專利名稱：無在線爐制硫尾氣還原吸收處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制硫尾氣的處理工藝。
制硫過程的原料主要是煉油化工裝置產(chǎn)生的含硫化氫的酸性氣，經(jīng)過CLAUS反應(yīng)爐和兩級催化反應(yīng)器等過程生產(chǎn)硫磺。制硫過程產(chǎn)生的尾氣中仍有少量的H2S、SO2、SxCOS、CS2等污染物。為了減少對環(huán)境的污染，需要對制硫尾氣進(jìn)行處理。
目前廣泛使用的是荷蘭技術(shù)，即對尾氣進(jìn)行還原吸收處理的SCOT工藝，經(jīng)過還原吸收處理工藝，使其中的污染物轉(zhuǎn)化為硫化氫返回制硫，被凈化的氣體經(jīng)尾氣焚燒爐焚燒排放。還原吸收工藝需要尾氣被加熱到加氫還原反應(yīng)所需溫度，同時需要氫源。SCOT工藝的一個關(guān)鍵設(shè)備就是在線爐，向該爐中通入含輕烴的可燃?xì)夂瓦m量空氣，使其進(jìn)行次化學(xué)當(dāng)量燃燒，在發(fā)生熱量的同時產(chǎn)生一定量的氫氣，高溫氣流進(jìn)入爐膛的混合室，與低溫的硫回收尾氣混合，使尾氣溫度上升到催化加氫所需溫度，產(chǎn)生的氫氣則作為尾氣中SO2、Sx還原所需的氫源。還原吸收處理工藝首先是在加氫催化劑的作用下，在加氫反應(yīng)器中進(jìn)行加氫反應(yīng)，SO2、Sx被還原為H2S，然后冷卻，再用醇氨溶液或其它吸收溶劑吸收H2S，使尾氣得到凈化，凈化效果與吸收溶劑的種類和性能有關(guān)。吸收有H2S的溶劑經(jīng)過再生，循環(huán)利用，硫化氫返回制硫，凈化后的尾氣經(jīng)尾氣焚燒爐焚燒后排放大氣(參照

圖1虛線框內(nèi)的流程圖)。
SCOT工藝的在線爐如用天然氣作燃料，能取得較好的制氫效果，因為天然氣的主要成分為甲烷，含氫量高，配風(fēng)量(通空氣)較易控制。當(dāng)在線爐用煉油廠二次加工裝置的裂化氣作燃料時，由于該氣體成分復(fù)雜，使配風(fēng)的控制變得非常困難，極易出現(xiàn)積碳堵塞加氫反應(yīng)器的催化劑床層現(xiàn)象。此外，在線爐燃料燃燒時配風(fēng)量中79％是氮氣，氮氣和燃燒后的高溫氣的加入量約占尾氣量的10％，在相同凈化效果的前提下，相當(dāng)于排放的煙氣中的污染物的量增加約10％。
為了解決煉廠氣制氫所出現(xiàn)的上述麻煩，意大利NIGI公司發(fā)明了一種無需另加氫源的的還原吸收工藝-H.C.R工藝。該工藝的依據(jù)是在制硫過程中CLAUS反應(yīng)爐要產(chǎn)生一定數(shù)量的氫氣，用這部分氫氣作為常規(guī)CLAUS反應(yīng)尾氣加氫的氫源，其量顯然不足，但如果改變CLAUS反應(yīng)的配風(fēng)比，使尾氣中H2S/SO2≥10，則尾氣中的二氧化硫量大大減少，此時CLAUS反應(yīng)爐中產(chǎn)生的氫氣量便可滿足尾氣加氫反應(yīng)中對氫氣的需求，多余的硫化氫經(jīng)溶劑吸收后返回制硫。
H.C.R工藝采用犧牲部分CLAUS反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到不需外加氫源的目的，由此帶來的問題是過量硫化氫需使用更大的吸收設(shè)備和更多的溶劑將其回收。此外，為達(dá)到適宜的加氫反應(yīng)入口溫度，H.C.R工藝使用在線加熱爐(或電加熱器)。該工藝解決了用煉廠氣制氫的難題，但隨之出現(xiàn)了制硫轉(zhuǎn)化率降低和吸收設(shè)備及吸收溶劑量偏大的新問題。
目前國內(nèi)外的硫回收裝置大部分集中在天然氣脫硫廠或石油化工廠、煉油廠，天然氣脫硫廠的硫回收裝置，一般沒有氫源，用天然氣作燃料制氫工藝成熟，故尾氣處理采用SCOT或H.C.R工藝是可以的。作為石油化工廠和煉油廠，多用二次加工裝置的裂解氣作燃料，由于上述存在的問題，有其局限性。
本發(fā)明的目的是對制硫尾氣的處理工藝要適合石油化工廠和煉油廠的制硫尾氣還原吸收處理裝置和工藝要求，在節(jié)省投資和降低運行費用的前提下，更好地降低排放煙氣中的污染物的絕對排放量，可以采用各種純度的氫源滿足還原吸收處理工藝的要求。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的制硫尾氣還原吸收處理工藝，仍是將達(dá)到加氫還原反應(yīng)溫度的尾氣與氫氣混合進(jìn)入還原吸收處理工藝，還原吸收處理后的酸性氣(H2S)回收利用，被凈化的尾氣在尾氣焚燒爐中焚燒排放，其主要技術(shù)特點是利用尾氣焚燒爐焚燒后的煙氣熱量加熱尾氣至所需溫度，氫氣可以是在加熱尾氣前或加熱尾氣后混入。
本發(fā)明的工藝不用在線還原爐提供熱量和氫源，氫氣可以是由純氫、廢氫或含氫裂解氣等氫源提供。
下面結(jié)合工藝流程示意圖說明圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
圖中虛線框內(nèi)為還原吸收處理工藝流程與裝置，與現(xiàn)有技術(shù)同，如SCOT工藝和H.C.R工藝。
尾氣焚燒爐焚燒后煙氣的溫度一般在600～700℃，可作為加氫反應(yīng)器中尾氣(130～170℃)加氫反應(yīng)所需溫度(300℃)的升溫?zé)嵩础Ｎ矚饧訜崞鞯男问娇梢允菤狻獨鈸Q熱器，熱管換熱設(shè)備或其它形式的換熱設(shè)備。尾氣加熱器的前或后可以加各種形式的余熱回收設(shè)備，如圖中的蒸汽過熱器。高溫?zé)煔饨?jīng)過尾氣加熱器加熱了尾氣，然后排放大氣。
加氫反應(yīng)的氫源可以是制氫裝置的高純度氫，也可以是重整裝置、加氫裂化裝置排出的廢氫，還可以是催化裂化裝置、焦化裝置的含氫裂解氣，裂解氣中的氫被利用，剩余的不參與反應(yīng)而隨還原吸收等后續(xù)工序進(jìn)入尾氣焚燒爐，替代部分焚燒用燃料氣，燃燒分解后經(jīng)排氣筒排放。含氫氣體中的其余組分只要在加氫還原吸收過程中不發(fā)生高溫聚合、縮合、裂解，不對所用吸收溶劑造成不利反應(yīng)，均可作為氫源。各種氫源提供的含氫濃度沒有特別要求，只要含氫總量比加氫反應(yīng)所需的氫稍為過量即可，工藝中一般是加氫反應(yīng)后氫氣占總體積的0.3～1.0％。
本發(fā)明的優(yōu)點1、對各種類型石油化工廠和煉油廠的硫回收尾氣還原吸收處理工藝和裝置有廣泛的適應(yīng)性，可用高純度氫、廢氫或含氫裂解氣作氫源。
2、用尾氣焚燒爐煙氣作熱源，使尾氣達(dá)到加氫反應(yīng)所需溫度，而不用在線還原爐或尾氣加熱爐，避免了配風(fēng)不易控制，增大污染物排放量的弊端，減少煙氣排放量10％左右，污染物(二氧化硫)的排放量相應(yīng)減少，節(jié)約能源。本發(fā)明所用廢氫、含氫裂解氣中的不參加反應(yīng)的可燃物在尾氣焚燒爐中當(dāng)作部分燃料用。
3、省掉了SCOT工藝中在線爐上煩瑣的控制系統(tǒng)，后續(xù)還原吸收處理工序設(shè)備體積可縮小約10％，H.C.R工藝后續(xù)設(shè)備規(guī)模更大。
本發(fā)明節(jié)省了投資費用和運行費用，是適合石油化工廠和煉油廠的一種簡捷的處理工藝。
以下是本發(fā)明處理工藝與SCOT工藝的計算數(shù)據(jù)對比表原料氣均為制硫二級轉(zhuǎn)化CLAUS工藝，數(shù)據(jù)相同。
從表中數(shù)據(jù)可以看出，(1)由于尾氣急冷塔熱負(fù)荷、凈化氣量、排氣筒煙氣排放量等項中SCOT/本發(fā)明＝1.053～1.104，故尾氣處理的主要設(shè)備規(guī)模，如加氫反應(yīng)器、蒸汽發(fā)生器、急冷塔、吸收塔、尾氣焚燒爐、排氣筒等約為本發(fā)明的1.1倍。(2)從序號13可見排氣筒煙氣中SO2排放量一項，SCOT是本發(fā)明的1.067倍。(3)從序號11可見SCOT燃料氣耗量是本發(fā)明燃料氣耗量的1.341倍。
權(quán)利要求
1.一種無在線爐制硫尾氣還原吸收處理工藝，是將達(dá)到加氫還原反應(yīng)溫度的尾氣與氫氣混合進(jìn)入還原吸收處理工藝，還原吸收處理后的酸性氣回收利用，被凈化的尾氣在尾氣焚燒爐中焚燒排放，其特征在于利用尾氣焚燒爐焚燒后的煙氣熱量加熱尾氣至所需溫度，氫氣可在加熱尾氣前或加熱尾氣后混入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理工藝，特征在于氫氣可以是由純氫、廢氫或含氫裂解氣等氫源提供。
全文摘要
無在線爐制硫尾氣還原吸收處理工藝,是不用在線爐提供熱源和制氫,外加氫源,利用尾氣焚燒爐焚燒后的煙氣熱量加熱尾氣至所需加氫還原反應(yīng)溫度。氫源可以是純氫、廢氫或含氫裂解氣等。該處理工藝適合石油化工廠和煉油廠的制硫尾氣還原吸收處理裝置和工藝要求,節(jié)省投資和降低運行費用,可以縮小還原吸收處理工序設(shè)備的體積,減少了煙氣中污染物的絕對排放量。
文檔編號B01D53/34GK1243025SQ9811037
公開日2000年2月2日 申請日期1998年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月28日
發(fā)明者范西四, 范海英, 賈兆芳 申請人:中國石化齊魯石油化工公司