6.2 工艺方法及参数选用

    （2）在给定的数据中是从节约能源、减少消耗和建设投资所给定的最大限度数，超越了它，将会造成浪费，也是不必要的。

    （3）在推荐设计参数时，对这些参数的使用条件都做了限制，如不采用此类设备和条件，亦可不遵守本规范的规定。推荐的这些参数又集中在那些理论计算和工程实践差别很大，使设计人员无法决定取舍的问题。本规范对于这类问题从总结工程实践入手，给出了大家公认的、既能保证达到预期效果而又不造成浪费的数据，作为推荐的依据。
6.2.3 砜胺溶液是当前国内外天然气脱硫最重要的物理化学溶液，兼有物理吸收和化学吸收两者的优点，操作条件和脱硫效果大致和醇胺溶液相当，但物理溶剂（环丁砜）的存在使混合溶剂的酸性气体负荷大大提高，原料气酸气分压愈高，砜胺法溶液酸气负荷愈大，投资和操作费用比醇胺法愈低，因而当原料气酸气分压较高时此法尤为适用。由于环丁砜溶剂对有机硫有良好的溶解性，砜胺法对有机硫的脱除率较高，而一般醇胺法对它们的脱除率都低，因而当原料气中含有大量的有机硫需要脱除时，应选用砜胺溶液。砜胺溶液中的化学溶剂有两种，一种是二异丙醇胺（DIPA），另一种是甲基二乙醇胺（MDEA）；前者为原型，后者为改进型。由于MDEA对H₂S的吸收具有选择性，故若只需要部分脱除原料气中的CO₂时，宜选用改进型砜胺溶液。
6.2.4 当原料气中的二氧化碳与硫化氢的比值较大时，采用对硫化氢的吸收没有选择性的吸收剂脱硫有两个缺点：第一，在脱除硫化氢的同时亦脱除二氧化碳，需要较大的溶液循环量，能耗高；第二，脱除下来的酸气中，硫化氢浓度较低，必将增加对其进行处理的困难程度和所需投资，若酸气中的硫化氢浓度降至15%以下，采用通常的克劳斯法回收硫黄已不可能。硫化氢和二氧化碳共存时，甲基二乙醇胺对硫化氢的吸收有良好的选择性，自20世纪80年代以来，在气体脱硫工业上应用日益广泛，并在国内多数天然气净化厂推广应用，取得了显著的经济效益。
6.2.8 克劳斯硫黄回收法有两种基本形式，分别是直流式和分流式。直流式常用于处理硫化氢含量高的酸气（高于50%），分流式常用于硫化氢含量低的酸气（15%~50%）。无论是直流式还是分流式，配入的空气量都是按酸气中1/3硫化氢燃烧生成二氧化硫所需化学计算量确定，反应是否能进行取决于主燃烧炉的炉膛温度，只要有合适的炉温能维持稳定燃烧，反应即可顺利进行。维持稳定燃烧的炉温范围较大，各资料中有关装置的操作数据不尽相同，它受到硫化氢浓度、烃类及其他杂质含量的影响，需根据具体情况分别计算。因此，对分流式流程，不应限定进入主燃烧炉的酸气应为总酸气量的1/3，可以大于1/3，如2/3或3/5等，条件是维持炉温以便于稳定燃烧，而进炉空气量仍然是总酸气中1/3硫化氢燃烧成二氧化硫的化学计算量。此时，炉中反应除生成二氧化硫外还生成部分元素硫。
6.2.9 对于硫黄产量小的净化厂，如果尾气直接焚烧排放能满足当地环境保护的要求，则直接焚烧是经济的。当直接焚烧排放不能满足环境保护要求时，需要进行尾气处理，提高硫黄回收率。为提高硫黄回收率，可选用低温克劳斯法或超级克劳斯法代替常规克劳斯工艺，前者利用低温克劳斯技术，后者采用选择性氧化工艺，均为20世纪80年代以来常规克劳斯工艺的新发展，兼有硫黄回收和尾气处理双重功能，硫收率可到99%~99.5%。当采用低温克劳斯法或超级克劳斯法仍不能满足当地环境保护要求时，可采用还原吸收法处理尾气，该法可使排放气中硫化氢含量降至0.03%（体积分数）以下。
6.2.11 溶液的酸气负荷是指富液中的酸气（包括H₂S和CO₂）摩尔数与溶液中胺摩尔数之比，其单位为mol/mol（酸气/胺）。
6.2.14 环丁砜是一种极性很强的有机溶剂，在吸收酸性气体的同时，对烃类气体也有很大的吸收性，特别是不饱和烃，芳烃更甚。酸气中烃类含量增加会给下游克劳斯回收装置带来一系列不良影响：增加主燃烧炉空气用量，降低反应物浓度，对生成元素硫的化学平衡不利，使主燃烧炉中COS和CS₂副产物增加，导致装置硫收率降低；酸气中烃含量增加还可能导致含碳聚合物在转化器中的催化剂床层上积聚，降低催化剂活性，并影响硫黄质量。酸气中烃含量过高还可能使燃烧炉由于温度超过允许值而受到损坏。酸气中烃类含量增加对分流式克劳斯装置影响尤为显著。因而一般情况下均宜设置富液闪蒸罐，既可降低酸气中的烃含量，又可回收部分烃类作为工厂燃料。当原料气中含有凝液或重烃时，凝液或重烃也会溶解在胺液中而进入闪蒸罐，应在此处设置撇油口将油撇除，否则将进入再生塔导致泛塔而影响平稳操作，然而在再生系统内撇油操作比较困难。
6.2.15 闪蒸罐应在尽量低的压力条件下操作，压力越低，溶解在富液中烃类解吸越多。但是经过闪蒸的富液还需要有足够的压头以便能克服贫富液换热器、调节阀和管线的压降而进入再生塔。同时，为了利用闪蒸气作为工厂燃料，应使它有足够的压力进入燃料气系统。
6.2.18 活性炭过滤器可以有效地去除溶液中的降解产物和烃类。对甲基二乙醇胺（MDEA）法装置，由于不设置溶液复活釜，设置活性炭过滤器的必要性更为突出。
6.2.21 普遍认为，醇胺法脱硫系统的内表面会生成一层保护膜，保护内层的铁不会继续与硫化氢反应而被腐蚀。为使保护膜不遭受破坏，对醇胺溶液的流速应限制，规定所有管道内胺液流速应低于1m/s。国内外经验证明，富液在吸收塔底至换热器间管线及换热器管程中的流速限制在0.6m/s~0.8m/s是适宜的。虽然较小的流速降低了传热系数并加大了换热面积，从而增加了投资，然而较小的流速可减少腐蚀，延长设备使用寿命，补偿了一次性投资的增高。出换热器并经调节阀降压的富液，由于温度升高、压力降低，一部分酸气解吸出来造成气液两相流动现象，对管线冲蚀更为严重，为此应加大管径降低流速。对这一管段，国内及国外的做法是按照0.6m/s~0.8m/s富液流速计算管径，然后再放大一级选用。气液两相的富液管线应考虑流体流态及振动。物理化学溶液黏度较大，对管线内壁润滑性好、腐蚀速率低，因而可以允许较高的流速。国外认为流速小于1.5m/s合适，流速稍高还有助于减少管内淤积的污物。大于1.5m/s腐蚀可能发生，大于2.0m/s腐蚀肯定发生。
6.2.22 硫黄回收装置的良好风气比率控制系统一般应考虑对酸气和空气流量的温度、压力补偿措施和根据硫黄产量设置1台~3台空气调节阀，以提高控制精度。尾气在线分析反馈控制系统是最终保持尾气中硫化氢与二氧化硫分子比为设计值的重要措施。
6.2.23 主燃烧炉的燃烧器是由烧嘴、点火装置和燃烧室组成的，在这里要完成酸气和空气混合并充分燃烧，产生克劳斯反应所需要的二氧化硫，同时使酸气中的烃类和氨等可燃杂质充分氧化。因此，主燃烧炉的燃烧器应具有良好的结构才能保证上述反应的完成。主燃烧炉反应室的容积是由完成高温克劳斯反应所需要的停留时间决定的。反应所需停留时间主要与进料酸气组成有关。一般来说，酸气浓度越高，反应室温度越高，需要的停留时间就越短，反之则长。本条对下限值未作规定，也不排斥特殊情况下采用比3s更长的停留时间。
6.2.24 转化器的空速与所用催化剂性能有关。应根据所选催化剂的性能，确定合理的空速，以保证反应所需的时间。目前国内已普遍采用常规克劳斯催化剂，空速多在1000h^﹣1以上，一般为1000h^﹣1~1400h^﹣1，相应的气体通过床层的停留时间为3.6s~2.6s。
6.2.26 由于液硫是从大量不凝气体中冷凝分离的，此时它容易形成雾状，或在不凝气体中形成分散的很好的气溶胶相。因而，对从末级冷凝器出来的气体应通过捕集以分离其中雾状的硫。捕集丝网和冷凝器可结合在一个卧式设备中，也可以单独设置一台液流捕集器。
6.2.27 一般装置生产的每千克液体硫黄中约含300mg硫化氢。在泵送或以槽车输送时，脱气目的是保证液硫由于搅动释出的硫化氢不至很快积聚而达到它的爆炸极限（4%~45%）；采用固体运输的硫黄产品，脱气目的主要是考虑减少硫黄成型、包装及储存对环境的污染。