随着我国国民经济持续、快速发展，能源需求量明显加大，原油进口数量逐年增加，尤其是含硫原油进口量大幅上升。随着进口原油资源重质化和硫含量不断增高，加工深度和产品质量要求不断提高以及对环保要求日趋严格，硫磺回收装置的建设规模和设计技术水平也迅速上升。

硫在加工过程中存在极大的危害，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，硫的存在也严重影响产品质量，各国对油品中的硫含量均有日趋严格的标准。因此，必须对炼油过程中的硫进行脱除，并加以回收。

硫磺回收装置的作用就是对炼油过程中产生的含有硫化氢的酸性气，采用适当的工艺方法回收硫磺，实现清洁生产，达到化害为利，变废为宝，降低污染，保护环境的目的，并同时满足产品质量要求，降低腐蚀，实现装置长周期安全生产等诸多方面要求。另外，由于硫磺产品应用日益扩大和硫磺市场价格的快速提升，硫磺回收装置不仅仅是环保装置，也是产生巨大经济效益的生产装置。

    一、我国炼油厂硫磺回收装置概况

    1.原油的硫含量

    硫是石油中除碳、氢外的第三个主要组分。虽然在含量上远低于前二者，但是其含量仍然是很重要的一个指标。常见的原油含硫量多在0.2%～5%之间，也有极个别含硫量高达7%。

    原油按硫含量可分为低硫原油（硫含量＜0.5%）、含硫原油（0.5%＜硫含量＜2%）和高硫原油（硫含量＞2%）。目前世界上低硫原油仅占17%，含硫原油占30.8%，高硫原油比例高达58%，并且这种趋势还将进一步扩大。

    由于我国原油产量的增长速度明显低于原油加工量的增长速度，国内原油的供求关系越来越紧张，为了满足国民经济发展的需要，原油进口量逐年增加。预测到2010年，我国进口中东含硫原油将达到6000～7000万吨，其中95%以上来自沙特阿拉伯、伊朗、伊拉克、阿联酋、科威特等国。除科威特外，这些国家出口的原油均可划分为轻质、中质和重质三类。除极少数外，如阿曼、也门和阿联酋部分原油，中东原油原油都是高硫原油。近年来，我国和委内瑞拉在能源合作方面有了很大的进展，已经落实将进口委内瑞拉超重油几千万吨，都属高硫原油。所以，我们炼油行业面临的脱硫制硫任务将越来越艰巨。

    中东原油的含硫量见表1。

表1  中东原油的含硫量

中国含硫原油含硫量见表2。

表2 我国部分含硫原油含硫量

    2.炼油过程中硫的分布

硫在原油中的存在形态主要有元素硫、硫醇、硫化氢、脂肪族硫化物、二硫化物、芳香族化合物、杂环硫化物。已确定结构的含硫烃就有200余种。

元素硫和硫化氢在原油及其馏分中多以溶解状态存在，含量一般在0.01%～0.1%范围内。

硫醇在原油中通常集中在轻馏分中，对轻馏分的性质有较大影响。

硫醚是原油中含量较多的一种硫化合物，相对集中在轻馏分和中间馏分内。

噻吩类化合物是原油中含量较多的一种硫化物，集中在高沸点馏分和渣油中。渣油中噻吩硫一般占其含硫量的50%以上。

此外，还存在不少在分子中同时含有两种以上杂原子的含硫化合物，如胶质、沥青质等就含有多种杂质（S、N等）的高分子硫化合物。

各馏分油含有的硫化合物种类非常复杂，主要石油产品中的硫存在形式如下：

气体中以H₂S形式存在；

液化石油气中主要以H₂S、硫醇形式存在；

汽油馏分中主要以硫醇、硫化物和单环噻吩形式存在；

柴油馏分中主要以硫醇、硫化物、噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩等形式存在；

减压馏分中主要以噻吩形式存在，除包括柴油馏分中的噻吩种类外，还含有四环和五环的噻吩。

由于各种原油的硫含量和硫组成不同，各厂的加工工艺不同，致使硫在各个馏分中的分布也不同。一般的规律是：馏分越轻，含硫量越低，馏分越重，含硫量越高，硫化合物的结构也越复杂。

各加工装置硫分布的一般规律如下。

常减压装置：原油经过常压蒸馏后，约90%的硫转移到常压渣油中，而常压渣油经减压蒸馏后，约70%的硫转移到减压渣油中，20%的硫转移到减压蜡油中，10%的硫转移到其他馏分油中。

催化裂化装置：催化裂化原料中的硫约有45%～55%以硫化氢的形式进入气体产品中；约35%～45%的硫进入液体产品中；约5%～10%的硫进入焦炭中。

渣油加氢裂化装置：原料中的硫几乎全部以H₂S的形式进入气相物流中，生成的汽、柴油馏分硫含量很低。

延迟焦化装置：原料中的硫约有20%～27%以硫化氢的形式进入气体产品中,而原料硫进入焦炭的硫分率不仅与原料的生焦率、焦化原料的物化性质密切相关，还与焦化反应的操作条件和循环比密切相关。

3.我国炼厂硫磺回收装置的生产能力

   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。自1971年第一套炼厂硫磺回收装置投产至1995年间，我国炼厂规模不大，加工原油的硫含量也较低，环保要求也不够严格，炼厂硫磺回收装置套数不多，而且规模都偏小，除一套规模达2万吨/年外，大部分装置规模为0.3～0.5万吨/年，最小为0.03万吨/年。近十几年来，硫磺回收装置的套数和规模迅猛发展。截止2004年，我国已建设了100多套硫磺回收装置，其中分布在炼厂的有71套，约占总套数的70%左右。

   2007年中国石化集团炼油事业部对所属的24个企业48套硫磺回收装置的状况进行调研，写出中国石化硫磺回收装置调研报告，调研报告数据表明。

（1）调查的24家企业共有48套硫磺回收装置，装置总设计生产能力达139.85万吨/年，实际处理量为124.2万吨/年（其中上海石化分公司第三套装置实际处理量暂按10万吨/年计），共有4套装置停运，单套装置最大设计生产能力为10万吨/年，最小设计生产能力为0.05万吨/年，其中生产能力大于5万吨/年的有12套，占总套数的25%。

（2）硫磺回收装置都采用克劳斯工艺，尾气处理工艺除一套采用MCRC亚露点工艺外，其余都采用加氢还原吸收工艺。有9套运行装置无尾气处理设施，这些装置实际处理量大多小于1万吨/年。

表3是未列入中国石化调研报告的较大规模硫磺回收装置概况，包括未调查装置、2008年已经投产装置和2009年准备投产装置。

表3　未列入中国石化调研报告的较大规模硫磺回收装置概况

表3中总设计生产能力为99万吨/年。

中国石油所属炼油厂大、中型硫磺回收装置概况列于表4。

表4  中国石油所属炼油厂硫磺回收装置概况

  ①原Clauspol尾气处理工艺于1997年投产，后尾气处理部分改造为SSR工艺，于2005年12月投产。

以上数据表明，我国炼厂大、中型硫磺回收装置设计生产能力已超过280万吨/年。另属中国石化集团的达州天然气净化厂已建成并列12套20万吨/年硫回收装置，仅达州一家每年将生产硫磺240万吨。硫回收装置的大型化、规模化已成为我国硫磺回收装置发展的主流。

    二、我国炼油厂硫磺回收工艺的技术发展

1995年前，我国炼厂硫磺回收装置的设计和操作都处于世界落后水平，1995年安庆分公司首次引进国外硫磺回收专利技术、工艺包及关键设备，使我们在设计理念、工艺流程、设备结构、自控设计及联锁、平面布置等方面都得到大幅度提高。尤其是随着我国尾气排放要求的日益严格，炼厂引进了众多的尾气处理工艺，至今基本上拥有了至今世界上各种先进的尾气处理技术。

通过对引进硫回收技术的消化吸收，借鉴国外先进技术和经验，国内硫回收技术取得了显著的进步，已形成自主开发的专有技术，如山东三维石化工程有限公司的SSR技术，镇海石化工程公司的ZHSR技术。前者已在国内30多套工业装置上应用，后者是在消化、吸收国外先进技术基础上，开发出来的具有自身特色的国产化大型硫回收技术，已在工艺、设备、仪表、结构等方面拥有6项专利技术。

从总体看，我国硫回收装置技术水平和运转情况参差不齐，引进装置和部分规模较大装置的技术先进，管理水平较高，为环境保护发挥了重要作用，已经达到或接近世界先进水平。数量较多的中，小规模装置技术水平仍较落后，生产管理粗放，有待进一步提高。