本發(fā)明涉及含硫化氫酸性氣的凈化領(lǐng)域，具體為一種處理含氨、羰基硫、硫化氫酸性氣，并進(jìn)行硫磺回收的新型工藝。

背景技術(shù)：

在煤化工過程、石油和天然氣加工過程中都會產(chǎn)生大量的含H₂S酸性氣體。如煤化工中從低溫甲醇洗工段產(chǎn)生的H₂S濃縮氣、煉廠從酸水汽提工段來的酸性氣等。這些酸性氣中H₂S濃度有很大區(qū)別，且所含羰基硫、氨等雜質(zhì)濃度也不同，隨著環(huán)保問題日益突出，國家排放標(biāo)準(zhǔn)也越來越嚴(yán)格?，F(xiàn)階段實(shí)行的《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中要求SO₂特別排放限制為100mg/m³，《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中要求SO₂特別排放限制為50mg/m³。

目前公開的方法中以克勞斯為主的超級克勞斯、超優(yōu)克勞斯等硫回收工藝很難直接達(dá)到現(xiàn)有的排放標(biāo)準(zhǔn)要求，而用絡(luò)合鐵作為催化劑吸收氧化H₂S的工藝具有吸收完全、尾氣中H₂S含量低、硫回收率高等特點(diǎn)，但其不能處理含NH₃和COS等有機(jī)硫的酸性氣，會導(dǎo)致NH₃在硫磺過濾階段散發(fā)出來，且采用絡(luò)合鐵氧化法回收的硫磺均為含水硫漿，達(dá)不到工業(yè)硫磺標(biāo)準(zhǔn)。

本專利提供一種綜合性的可處理含NH₃和COS等雜質(zhì)的、不同H₂S濃度的酸性氣的處理方法，在尾氣排放達(dá)標(biāo)的情況下同時(shí)可副產(chǎn)高品質(zhì)硫磺。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本方法的目的是為了改進(jìn)傳統(tǒng)的酸性氣除硫化氫流程的不足之處，提供一種先進(jìn)的處理含氨、羰基硫、硫化氫酸性氣，并進(jìn)行硫磺回收的新型工藝，可以適應(yīng)多種工況并節(jié)能減排。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種處理含氨、羰基硫、硫化氫酸性氣，并進(jìn)行硫磺回收的新型工藝，采用的工藝技術(shù)方案包括下列步驟：

(1)酸性氣中H₂S濃度大于15vol.％時(shí)，酸性氣通過水洗塔除氨后進(jìn)入克勞斯燃燒爐，出克勞斯燃燒爐的工藝氣依次經(jīng)過廢熱鍋爐、水解反應(yīng)器、兩級克勞斯反應(yīng)器、加氫反應(yīng)器并冷卻后進(jìn)入吸收氧化反應(yīng)室，尾氣達(dá)標(biāo)直接排放，廢鍋和硫冷凝器直接產(chǎn)生高品質(zhì)液硫。吸收氧化反應(yīng)室產(chǎn)生的硫漿經(jīng)過過濾機(jī)后分別經(jīng)過熔漿罐、熔硫釜、熔硫分離器后產(chǎn)生高品質(zhì)硫磺。在克勞斯反應(yīng)器中不需維持H₂S/SO₂為嚴(yán)格的2/1，控制系統(tǒng)簡單。

(2)酸性氣中H₂S濃度小于等于15vol.％時(shí)，酸性氣進(jìn)入水洗塔、水解反應(yīng)器并冷卻后進(jìn)入吸收氧化反應(yīng)室，吸收氧化反應(yīng)室產(chǎn)生的硫漿經(jīng)過過濾機(jī)后分別經(jīng)過熔漿罐、熔硫釜、熔硫釜分離器后產(chǎn)生高品質(zhì)硫磺，吸收氧化反應(yīng)室尾氣達(dá)標(biāo)直接排放。水解反應(yīng)器也可用于直接去除原料氣中的COS，進(jìn)一步降低尾氣中含硫物質(zhì)的含量。

具體的，酸性氣在裝有規(guī)整填料的水洗塔中進(jìn)行水洗預(yù)處理除氨，可有效阻止氨在硫漿過濾單元散發(fā)到氣相。

進(jìn)一步的，廢熱鍋爐可產(chǎn)生0.5MPag的飽和蒸汽直接用于熔硫釜，使能量得到合理利用。

進(jìn)一步的，作為改進(jìn)，克勞斯燃燒爐廢鍋后為水解反應(yīng)器和兩級克勞斯反應(yīng)器，水解反應(yīng)器中添加鈦基水解催化劑，可去除克勞斯燃燒爐中生成的COS和CS₂。

進(jìn)一步的，水解反應(yīng)器中裝填鈦基催化劑，經(jīng)水解反應(yīng)器后的工藝氣需冷卻至40～60℃，以達(dá)到絡(luò)合鐵催化氧化的最佳溫度。

進(jìn)一步的，在吸收氧化反應(yīng)室中需加入絡(luò)合鐵催化劑、殺菌劑、表面活性劑、消泡劑和堿液。

進(jìn)一步的，在吸收氧化反應(yīng)室中通入空氣，經(jīng)吸收氧化后的尾氣直接達(dá)標(biāo)排放。

進(jìn)一步的，吸收氧化反應(yīng)室產(chǎn)生的硫漿送入過濾機(jī)進(jìn)行過濾，濾液送回反應(yīng)器，濾餅硫磺送往硫漿罐制備硫漿。

進(jìn)一步的，硫漿罐中添加水來制備硫漿，硫漿中硫磺濃度優(yōu)選5％～15％，硫漿送入熔硫釜。

進(jìn)一步的，硫漿在熔硫釜中熔融后送往分離器，下層得到高品質(zhì)液硫，控制液硫溫度維持在130～155℃之間，上層水層送往閃蒸罐閃蒸后循環(huán)回硫漿罐制備硫漿。

本發(fā)明為一種處理含氨、羰基硫、硫化氫酸性氣，并進(jìn)行硫磺回收的新型工藝，采用水洗除氨、克勞斯燃燒、水解反應(yīng)、克勞斯反應(yīng)、加氫反應(yīng)、絡(luò)合鐵氧化還原反應(yīng)和硫磺精制相結(jié)合的工藝，可根據(jù)酸性氣組成，靈活選用工藝流程，適用于各種不同組成酸性氣的凈化；經(jīng)處理后的尾氣中硫含量低，硫回收率大于99.95％，且能回收得到高品質(zhì)硫磺。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)主要在于：

(1)環(huán)境友好，排放尾氣中硫含量低；

(2)可回收得到高品質(zhì)硫磺；

(3)原料酸性氣適用范圍廣，可適用于含NH₃和COS的酸性氣的處理及硫磺回收。

(4)可根據(jù)酸性氣中H₂S的濃度靈活選用工藝流程。

(5)使用克勞斯硫回收單元時(shí)不需精確控制H₂S和SO₂的比例為2/1，控制簡單、操作靈活。廢熱鍋爐和硫冷凝器副產(chǎn)的低壓蒸汽可用于熔硫釜的加熱，使熱量得到綜合利用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例之一工藝流程圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例之二工藝流程圖。

附圖標(biāo)號說明：水洗塔(1)，克勞斯燃燒爐(2)，廢熱鍋爐(3)，水解反應(yīng)器(4)，一級冷凝器(5)，一級克勞斯反應(yīng)器(6)，二級冷凝器(7)，二級克勞斯反應(yīng)器(8)，三級冷凝器(9)，加氫反應(yīng)器(10)，工藝氣冷卻器(11)，吸收氧化反應(yīng)室(12)，過濾機(jī)(13)，溶漿罐(14)，熔硫釜(15)，熔硫分離器(16)，閃蒸罐(17)。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1所示，酸性氣(101)經(jīng)過水洗塔(1)脫出氨后進(jìn)入克勞斯燃燒爐(2)，反應(yīng)后的工藝氣進(jìn)入廢熱鍋爐(3)進(jìn)行余熱回收，并副產(chǎn)低壓蒸汽，經(jīng)過余熱回收的工藝氣經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入水解反應(yīng)器(4)，水解克勞斯?fàn)t中反應(yīng)生成的COS和CS₂，出水解反應(yīng)器的工藝氣依次經(jīng)過一級硫冷凝器(5)、一級克勞斯反應(yīng)器(6)、二級硫冷凝器(7)、二級克勞斯反應(yīng)器(8)、三級冷凝器(9)，液硫(104)從一級、二級、三級硫冷凝器排出的同時(shí)副產(chǎn)低壓蒸汽。出三級冷凝器的工藝氣經(jīng)預(yù)熱后通過加氫反應(yīng)器(10)，加氫后的工藝氣經(jīng)工藝氣冷卻器(11)冷卻到40～60℃后進(jìn)入吸收氧化反應(yīng)室(12)，吸收氧化反應(yīng)室內(nèi)使用絡(luò)合物催化劑的將H₂S轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，絡(luò)合鐵催化劑使用通入的空氣還原，經(jīng)吸收后的尾氣(107)達(dá)標(biāo)排放。產(chǎn)生的濕硫磺經(jīng)過過濾機(jī)(13)過濾，濾液(108)返回吸收氧化反應(yīng)室(12)，硫磺送熔漿罐(14)。在熔漿罐中硫磺和水形成硫漿后送熔硫釜(15)，熔融后送分離器(16)分離出高純度后的液硫(104)，水層去閃蒸罐(17)，閃蒸后的水(110)返回熔漿罐循環(huán)利用。

實(shí)施例2

如圖2所示，酸性氣(101)經(jīng)過水洗塔(1)脫除氨后預(yù)熱，進(jìn)入水解反應(yīng)器(4)，水解原料酸性氣中含有的COS，出水解反應(yīng)器的工藝氣經(jīng)工藝氣冷卻器(11)冷卻到40～60℃后進(jìn)入吸收氧化反應(yīng)室(12)，吸收氧化反應(yīng)室內(nèi)使用絡(luò)合物催化劑的將H₂S轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，絡(luò)合鐵催化劑使用通入的空氣還原，經(jīng)吸收后的尾氣(107)達(dá)標(biāo)排放。產(chǎn)生的濕硫磺經(jīng)過過濾機(jī)(13)過濾，硫磺送熔漿罐(14)，濾液(108)返回吸收氧化反應(yīng)室(12)。在熔漿罐中硫磺和水形成硫漿后送熔硫釜(15)，熔融后送分離器(16)分離出高純度的硫磺(104)，水層去閃蒸罐(17)，閃蒸后的水(110)返回熔漿罐循環(huán)利用。

應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)際案例如下，酸性氣(101)流量7634Nm³/h，H₂S濃度為35mol.％，COS濃度為0.08mol.％，NH₃濃度為2.75％。經(jīng)過本專利所述裝置處理后時(shí)，出加氫反應(yīng)器的工藝氣流量7746Nm³/h，H₂S濃度為1.39mol.％，經(jīng)吸收后尾氣(107)中H₂S含量＜10ppm，可達(dá)標(biāo)排放。同時(shí)在廢熱鍋爐、一級、二級、三級硫冷凝器中副產(chǎn)10.82t/h壓力為0.5MPag的飽和蒸汽供熔硫釜使用，使裝置熱量得到綜合利用。