專利名稱：硫回收尾氣液相處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬硫磺回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫回收尾氣液相處理工藝。
背景技術(shù)：
克勞斯硫回收裝置的原料主要含H2S酸性氣。進(jìn)入克勞斯硫回收裝置回收硫磺，克勞斯裝置的總硫收率在95 97%wt左右；制硫尾氣再經(jīng)過加氫還原-吸收-焚燒后排放，總硫收率可以達(dá)到99. 8%以上。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，酸性氣先經(jīng)克勞斯硫回收裝置回收硫磺產(chǎn)生制硫尾氣的具體過程為上游裝置含硫化氫氣體與空氣混合后進(jìn)入制硫燃燒爐火嘴燃燒，經(jīng)余 熱鍋爐發(fā)生中壓飽和蒸汽回收余熱后進(jìn)入一級冷凝冷卻器，使反應(yīng)生成的元素硫凝為液態(tài)，液硫被捕集分離進(jìn)入液硫產(chǎn)品池；根據(jù)反應(yīng)溫度要求，一級冷凝冷卻器出來的過程氣經(jīng)一級高溫?fù)胶祥y與制硫燃燒爐中的一部分高溫氣流混合升溫，進(jìn)入一級轉(zhuǎn)化器，在催化劑的作用下，過程氣中的H2S和SO2進(jìn)行Claus反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為元素硫，自一級轉(zhuǎn)化器出來的高溫過程氣進(jìn)入過程氣換熱器管程，再進(jìn)入二級冷凝冷卻器，過程氣經(jīng)二級冷凝冷卻器發(fā)生低壓飽和蒸汽并使元素硫凝為液態(tài)，液硫捕集分離后進(jìn)入硫封罐；由二級冷凝冷卻器出來的過程氣再經(jīng)過過程氣換熱器殼程升溫后進(jìn)入二級轉(zhuǎn)化器，使過程氣中剩余的H2S和SO2進(jìn)一步發(fā)生催化轉(zhuǎn)化，二級轉(zhuǎn)化器出口過程氣經(jīng)三級冷凝冷卻器發(fā)生低壓飽和蒸汽并使元素硫凝為液態(tài)，液硫被捕集分離進(jìn)入液硫產(chǎn)品池；三級冷凝冷卻器出來的制硫尾氣進(jìn)入尾氣分液罐進(jìn)一步捕集液硫后進(jìn)入尾氣處理部分。從硫磺回收部分排出的制硫尾氣中，仍含有少量的H2S、S02、COS、Sx等物質(zhì)，直接焚燒后排放達(dá)不到國家規(guī)定的環(huán)保要求。為此，制硫部分的尾氣需要繼續(xù)進(jìn)行尾氣處理?，F(xiàn)有克勞斯尾氣加氫還原-吸收處理技術(shù)工藝流程如下由尾氣分液罐出來的制硫尾氣，經(jīng)換熱、混氫后進(jìn)入加氫反應(yīng)器，在低溫加氫催化劑的作用下SO2及COS等被加氫水解，還原為H2S。從加氫反應(yīng)器出來的氣流進(jìn)入蒸汽發(fā)生器回收余熱，發(fā)生低壓蒸汽之后進(jìn)入急冷塔與急冷水直接接觸降溫冷卻至常溫。急冷降溫后的尾氣自塔頂出來進(jìn)入尾氣吸收塔，用再生部分送來的胺液( 25%的MDEA胺液)吸收其中的H2S,尾氣吸收塔頂出來的凈化氣進(jìn)入尾氣焚燒爐焚燒。在尾氣焚燒爐570 600°C爐膛溫度下，凈化氣中殘余的H2S被燃燒為SO2,剩余H2和烴類燃燒成CO2和H2O,自尾氣焚燒爐出來的高溫?zé)煔饨?jīng)尾氣廢熱鍋爐回收余熱后由煙 排放。尾氣吸收塔使用后的富液用富液泵送至胺液再生部分進(jìn)行溶劑再生。該工藝過程流程長、建設(shè)投資大、運行費用和能耗高，總硫磺回收率低。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供一種硫回收尾氣液相處理工藝，可以獲得較高的總硫收率，達(dá)標(biāo)排放，同時簡化工藝過程、節(jié)省建設(shè)投資、減少運行費用和能耗。本發(fā)明提供的硫回收尾氣液相處理工藝，按以下步驟進(jìn)行( I)酸性氣經(jīng)克勞斯硫回收裝置回收硫磺后產(chǎn)生制硫尾氣；
(2)制硫尾氣進(jìn)入水膜反應(yīng)器，全部二氧化硫和過量硫化氫反應(yīng)生成硫磺，產(chǎn)生含H2S尾氣；(3)含H2S尾氣與水直接接觸降溫，凝結(jié)的工藝廢水外排處理；(4)含H2S尾氣進(jìn)入氧化反應(yīng)器氧化，產(chǎn)生過程氣；(5)過程氣進(jìn)入硫冷器冷卻，然后進(jìn)入水膜反應(yīng)器進(jìn)一步反應(yīng)；(6)廢氣焚燒后排放。其中酸性氣采用成熟的一級高溫反應(yīng)、兩級催化轉(zhuǎn)化的克勞斯硫回收工藝，將酸性氣 中95%的硫化物生產(chǎn)元素硫加以回收，產(chǎn)生的制硫尾氣中含有H2S、S02、N2、C02等物質(zhì)?？藙谒沽蚧厥湛偟姆磻?yīng)可以表示為
2 H2S+ O2 2/X Sx+ 2 H2O+ Q ................................................由于復(fù)雜的酸性氣組成，反應(yīng)爐內(nèi)可能發(fā)生以下副反應(yīng)
2S+2CO< COS+ CO+ SO；.......................................................... (2)
CH4+SO2 C OS+ H2O + H2......................................................... O)
ICO2 +3S< '2COS-I-SO2............................................................... 4)
C0+S C0S.................................................................................(5)由于氧化反應(yīng)器可以將過程氣中的硫化氫直接氧化生成硫磺，但是對二氧化硫無能為力，所以本發(fā)明克勞斯反應(yīng)的控制要求與常規(guī)不同，要求硫化氫微過量，保證經(jīng)過一級水膜反應(yīng)器之后的過程氣中不再含有二氧化硫，由于2mol的硫化氫可以與Imol的二氧化硫完全反應(yīng)，所以將步驟(2)中硫化氣和_■氧化硫的摩爾比控制在3 4 :1。在制硫部分_■級轉(zhuǎn)化器出口設(shè)置硫化氫/ 二氧化硫在線分析儀表，參照該設(shè)備對過程氣中硫化氫、二氧化硫含量分析，通過控制制硫部分的空氣量實現(xiàn)對硫化氫和二氧化硫的摩爾比的控制。水膜反應(yīng)器是利用硫化氫與二氧化硫可以在水膜內(nèi)發(fā)生迅速徹底的反應(yīng)，將過程氣中的二氧化硫去除。為保證水膜反應(yīng)徹底而且迅速，步驟(2)中水膜反應(yīng)器的溫度控制在160 170。。。水膜反應(yīng)器的主要反應(yīng)如下2H2S + SO2 = 3S + 2H20.....................................................................(6)步驟(3)中降溫的目的是將在水膜反應(yīng)中生成的液體硫磺冷卻形成微粒固體硫磺，降溫后通過壓濾器或真空抽濾機(jī)回收。步驟(4)中含H2S尾氣加熱至190 210°C后進(jìn)入裝填有直接氧化催化劑的氧化反應(yīng)器。直接氧化催化劑為市購，國內(nèi)催化劑供應(yīng)商現(xiàn)貨，該催化劑將硫化氫直接氧化成硫磺，為現(xiàn)有成熟技術(shù)，其中95%左右的硫化氫直接氧化成為硫磺，2%左右轉(zhuǎn)化生成二氧化硫。步驟(4)產(chǎn)生的過程氣主要成分為未氧化的H2S和過量氧化的S02。氧化反應(yīng)器的主要反應(yīng)如下
2H2S + O2 = 2S + 2H20..................................................................... (7)步驟(5)中水膜反應(yīng)器的溫度控制在160 170°C。步驟(6)廢氣經(jīng)焚燒爐焚燒后排放。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(I)利用水膜反應(yīng)器解決了硫霧捕集的難題，將水膜反應(yīng)首次應(yīng)用在制硫尾氣處理中，硫磺回收率高達(dá)99. 98%以上，大大提高了硫磺回收率；(2)與現(xiàn)有克勞斯尾氣加氫還原一吸收處理技術(shù)的冗長工藝過程相比，流程大大縮短，建設(shè)投資、運行成本和能耗減少30%以上。


圖I是克勞斯硫磺回收尾氣處理工藝示意圖。圖中1_制硫尾氣；2_水膜反應(yīng)器；3_加熱器；4_氧化反應(yīng)器；5_硫冷器；6-循環(huán)水泵-J-焚燒爐；8_煙囪。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實施例I酸性氣經(jīng)克勞斯硫回收裝置回收硫磺后產(chǎn)生制硫尾氣；控制硫化氫和二氧化硫的摩爾比在3:1，制硫尾氣進(jìn)入水膜反應(yīng)器，反應(yīng)器的溫度控制在160±3°C，反應(yīng)生成硫磺，產(chǎn)生含H2S尾氣；含H2S尾氣與水直接接觸降溫，凝結(jié)的工藝廢水外排處理；含H2S尾氣加熱至190±3°C進(jìn)入氧化反應(yīng)器氧化，產(chǎn)生過程氣；過程氣進(jìn)入硫冷器冷卻，然后進(jìn)入水膜反應(yīng)器進(jìn)一步反應(yīng)，水膜反應(yīng)器的溫度控制在160±3°C ;廢氣焚燒后排放。硫磺回收率為99. 98%ο實施例2酸性氣經(jīng)克勞斯硫回收裝置回收硫磺后產(chǎn)生制硫尾氣；控制硫化氫和二氧化硫的摩爾比在4 :1，制硫尾氣進(jìn)入水膜反應(yīng)器，反應(yīng)器的溫度控制在170±3°C，反應(yīng)生成硫磺，產(chǎn)生含H2S尾氣；含H2S尾氣與水直接接觸降溫，凝結(jié)的工藝廢水外排處理；含H2S尾氣加熱至210±3°C進(jìn)入氧化反應(yīng)器氧化，產(chǎn)生過程氣；過程氣進(jìn)入硫冷器冷卻，然后進(jìn)入水膜反應(yīng)器進(jìn)一步反應(yīng)，水膜反應(yīng)器的溫度控制在170±3°C ;廢氣焚燒后排放。硫磺回收率為99. 99%ο實施例3酸性氣經(jīng)克勞斯硫回收裝置回收硫磺后產(chǎn)生制硫尾氣；控制硫化氫和二氧化硫的摩爾比在3:1，制硫尾氣進(jìn)入水膜反應(yīng)器，反應(yīng)器的溫度控制在165±3°C，反應(yīng)生成硫磺，產(chǎn)生含H2S尾氣；含H2S尾氣與水直接接觸降溫，凝結(jié)的工藝廢水外排處理；含H2S尾氣加熱至200±3°C進(jìn)入氧化反應(yīng)器氧化，產(chǎn)生過程氣；過程氣進(jìn)入硫冷器冷卻，然后進(jìn)入水膜反應(yīng)器進(jìn)一步反應(yīng)，水膜反應(yīng)器的溫度控制在165±3°C ;廢氣焚燒后排放。硫磺回收率為99. 98%ο
權(quán)利要求
1.一種硫回收尾氣液相處理工藝，其特征在于按以下步驟進(jìn)行 (1)酸性氣經(jīng)克勞斯硫回收裝置回收硫磺后產(chǎn)生制硫尾氣； (2)制硫尾氣進(jìn)入水膜反應(yīng)器，全部二氧化硫和過量硫化氫反應(yīng)生成硫磺，產(chǎn)生含H2S尾氣； (3)含H2S尾氣與水直接接觸降溫，凝結(jié)的工藝廢水外排處理； (4)含H2S尾氣進(jìn)入氧化反應(yīng)器氧化，產(chǎn)生過程氣； (5)過程氣進(jìn)入硫冷器冷卻，然后進(jìn)入水膜反應(yīng)器進(jìn)一步反應(yīng)； (6)廢氣焚燒后排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硫回收尾氣液相處理工藝，其特征在于步驟(2)中硫化氫和二氧化硫的摩爾比在3 4 :1。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硫回收尾氣液相處理工藝，其特征在于步驟(2)水膜反應(yīng)器的溫度控制在160 170°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硫回收尾氣液相處理工藝，其特征在于步驟(4沖含H2S尾氣加熱至190 210°C后進(jìn)入直接氧化反應(yīng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硫回收尾氣液相處理工藝，其特征在于步驟(5)水膜反應(yīng)器的溫度控制在160 170°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于硫磺回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫回收尾氣液相處理工藝。按以下步驟進(jìn)行酸性氣經(jīng)克勞斯硫回收裝置回收硫磺后產(chǎn)生制硫尾氣；制硫尾氣進(jìn)入水膜反應(yīng)器，全部二氧化硫和過量硫化氫反應(yīng)生成硫磺，產(chǎn)生含H2S尾氣；含H2S尾氣與水直接接觸降溫，凝結(jié)的工藝廢水外排處理；含H2S尾氣進(jìn)入氧化反應(yīng)器氧化，產(chǎn)生過程氣；過程氣進(jìn)入硫冷器冷卻，然后進(jìn)入水膜反應(yīng)器進(jìn)一步反應(yīng)；廢氣焚燒后排放。本工藝?yán)盟し磻?yīng)器解決了硫霧捕集的難題，將水膜反應(yīng)首次應(yīng)用在制硫尾氣處理中，大大提高了硫磺轉(zhuǎn)化率；流程大大縮短，建設(shè)投資、運行成本和能耗大幅減少。
文檔編號C01B17/04GK102942162SQ20121051755
公開日2013年2月27日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者李鐵軍, 楊想全, 趙芳 申請人:山東三維石化工程股份有限公司