硫磺制酸装置的大型化探讨.pdfVIP

中国石油和化工勘察设计协会硫磷专委会暨全国化工硫磷中心第十五次年会论文集 硫磺制酸装置的大型化探讨 李若松 (云南化工设计院有限公司 云南 昆明 650041) 摘要：本文阐述了硫磺制酸的技术现状、技术进展、热能回收、超大型化设计及设备制 作的模块化运作。通过设计及总承包建设的大型硫磺制酸装置，论述了有关装备、设计、材料 使用、技术进步等经验。 关键词：硫磺制酸；大型装置：装备；设计；技术进步 1．制酸技术现状 我国硫磺制酸新的起步在改革开放后的80年代，从8万吨／年的改造装置开始到目前的 1000Kt／a装置，在这二十多年里，我国硫磺制酸现状是：装置很多、规模偏小、技术不齐。在现 在运行的硫磺制酸装置约八百套，装置规模从年产几万吨到年产百万吨，装置数量多集中在中小 规模的年产lOOKt／a到400Kt／a之间。装置的技术水平也是多种多样，世界先进与国际落后装备 水平并存。 硫磺制酸装置的大型化以2005年建成投产的云天化富瑞一期的800Kt／a硫磺制酸装置和张家 港双狮一期的年产1000Kt／a硫磺制酸装置为标志。2005年以来，据统计，我国已经建成几十套 装置规模在年产600Kt／a的大型硫磺制酸装置。 云天化国际股份有限公司富瑞分公司的800Kt／a硫磺制酸装置于2005年3月建成投产，是 云南磷复肥基地国产化示范项目一期“836”工程配套装置之～n3。该装置由中国石化集匿南京工 程公司设计，是国内第一套大型国产化硫酸装置，除采用进口催化剂外，装置的设备和材料实现 了国产化。 双狮的1000Kt／a硫磺制酸装置，是美国孟莫克公司为双狮精细化工公司在江苏张家港建设 的硫磺制酸装置心1。由孟莫克公司进行基础设计和详细设计并提供进口设备及催化剂，国内工程 公司进行标准转换和土建、电气工程设计以及国内配套设备的采购，于2005年4月投产运行。 云南化工设计院有限公司已经设计和承包建设有几十套硫磺制酸装置，大中小规模都有， 大型装置如云天化国际股份有限公司红磷分公司带HRS的800Kt／a硫磺制酸装置、云南三环中 硫酸装置。 红磷800Kt／a硫磺制酸装置是我院总承包第一套大型硫磺制酸项目，在孟莫克的工艺软件 包基础上，我院进行详细设计。S0z进转化器的浓度为11．0％，转化采用“3+1”两次转化、“III 中国石油和化工勘察设计协会硫磷专委会暨全国化工硫磷中心第十五次年会论文集 II”换热流程。转化器为孟莫克积木式全不锈钢结构、内装孟莫克催化剂。积木式结构是较容 易进行规模放大的设计形式，转化器的所有承重都落在可滑动的立柱上，直径加大可随之增加 立柱数量。主鼓风机在干燥塔之前(干燥塔正压操作)，采用国产的轴流风机，进风机的空气经 过了高效率的空气过滤器。焚硫炉为蝶形封头的等径圆柱体，内衬保温砖和耐火砖， 4支进口 磺枪。锅炉为双锅筒单汽包，转化器第1段出口设置不锈钢高温过热器，转化器第4段出口设 置低温过热器和省煤器且两者叠加的型式，转化器第3段出口在冷热换热器后设省煤器，中压 蒸汽系统产3．8MPa、450℃过热蒸汽。干燥和二吸为两塔一槽流程，塔体采用传统碳钢衬砖的蝶 形底、瓷条粱，分酸器是国产带阳极保护的槽式分酸器，干燥和二吸酸管道采用带阳极保护的 316L不锈钢。两级的热回收塔取代了传统的一吸塔，HRS热回收系统为不带蒸汽喷射的典型流 程，产0．8MPa的饱和蒸汽。随着城市规模的扩大，工厂已经与主城区连成一片，该装置是红磷 分公司的节能降耗减排项目，为在增加硫酸产量的同时不增加SO：的排放，设置了尾吸系统。该 装置于2009年9月开车以来，一直平稳运行。 云南三环中化化肥有限公司磷铵工程Ⅱ期的800Kt／a硫磺制酸装置是我院总承包叉一套大 型硫磺制酸项目，是在孟莫克的工艺软件包基础上，我院进行初步设计和施工图设计。除不带 低温位热回收系统外，整个工艺与红磷相仿。S02进转化器的浓度为11．O％，转化仍为进口催化 剂。主鼓风机亦在干燥塔之前，采用的是进口的离心风机。干吸采用三塔一槽流程，干吸塔在 衬砖前还衬了一层高硅不锈钢，分酸器采用进口的不带阳极保护的槽式分酸器，酸管道是不带 阳极保护的国产高硅不锈钢。该装置没有尾吸系统，于2011年10月开车，平稳运行至今。 2．制酸技术进展 硫磺制酸技术的进步伴随装置规模的扩大而不断提升。首先体现在SO。进转化器浓度的不断 提高，从10％以下提高到了11．5％甚