硫磺回收工藝及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于硫磺回收領(lǐng)域，具體涉及一種硫磺回收工藝及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)一直倡導(dǎo)節(jié)能減排工作，嚴(yán)格控制大氣二氧化硫排放量，2012年以前，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的二氧化硫排放濃度為不高于960mg/Nm3。目前國(guó)家有關(guān)部門正在醞釀修訂大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，要求新建硫磺裝置二氧化硫排放濃度小于400mg/Nm3 (特定地區(qū)排放濃度小于100mg/Nm3)。中國(guó)石化積極實(shí)施綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略，把降低硫磺裝置煙氣二氧化硫排放濃度作為煉油板塊爭(zhēng)創(chuàng)世界一流的重要指標(biāo)之一，要求二氧化硫排放濃度達(dá)到世界先進(jìn)水平(200mg/Nm3)。
[0003]目前國(guó)內(nèi)的硫磺回收及尾氣處理工藝技術(shù)采用高溫?zé)岱磻?yīng)和兩級(jí)催化反應(yīng)的克勞斯(Claus)硫回收工藝，制硫尾氣中含有少量的H2S、S02、C0S、Sx等有害物質(zhì)，直接焚燒后排放達(dá)不到國(guó)家規(guī)定的環(huán)保要求。硫磺回收尾氣處理方法主要有低溫克勞斯法、選擇氧化法、還原吸收法。加氫還原吸收工藝是將硫回收尾氣中的元素S、SO2, COS和CS等，在很小的氫分壓和極低的操作壓力下(約0.0lMPa?0.06MPa)，用特殊的尾氣處理專用加氫催化劑，將其還原或水解為H2S,再用醇胺溶液吸收，再生后的醇胺溶液循環(huán)使用。吸收了 H2S的富液經(jīng)再生處理，富含H2S氣體返回上游單元，經(jīng)吸收處理后的凈化氣中的總硫< 300ppm，凈化氣送尾氣焚燒爐焚燒后煙氣SO2濃度< 960mg/Nm3經(jīng)煙囪排放。
[0004]該工藝流程長(zhǎng)，裝置安全控制要求較高；再生醇胺溶液需消耗大量蒸汽，尾氣焚燒消耗大量燃料氣，裝置能耗較高，運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，且硫回收效果滿足不了環(huán)保要求進(jìn)一步提高的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種硫磺回收工藝，處理后排空氣中的H2S含量降低到5ppm以下，設(shè)備投入少、工藝流程短、能耗低、工藝過(guò)程安全可靠，環(huán)境友好；本發(fā)明還提供其裝置。
[0006]本發(fā)明所述的硫磺回收工藝，含硫化氫酸性氣發(fā)生克勞斯反應(yīng)生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收，制硫尾氣與氫氣混合送入尾氣加氫還原系統(tǒng)進(jìn)行尾氣加氫還原反應(yīng)，再進(jìn)入H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)，氣體中的H2S被氧化為單質(zhì)硫，凈化氣體排空；最后分離出硫磺和溶劑。
[0007]作為一種優(yōu)選，所述的硫磺回收工藝，包括以下步驟:
[0008](I)含硫化氫酸性氣經(jīng)制硫燃燒爐、再進(jìn)行克勞斯反應(yīng)，生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收，制硫尾氣送入尾氣加氫還原系統(tǒng)；
[0009](2)制硫尾氣與氫氣混合送入尾氣加氫還原系統(tǒng)進(jìn)行尾氣加氫還原反應(yīng)，所有含硫介質(zhì)均轉(zhuǎn)化為H2s，得到含H2S的氣體；
[0010](3)步驟⑵中得到的含H2S的氣體進(jìn)入H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)，H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)中含有吸收液，氣體中的H2S被氧化為單質(zhì)硫，凈化氣體排空；
[0011](4)吸收液中的硫磺經(jīng)升壓后進(jìn)入硫磺產(chǎn)品回收系統(tǒng)，分離出硫磺和溶劑，過(guò)濾出的溶劑循環(huán)使用。
[0012]本發(fā)明所述的硫磺回收工藝是一種SWSR-3 (SWSR-SunWay Sulfur recovery)硫回收工藝。
[0013]其中:
[0014]本發(fā)明脫硫效率高，保證硫磺回收裝置排放氣中H2S濃度在5ppm以下。
[0015]步驟(I)中克勞斯反應(yīng)采用常規(guī)克勞斯反應(yīng)工藝。
[0016]步驟(2)中尾氣加氫還原反應(yīng)采用常規(guī)尾氣加氫還原反應(yīng)工藝。
[0017]步驟⑶中含H2S的氣體在H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)中進(jìn)行H2S的吸收、溶劑再生兩個(gè)階段的反應(yīng)；h2s吸收及溶劑氧化系統(tǒng)中含有吸收液，吸收液為:螯合鐵水溶液，螯合鐵優(yōu)選為氨基三乙酸螯合鐵或EATA螯合鐵，吸收液中鐵的濃度優(yōu)選為200-5000ppm。H2S的吸收發(fā)生在水相中，以螯合鐵作為催化劑，氣體中的H2S被氧化為單質(zhì)硫，該反應(yīng)條件溫和，為液相、常溫常壓反應(yīng)；凈化氣體排空，硫磺進(jìn)入硫磺產(chǎn)品回收系統(tǒng)。
[0018]步驟(4)中升壓為升壓至2-4公斤壓力。
[0019]H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)中體中進(jìn)行H2S的吸收、溶劑再生兩個(gè)階段的反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下:
[0020]H2S吸收部分:
[0021]H2S(g)+2Fe+3L — 2H++S。+2Fe+2L ；
[0022]溶劑再生部分:
[0023]1/202 (氣體)+H20+2Fe+2L — 20H>2Fe+3L ；
[0024]總反應(yīng):
[0025]H2S+l/202—H20+S。。
[0026]硫化氫脫除率高，經(jīng)H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)處理后硫化氫脫除率達(dá)到99.99%以上，處理過(guò)的尾氣H2S濃度在5ppm以下。
[0027]一種硫磺回收裝置，包括通過(guò)管道依次連接的制硫燃燒爐、克勞斯反應(yīng)系統(tǒng)、尾氣加氫還原系統(tǒng)、H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)和硫磺產(chǎn)品回收系統(tǒng)，制硫燃燒爐上設(shè)有含硫化氫酸性氣進(jìn)口，克勞斯反應(yīng)系統(tǒng)與硫磺回收罐連接，H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)上設(shè)有凈化氣體出口。
[0028]硫磺產(chǎn)品回收系統(tǒng)與H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)還通過(guò)管道連接。硫磺產(chǎn)品回收系統(tǒng)內(nèi)設(shè)真空過(guò)濾機(jī)。
[0029]吸收氧化裝置是脫硫系統(tǒng)的核心單元，溶液在吸收區(qū)和氧化區(qū)自循環(huán)。
[0030]綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0031](I)本發(fā)明所述的硫磺回收工藝是克勞斯工藝與液相氧化技術(shù)優(yōu)化組合形成的硫磺回收及尾氣處理新工藝，并使用在硫磺回收及尾氣處理過(guò)程中，屬于國(guó)際首創(chuàng)，并能使排放氣中硫化氫含量降到最低，處理后排空氣中的H2S含量降低到5ppm以下，減少了硫磺回收及尾氣處理裝置向大氣排放硫化物的數(shù)量，滿足國(guó)家規(guī)范的要求，其達(dá)到的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于兩者各自工作時(shí)所能起到的效果；
[0032](2)本發(fā)明能夠減少設(shè)備投入、縮短工藝流程、降低能耗、節(jié)約占地、提高物料安全性，工藝過(guò)程安全可靠，不存在危險(xiǎn)性較大的工藝與設(shè)備；
[0033](3)本發(fā)明環(huán)境友好，沒(méi)有三廢產(chǎn)生，工藝簡(jiǎn)單，開、停工及正常操作均簡(jiǎn)單；
[0034](4)經(jīng)濟(jì)性能高，占地面積小，投資費(fèi)用少，日常運(yùn)行成本低，可以保持長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行；
[0035](5)安全性能高，系統(tǒng)不使用任何有毒的化學(xué)物質(zhì)，硫磺產(chǎn)品中沒(méi)有H2S氣體。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1為本發(fā)明硫磺回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖中含硫化氫酸性氣進(jìn)口，2-制硫燃燒爐，3-克勞斯反應(yīng)系統(tǒng)，4-尾氣加氫還原系統(tǒng)，5-H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)，6-硫磺產(chǎn)品回收系統(tǒng)，7-硫磺回收罐，8-凈化氣體出
□ O
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0039]實(shí)施例1
[0040]一種硫磺回收工藝，包括以下步驟:
[0041 ] (I)含硫化氫酸性氣由含硫化氫酸性氣進(jìn)口 I進(jìn)入經(jīng)制硫燃燒爐2，再進(jìn)入克勞斯反應(yīng)系統(tǒng)3進(jìn)行克勞斯反應(yīng)，生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收至硫磺回收罐7，制硫尾氣送入尾氣加氫還原系統(tǒng)4 ;
[0042](2)制硫尾氣與氫氣混合送入尾氣加氫還原系統(tǒng)4進(jìn)行尾氣加氫還原反應(yīng)，所有含硫介質(zhì)均轉(zhuǎn)化為H2s，得到含H2S的氣體；
[0043](3)步驟⑵中得到的含H2S的氣體進(jìn)入H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)5，H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)5中含有吸收液，吸收液的組成為氨基三乙酸螯合鐵，吸收液中鐵的濃度為200ppm，氣體中的H2S被氧化為單質(zhì)硫，凈化氣體由凈化氣體出口 8排空；
[0044](4)液相中的硫磺經(jīng)升壓至4公斤壓力后進(jìn)入硫磺產(chǎn)品回收系統(tǒng)6，分離出硫磺至硫磺回收罐7，過(guò)濾出的溶劑回到H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)5循環(huán)使用。
[0045]對(duì)實(shí)施例1中排放出的凈化氣進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果為經(jīng)H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)處理后硫化氫脫除率達(dá)到99.99%以上，處理過(guò)的尾氣H2S濃度在5ppm以下。
[0046]實(shí)施例2
[0047]一種硫磺回收工藝，包括以下步驟:
[0048](I)含硫化氫酸性氣由含硫化氫酸性氣進(jìn)口 I進(jìn)入經(jīng)制硫燃燒爐2，再進(jìn)入克勞斯反應(yīng)系統(tǒng)3進(jìn)行克勞斯反應(yīng)，生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收至硫磺回收罐7，制硫尾氣送入尾氣加氫還原系統(tǒng)4 ;
[0049](2)制硫尾氣與氫氣混合送入尾氣加氫還原系統(tǒng)4進(jìn)行尾氣加氫還原反應(yīng)，所有含硫介質(zhì)均轉(zhuǎn)化為H2s，得到含H2S的氣體；
[0050](3)步驟⑵中得到的含H2S的氣體進(jìn)入H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)5，H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)5中含有吸收液，吸收液的組成為EDTA螯合鐵，吸收液中鐵的濃度為5000ppm，氣體中的H2S被氧化為單質(zhì)硫，凈化氣體由凈化氣體出口 8排空；
[0051 ] (4)液相中的硫磺經(jīng)升壓至2公斤壓力后進(jìn)入硫磺產(chǎn)品回收系統(tǒng)6，分離出硫磺至硫磺回收罐7，過(guò)濾出的溶劑回到H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)5循環(huán)使用。
[0052]對(duì)實(shí)施例2中排放出的凈化氣進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果為經(jīng)H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)處理后硫化氫脫除率達(dá)到99.99%以上，處理過(guò)的尾氣H2S濃度在3ppm以下。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種硫磺回收工藝，其特征在于:含硫化氫酸性氣發(fā)生克勞斯反應(yīng)生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收，制硫尾氣與氫氣混合送入尾氣加氫還原系統(tǒng)進(jìn)行尾氣加氫還原反應(yīng)，再進(jìn)入H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)，氣體中的H2S被氧化為單質(zhì)硫，凈化氣體排空；最后分離出硫磺和溶劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫磺回收工藝，其特征在于:包括以下步驟: (1)含硫化氫酸性氣經(jīng)制硫燃燒爐、再進(jìn)行克勞斯反應(yīng)，生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收，制硫尾氣送入尾氣加氫還原系統(tǒng)； (2)制硫尾氣與氫氣混合送入尾氣加氫還原系統(tǒng)進(jìn)行尾氣加氫還原反應(yīng)，所有含硫介質(zhì)均轉(zhuǎn)化為H2S,得到含H2S的氣體； (3)步驟(2)中得到的含H2S的氣體進(jìn)入H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)，H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)中含有吸收液，氣體中的H2S被氧化為單質(zhì)硫，凈化氣體排空； (4)吸收液中的硫磺經(jīng)升壓后進(jìn)入硫磺產(chǎn)品回收系統(tǒng)，分離出硫磺和溶劑，過(guò)濾出的溶劑循環(huán)使用。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硫磺回收工藝，其特征在于:吸收液為:螯合鐵水溶液。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硫磺回收工藝，其特征在于:螯合鐵為氨基三乙酸螯合鐵或EATA螯合鐵。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硫磺回收工藝，其特征在于:吸收液中鐵的濃度為200_5000ppm。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硫磺回收工藝，其特征在于:步驟(4)中升壓為升壓至2-4公斤壓力。7.—種硫磺回收裝置，其特征在于:包括通過(guò)管道依次連接的制硫燃燒爐(2)、克勞斯反應(yīng)系統(tǒng)(3)、尾氣加氫還原系統(tǒng)(4)、H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)(5)和硫磺產(chǎn)品回收系統(tǒng)(6)，制硫燃燒爐(2)上設(shè)有含硫化氫酸性氣進(jìn)口(I)，克勞斯反應(yīng)系統(tǒng)(3)與硫磺回收罐(7)連接，H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)(5)上設(shè)有凈化氣體出口(8)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的硫磺回收裝置，其特征在于:硫磺產(chǎn)品回收系統(tǒng)(6)與H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)(5)還通過(guò)管道連接。
【專利摘要】本發(fā)明屬于硫磺回收領(lǐng)域，具體涉及一種硫磺回收工藝。含硫化氫酸性氣發(fā)生克勞斯反應(yīng)生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收，制硫尾氣與氫氣混合送入尾氣加氫還原系統(tǒng)進(jìn)行尾氣加氫還原反應(yīng)，再進(jìn)入H2S吸收及溶劑氧化系統(tǒng)，氣體中的H2S被氧化為單質(zhì)硫，凈化氣體排空；最后分離出硫磺和溶劑。本工藝是克勞斯工藝與液相氧化技術(shù)優(yōu)化組合形成的硫磺回收及尾氣處理新工藝，能使排放氣中硫化氫含量降到最低，處理后排空氣中的H2S含量降低到5ppm以下，設(shè)備投入少、工藝流程短、能耗低、工藝過(guò)程安全可靠，環(huán)境友好。本發(fā)明還提供其裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易實(shí)施。
【IPC分類】C01B17/04
【公開號(hào)】CN104961103
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510405728
【發(fā)明人】高炬, 曾翔鵬, 林彩虹, 鄒光武, 劉鐵軍
【申請(qǐng)人】山東三維石化工程股份有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年7月10日