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摘 要：克劳斯硫回收技术是化工生产中较为高效的一种回收技术。通过对硫回收工艺指标的分析，重点探讨了影响硫回收稳定性的有关因素，提出了必要的优化措施，希望能够为改善我国的硫回收技术提供一定借鉴，进而能够在化工生产中减少环境污染，并回收高质量的硫，创造更高的经济效益和社会效益。
关键词：克劳斯；硫回收；稳定运行
引言
随着经济社会的发展，人们对环境问题越来越重视，而我国化工产业规模的扩大，对我国的大气环境造成了较为严重的污染，考虑到国家对污染气体排放的管理越来越严格，高效能的硫回收技术成为未来发展的重要趋势。自20世纪以来，克劳斯硫回收技术在气体净化生产中得到了较为广泛的应用，本文对克劳斯硫回收稳定运行因素展开探讨。
1 概述
随着含硫原油和含硫天然气的开发利用，用克劳斯法从酸性气中回收单质硫元素的工艺已成为加工含硫天然气或炼厂气的一种重要形式。克劳斯法回收单质硫元素主要分两个阶段，一个是高温热反应阶段，主要在酸性气燃烧炉内完成，控制炉膛温度一般不低于980℃，炉内H2S的转化率为65%一70%；另一个是催化反应阶段，控制酸性气燃烧炉出口过程气中H2S和S02的摩尔比为2：1，在反应器内克劳斯催化剂参与下，H2S和S02完成氧化还原反应，生成单质硫，该阶段单质硫元素收率约25%一30%。一般认为，在合适的操作条件下，克劳斯制硫部分总硫转化率约95%。为提高催化反应阶段单质硫元素的转化率，利用硫冷凝器冷却去除过程气中的单质硫蒸汽，降低生成物分压，促进H2S和S02的反应向正方向进行。硫蒸汽冷凝成液硫后，由液硫回收系统统一回收到硫池，进一步脱气、成型处理。图1为克劳斯制硫工艺原则流程。液硫回收系统由硫封罐、液硫管线、地下硫池组成。若硫封罐或硫池设置不合理，容易出现液硫管线布置不集中、占地面积大、液硫凝固堵塞，甚至会出现液硫池中液硫倒窜、硫池着火等安全事故，影响装置长周期运行。
2 克劳斯硫回收的工艺指标
2.1 炉膛温度的控制
克劳斯法的应用，要求硫化氢与氧气具有一定的比例，因此，相应的反应过程所形成的热量是固定不变的，燃烧炉的温度也就是确定的。若是通过增加空气来提升温度，那么不只是会生成硫磺，还会生成一定量的二氧化硫。所以说，影响炉膛温度的因素有生产工艺、酸性气的浓度及其包含的可燃物质的量。
2.2 空气量的控制
当前，在硫回收生产中对空气量的控制多是由专业性的仪表来实现的。一般来说，是将配风流量与酸性气的比例进行自动化控制。但在实际生产过程中，这种方法的应用效率并不高，主要是因为：酸性气组成、流量存在较大波动，使得仪表无法完成高效的自动追踪。
3 运行过程中存在的问题
3.1 伴热疏水效果差，堵塞管线
对硫磺进行加热时，其分子结构会出现一定的变化。一般在130～160℃，液体硫磺的流动性是最为理想的。因此，需要根据相应指标对液硫进行适当的加热处理，在这一过程中应尽量减少能耗损失，若是伴热疏水效果差，温度达不到相应要求，会使得硫磺出现一定程度的凝固，进而对管线造成堵塞，影响到系统的正常运行。
3.2 酸气带甲醇较多，引发温度波动
如果换热效果不理想，会造成酸性气的温度升高，其中带甲醇也会增加，使得甲醇进入到回收系统中。这时候，甲醇会与其中的氧发生反应，为确保后续生产的顺利运行，就需要适当增加配风量，由于甲醇的燃烧热值较高，会引发温度波动。若是炉温超出了最初的设计值，设备将会遭到损坏。若是配风量不足，则进入的甲醇得不到完全燃烧。
3.3 生产装置易腐蚀
在整个生产过程中，对设备都会造成一定程度的腐蚀。因此，就需要在关键装置及相应管道中进行防腐蚀设计，但是考虑到系统运行时的温度非常高，防止硫化物的腐蚀一直是生产中首要解决的问题。一般来说，主要有以下两种腐蚀类型：第一，低温硫腐蚀，指的是生产过程中凝结的水滴附着在金属结构的表层，再加上其他酸性物质，对其造成的腐蚀。第二，高温硫腐蚀，指的是240℃以上环境下的硫、硫化氢等造成的腐蚀。
4 克劳斯硫回收稳定运行的有关措施
4.1 对伴热管线进行优化
为尽可能降低液硫聚集的可能性，生产设备应趋于紧凑；用到的管线应尽量短。同时，严格遵照操作流程进行生产，并加强日常巡视，确保生产中所有位置的溫度都得到合理的控制，以免引发堵塞，并确保不会因为环境的变化而引发硫磺的固化。要尽量避免出现事故性的操作，并对管线中的积硫进行及时的清理，减轻系统压力。要加强疏水，避免伴热管线的水击。
4.2 对原料气的温度进行控制
对生产系统中的温度进行严格控制，增强其冷却效果，降低压力波动。对于相应的回收装置来说，若是出现氧气不足的情况，就会使得其中含有的烃类燃烧不充分。所以说，对于其中所包含烃类的含量有着一定的要求，结合过往经验，烃类的含量一般不能超过3%。同时，为了防止析碳，温度不能过低。此外，可以对分液罐进行技术上的优化，通过增设管线，对酸性气进行再处理，以尽量减少其中甲醇的含量。
4.3 对生产流程进行优化，防止腐蚀
为了防止腐蚀，可以对生产流程进行如下优化：首先，要对温度进行严格的控制，防止出现水滴凝结。其次，确保燃烧炉等装置防腐蚀衬里的完整性，避免生产过程中所产生物质对设备的损害。在运行阶段，应严格根据设计要求进行升温，以防出现任何意外。对脱硫设备入口温度进行控制，防止出现剧烈的热冲击，以此来保护设备免受损伤。
结束语
随着经济的飞速发展，我国的化工产业规模进一步扩大。为了降低化工生产对环境的影响，硫回收技术也获得了迅速的发展与进步。当前，我国在硫回收领域较多的应用克劳斯法，但在其运行过程中存在较多不稳定因素，影响到生产效率的提高。因此，对克劳斯硫回收稳定运行因素展开研究。
参考文献
[1]郭志强.超级克劳斯硫回收开车出现的问题总结[J].氮肥技术.2017（02）
[2]陈怡，庄际，张新华，陈力钧.硫回收装置中比值分析仪存在的问题和解决方法[J].化工自动化及仪表.2017（05）
[3]高兴东.纯氧克劳斯硫回收装置试运行过程中的问题分析与探讨[J].中氮肥.2018（05）
关键词：克劳斯；硫回收；稳定运行
引言
随着经济社会的发展，人们对环境问题越来越重视，而我国化工产业规模的扩大，对我国的大气环境造成了较为严重的污染，考虑到国家对污染气体排放的管理越来越严格，高效能的硫回收技术成为未来发展的重要趋势。自20世纪以来，克劳斯硫回收技术在气体净化生产中得到了较为广泛的应用，本文对克劳斯硫回收稳定运行因素展开探讨。
1 概述
随着含硫原油和含硫天然气的开发利用，用克劳斯法从酸性气中回收单质硫元素的工艺已成为加工含硫天然气或炼厂气的一种重要形式。克劳斯法回收单质硫元素主要分两个阶段，一个是高温热反应阶段，主要在酸性气燃烧炉内完成，控制炉膛温度一般不低于980℃，炉内H2S的转化率为65%一70%；另一个是催化反应阶段，控制酸性气燃烧炉出口过程气中H2S和S02的摩尔比为2：1，在反应器内克劳斯催化剂参与下，H2S和S02完成氧化还原反应，生成单质硫，该阶段单质硫元素收率约25%一30%。一般认为，在合适的操作条件下，克劳斯制硫部分总硫转化率约95%。为提高催化反应阶段单质硫元素的转化率，利用硫冷凝器冷却去除过程气中的单质硫蒸汽，降低生成物分压，促进H2S和S02的反应向正方向进行。硫蒸汽冷凝成液硫后，由液硫回收系统统一回收到硫池，进一步脱气、成型处理。图1为克劳斯制硫工艺原则流程。液硫回收系统由硫封罐、液硫管线、地下硫池组成。若硫封罐或硫池设置不合理，容易出现液硫管线布置不集中、占地面积大、液硫凝固堵塞，甚至会出现液硫池中液硫倒窜、硫池着火等安全事故，影响装置长周期运行。
2 克劳斯硫回收的工艺指标
2.1 炉膛温度的控制
克劳斯法的应用，要求硫化氢与氧气具有一定的比例，因此，相应的反应过程所形成的热量是固定不变的，燃烧炉的温度也就是确定的。若是通过增加空气来提升温度，那么不只是会生成硫磺，还会生成一定量的二氧化硫。所以说，影响炉膛温度的因素有生产工艺、酸性气的浓度及其包含的可燃物质的量。
2.2 空气量的控制
当前，在硫回收生产中对空气量的控制多是由专业性的仪表来实现的。一般来说，是将配风流量与酸性气的比例进行自动化控制。但在实际生产过程中，这种方法的应用效率并不高，主要是因为：酸性气组成、流量存在较大波动，使得仪表无法完成高效的自动追踪。
3 运行过程中存在的问题
3.1 伴热疏水效果差，堵塞管线
对硫磺进行加热时，其分子结构会出现一定的变化。一般在130～160℃，液体硫磺的流动性是最为理想的。因此，需要根据相应指标对液硫进行适当的加热处理，在这一过程中应尽量减少能耗损失，若是伴热疏水效果差，温度达不到相应要求，会使得硫磺出现一定程度的凝固，进而对管线造成堵塞，影响到系统的正常运行。
3.2 酸气带甲醇较多，引发温度波动
如果换热效果不理想，会造成酸性气的温度升高，其中带甲醇也会增加，使得甲醇进入到回收系统中。这时候，甲醇会与其中的氧发生反应，为确保后续生产的顺利运行，就需要适当增加配风量，由于甲醇的燃烧热值较高，会引发温度波动。若是炉温超出了最初的设计值，设备将会遭到损坏。若是配风量不足，则进入的甲醇得不到完全燃烧。
3.3 生产装置易腐蚀
在整个生产过程中，对设备都会造成一定程度的腐蚀。因此，就需要在关键装置及相应管道中进行防腐蚀设计，但是考虑到系统运行时的温度非常高，防止硫化物的腐蚀一直是生产中首要解决的问题。一般来说，主要有以下两种腐蚀类型：第一，低温硫腐蚀，指的是生产过程中凝结的水滴附着在金属结构的表层，再加上其他酸性物质，对其造成的腐蚀。第二，高温硫腐蚀，指的是240℃以上环境下的硫、硫化氢等造成的腐蚀。
4 克劳斯硫回收稳定运行的有关措施
4.1 对伴热管线进行优化
为尽可能降低液硫聚集的可能性，生产设备应趋于紧凑；用到的管线应尽量短。同时，严格遵照操作流程进行生产，并加强日常巡视，确保生产中所有位置的溫度都得到合理的控制，以免引发堵塞，并确保不会因为环境的变化而引发硫磺的固化。要尽量避免出现事故性的操作，并对管线中的积硫进行及时的清理，减轻系统压力。要加强疏水，避免伴热管线的水击。
4.2 对原料气的温度进行控制
对生产系统中的温度进行严格控制，增强其冷却效果，降低压力波动。对于相应的回收装置来说，若是出现氧气不足的情况，就会使得其中含有的烃类燃烧不充分。所以说，对于其中所包含烃类的含量有着一定的要求，结合过往经验，烃类的含量一般不能超过3%。同时，为了防止析碳，温度不能过低。此外，可以对分液罐进行技术上的优化，通过增设管线，对酸性气进行再处理，以尽量减少其中甲醇的含量。
4.3 对生产流程进行优化，防止腐蚀
为了防止腐蚀，可以对生产流程进行如下优化：首先，要对温度进行严格的控制，防止出现水滴凝结。其次，确保燃烧炉等装置防腐蚀衬里的完整性，避免生产过程中所产生物质对设备的损害。在运行阶段，应严格根据设计要求进行升温，以防出现任何意外。对脱硫设备入口温度进行控制，防止出现剧烈的热冲击，以此来保护设备免受损伤。
结束语
随着经济的飞速发展，我国的化工产业规模进一步扩大。为了降低化工生产对环境的影响，硫回收技术也获得了迅速的发展与进步。当前，我国在硫回收领域较多的应用克劳斯法，但在其运行过程中存在较多不稳定因素，影响到生产效率的提高。因此，对克劳斯硫回收稳定运行因素展开研究。
参考文献
[1]郭志强.超级克劳斯硫回收开车出现的问题总结[J].氮肥技术.2017（02）
[2]陈怡，庄际，张新华，陈力钧.硫回收装置中比值分析仪存在的问题和解决方法[J].化工自动化及仪表.2017（05）
[3]高兴东.纯氧克劳斯硫回收装置试运行过程中的问题分析与探讨[J].中氮肥.2018（05）