硫磺回收环保专篇

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1、说明书项目号 20710001B中国石油化工股份有限公司石家庄炼化分公司 油品质量升级及原油劣质化改造工程 8万吨/年硫磺回收装置 环境保护专篇档案号 353-EP-00-DP01设计阶段基础设计日期2010-1-8 单元353共13页第1页山东三维 石化工程股份有限公司编制袁洪娟校核李红霞审核高炬设计经理赵芳总工程师林彩虹1 设计依据 32 设计中采用的主要标准规范 33 工程概述 33.1 建设性质 33.2 建设规模 43.3 设计弹性 43.4 装置组成、设计范围及设计分工 43.5 装置年运行时数 43.6 原料、产品方案 43.7 生产方法和工艺过程 63.8 装置位置及平面布置

2、84 主要污染源、污染物 94.1 废水 94.2 废气 104.3 废渣 104.4 噪声 115 环境保护措施 115.1废水处理措施 115.2 废气处理措施 115.3 废渣处理措施 115.4 噪声处理措施 126 绿化美化 127 环境监测和环境管理机构 128 环保专项投资 139 环境影响分析和预期效果 131.1 工程项目委托书（委托书编号：2010068）；1.2 工程总体设计批复文件（暂缺）；1.3 石家庄炼油化工股份有限公司油品质量升级改造工程总体设计 8 万吨/年硫磺回收及溶剂再生装置31103-01GD-7/2, 2009年12月；（电子版）1.4中国石油化工股份有

3、限公司石家庄炼化分公司油品质量升级及原油劣质化改造工程 职业病危害预评价报告书,北京燕山石化职业病防治所, 2010年5月；1.5业主、总体院（中国石化工程建设公司SEI）及河北都邦提供的设计基础资料；1.6与业主、总体院（中国石化工程建设公司SEI）、河北都邦之间的会议纪要、传真、电子邮件等。1.7 中国石油化工集团公司石油化工装置基础工程设计内容规定 SHSG-033-2008。2 设计中采用的主要标准规范建设项目环境保护设计规定（87）国环字002号文件石油化工企业环境保护设计规范SH3024-1995环境空气质量标准（含修改单）GB3095-1996大气污染物综合排放标准GB16297

4、-1996污水综合排放标准（含修改单）GB8978-1996工业企业噪声控制设计规范GBJ87-85石油化工企业排气筒（管）采样口设计规范SH3056-1994恶臭污染物排放标准GB14554-93工业企业厂界环境噪声排放标准GB12348-20083 工程概述3.1 建设性质硫磺回收装置为石家庄炼化分公司油品质量升级及原油劣质化改造工程的配套子项 目,属于新建项目。硫磺回收装置年产硫磺约81263吨（232.18吨/天）。3.3 设计弹性硫磺回收装置设计弹性范围 60%120%。3.4 装置组成、设计范围及设计分工3.4.1 装置组成本装置由制硫（I系列、II系列）、尾气处理、液硫脱气和储存

5、四部分组成。3.4.2 设计范围和设计分工1）硫磺回收装置界区内的全部工艺、安装、自控、电气、设备、土建、给排水、暖 通、热工及竖向设计由山东三维石化工程有限公司负责；2）硫磺回收装置界区外的公用工程系统及全厂总平面布置等相应内容由河北都邦石 化工程设计有限公司、中国石化工程建设公司负责设计。界区内外的接口，如地上管廊、 地下管道、仪表及电气电信管缆、界区内外道路等，将按相关分工规定执行。3.5 装置年运行时数装置建成后为连续生产；设计年运行时数为 8400 小时。3.6 原料、产品方案3.6.1 原料3.6.1.1 酸性气本装置的原料为清洁酸性气和含氨酸性气，清洁酸性气来自溶剂再生装置；含氨

6、酸性 气来自酸性水汽提装置，清洁酸性气和含氨酸性气分别用管道输送至本装置。原料酸性气 的来源、规格、数量见下表 3.6-1。酸性气来源溶剂再生装置酸性水汽提装置酸性气合计温度C4090压力MPa(g)0.060.06分子量33.7225.07组成kmol/hHSO305.6158.898314.513CO214.28114.281HO215.7356.35122.086C10.0290.029N20.0330.033H20.2680.268C20.0340.034C30.7030.703C +40.2890.289NH31.0154.4025.417合计338.00219.651357.653

7、注：溶剂再生单元的酸性气流量包含了尾气处理溶剂的再生酸性气流量。从原料数据可以看出，硫磺回收装置原料中含有HS、NH、N等介质，其浓度分别为:2 3 2HS: 87.94%， NH : 1.51%， N : 0.01%。2 3 23.6.1.2 S-zorb 尾气S-zorb 尾气为上游装置管输至硫磺回收装置，其组成见表 3.6-2。表 3.6-2 S-zorb 尾气组成组成mol%组成mol%HO2.30HS4.900.0.20N90.60温度C204.7CO1.90压力MPa(g)0.073.6.2 产品硫磺回收单元的产品为液体硫磺。液体硫磺产量为81263 t/a，硫磺产品质量符合GB/

8、T2449-2006 中一等品的要求，检测方法参照 GB/T2451、 2452、 2453、 2454、 2455 执行 其规格如表 3.6-3。项 目纯度砷含量灰分酸度(H SO )2 4水份有机物铁指标 (m/m)三 99.500.010.100.0052.00.300.0053.7 生产方法和工艺过程3.7.1 生产工艺本装置采用“无在线炉硫回收及尾气处理工艺”。3.7.2 工艺特点3.7.2.1 进一级转化器的过程气温度由高温掺合阀自动控制。尾气处理用烟气废热作热 源，外供氢源，全过程不设在线加热炉，工艺节能、降耗、省投资。3.7.2.2 进制硫燃烧炉的酸性气和空气采用比值调节器进行

9、配比调节，在尾气分液罐出口 过程气线上设置HS/SO在线分析仪，根据在线分析仪的信号反馈微调进燃烧炉的空气量。223.7.2.3制硫燃烧炉后设置的制硫余热锅炉，产生3.82MPa(g)饱和蒸汽，经尾气焚烧炉后 的烟气过热后并网，充分利用高温位余热和烟气废热，降低装置能耗。3.7.2.4 一、二、三级冷凝冷却器为组合式，共用一个壳程，发生 0.4MPa(g) 低压蒸汽， 减少冷侧的控制和调节回路。3.7.2.5 尾气急冷塔和尾气吸收塔为重叠布置二合一设备，节省占地面积。3.7.2.6 装置设计将制硫燃烧炉的自动点火、进料、停车、吹扫、停电保护；尾气焚烧炉 的自动点火、停车、吹扫、停电保护等安全联

10、锁引入SIS，提高了装置运行的安全性和自 动化水平。3.7.3 工艺流程简述3.7.3.1制硫部分(I线和II线的流程相同，流程仅对I线流程进行叙述)。溶剂再生装置来的清洁酸性气经清洁酸性气分液罐(353-V-1001)脱液后，分为两路 进入I线和II线的制硫燃烧炉(353-F-1001、353-F-2001 )的火嘴；酸性水汽提装置来的 含氨酸性气进入含氨酸性气分液罐(353-V-1002)脱液后，分为两路进入I线和II线，与 清洁酸性气合并后，一并进入制硫燃烧炉(353-F-1001、353-F-2001 )的火嘴。在炉内，根据制硫反应需氧量，通过比值调节严格控制进炉空气量，经燃烧，将酸性

11、 气中的氨和烃类等有机物全部分解。通常氨的分解温度为1250C1300C。为了防止原料 性质变化造成炉温偏低，设计了清洁酸性气分流管线，必要时可以将一部分清洁酸性气分 流至制硫燃烧炉中部，从而保证炉膛前部温度1250C，避免NO的生成和铵盐堵塞系统。X在制硫燃烧炉内约73%(v)的H S进行高温克劳斯反应转化为硫，余下的H S中有1/322转化为SO ,燃烧时所需空气由制硫炉鼓风机(353-K-1001A/B/C)供给，制硫鼓风机2(353K1001B)采用l.OMPa蒸汽驱动。制硫燃烧炉(353-F-1001 )的配风量是关键，为 此，在制硫尾气管道上安装了 HS/SO在线比值分析仪，随机分

12、析尾气中HS/SO比率，并2 2 2 2通过反馈信号调节供风管道上的微调阀，使过程气中的HS/SO比率始终趋近2:1，从而获22得最高的 Claus 转化率。清洁酸性气分液罐(353-V-1001)和含氨酸性气分液罐(353-V-1002)分出的凝液， 根据分液包液面信号，启动酸性水泵(353-P-1001A/B)将酸性水送至酸性水汽提装置。自353-F-1001排出的高温过程气(约1260C)，小部分通过高温掺合阀调节一级转 化器(353-R-1001)的入口温度，其余部分进入制硫余热锅炉(353-E-1001)，用余热发 生3.5MPa饱和蒸汽输至蒸汽过热器(353-E-3003)过热至4

13、20C并网；过程气温度降至 350C进入一级冷凝冷却器(353-E-1002)冷至160C，在353-E-1002管程出口，冷凝下 来的液体硫磺与过程气分离，自底部流出进入硫封罐(353-V-1004A)。一级冷凝冷却器(353-E-1002 )管程出口 160C的过程气，通过高温掺合阀与1260C 的高温过程气混合后，温度达到264C进入一级转化器(353-R-1001)，在催化剂的作用下，过程气中的HS和SO转化为元素硫。反应后的气体温度为320C，进入过程气换热器 22(353-E-1005)管程。过程气换热器(353-E-1005)管程，与二级冷凝冷却器(353-E-1003)出口的低

14、温过 程气换热，温度降至268C进入二级冷凝冷却器(353-E-1003)；过程气冷却至160C，353-E-1004 冷凝下来的液体硫磺，在管程出口与过程气分离，自底部流出进入硫封罐(353-V-1004B)。分离后的过程气再返回过程气换热器(353-E-1005)壳程，至218C进入二级转化器(353-R-1002)。在催化剂的作用，过程气中剩余的HS和SO进一步转化为22元素硫。反应后的过程气进入三级冷凝冷却器(353-E-1004)，温度从239C被冷却至160C。353-E-1004 冷凝下来的液体硫磺，在管程出口与过程气分离，自底部流出进入硫封罐(353-V-1004C)。顶部出来

15、的制硫尾气经尾气分液罐(353-V-1003)分液后进入尾气处 理部分。一、二、三级冷凝冷却器(共用一个壳体)的余热均通过发生0.45MPa饱和蒸汽加以 回收，产生的饱和蒸汽一部分作为硫磺回收及尾气处理部分的设备、管道伴热(约2.5t/h), 剩余部分与制硫鼓风机(353-K-1001B )乏汽混合后送至溶剂再生装置作为溶剂再生热源。汇入硫封罐的液硫自流进入液硫池(353-T-4001)，经注入喹啉和氮气，用液硫脱气泵(353-P-4001A/B)循环脱气处理，液硫中的有毒气体被脱出至气相，用液硫脱气抽空器的中压蒸汽作动力，送至尾气焚烧炉(353-F-3001)焚烧。脱气后的液硫用液硫提升泵(

16、353-P-4002A/B)送至液硫储罐(353-T-4002A/B)储存或直接外送出厂。3.7.3.2 尾气处理部分尾气分液罐(353-V-1004)出口的制硫尾气与II线尾气分液罐(353-V-2001)出口的 制硫尾气合并后，先进入尾气加热器(353-E-3001)，与蒸汽过热器(353-E-3003)出口 的高温烟气换热，温度升到295C，混氢后进入加氢反应器(353-R-3001)，在催化剂的 作用下进行加氢、水解反应，使尾气中的SO、S、COS、CS还原、水解为HS。2 2 2 2反应后的高温气体约328C进入蒸汽发生器(353-E-3002)发生0.45MPa饱和蒸汽，尾气温度降

17、至170C进入尾气急冷塔(353-C-3001)下部，与急冷水逆流接触、水洗冷却至40Co尾气急冷塔使用的急冷水，用急冷水泵(353-P-3001A/B)自353-C-3001底部抽出，经急冷水空冷器(353-EA-3001A/B/C)、急冷水冷却器(353-E-3004A/B)冷却至40C后返 353-C-3001 循环使用。因为温度降低凝析下来的不平衡急冷水通过塔底液位调节阀送至酸性水汽提装置处理。为了防止设备腐蚀，需在急冷水中注入NH，以调节其pH值保持3在78。急冷降温后的尾气自尾气急冷塔(353-C-3001)顶部出来进入尾气吸收塔353-C-3002）。溶剂再生装置来的MDEA贫胺

18、液(30%溶液)进入尾气吸收塔(353-C-3002)上部，与尾气急冷塔来的尾气逆流接触，尾气中的HS被吸收。吸收了 HS的MDEA富液，经富胺液 22泵(353-P-3002A/B)升压后返回溶剂再生装置。自尾气吸收塔(353-C-3002)塔顶出来的净化尾气(总硫W300ppm)，进入尾气焚烧炉(353-F-3001)，在760C高温下，将净化尾气中残留的硫化物焚烧生成SO，剩余的2H和烃类燃烧成HO和CO，焚烧后的高温烟气经过蒸汽过热器(353-E-3003)和尾气加热2 2 2器(353-E-3001)回收热量后，烟气温度降至330C左右由烟囱(353-ST-3001)排入大气。3.8

19、 装置位置及平面布置3.8.1 装置位置中国石化股份有限公司石家庄炼化分公司地处河北省石家庄市东南部，其南侧为石家庄化工基地。石家庄化工基地西临三环路，一期占地 2.95 平方公里，与石家庄高新区东区以及东北部的良村开发区成三足鼎立之势。石家庄化工基地属地处内陆的产业优势区域本项目改造工程位于石家庄炼化分公司厂区内，其中大部分布置在厂区南部。根据改 造工程总体布置，8 万吨/年硫磺回收装置与酸性水汽提装置、溶剂再生装置及 S-zorb 装 置联合布置，位于整个改造工程中部区域，东邻新建 500 万吨/年常减压联合装置，相距 40米；西侧为原3万吨/年硫回收装置，相距49米；南侧为第三循环水厂，

20、相距 55米； 北侧为液化气罐区最近处相距 53 米。3.8.2 平面布置装置设备平面布置在满足生产工艺流程和防火防爆有关要求下，尽量使布置紧凑合理;设备平面布置设计严格执行GB50160-2008石油化工企业设计防火规范和GB50058-92 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的有关条款，严格按防爆区域划分，设备平面 以满足流程和安全生产为目的，按工艺流程顺序和同类设备适当集中相结合的方式进行布 置。装置界区内的主要工艺设备均为露天布置，使易燃、易爆气体不易积聚。 按防火规范要求：本装置的框架平台设有斜梯，有两个通向地面的梯子。框架平台、 塔平台均设有消防蒸汽、消防竖管、消防快速接头等以备事

21、故时使用。装置设备平面布置图见 353-PD-00-DW01。硫磺回收装置周围均布置有6米宽的环行专用消防道路，能够充分保证消防车辆在事 故状态下迅速快捷到达现场,充分保证装置生产安全。4 主要污染源、污染物4.1 废水本装置排出的废水有含硫污水、含油污水及锅炉排污，详细情况见表 4.1-1。4.1.1 含硫污水含硫污水来自尾气急冷塔循环用水中不平衡部分，其中含有硫化物、氨氮等污染物， pH值在68之间。由泵出口管道送至酸性水汽提装置处理。4.1.2 含油污水含油污水来自乏汽放空筒冷却水、地面冲洗水、设备吹扫水洗等排放污水，见表4.1-1。废水名称排放源排放规律排放量 平均（t/h）排放水质（

22、mg/l）排放去向含油污水地面冲洗间断2.0油：20；悬浮物：50；COD： 200； pH： 7污水处理场生产污水锅炉排污冷却器连续1.5循环热水管网含硫污水尾气急冷塔连续5.5硫化物：200ppm, wt 氨氮：100ppm, wt pH=6 8酸性水汽提装置4.2 废气本装置在正常生产时，废气主要为尾气焚烧炉排放的烟气，详细情况见表 4.2-1。烟气中SO总量约14.272kg/h （计算值），浓度为568mg/Nm3（计算值），采用排气筒高度为1202米， GB16297-1996 中规定烟气中 SO 的允许排放总量二级为 170kg/h（100m 排气筒）， SO22允许排放浓度小于

23、 960mg/Nm3。表 4.2-1废气排气筒排放去向排放点排放规律排放量 kg/h温度C组成 %(v)咼度m直径mm大气（SO排放 量计算值 14.272kg/h）烟囱353-ST-3001连续30832332.7SO :0.01992CO :2.8282HO：11.0591201600（出口内径）4.3 废渣本装置的废渣是定期更换下来的废催化剂，详细情况见表 4.3-1。经过长期运行后转化器及反应器的催化剂要失活，根据预期寿命或失活情况定期更换。表 4.3-1序号名称排放点排放规律排放量 米3/次废渣（液）性质处置 方法形态比重主要组成 %（m/m）1废催化剂一、二级转化器(353-R-1

24、001,1002)(353-R-2001,2002)4年一次800 4 6mm 球状0.65 0.80Al O2 3填埋2废催化剂一级转化器(353-R-1001)(353-R-2001)4年一次160.70.82Al O2 3填埋3废催化剂加氢反应器（353-R-3001）5年一次30球状0 3 X 5mm 三叶草形0.60.7MoO :10.03CoO: 2.5回收或 填埋本装置产生噪声源的设备是机泵、空冷风机、鼓风机及气体放空，其噪声级W85dBA。 当噪声大于 85dBA 时，人长期在噪声环境下工作，会引起听觉器官损伤和心血管系统病症， 并能导致神经衰弱，还能引起胃功能紊乱，视力降低，

25、注意力分散。5 环境保护措施5.1 废水处理措施硫磺回收装置产生的含硫污水排至酸性水汽提装置，使净化后的污水达到回用或污水 处理场的进水要求。蒸汽废锅排出的生产废水，没有污染，冷却后排入循环水回水管网。 冲洗地面的污水进入含油污水管网，至污水处理场处理。5.2 废气处理措施本装置除烟气外，不排放其它废气。设计中通过对制硫尾气净化处理，使本装置烟气 中 SO 的排放量及排放浓度均低于国家规定的排放标准。2设计中采取的主要环保措施有：1) 为确保装置安全生产和人身安全，对可能泄漏或聚集HS气体的地方，按规定设2计了 H S有毒气体检测器，并引至控制室进行报警。22) 在工艺上设置了联锁保护措施，当

26、停电或设备故障时可自动切断原料并将其放 火炬，避免有毒气体漏到周围环境中。3) 硫磺回收装置设置液硫脱气设施，将液硫中的有害气体脱除送尾气焚烧炉焚烧 处理。4) 装置内设置了风向标和警示牌，在事故突发情况下可指示操作人员及时正确地 脱离危险场所。5.3 废渣处理措施硫磺回收装置定期更换下来的废催化剂，由催化剂供应商统一回收或送废渣处理场集 中填埋，不会对环境造成污染。设计中选用低噪声的YBXn系列电机、低噪声鼓风机，噪声级小于90dBA,并在鼓风机进口设消音器，同时蒸汽放空设置消音器，减少噪声危害，使装置的工业噪声符合GB12348-2008工业企业厂界噪声标准6 绿化美化全厂统筹规划，见总体

27、说明。7 环境监测和环境管理机构石家庄炼化分公司环境管理实行三级管理模式，层层把关，确保环保方针、目标的实 现。公司总经理是环保工作的第一责任人，主管生产的副总经理负责公司的环保工作。公 司设立HSE管理委员会，负责组织贯彻国家和中石化有关环境保护的法律法规和要求；审 定本单位的环保发展规划和有关规定、章程、办法；协调解决公司有关环保的计划、设计、 建设、生产等重大环保问题。 HSE 管理委员会设在安全环保处，具体负责公司环境保护日 常管理工作及污染防治工作，还聘用了部分兼职环保督察员即时监督各单位的异常排污和 违规行为。生产车间配备具备一定专业技能的环保专职人员，负责全厂环保设施的日常运 行

28、和管理工作。石家庄炼化分公司设有独立行政的环境监测站，负责对污染源及环境设施的废水、废 气、噪声以及公司外排废水及厂区噪声等项目的监测。该监测站配备有实验室通用仪器和 环境监测专用仪器，共有各类监测仪器设备 100 多台（套），主要包括气相色谱仪、液相 色谱仪、原子吸收、分光光度计、BOD测定仪、烟气测定仪、烟尘测定仪、CO测定仪、声 级计等，可满足常规环境监测和应急监测的需要。石家庄炼化分公司环境监测站现有人员41人，其中管理人员8人，检验人员33人， 下设综合管理组和 5 个监测班，负责全公司污染源及重点环保设施的废水、废气及噪声的 监测；公司及各分级控制口外排废水的监测；厂区、生活区空气

29、质量的监测分析。石家庄炼化分公司环境监测站 2008 年通过了全国实验室认证。 2009 年 9 月全体化验 人员通过了中石化集团公司组织的审核考试。分析监测人员技术素质较高，大专以上学历在 47% 以上，中高级职称占 17% ，确保了监测分析质量。新建硫磺回收装置的环境监测计划可以依托公司原有的环境保护设施和监测制度进 行。依托现有环境监测站，对该项目的各总排放口、环境质量及装置废气、废渣及噪声排 放点进行定期、不定期监测。8 环保专项投资硫磺回收装置就其性质可视为环保装置，属于环境综合治理项目，因此装置建设投资 均属于环保专项投资，其费用约为 1.34 亿元。9 环境影响分析和预期效果9.

30、1 在本装置设计中充分考虑了环境保护因素，对“三废”进行了有效地治理，尽量压缩 “三废”排放，如从工艺上提高技术水平和自控水平，最大限度地提高硫回收率，减少 SO2 的排放量和排放浓度；在设计中严格执行各项环境保护标准，针对在生产中产生的各种污 染物的特点，能回收利用的回收利用，不能回收利用的，采取了有效的治理措施；在停工 或事故状态下设备放净排出的含硫污水分别送回酸性水汽提装置进行处理，避免了高浓度 的含硫污水污染；设置了硫化氢（有毒气体）报警器，及时发现并避免有毒气体的逸出， 污染环境；所泄放的可燃气体或酸性气，均密闭送往火炬系统；在设备选型、管道安装等 各个环节中采取了有效的措施，减少噪声危害。9.2 项目的建设充分考虑了对环境的保护，对生产中产生的废水、废渣已采取合理、有效 措施，进行妥善处理；废气能够确保达标排放；所依托的现有各级环境保护机构健全，环 境保护措施运行可靠。