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對下游裝置運行、環(huán)境保護、設備腐蝕和產(chǎn)品質(zhì)量都有不利的影響，因此必須對H2S進行脫除。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。對醇胺法脫硫和硫磺回收工藝過程的模擬對其工藝的開發(fā)、設計、生產(chǎn)操作的控制和節(jié)能優(yōu)化、技術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，對以MDEA為吸收劑的脫硫工藝過程進行了模擬，考察了過程的主要操作參數(shù)對分離過程的影響，并在保證H2S回收率的條件下，能耗最低為

3、優(yōu)化目標，優(yōu)化了工藝過程參數(shù)。
　　克勞斯工藝中既有復雜的燃燒反應又有硫單質(zhì)各種形式的轉(zhuǎn)化。利用流程模擬軟件Aspen Plus對該過程的模擬存在燃燒爐出口煙氣組成偏離實際值和無法計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。對于克勞斯燃燒爐模型，采用最小自由能法計算爐內(nèi)反應產(chǎn)物的平衡組成，并結合動力學關聯(lián)式修正了COS、CS2、CO、H2組分的摩爾分數(shù);對于硫冷凝器，采用硫蒸氣組成圖計算冷

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)置模型對非常規(guī)分流法的克勞斯工藝過程進行模擬。計算結果表明:通過對克勞斯燃燒爐中副產(chǎn)物的修正，用戶模型的計算溫度更接近實際溫度，并且在Aspen Plus中可以計算硫回收率。此法屬于軟件的二次開發(fā)，即充分利用了Aspen Plu