燕 航，邓丽君，田伟杰，刘小勇

（中国石油长庆油田分公司第一采气厂，陕西靖边 718500）

1 工艺设计简介

天然气净化厂设有一套采用直接选择氧化法（SCO 工艺）的硫磺回收装置处理来自天然气净化装置脱出的酸气，设计酸气H2S 含量为2.871 8%（见表1），潜硫含量为12.5 t/d，额定工况酸气流量为13 380 m3/h（20 ℃、101.325 kPa），变化范围在5 352～14 718 m3/h。

表1 酸气组分设计值

硫磺回收装置设计有两级反应，反应原理为含H2S 酸气与空气混合在催化剂上进行H2S 的选择氧化，化学反应式如下：

其中一级反应器为恒温反应器，采用高选择性催化剂，反应器内设换热管，管内水汽化吸热移除反应热；二级为绝热式反应器，采用深度氧化催化剂，实现H2S较高的转化率。

2 恒温反应器的结构及原理

恒温反应器作为整个硫磺回收装置的核心反应设备，是本文的主要研究对象。

硫磺回收装置的恒温反应器为列管式固定床反应器，主要由换热系统、触媒装载、压力壳体三大部分组成，实际内部结构（见图1）。

设备运行时，酸气与空气的混合气体进入反应器壳程，从径向框进气孔进入反应器内部，在催化剂上发生催化氧化反应，放出大量反应热后，从中心管流出。反应热的释放会导致床层温度升高，为了控制床层温度，设备内部分布有大量轴向换热管，换热管分为内外套管，内套管与水室相通，外套管与汽室相通。水室内的冷却循环水在内套管吸收反应热形成蒸汽进入外套管，进而进入汽室，汽室与汽包连通，汽包内的饱和蒸汽与外部冷却设备相连进行冷却，冷却后的循环水最终返回水室，形成换热系统的闭式循环。……