硫磺回收工藝的模擬與優(yōu)化.pdf

1、石油、石化工業(yè)，天然氣工業(yè)和煤工業(yè)的硫磺回收是我國硫磺生產(chǎn)的主要來源。原油經(jīng)加氫處理，脫除的硫以H2S的形式存在，天然氣中，H2S也是主要的雜質(zhì)，以煤為原料的合成氨、煉焦、以及煤制合成天然氣等工藝都涉及到H2S的回收處理問題。且H2S對(duì)下游裝置運(yùn)行、環(huán)境保護(hù)、設(shè)備腐蝕和產(chǎn)品質(zhì)量都有不利的影響，因此必須對(duì)H2S進(jìn)行脫除。常用的氣體脫硫方法是醇胺法，該法以醇胺溶液作為吸收劑，通過化學(xué)吸收脫除原料氣中的H2S。溶劑再生得到含較高濃度H2S的酸

2、性氣，如果直接排到大氣中不僅污染環(huán)境，也浪費(fèi)了其中的硫資源。工業(yè)上，采用克勞斯法回收H2S中的硫，克勞斯法回收的硫磺質(zhì)量高于其他途徑生產(chǎn)的硫磺。對(duì)醇胺法脫硫和硫磺回收工藝過程的模擬對(duì)其工藝的開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)操作的控制和節(jié)能優(yōu)化、技術(shù)改造有著重要的意義。
　　本文使用流程模擬軟件PRO/Ⅱ的AMSIM模塊，對(duì)以MDEA為吸收劑的脫硫工藝過程進(jìn)行了模擬，考察了過程的主要操作參數(shù)對(duì)分離過程的影響，并在保證H2S回收率的條件下，能耗最低為

3、優(yōu)化目標(biāo)，優(yōu)化了工藝過程參數(shù)。
　　克勞斯工藝中既有復(fù)雜的燃燒反應(yīng)又有硫單質(zhì)各種形式的轉(zhuǎn)化。利用流程模擬軟件Aspen Plus對(duì)該過程的模擬存在燃燒爐出口煙氣組成偏離實(shí)際值和無法計(jì)算硫磺回收率的問題。本文利用Fortran語言開發(fā)了克勞斯燃燒爐和硫冷凝器單元模型。對(duì)于克勞斯燃燒爐模型，采用最小自由能法計(jì)算爐內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)物的平衡組成，并結(jié)合動(dòng)力學(xué)關(guān)聯(lián)式修正了COS、CS2、CO、H2組分的摩爾分?jǐn)?shù);對(duì)于硫冷凝器，采用硫蒸氣組成圖計(jì)算冷

4、凝器出口過程氣中的硫組成。將建立的燃燒爐和硫冷凝器單元模型作為Aspen Plus軟件的用戶模型，編譯鏈接到Aspen Plus中以供使用。
　　分別使用Aspen Plus用戶模型和Aspen Plus內(nèi)置模型對(duì)非常規(guī)分流法的克勞斯工藝過程進(jìn)行模擬。計(jì)算結(jié)果表明:通過對(duì)克勞斯燃燒爐中副產(chǎn)物的修正，用戶模型的計(jì)算溫度更接近實(shí)際溫度，并且在Aspen Plus中可以計(jì)算硫回收率。此法屬于軟件的二次開發(fā)，即充分利用了Aspen Plu