胡建君

(四川佳运油气技术服务有限公司，四川 成都 610000)

1 硫磺回收单元工艺简介

伊拉克米桑油田天然气处理厂主要由增压单元、脱硫单元和硫磺回收单元组成，天然气处理能力为142 mmscf/d，其中SRU天然气脱硫装置处理能力为71 mmscf/d，硫磺回收单元生产硫磺的能力为113 t/d。硫磺回收单元采用克劳斯工艺路线，主要分为四个部分，克劳斯炉反应部分、焚烧炉部分、液硫脱气部分、硫磺成型部分。克劳斯炉反应部分又包含进气部分、热反应部分和催化反应部分[1]，工艺流程图如图1所示。

图1 硫磺回收单元工艺流程图Fig.1 Process of sulfur recovery unit

1.1 克劳斯炉热转化反应原理[2]

本装置采用克劳斯部分燃烧法，严格控制进风比例，在克劳斯炉内通过高强力燃烧火嘴，炉内反应的反应式主要是硫化氢和氧气反应生成二氧化硫和水，生成的二氧化硫继续与硫化氢反应生成单质硫。此外，原料酸性气中的烃类在炉内燃烧生成CO2和水。

反应后的高温过程气通过两个阶段冷却。首先在废热锅炉中冷却，回收热量产生中压蒸汽，然后过程气在一级硫冷器中冷却，产生低压蒸汽，一级硫冷器生成的液硫经液硫封排至液硫池。在这两个冷却的过程中，硫蒸汽由S2向S6和S8转变。

1.2 催化反应过程

反应后的过程气还含有相当数量的硫化氢和二氧化硫2，需要在催化反应器中继续进行反应。反应方程式如下：

H2S+1/2SO2→3/2nSn+H2O+48.05 kJ/mol

(1)

式中:n为每个硫分子中硫原子数。在催化反应器内随温度降低，而依次转化生成S6和S8。此外，第一级催化反应器还发生CS2和COS的水解反应式如式(2)、式(3)所示。……