè)施；而前堿洗只是一套尾氣治理技術(shù)中的一個(gè)補(bǔ)充措施，包含以下幾點(diǎn)：① 用高效催化劑提高硫轉(zhuǎn)化率和有機(jī)硫水解率；② 用高效溶劑確保凈化尾氣中硫化氫在指標(biāo)范圍內(nèi)；③ 使用凈化尾氣對(duì)液硫進(jìn)行脫氣；④ 考慮裝置凈化尾氣質(zhì)量不能保證的情況，增加凈化尾氣堿洗塔，確保尾氣平穩(wěn)達(dá)標(biāo)。

前堿洗技術(shù)可以從根本上解決排放問題，但是對(duì)原料穩(wěn)定性和操作要求較高；后堿洗技術(shù)對(duì)操作要求低，但是后續(xù)會(huì)帶來一些問題，例如廢液二次污染和煙氣水含量過高問題。建議各硫磺裝置根據(jù)裝置實(shí)際情況和操作水平來選擇合適的尾氣治理技術(shù)，以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

4 優(yōu)化上游裝置操作，平穩(wěn)硫磺裝置相關(guān)管網(wǎng)流量及組成

根據(jù)裝置操作經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，尾氣排放ρ(SO2)在960 mg/m3時(shí)存在但不會(huì)暴露的問題會(huì)在指標(biāo)降至100 mg/m3時(shí)暴露。例如，其他操作條件均不變，只是0.4 MPa 蒸汽總管壓力波動(dòng)都可能會(huì)導(dǎo)致排放超標(biāo)，因?yàn)?.4 MPa 蒸汽管網(wǎng)波動(dòng)會(huì)影響溶劑再生效果。因此，必須對(duì)硫磺裝置相關(guān)管網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控和優(yōu)化。

4.1對(duì)上游產(chǎn)酸性氣裝置進(jìn)行排查，穩(wěn)定管網(wǎng)酸氣

對(duì)上游產(chǎn)酸性氣裝置進(jìn)行排查，提高上游裝置自控率，優(yōu)化全廠酸性氣管網(wǎng)操作，穩(wěn)定全廠酸性氣管網(wǎng)。

4.2實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中建立并完善相應(yīng)管網(wǎng)監(jiān)測畫面

在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中建立并完善酸性氣管網(wǎng)、溶劑再生管網(wǎng)流程畫面，監(jiān)控各酸氣產(chǎn)出點(diǎn)流量變動(dòng)情況。 對(duì)每次波動(dòng)原因進(jìn)行排查分析并采取考核措施，維持酸性氣管網(wǎng)穩(wěn)定。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中全廠酸性氣和溶劑系統(tǒng)匯總見表3。

表3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中全廠酸性氣和溶劑系統(tǒng)匯總

4.3穩(wěn)定裝置內(nèi)部0.4MPa蒸汽總管壓力

裝置內(nèi)部0.4 MPa蒸汽總管壓力自動(dòng)控制，并確保平穩(wěn)。如果硫磺裝置用全廠管網(wǎng)0.4 MPa蒸汽的，建議裝置內(nèi)部增加1.0 MPa蒸汽減壓至0.4 MPa蒸汽總管控制器，以確保裝置內(nèi)部0.4 MPa蒸汽總管平穩(wěn)。

4.4提高焚燒爐燃料氣質(zhì)量

如果焚燒爐使用全廠瓦斯管網(wǎng)瓦斯作為燃料氣，要保障瓦斯質(zhì)量或盡可能改用天然氣作為硫磺裝置燃料。

4.5進(jìn)一步推進(jìn)管網(wǎng)優(yōu)化

下一步應(yīng)該對(duì)酸氣管網(wǎng)進(jìn)一步進(jìn)行排查，消除一些可能存在的積液點(diǎn)；進(jìn)一步推進(jìn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和LIMS間的數(shù)據(jù)傳遞，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中顯示最新分析數(shù)據(jù)：瓦斯質(zhì)量、貧液濃度、質(zhì)量、酸氣組成等。

5 推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新及精細(xì)化管理

自動(dòng)控制、精細(xì)化操作和提高裝置主體硫轉(zhuǎn)化率是尾氣平穩(wěn)達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵，也是硫磺裝置管理的關(guān)鍵。新排放指標(biāo)的推行要求硫磺裝置的管理要進(jìn)一步精細(xì)化，如果精細(xì)化操作理念沒有得到同步推進(jìn)，那么穩(wěn)定達(dá)標(biāo)較難或者造成二次污染物的排放增加。

對(duì)克勞斯工段、尾氣加氫和尾氣吸收工段進(jìn)行物料衡算，對(duì)各工段轉(zhuǎn)化率進(jìn)行計(jì)算，對(duì)轉(zhuǎn)化率較低的工段采取有效措施，提高總硫收率，確保尾氣平穩(wěn)達(dá)標(biāo)。建議優(yōu)化后克勞斯工段轉(zhuǎn)化率不低于97%；加氫具有高效的有機(jī)硫水解能力且有充足的抵御波動(dòng)的能力，凈化尾氣中羰基硫體積分?jǐn)?shù)小于0.002%；尾氣吸收工段有充足的抵御波動(dòng)的能力，且凈化尾氣中φ(H2S)小于0.002%。

硫磺裝置分析項(xiàng)目和分析設(shè)施更加完善；增加酸氣和急冷塔頂在線硫分析儀，并實(shí)現(xiàn)比值回路前饋的進(jìn)一步優(yōu)化和溶劑系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)；尾氣治理技術(shù)不斷完善，在提高裝置主體轉(zhuǎn)化率的同時(shí)，避免異常情況下波動(dòng)造成的超標(biāo)情況。

[1] 李菁菁, 閆振乾.硫黃回收技術(shù)與工程[M].北京：石油工業(yè)出版社，2010：12.

Summarize the management and operation methods on the low emissions of sulphur dioxide in Gaoqiao Petrochemical 4#sulphur recovery unit

WANG Junzhang， ZHU Feng， XU Ke

(SINOPEC Shanghai Gaoqiao Petrochemical Co., Ltd., Shanghai， 200129, China)

The operation of Gaoqiao Petrochemical 4#sulphur recovery unit and the emission of sulphur dioxide from tail gas during operation and shutdown are introduced. Summarizes the device management and operation experience of low emissions; through the replacement of new catalyst and efficient desulphurization agent, optimization of the upstream device of stable operation and sulphur plant related network flow and composition, can ensure the stable to meet the requirements of the new exhaust device index. Analysis of the exhaust emissions, as well as upgrading the space, and promote technological innovation and fine management, can further reduce exhaust emissions.

sulphur recovery; Claus; tail gas emission; low line management; operation experience; optimization measures

2017-07-07。

王軍長，中國石化上海高橋石油化工有限公司煉油四部4#硫磺裝置主任，高級(jí)工程師，主要從事硫磺裝置管理工作。電話：15921615991；E-mail：wangjunzhang.gqsh@sinopec.com。

TQ111.16

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1002-1507(2017)09-0028-06