煤制天然气项目硫回收装置技术改进的论证

王 强

（辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司，辽宁阜新 123000）

阜新煤制天然气项目年产天然气40×108m3，目前项目一期已初具规模。项目硫回收装置采用荷兰Jacobs公司（JNL）和荷兰荷丰技术公司提供的Claus工艺技术。装置占地面积5 400 m2，设计年操作8 000 h，装置主要由硫磺回收、硫磺成型及包装和硫磺贮运3个部分组成。装置主要是将煤中多余的硫元素进行回收生产硫磺，产品硫磺可用于化肥、硫酸、亚硫酸钠、二硫化碳、染料、冶金、橡胶、农药等行业领域。项目三期全部建成后可年产固体硫磺16×104t。在市场销售方面，硫磺采购商对液态硫磺产品产生了浓厚的兴趣，且采购量大于企业生产量。本文将从以下几个方面对改变硫磺产品形态销售对企业的影响进行系统的研究。

1 工艺技术方面

1.1 现有工艺流程

硫回收装置采用二级Claus硫回收工艺[1，2]，将酸性气中的硫回收生成单质硫。酸性原料气先进行分液、预热，然后进入制硫炉烧嘴与空气充分混合，燃烧产物在制硫炉内短暂停留进行高温热反应，然后进一级、二级反应器催化转化。最后经过高温热反应和催化转化生成的气态硫经冷凝和捕集回收进入液硫池，经液硫脱气后送入造粒机、包装机，最终生成颗粒状硫磺产品，具体流程（见图1）。

1.2 改变产品形态后的工艺流程

如采用液体硫磺形式进行销售，在技术上，则只需要在现有设备液硫泵后增加液硫储罐和一条装车管线即可，也可以直接利用现有液硫泵资源选择扩建已有液硫池[3，4]。目前，硫回收装置一期两系列共有两个液硫池，每个大小为18 m×4 m×3.4 m，单个液硫池可存储液态硫磺约245 t，同时液硫池为防止硫磺低温固化装有伴热装置，可直接增加旁路进行装车。但由于目前现有液硫池只能储存71 h（约3 d）的硫磺产品，极易出现运输不畅导致的冒池现象。故如果不新建液硫储罐，必须对现有工艺的液硫池进行扩建，改建后（见图2）。

从图1、图2可以看出，采用液态硫磺进行产品销售的形式可以缩短产品流程，间接省下二、三期硫回收部分设备的投资和运行维护费用。

2 设备投资方面

由图2可以看出，如果采用液体硫磺的方式进行销售，可以取消二、三期硫回收装置产品造粒机等设备、电气的采购，同时目前建设的固体硫磺产品库房也可用作其他仓储使用。对于需要新建的液硫储罐，按目前一期硫磺产量并综合考虑三期，再考虑硫磺密度和阜新地区雨雪等恶劣天气及不可预测情况，按一周储存量来计算，新建2 000 m3储罐或者改扩建现有液硫池完全可以满足生产要求。而且阜新煤制天然气项目地理位置交通十分便利，硫磺潜在合作购买商与项目相距也较近，如无交通管制或恶劣天气，每天可往返两次运输，基本可以满足企业的库存需要，不会造成产品积压。

而对于目前已经采购的造粒机、包装机、码垛机等配套设备和建筑则可以保留现有，用于企业液态硫磺销售不畅或固态硫磺产品价格高于液态硫磺产品较多时开展多元化销售。对硫回收现有设备投资进行了估算（见表 1）。

由表1可以看出，如改用液体硫磺方式进行销售，二、三期将不必再另行采购造粒机及建设配套厂房，减少了大量投资。

3 人员方面

如果采用固体硫磺销售模式，则需要另外雇佣码垛工、叉车工和装卸工，以目前项目配套员工来看，需要另行雇佣14名工人负责上述工作，增加了人员费用，具体人员岗位（见表2）。

图2 改用液态硫磺产品后的工艺简图

表1 两种销售情况设备一览表

表2 硫回收装置外招人员一览表

由表2可以看出，如果生产固体硫磺，还需要额外配备14名工人，需要相应的工资投入，按阜新当地人工成本进行核算，每年公司需要为每人投入大约11万元的人工成本。而如果采用液体硫磺的方式开展销售，则直接通过储罐储存再经液硫泵打液装车即可。后续岗位码垛工、叉车司机、装卸工可无需配备，此项每年可以为单位节约154万元的人工开销。

4 安全方面

硫磺属于二级易燃物，可与空气形成爆炸性混合物，属易燃危险品，也属于易制爆危险化学品。目前化工企业液硫和固硫的储存一般均按乙类火灾危险和防爆要求设计，在固、液态硫磺储存上，安全方面的投入并没有什么差异。在运输上，国家发改委已于2007年9月10日发布硫磺运输规定，规定要求除了液体硫磺要用特定的储罐车运输外，固体硫磺可以作为普通货物运输。而目前很多硫磺贸易企业都具备固、液态硫磺的运输资质，可以保证正常的销售运输。

在人员安全方面，接触硫磺的员工一般不需要特殊防护，只需要穿一般工作服、佩戴防护手套和自吸过滤式防尘口罩即可。而如果采用液硫的方式进行销售，则避免了员工直接接触硫磺产品，降低了员工危害程度。

但需要表明的是，采用固体硫磺产品销售方式实际上缩短了企业的硫回收装置的生产工艺线，直接避免了很多后续设备可能造成的安全隐患和人员伤害，间接提高了生产方面的安全。

5 销售成本方面

由于固体硫磺销售价格略高于液体硫磺，在销售价格方面，会有减少，在不考虑液、固硫磺市场需求暂按产品全部销售的情况，以目前企业周边液、固硫磺市场平均价格核算，每吨液体硫磺相比固体硫磺价格降低约80元/吨。产品收益（见表3）。

由表3可以看出，虽然改用液体硫磺销售对比固体硫磺销售减少了企业营销收入，但是液体硫磺销售减少了设备投资，避免了后续工艺带来的安全隐患，也省去了固体硫磺产品的包装和部分人工消耗。仅从包装袋和人工成本考虑，按目前已知固体硫磺包装袋每袋装50 kg硫磺计算，项目一期的硫磺产量就需要包装袋110万个，即使每个包装袋成本按2元钱计算，也节约了220万元/年，加上人工成本154万元/年，仅这两项就为单位节约了374万元/年。这还不考虑二期需要再次购买的设备和新建的厂房、每年的公用工程消耗和安全消防等方面的投入，不仅可以弥补液体硫磺销售所带来的销售差额，还可以为企业创造更多的效益。

表3 一期硫磺产品不同销售价格收益对比表

6 结论

对于化工企业来说，缩短产品生产工艺链一方面有利于操作，降低操作难度，减少现场操作巡检人员的投入，另一方面也可以降低企业各项运行成本。同时，企业的产品在销售过程中也要综合考虑市场的需求，不能一味考虑市场销售价格，相比于固态硫磺产品，各个采购商更愿意购买液态硫磺产品，这使得液态硫磺产品的销售前景也更加乐观。企业可以在做好与各个采购商签订完善销售合同的基础上，采取优化工艺方案，增加液态硫磺的产品销售，将使企业产品在市场中具有更好的销售前景。

［1］汪家铭.超级克劳斯硫磺回收工艺及应用［J］.天然气与石油，2009，27（5）：28-32.

［2］周沛浩.克劳斯法硫磺回收工艺技术现状及趋势［J］.化工管理，2016，（33）：154.

［3］范东平.硫磺回收工艺技术现状及前景展望［J］.化工管理，2017，（14）：27-28.

［4］辽宁大唐国际阜新煤制天然气项目硫回收装置操作规程［S］.2014.