石油化工职业技能培训教材1

石油化工职业技能培训教材硫磺回收装置操作工中国石油化工集团公司人事教育部编中国石化出版社内容提要本书是中国石油化工集团公司人事教育部依据国家职业标准组织编写的《石油化工职业技能培训教材》中的一本。本书包含硫磺回收操作工初级工、中级工、高级工、技师等四个级别的内容要求。本书全面介绍了硫磺回收装置的工艺原理、相关设备、各种情况下的操作、安全环保、事故处理、节水减排等与硫磺回收相关内容。本书读者对象为硫磺回收装置操作工或与硫磺回收装置相关的人员。前言为了进一步加强石油化工行业职业技能培训工作，为职业技能培训提供科学、规范的依据，满足企业职工培训、鉴定的需要，壮大技能人才队伍，中国石油化工集团公司人事教育部组织编写了第一批《石油化工职业技能培训教材》。本套教材包括石油化工行业X个职业40个工种，共40种教材。本套教材的编写依照中华人民共和国劳动和社会保障部制定的《石油化工生产人员国家职业标准》（以下简称国家职业标准）及《石油化工职业技能培训考核大纲》的要求，紧密结合石油化工行业生产实际特点，同时又考虑到了技术进步、技术创新以及新工艺、新设备、新材料、新的操作方法对职工技术素质不断提高的要求而编写的。教材编写突出了统一性、通用性、规范性、实用性及可操作性，并坚持以理论知识为基础，以职业技能为核心的原则，采用集中分类方式编写。全套图书分为三类：第一类为通用知识培训，即按照国家职业标准中的职业概况要求，使所有从事石油化工生产的职工达到应具备的基本观念、意识、品质和行为的要求，主要包括：职业道德知识、职业态度和基本行为规范等。第二类为职业理论知识培训，即本职业应掌握的基本理论知识，按照X个职业五个等级编写。涉及内容包括生产技术中常用的数学、物理、化学的基本概念和知识；与该职业生产工艺相关的石油炼制及石油化工基础知识；各种控制数值的基本概念、常用计算和换算方法；有关传热、传质、流体力学、流体输送知识；有关安全环保的规章制度及基本知识；机械、电工、仪表、计算机基本知识等。第三类为技能操作与相关知识培训，即每一个工种应掌握的基本操作技能以及相关知识。按照X个工种五个等级，根据石化生产的性质和特点，内容包括工艺操作、设备使用与维护、事故判断与处理、绘图与计算、管理、培训与指导等内容；相关知识是指完成每项操作技能应具有的必备知识，主要包括与技能要求相对应的技术要求、有关法规、操作规程、安全知识和理论知识等。《硫磺回收装置操作工》教材包括初级工、中级工、高级工、技师四个等级内容，编写特点为采用系统性强的传统教材模式，不分级别，在编写顺序上遵循先理论知识后技能知识、先单体后系统的编写原则。教材编写内容以国家职业标准为依据，遵循统一性、通用性、先进性、规范性原则；体现工人对教材实用性和可操作性的要求。教材编写以技能为主。教材的每一个章节体现出知识和技能对工人的要求，突出技能。遵循理论知识为技能服务，不涉及高深理论，技能知识体现现代企业对工人技能的要求，通过学习，使工人不仅知道怎么干，还要明白为什么那样干。教材在章节安排上把设备操作知识、催化剂有关内容和工艺操作知识分开编写，使工人在学习有关设备、催化剂的知识后，再进行日常操作学习；在掌握日常操作知识后再学习事故处理。以期通过循序渐进、由浅入深的学习，使职工扎实掌握装置的应知应会知识。鉴于目前硫磺回收处理方法较多，因此，教材重点介绍基本的处理方法，力争使教材能在大多数企业通用。同时，对典型的先进处理方法也作一定的介绍。做到通用性与先进性的有机结合。污水汽提部分主要介绍污水汽提装置操作知识，鉴于各厂单元划分的区别，在培训时依实际情况进行。本书只作介绍，不作要求。适用于X职业X工种各个等级的培训考核。本教材主编单位为中石化长岭分公司，参编单位为齐鲁石化公司。本教材由宋远清主编，王喜亮、朱向东参编；参加审稿人员有XXX。《硫磺回收装置操作工》教材已经中国石油化工集团公司人事教育部职业技能教材编审委员会审定通过，参加终审的人员有：XXX……等。由于时间紧迫，不足之处在所难免，欢迎各使用单位及个人对教材提出宝贵意见和建议，以便教材修订时补充更正。第1篇硫磺回收装置部分1第1章概述1.1硫磺回收装置的作用随着我国国民经济的快速增长，石油加工与天然气工业得到高速发展。与此同时，含硫原油加工量和含硫天然气处理量随之相应增加。特别是高硫原油进口的增多，以及大量的含硫燃料油深加工及煤造气等工艺都涉及到含硫化合物的处理。国内多数天然气田也伴生大量的硫化氢。在原油中硫含量不断升高，加工深度不断深化的同时，对含硫物质排放的环保控制标准却日趋严格。经济的增长与环保的严格控制使得相关的气体脱硫与硫磺回收技术日益重要。为此，必须在开好现有硫磺回收装置的同时，建设大量硫磺回收装置以满足日益严格的环保要求。硫在炼油过程中也存在极大的危害，如不及时将其脱除，将严重腐蚀设备，影响装置的长周期运行。同时，硫的存在也严重地影响油品质量，各国对油品中的硫含量均有日趋严格的标准。由于硫的超标，使得油品只能降级或回炼。因此，必须对炼油过程中的硫加以处理。硫磺回收装置在炼厂中的作用就是回收硫，实现清洁生产。总之，无论是从炼油过程、油品质量还是环保控制等诸多方面都要求对原油加工过程中的硫加以处理。硫磺回收装置的任务就是处理炼油厂、天然气化工厂等产生的含有硫化氢的酸性气，采用适当的工艺方法回收化工原料硫磺，然后进行尾气处理，达到化害为利，降低污染，保护环境的目的。1.2硫磺回收的历史、现状及发展方向目前炼油厂回收硫的主要技术是克劳斯法。此法通常处理含硫化氢为15％～100％的酸性气。原始的克劳斯方法专门用于回收吕布兰法生产碳酸钠时所消耗的硫磺，此过程由英国化学家克劳斯于1883年发明。原始的克劳斯法工艺分为两步：第一步是把二氧化碳导入由水和硫化钙组成的淤浆中，产生硫化氢：CaS（固）+H2O(液)+CO2(气)→CaCO3（固）+H2S(气)1—1—1第二步是把硫化氢和空气混合后导入一个装有催化剂的容器，发生1—1—2式的反应获取硫磺。H2S+1/2O2→1/xSx+H2O1—1—2该工艺只能在空速很低的条件下进行，而且反应热无法回收。1938年德国2法本公司对克劳斯法工艺做了重大改革，使硫化氢的氧化分为两个阶段完成。第一阶段称为热反应阶段，有三分之一体积的硫化氢在反应炉内被氧化为二氧化硫并放出大量的反应热，第二阶段称为催化反应阶段，在催化剂床层上剩余的三分之二体积的硫化氢与生成的二氧化硫继续反应生成硫。经过改进，反应热的大部分被吸收利用。催化转化反应器的进口温度也比较容易调节，大大提高了装置的处理能力。这种经过改革的克劳斯工艺习惯上称为“改良克劳斯工艺”。改良克劳斯工艺成为世界上为数众多的硫磺回收装置的基础。以后该工艺虽然又经历了多次变革，并且增加了尾气处理设施，但操作原理未变。现在使用的硫磺回收方法基本都是改良克劳斯法。从第一套较现代化的改良型克劳斯工业装置于1944年投产以来，无论在基础理论、工艺流程、催化剂研制、设备结构及材质、自控方案及仪表选择等方面都有了很大发展与改进。现在国外约有数百套克劳斯硫磺回收装置。国内第一套从天然气中回收硫磺的装置于1965年在四川东溪天然气田建成投产，第一套从炼油厂酸性气中回收硫磺的装置于1971年在山东胜利炼油厂建成投产。目前国内的硫磺回收装置已超过100套，其中炼油厂硫磺回收装置约占70％左右。2000年以后，国内硫磺回收装置迅猛发展，短短几年，就使我国硫磺回收装置从六十余套增加到一百多套。各国对清洁燃料的需求及来自日益严格的环保法规的压力对硫磺回收装置的总硫回收率提出了越来越高的要求。一方面，由于炼油厂加工能力的增加，炼油深度的提高，副产的硫化氢越来越多，而政府部门要求装置污染物排放量却越来越低、排放浓度也越来越低，这就要求增加硫磺回收装置处理能力的同时提高装置的总硫回收率以满足双重要求。从而使得硫磺回收装置正日益向大型化、高度自动化发展，大型装置一般都配有尾气处理装置。据预测，我国到2010年以后进口原油将达到（1.8～2.0）亿t/a，且大部分属于高硫含量的进口原油，加工过程中必然副产大量的酸性气，必须建设大量硫磺回收装置以满足日益严格的环保要求。近几年硫磺回收装置迅速发展，一大批新建装置陆续建成，他们的特点代表了我国硫磺回收装置的技术先进性以及今后的发展方向。新建硫磺回收装置一般呈现以下特点：1．装置规模大，一般为年产2万t/a以上的装置；2．硫回收率高，硫回收率可达97％～98％；33．新建装置更注重环保，绝大多数装置配有尾气处理单元，总硫回收率可达99.0％～99.8％。基本能做到达标排放。4．自动化程度高，控制更为准确。绝大多数装置都使用H2S/SO2在线比例分析调节仪，通常配有氧分析仪、氢分析仪及尾气二氧化硫分析仪等；大大提高了装置操作精度。为硫磺回收装置尾气达标排放奠定了基础。5．新工艺及新催化剂迅速发展，克劳斯催化剂及尾气处理催化剂形成系列化。新建装置一般都使用多种催化剂来满足不同的需求。从而为硫磺回收装置大幅提高转化率创造了条件。我国对工业企业环境保护问题提出日益严格的要求，重新制定了更加严格的大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）并规定从1997年1月1日开始强制性实施。GB16297-1996对二氧化硫排放作了严格规定，新污染源SO2≤960mg/m3，现有污染源SO2≤1200mg/m3，并对硫化物排放量也作了规定。按此标准，要求炼油厂和天然气净化厂硫磺回收及尾气处理装置的总硫回收率要达到99.7％～99.9％以上。只有采用技术更加先进可靠、尾气处理更彻底的装置才能达标，而尾气处理技术落后或没有尾气处理的硫磺回收装置均需进行改造。硫磺回收及尾气处理技术已经由单纯的环保技术发展成为兼具环保效益和经济效益的重要工艺技术。随着人们环保意识的提高，国家环保法规的日益严格，近年来各炼油厂、天然气、焦化厂、化肥厂、电厂、煤造气工厂等都在新建或扩建原有硫磺回收装置。对于新建硫回收装置，大多选择以斯科特为代表的还原吸收工艺。此类工艺虽投资及消耗指标较高，但它对克劳斯硫磺回收装置的适应性强，净化度高，硫回收率高达99.8％，是目前世界上装置建设数量最多、发展速度最快的尾气净化工艺。就目前来说，斯科特工艺又进行了诸多的改进，如低温斯科特工艺、超级斯科特工艺、低硫斯科特工艺、生物斯科特工艺。然而，对于为数不少的小型炼油厂、还有焦化厂、化肥厂等，硫化氢含量低，建大型硫回收装置不合适也不现实，还有一些硫回收装置由于装置规模小，没有设尾气处理单元或尾气处理不达标的工艺，原有工艺都有了改进型工艺。如Sulfreen工艺、Clauspol工艺、SuperClaus工艺等，总硫回收率均达到或超过了99.5％。若要新增尾气处理装置，多用途的RAR工艺及组合式RAR工艺，脱除效率高达99.7％～99.9％，投资和运行成本低，是一种很有发展前途的硫磺回收及尾气处理工艺。4另外，一些炼油厂的硫磺回收装置因受到场地、资金以及酸性气含量等多方面的限制，往往只能采取装置扩能的措施来解决掺炼高硫原油的问题。富氧硫回收工艺是装置扩能的有效的工艺之一，发展势头迅猛，目前世界上装置数量最多。1.3装置的特点硫磺回收装置在其工艺、设备、安全、环保等方面呈现以下特点：1．硫磺回收装置在整个炼油流程中属生产后部装置硫磺回收装置处理的是在炼油过程中产生的酸性气体，是炼油的尾气处理装置，处于炼油过程的后部。由于硫磺回收装置处理的是气体，在工艺、设备方面有其特有的特点。硫磺回收装置属环保装置，工艺上更接近无机化工。他运行的好坏直接关系到炼油厂的尾气排放是否达标，在一定程度上，硫磺回收有其不可替代的作用。2．原料及过程气有毒有害，装置对防毒措施要求严格硫磺装置的原料是酸性气，属于易燃易爆物，其火灾危害性属于甲类。原料中硫化氢为主要组成物，且过程气（过程气是指酸性气自燃烧炉中燃烧后产生的，最后一级反应器出口以前的工艺气体）中含硫化氢、二氧化硫等有毒有害物质，这些介质易对人体造成伤害，甚至危及人身安全，因此，装置对防毒措施要求严格。操作工