專利名稱：加氫精制過程中含硫、含氮廢水、廢氣的聯(lián)合處理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于三廢處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種加氫過程中所生成的含硫、含氮廢水、廢氣的聯(lián)合處理系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
加氫過程是在催化劑存在下，不飽和化合物以及含硫、含 氮、含氧等化合物與氫發(fā)生反應(yīng)的過程，在石油化工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，例如在石油煉制工業(yè)中汽油、柴油的加氫精制，以脫除油品中存在的含氧、硫、氮等雜質(zhì)，并使二烯烴飽和，以提高油品的質(zhì)量；在煤化工中用于粗苯加氫液精制以及煤焦油加氫制清潔燃料。加氫原料中的硫主要以有機(jī)硫的形式存在，包括硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩和苯并噻吩等物質(zhì)。這些硫化物經(jīng)加氫后轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的烴類物質(zhì)和h2s。H2S為無色、具有臭蛋氣味的劇毒氣體，是一種強(qiáng)烈的神經(jīng)毒素，對(duì)粘膜有強(qiáng)烈刺激作用。H2S不僅會(huì)引起設(shè)備和管路腐蝕，而且泄漏后會(huì)嚴(yán)重威脅人身安全。加氫原料中的氮主要以有機(jī)氮的形式存在，力口氫后轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的烴類物質(zhì)和NH3, NH3是一種無色具有強(qiáng)烈刺激性臭味的氣體，對(duì)動(dòng)物或人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用，減弱人體對(duì)疾病的抵抗力。加氫后生成的H2S和NH3主要存在于沖洗管道得到的廢水和加氫后穩(wěn)定塔排出的廢氣中，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，含硫含氮的廢水廢氣污染問題越來越受到人們的關(guān)注。同時(shí)國(guó)家也制定了相應(yīng)的法律法規(guī)對(duì)排放量作了嚴(yán)格的控制。加氫廢氣是低碳烷烴、H2S和NH3的混合氣體。其中H2S和NH3的含量隨加氫原料中硫氮化合物的含硫、含氮量而變化，來自于煤焦油的硫氮含量高于來自于石油的原料。由于H2S和NH3都是有害氣體不能直接排放或燃燒，所以選擇合適有效的方法脫除加氫廢氣中的H2S和NH3,減少對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用是非常重要的。H2S廢氣廢水的常規(guī)凈化方法有氧化法，吸收法，吸附法等。氧化法是依據(jù)H2S的強(qiáng)還原性，選擇不同的氧化劑，將H2S氧化成不同的產(chǎn)物，從而達(dá)到脫除H2S的效果；吸收法是指利用不同的吸收溶劑，如乙醇胺，氨水，環(huán)丁砜等，將廢氣中的H2S吸收，以達(dá)到凈化氣體的目的，如中國(guó)專利200510021159提出了一種脫除硫化氫的溶劑，該溶劑在以水和環(huán)丁砜為主體的N-甲基二乙醇胺溶液中加入一種有機(jī)胺作為活化劑，以提高吸收效果；吸附法則是利用活性炭，分子篩等強(qiáng)吸附性物質(zhì)，利用其對(duì)H2S的吸附性，達(dá)到較好的脫除效率，如美國(guó)專利US09/580，611介紹了了一種用于脫硫的吸附劑，能同時(shí)吸附H2S和NH3。專利CN90106490. 4給出了一種關(guān)于硫化氫和氨氣混合氣體的回收工藝，該工藝?yán)脡A液在吸收塔中吸收H2S和NH3,最終將其轉(zhuǎn)化為硫化堿，氨水或銨鹽。專利CN200710010008. 6發(fā)明了一種含硫化氫氨氣的脫硫精制方法，而該方法面向含硫化氫和氨的廢水。綜述所述，盡管目前有很多單獨(dú)處理含硫、含氮廢水和廢氣的方法，但是還沒有聯(lián)合處理加氫過程產(chǎn)生的含硫、含氮廢水和廢氣的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種加氫過程中含硫、含氮廢水、廢氣的聯(lián)合處理方法，將廢氣中的NH3和H2S轉(zhuǎn)移到水相中，得到凈化的燃?xì)猓嗯c含硫、含氮廢水性質(zhì)相似，所以將二者合并處理，經(jīng)過單塔或雙塔氣提，得到達(dá)標(biāo)廢水、H2S和氨，H2S可進(jìn)一步制為硫磺，NH3用于制備液氨或氨水，硫磺、液氨或氨水作為產(chǎn)品，徹底實(shí)現(xiàn)硫化氫和氨的治理。該工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，能聯(lián)合處理含H2S和NH3的廢氣和廢水，脫除并回收H2S和NH3,得到清潔燃?xì)夂瓦_(dá)標(biāo)廢水，實(shí)現(xiàn)了資源綜合利用，綠色環(huán)保。本過程涉及的吸收過程為化學(xué)吸收，其反應(yīng)方程式為h2s+nh3 h2o==nh4hs+h2o
H2S+2NH3 H2O== (NH4) 2S+2H20上述反應(yīng)為可逆反應(yīng)，低溫有利于硫氫化銨和硫化銨的生成，高溫利于其水解。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種加氫精制過程含硫、含氮廢水和廢氣的聯(lián)合處理系統(tǒng)，由吸收單元、解吸單元和冷凝單元構(gòu)成；加氫廢氣、氨水、水分別從吸收塔I的塔底、塔中部和塔頂部加入吸收單元，廢氣中未被吸收的低碳烷烴從塔頂采出；吸收單元中產(chǎn)生的廢水與加氫產(chǎn)生的廢水混合后一部分經(jīng)過換熱器2換熱后進(jìn)入解吸單元，一部分直接進(jìn)入解吸單元；解吸單元解吸后塔底達(dá)標(biāo)水經(jīng)冷卻器11冷卻后外排，解吸塔3塔頂氣體經(jīng)冷凝后得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于99%的H2S ;解吸單元解吸出的NH3中含有部分水蒸汽及微量H2S，這部分氣體進(jìn)入冷凝單元后水蒸氣被冷凝，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于99%的NH3 ；H2S氣體作為制備硫磺的工業(yè)原料進(jìn)一步加工，NH3用來制作氨水，一部分作為吸收單元的吸收劑，一部分作為產(chǎn)品。所述的吸收單元包括吸收塔和換熱器，吸收塔I上分別設(shè)置有廢氣、氨水和水的A 口，塔頂采出氣體產(chǎn)品，塔底分別連接到解吸塔3的頂部入口和經(jīng)過換熱器2后連接到解吸塔3的中部入口，解吸塔底連接到冷卻器11的入口。所述的解吸單元為單塔解吸或雙塔解吸。單塔解吸中，解吸塔3頂部連接到塔頂冷凝器氣相入口，塔底連接到冷卻器11 A口 ；塔頂冷凝器頂部設(shè)置有水入口，液相出口連接到解吸塔3回流入口 ；塔頂冷凝器采用一級(jí)冷凝，或采用多級(jí)冷凝；解吸塔3中部設(shè)置有物料采出口，并連接到冷凝單元的氣相入□。雙塔解吸包括解吸塔、蒸氨塔和冷凝器；解吸塔3頂部連接到塔頂冷凝器氣相入口，塔底連接到蒸氨塔12的入口 ；塔頂冷凝器液相出口連接到解吸塔3回流入口 ；塔頂冷凝器可以采用一級(jí)冷凝，或采用多級(jí)冷凝；蒸氨塔12頂部連接到冷凝單元的氣相入口，塔底連接到冷卻器11入口。所述的冷凝單元包括冷凝器、吸收罐和儲(chǔ)罐；其中冷凝器可采用一級(jí)冷凝，或采用多級(jí)冷凝；冷凝單元中冷凝器液相出口連接到儲(chǔ)罐10的入口 ；吸收罐9頂部設(shè)有進(jìn)水口和放空口，底部采出產(chǎn)品；儲(chǔ)罐10底部分別連接到解吸塔3的頂部入口和換熱器2的入口。本發(fā)明的一種加氫精制過程含硫、含氮廢水、廢氣的聯(lián)合處理方法，廢氣中的硫化氫和氨以氨水和水為吸收介質(zhì)，將廢氣中的硫化氫和氨吸收到水相中，得到不含硫化氫和氨的清潔燃?xì)?；吸收得到的含硫、含氮廢水與加氫過程中所生成的含硫、含氮廢水一起進(jìn)入解吸系統(tǒng)，得到硫化氫、氨和達(dá)標(biāo)廢水；吸收塔I理論塔板數(shù)為10-15，塔壓為低于加氫尾氣的壓力；解吸塔3理論塔板數(shù)為12-18，塔頂壓力0-0. 8MPa ;蒸氨塔12理論塔板數(shù)為14-20，塔頂壓力 0-0. 6MPa，優(yōu)選 0-0. 35MPa。優(yōu)選解吸塔3塔頂壓力為0. 2-0. 6MPa ;蒸氨塔12理論塔塔頂壓力為0_0. 35MPa。吸收單元中所采用的吸收塔是板式塔、填料塔，或是噴淋塔和鼓泡塔。 從吸收塔底部排出的含硫、含氨廢水，連同加氫過程中產(chǎn)生的含硫、含氮廢水一同進(jìn)入H2S和NH3解吸系統(tǒng)。解吸系統(tǒng)可以采用雙塔解吸也可以采用單塔解吸。A.單塔解吸單塔解吸是指H2S和NH3的解吸在同一個(gè)塔中完成，塔頂 采出硫化氫氣體，側(cè)線采出氨氣，硫化氫和氨氣的處理方式同雙塔操作的處理方式，解吸塔在加壓下操作，操作壓力為 0-0. 8MPa (表壓)。本發(fā)明的工藝方法設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗較低，尾氣中的H2S和NH3吸收率高，在解吸過程中能得到純度99%以上的H2S和NH3。該工藝方法不僅可同時(shí)處理含H2S和NH3的廢氣及廢水，也可單獨(dú)處理含H2S和NH3的廢氣及廢水。能實(shí)現(xiàn)H2S和NH3的綜合利用，而且綠色環(huán)保。B.雙塔角軍吸為了保證解吸的進(jìn)行，H2S解吸塔在加壓下操作，操作壓力為0-0. 8MPa (表壓)。解吸塔的所需要的熱量可以是由再沸器提供，也可以是采用直接蒸汽加熱氣提。解吸塔塔底采出的廢水以含氨為主，有少量的硫化氫。解吸塔解吸出的含水H2S從塔頂采出，經(jīng)過多級(jí)冷凝后得到硫化氫氣體。為了保證解吸溫度，解吸塔的操作在加壓下進(jìn)行。解吸塔塔底物料進(jìn)入蒸氨塔，蒸氨塔在常壓或者加壓下操作，操作壓力為0.2-0. SMPa (表壓)。蒸氨塔塔頂氣相出料中主要包括水蒸氣、NH3和少量的H2S,經(jīng)多級(jí)冷凝和回收硫化氫后，得到純凈的NH3氣體，該氣體可以用于制備氨水，也可以通過壓縮機(jī)壓縮后，制備液氨產(chǎn)品出售。這樣從而實(shí)現(xiàn)氨轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的化學(xué)品。


圖I :單塔解吸流程圖；圖2 :雙塔解吸流程圖；I吸收塔；2換熱器；3解吸塔；4解吸單元一級(jí)冷凝器；5解吸單元二級(jí)冷凝器；6冷凝單元一級(jí)冷凝器；7冷凝單元二級(jí)冷凝器；8冷凝單元三級(jí)冷凝器；11冷卻器；9吸收罐；10儲(chǔ)罐；12蒸氨塔。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I參照?qǐng)D1，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明吸收塔I上設(shè)有廢氣、氨水、水的入口，塔頂采出氣體產(chǎn)品，塔底分別連接到解吸塔3的頂部入口和經(jīng)過換熱器2后連接到解吸塔3的中部入口。解吸塔3頂部連接到解吸單元一級(jí)冷凝器4氣相入口，塔底連接到冷卻器11入口；解吸單元一級(jí)冷凝器4頂部設(shè)有水入口，解吸單元一級(jí)冷凝器4氣相出口連接到解吸單元二級(jí)冷凝器5的氣相入口，解吸單元一級(jí)冷凝器4的液相出口連接到解吸塔3頂部入口 ；解吸單元二級(jí)冷凝器5氣相出口采出產(chǎn)品，液相出口連接到解吸單元一級(jí)冷凝器4的液相進(jìn)口。解吸塔3中部設(shè)有物料采出口，并連接到冷凝單元一級(jí)冷凝器6的氣相入口。冷凝單元一級(jí)冷凝器6氣相出口連接到冷凝單元二級(jí)冷凝器7的氣相入口，冷凝單元二級(jí)冷凝器7的氣相出口連接到冷凝單元三級(jí)冷凝器8的氣相入口，冷凝單元三級(jí)冷凝器8的氣相出口連接到吸收罐9的入口，冷凝單元冷凝器的液相出口連接到儲(chǔ)罐10的入口 ；吸收罐9頂部設(shè)有進(jìn)水口和放空口，底部采出產(chǎn)品；儲(chǔ)罐10底部分別連接到解吸塔3的頂部入口和換熱器2的入口。(I)加氫廢氣SI (主要組成為低碳烷烴、H2S和NH3)從塔底進(jìn)入吸收塔I,塔中間用氨水S2噴淋，吸收從塔底上升的H2S和NH3。塔頂加入一股水S3吸收揮發(fā)到塔頂?shù)腘H3。H2S和氨水反應(yīng)后生成NH4HS和(NH4)2S15反應(yīng)得到的NH4HS溶液 和未反應(yīng)的氨水從塔底排出。廢氣中未被吸收的低碳烷烴從塔頂采出。H2S和氨氣的吸收率均為99.9%以上。吸收塔的操作壓力略低于加氫尾氣的壓力，以保證吸收的正常進(jìn)行。(2)從吸收塔I底部排出的含硫含氨廢水和加氫產(chǎn)生的廢水S4混合后，一部分經(jīng)過換熱后進(jìn)入解吸塔3的中部，另一部分S5不經(jīng)換熱進(jìn)入該塔塔頂，冷廢水的量為總進(jìn)料量的20%-60%，用于吸收解吸出的順3。解吸出的H2S和NH3從塔頂采出，并進(jìn)入解吸單元一級(jí)冷凝器4。在解吸單元一級(jí)冷凝器4上加入一股水吸收NH3后，氣相進(jìn)入解吸單元二級(jí)冷凝器5，液相回流。二級(jí)冷凝器5的液相回到一級(jí)冷凝器。二級(jí)冷凝器頂部采出純度高于99%的H2S氣體S6，作為制備硫磺的工業(yè)原料進(jìn)一步加工。(3)解吸塔3中間側(cè)線出料中主要包括水蒸氣、NH3和少量的H2S。側(cè)線采出氣體經(jīng)過冷凝單元三級(jí)冷凝器(6、7、8)后，冷凝器底部液相返回解吸塔3。經(jīng)三級(jí)冷凝后NH3的純度高達(dá)99. 7%。在吸收罐9中加入一股水S7將純凈的NH3吸收制備氨水S8。一部分用于吸收塔的吸收劑，另一部分作為產(chǎn)品。這樣不僅實(shí)現(xiàn)了 H2S和NH3的綜合利用，還避免了對(duì)環(huán)境的污染。(4)所述的解吸塔3塔底換熱后得到含硫含氮均小于50ppm的達(dá)標(biāo)廢水，這部分水可以回用于吸收NH3，大部分水作為達(dá)標(biāo)水排放。(5)所述的吸收塔I理論塔板數(shù)為10-15，塔壓為略低于加氫尾氣的壓力。(6)所述的解吸塔3理論塔板數(shù)為12-18，塔頂壓力0-0. 8MPa，優(yōu)選0. 2-0. 6MPa(表壓)。實(shí)施例2參照?qǐng)D2，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。吸收塔I上設(shè)有廢氣、氨水、水的入口，塔頂采出氣體產(chǎn)品，塔底分別連接到解吸塔3的頂部入口和經(jīng)過換熱器2后連接到解吸塔3的中部入口。解吸塔3頂部連接到解吸單元一級(jí)冷凝器4氣相入口，塔底連接到蒸氨塔12的入口 ；解吸單元一級(jí)冷凝器4頂部氣相出口連接到解吸單元二級(jí)冷凝器5的氣相入口，解吸單元一級(jí)冷凝器4的液相出口連接到解吸塔3頂部入口 ；解吸單元二級(jí)冷凝器5氣相出口采出產(chǎn)品，液相出口連接到解吸單元一級(jí)冷凝器4的液相進(jìn)口。蒸氨塔12頂部連接到冷凝單元一級(jí)冷凝器6的氣相入口，塔底連接到冷卻器11入口 ；冷凝單元一級(jí)冷凝器6氣相出口連接到冷凝單元二級(jí)冷凝器7的氣相入口，冷凝單元二級(jí)冷凝器7的氣相出口連接到冷凝單元三級(jí)冷凝器8的氣相入口，冷凝單元三級(jí)冷凝器8的氣相出口連接到吸收罐9的入口，冷凝單元冷凝器的液相出口連接到儲(chǔ)罐10的入口 ；吸收罐9頂部設(shè)有進(jìn)水口和放空口，底部采出產(chǎn)品；儲(chǔ)罐10底部分別連接到解吸塔3的頂部入口和換熱器2的入口。
(I)加氫廢氣SI (主要組成為低碳烷烴、H2S和NH3)從塔底進(jìn)入吸收塔1，塔中間用氨水S2噴淋，吸收從塔底上升的H2S和NH3。塔頂加入一股水S3吸收揮發(fā)到塔頂?shù)腘H3。H2S和氨水反應(yīng)后生成NH4HS和(NH4)2S15反應(yīng)得到的NH4HS溶液和未反應(yīng)的氨水從塔底排出。廢氣中未被吸收的低碳烷烴從塔頂采出。H2S和氨氣的吸收率均為99.9%以上。吸收塔的操作壓力略低于加氫尾氣的壓力，以保證吸收的正常進(jìn)行。(2)從吸收塔I底部排出的含硫含氨廢水和加氫產(chǎn)生的廢水S4混合后，一部分經(jīng)過換熱后進(jìn)入解吸塔3的中部，另一部分S5不經(jīng)換熱進(jìn)入該塔塔頂，冷廢水的量為總進(jìn)料量的20%-60%，用于吸收解吸出的NH3。解吸出的H2S和少量NH3從塔頂采出，并進(jìn)入解吸單元一級(jí)冷凝器4，氣相進(jìn)入解吸單元二級(jí)冷凝器5，液相回流。解吸單元二級(jí)冷凝器5的液相回到解吸單元一級(jí)冷凝器4。解吸單元二級(jí)冷凝器5頂部采出純度高 于99%H2S氣體S6，作為制備硫磺的工業(yè)原料進(jìn)一步加工。這樣不僅實(shí)現(xiàn)了 H2S的利用，還避免了對(duì)環(huán)境的污染。為了提高硫氫化銨的水解速度，解吸塔采用0-0. 8MPa的操作壓力，優(yōu)選0. 25-0. 6MPa(表壓)。(3)解吸塔3塔底物料進(jìn)入蒸氨塔12。蒸氨塔塔頂氣相出料中主要包括水蒸氣、NH3和少量的H2S。塔頂氣體經(jīng)過冷凝單元三級(jí)冷凝器(6、7、8)冷凝后，冷凝器底部液相返回解吸塔3。經(jīng)三級(jí)冷凝后NH3的純度高達(dá)99. 7%。在吸收罐9中加入一股水S7將純凈的NH3吸收制備氨水S8。一部分用于吸收塔的吸收劑，另一部分作為產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)氨氣的綜合利用。蒸氨塔的操作壓力為0-0.8MPa，優(yōu)選0-0.35MPa (表壓)。(4)所述的蒸氨塔12塔底換熱后得到含硫含氮均小于50ppm的達(dá)標(biāo)廢水，這部分水可以回用于吸收NH3，大部分水作為達(dá)標(biāo)水排放。(5)所述的吸收塔I理論塔板數(shù)為10-15，塔壓為略低于加氫尾氣的壓力。(6)所述的H2S解吸塔3理論塔板數(shù)為12-18，塔頂壓力0-0. 8MPa，優(yōu)選0. 2-0. 6MPa(表壓)。(7)所述的蒸氨塔12理論塔板數(shù)為14-20，塔頂壓力0-0. 6MPa，優(yōu)選0-0. 35MPa。實(shí)施例3加氫廢氣(主要組成為低碳烷烴、H2S和NH3)、氨水、水分別從吸收塔I的塔底、塔中部和塔頂部加入吸收單元，廢氣中未被吸收的低碳烷烴從塔頂采出。吸收單元中產(chǎn)生的廢水加氫產(chǎn)生的廢水混合后一部分經(jīng)過換熱器2換熱后進(jìn)入解吸單元。一部分直接進(jìn)入解吸單元。解吸單元采用單塔解吸，解吸單元解吸后塔底標(biāo)準(zhǔn)水經(jīng)冷卻器11冷卻后外排，塔頂產(chǎn)生的水蒸汽、H2S和NH3進(jìn)入冷凝單元。冷凝單元中水蒸氣被冷凝，分別得到純凈的H2S和NH3。H2S氣體作為制備硫磺的工業(yè)原料進(jìn)一步加工，NH3用來制作氨水，一部分作為吸收單元的吸收劑，一部分作為產(chǎn)品。待處理廢氣的流量200kg/hr，含 H2S28% (wt)，NH33% (wt);廢水流量 500kg/hr，含H2S3% (wt), NHS3% (wt)。(I)加氫廢氣首先從塔底進(jìn)入吸收塔I，塔中部用氨水噴淋，吸收從塔底上升的H2S和nh3。塔頂加入一股水吸收揮發(fā)到塔頂?shù)膎h3。H2S和氨水反應(yīng)后生成NH4HS和(nh4)2s。反應(yīng)得到的NH4HS和(NH4)2S溶液以及未反應(yīng)的氨水從塔底排出。廢氣中未被吸收的低碳烷烴從塔頂采出，作為燃?xì)?。吸收塔理論板?shù)為12，塔壓為0. 5MPa。H2S和氨氣的吸收效率均為為99. 9%。(2)所述的從吸收塔I底部排出的含硫含氨廢水和加氫產(chǎn)生的廢水混合后，一部分經(jīng)過換熱器2換熱后進(jìn)入解吸塔3的中部，另一部分不經(jīng)換熱進(jìn)入該塔塔頂，冷廢水的量為總進(jìn)料量的45%。該塔具有15塊理論板，塔頂壓力0. 5MPa，塔底壓力0. 55MPa。解吸出的H2S和NH3從塔頂采出，并進(jìn)入解吸單元一級(jí)冷凝器4。在解吸單元一級(jí)冷凝器4頂部加入一股水將NH3吸收。解吸單元冷凝器4將氣體冷凝至70°C，液相回流。冷凝后的氣體進(jìn)入解吸單元二級(jí)冷凝器5。解吸單元二級(jí)冷凝器5頂部采出純度為99. 1%的H2S氣體作為制備硫磺的工業(yè)原料進(jìn)一步加工。解吸單元二級(jí)冷凝器5的液相回到解吸單元一級(jí)冷凝器4。(3)所述的解吸塔3側(cè)線出料中主要包括水蒸氣、NH3和少量的&5。側(cè)線采出氣體經(jīng)過三級(jí)冷凝器后，冷凝溫度分別為80°C，40°C，l(rC。冷凝器底部液相返回解吸塔3。經(jīng)三級(jí)冷凝后NH3的純度高達(dá)99. 2%。經(jīng)冷凝單元三級(jí)冷凝器8后氨氣在吸收罐9中被吸收。吸收溫度為40°C，常壓操作。吸收塔3塔底冷卻后得到的水中硫化氫含量小于30ppm，氨含量小于30ppm。實(shí)施例4加氫廢氣(主要組成為低碳烷烴、H2S和NH3)、氨水、水分別從吸收塔I的塔底、塔 中部和塔頂部加入吸收單元，廢氣中未被吸收的低碳烷烴從塔頂采出。吸收單元中產(chǎn)生的廢水加氫產(chǎn)生的廢水混合后一部分經(jīng)過換熱器2換熱后進(jìn)入解吸單元，一部分直接進(jìn)入解吸單元。解吸單元采用雙塔解吸，解吸塔3解吸出的氣體經(jīng)塔頂冷凝后，得到純凈的H2S,塔底物料進(jìn)入蒸氨塔12。蒸氨塔12塔底得到的標(biāo)準(zhǔn)水經(jīng)冷卻器11冷去后外排，塔頂產(chǎn)生的水蒸汽、少量H2S和NH3進(jìn)入冷凝單元。冷凝單元中水蒸氣被冷凝，分別得到純凈的H2S和NH3。H2S氣體作為制備硫磺的工業(yè)原料進(jìn)一步加工，NH3用來制作氨水，一部分作為吸收單元的吸收劑，一部分作為產(chǎn)品。待處理廢氣的流量200kg/hr，含 H2S28% (wt)，NH33% (wt);廢水流量 500kg/hr，含H2S3% (wt), NHS3% (wt)。(I)加氫廢氣首先從塔底進(jìn)入吸收塔I，塔中部用氨水噴淋，吸收從塔底上升的H2S和nh3。塔頂加入一股水吸收揮發(fā)到塔頂?shù)膎h3。H2S和氨水反應(yīng)后生成NH4HS和(nh4)2s。反應(yīng)得到的NH4HS和(NH4)2S溶液以及未反應(yīng)的氨水從塔底排出。廢氣中未被吸收的低碳烷烴從塔頂采出，作為燃?xì)?。吸收塔理論板?shù)為12，塔壓為0. 5MPa。H2S和氨氣的吸收效率均為為99. 9%。(2)所述的從吸收塔I底部排出的含硫含氨廢水和加氫產(chǎn)生的廢水混合后，一部分經(jīng)過換熱器2換熱后進(jìn)入解吸塔3的中部，另一部分不經(jīng)換熱進(jìn)入該塔塔頂，冷廢水的量為總進(jìn)料量的45%。該塔具有15塊理論板，塔頂壓力0. 5MPa，塔底壓力0. 55MPa。解吸出的H2S和少量NH3從塔頂采出，并進(jìn)入吸收單元一級(jí)冷凝器4。冷凝器將氣體冷凝至70°C，液相回流。冷凝后的氣體進(jìn)入吸收單元二級(jí)冷凝器5。在吸收單元二級(jí)冷凝器5的作用下，氣體被冷凝到40°C。吸收單元二級(jí)冷凝器5頂部采出純度為99. 9%的H2S氣體作為制備硫磺的工業(yè)原料進(jìn)一步加工。吸收單元二級(jí)冷凝器5的液相回到吸收單元一級(jí)冷凝器4。(3)所述的解吸塔3塔底物料進(jìn)入蒸氨塔12。蒸氨塔12具有16塊理論板，塔頂壓力0. 18MPa，塔底壓力0. 23MPa。蒸氨塔12塔頂氣相出料中主要包括水蒸氣、NH3和少量的H2S0塔頂氣體經(jīng)過三級(jí)冷凝器后，冷凝溫度分別為80°C，40°C，l(rC。冷凝器底部液相返回H2S解吸塔。經(jīng)三級(jí)冷凝后NH3的純度高達(dá)99. 7%。經(jīng)冷凝單元三級(jí)冷凝器8后氨氣在吸收罐9中被吸收。吸收溫度為40°C，常壓操作。蒸氨塔12塔底冷卻后得到的水中硫化氫含量小于20ppm,氨含量小于30ppm。
實(shí)施例5加氫廢氣(主要組成為低碳烷烴、H2S和NH3)、氨水、水分別從吸收塔I的塔底、塔中部和塔頂部加入吸收單元，廢氣中未被吸收的低碳烷烴從塔頂采出。吸收單元中產(chǎn)生的廢水加氫產(chǎn)生的廢水混合后一部分經(jīng)過換熱器2換熱后進(jìn)入解吸單元，一部分直接進(jìn)入解吸單元。解吸單元采用雙塔解吸，解吸塔3解吸出的氣體經(jīng)塔頂冷凝后，得到純凈的H2S,塔底物料進(jìn)入蒸氨塔12。蒸氨塔12塔底得標(biāo)準(zhǔn)水經(jīng)冷卻器11冷卻后外排，塔頂產(chǎn)生的水蒸汽、少量H2S和NH3進(jìn)入冷凝單元。冷凝單元中水蒸氣被冷凝，分別 得到純凈的H2S和NH3。H2S氣體作為制備硫磺的工業(yè)原料進(jìn)一步加工，NH3用來制作氨水，一部分作為吸收單元的吸收齊U，一部分作為產(chǎn)品。待處理廢氣的流量220kg/hr，含 H2S32% (wt)，NH33% (wt);廢水流量 550kg/hr，含H2S3. 5% (wt), NH34. 0% (wt)0(I)加氫廢氣首先從塔底進(jìn)入吸收塔I，塔中部用氨水噴淋，吸收從塔底上升的H2S和NH3。塔頂加入一股水吸收揮發(fā)到塔頂?shù)腘H3。H2S和氨水反應(yīng)后生成NH4HS和(NH4) 2S。反應(yīng)得到的NH4HS和(NH4) 2S溶液以及未反應(yīng)的氨水從塔底排出。廢氣中未被吸收的低碳烷烴從塔頂采出，作為燃?xì)?。吸收塔理論板?shù)為10，塔壓為0. 45MPa。H2S的吸收效率為99. 2%，氨氣的吸收效率為99. 5%。(2)所述的從吸收塔I底部排出的含硫含氨廢水和加氫產(chǎn)生的廢水混合后，一部分經(jīng)過換熱器2換熱后進(jìn)入解吸塔3的中部，另一部分不經(jīng)換熱進(jìn)入該塔塔頂，冷廢水的量為總進(jìn)料量的35%。該塔具有12塊理論板，塔頂壓力0. 45MPa，塔底壓力0.5MPa。解吸出的H2S和少量NH3從塔頂采出，并進(jìn)入解吸單元一級(jí)冷凝器4。該冷凝器將氣體冷凝至70°C，液相回流。冷凝后的氣體進(jìn)入解吸單元二級(jí)冷凝器5。在解吸單元二級(jí)冷凝器5的作用下，氣體被冷凝到40°C。解吸單元二級(jí)冷凝器5頂部采出純度為98. 3%的H2S氣體作為制備硫磺的工業(yè)原料進(jìn)一步加工。解吸單元二級(jí)冷凝器5的液相回到解吸單元一級(jí)冷凝器4。(3)所述的解吸塔3塔底物料進(jìn)入蒸氨塔12。蒸氨塔12具有14塊理論板，塔頂壓力0. 18MPa，塔底壓力0. 23MPa。蒸氨塔12塔頂氣相出料中主要包括水蒸氣、NH3和少量的仏一。塔頂氣體經(jīng)過三級(jí)冷凝器后，冷凝溫度分別為80°C，40°C，l(rC。冷凝器底部液相返回H2S解吸塔。經(jīng)三級(jí)冷凝后NH3的純度高達(dá)98. 9%。經(jīng)冷凝單元三級(jí)冷凝器8后氨氣在吸收罐9中被吸收。吸收溫度為40°C，常壓操作。蒸氨塔12塔底冷卻后得到的水中硫化氫含量小于35ppm,氨含量小于40ppm。
權(quán)利要求
1.一種加氫精制過程含硫、含氮廢水和廢氣的聯(lián)合處理系統(tǒng)，其特征是由吸收單元、解吸單元和冷凝單元構(gòu)成；加氫廢氣、氨水、水分別從吸收塔(I)的塔底、塔中部和塔頂部加入吸收單元，廢氣中未被吸收的低碳烷烴從塔頂采出；吸收塔塔底產(chǎn)生的廢水與加氫產(chǎn)生的廢水混合后一部分經(jīng)過換熱器(2)換熱后進(jìn)入解吸單元，一部分直接進(jìn)入解吸單元；解吸單元解吸后塔底物流經(jīng)冷卻器(11)冷卻后得到外排的標(biāo)準(zhǔn)水，解吸塔(3)塔頂氣體經(jīng)冷凝后得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于99%的H2S ;解吸單元解吸出的NH3中含有部分水蒸汽及微量H2S,這部分氣體進(jìn)入冷凝單元后水蒸氣被冷凝，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于99%的NH3 ;H2S氣體作為制備硫磺的工業(yè)原料進(jìn)一步加工，NH3用來制作氨水，一部分作為吸收單元的吸收劑，一部分作為產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征是所述的吸收單元包括吸收塔和換熱器，吸收塔(I)上分別設(shè)置有廢氣、氨水和水的入口，塔頂采出氣體產(chǎn)品，塔底分別連接到解吸塔(3)的頂部入口和經(jīng)過換熱器(2)后連接到解吸塔(3)的中部入口。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的解吸單元為單塔解吸或雙塔解吸。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于單塔解吸中，解吸塔(3)頂部連接到塔頂冷凝器氣相入口，塔底連接到冷卻器(11)入口 ；塔頂冷凝器頂部設(shè)置有水入口，液相出口連接到解吸塔(3)回流入口 ；塔頂冷凝器采用一級(jí)冷凝，或采用多級(jí)冷凝；解吸塔(3)中部設(shè)置有物料采出口，并連接到冷凝單元的氣相入口。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于雙塔解吸包括解吸塔、蒸氨塔和冷凝器；解吸塔(3)頂部連接到塔頂冷凝器氣相入口，塔底連接到蒸氨塔(12)的入口 ；塔頂冷凝器液相出口連接到解吸塔(3)回流入口 ；塔頂冷凝器可以采用一級(jí)冷凝，或采用多級(jí)冷凝；蒸氨塔(12)頂部連接到冷凝單元的氣相入口，塔底連接到冷卻器(11)入口。
6.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的冷凝單元包括冷凝器、吸收罐和儲(chǔ)罐；其中冷凝器可采用一級(jí)冷凝，或采用多級(jí)冷凝；冷凝單元中冷凝器液相出口連接到儲(chǔ)罐(10)的入口 ；吸收罐(9)頂部設(shè)有進(jìn)水口和放空口，底部采出產(chǎn)品；儲(chǔ)罐(10)底部分別連接到解吸塔(3)的頂部入口和換熱器(2)的入口。
7.權(quán)利要求I所述的一種加氫精制過程含硫、含氮廢水、廢氣的聯(lián)合處理方法，其特征是廢氣中的硫化氫和氨以氨水和水為吸收介質(zhì)，將廢氣中的硫化氫和氨吸收到水相中，得到不含硫化氫和氨的清潔燃?xì)?；吸收得到的含硫、含氮廢水與加氫過程中所產(chǎn)生的含硫、含氮廢水一起進(jìn)入解吸系統(tǒng)，得到硫化氫、氨和達(dá)標(biāo)廢水；吸收塔(I)理論塔板數(shù)為10-15，塔壓為低于加氫尾氣的壓力；解吸塔3理論塔板數(shù)為12-18，塔頂壓力0-0. 8MPa;蒸氨塔(12)理論塔板數(shù)為14-20，塔頂壓力0-0. 6MPa，優(yōu)選0-0. 35MPa。
8.權(quán)利要求7所述的方法，其特征是解吸塔(3)塔頂壓力為0.2-0. 6MPa ;蒸氨塔(12)理論塔塔頂壓力為0-0. 35MPa。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于吸收單元中所采用的吸收塔是板式塔、填料塔，或是噴淋塔和鼓泡塔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加氫過程中所生成的含硫、含氮廢水、廢氣的聯(lián)合處理系統(tǒng)及方法。處理系統(tǒng)，由吸收單元、解吸單元和冷凝單元構(gòu)成；將廢氣中的NH3和H2S轉(zhuǎn)移到水相中，得到凈化的燃?xì)?，水相與含硫、含氮廢水性質(zhì)相似，所以將二者合并處理，經(jīng)過單塔或雙塔氣提，得到達(dá)標(biāo)廢水、H2S和氨，H2S可進(jìn)一步制為硫磺，NH3用于制備液氨或氨水，硫磺、液氨或氨水作為產(chǎn)品，徹底實(shí)現(xiàn)硫化氫和氨的治理。該工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，能聯(lián)合處理含H2S和NH3的廢氣和廢水，脫除并回收H2S和NH3，得到清潔燃?xì)夂瓦_(dá)標(biāo)廢水，實(shí)現(xiàn)了資源綜合利用，綠色環(huán)保。
文檔編號(hào)C02F1/20GK102784552SQ20121023151
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者周軍建, 李匯豐, 許春建, 趙俊彤 申請(qǐng)人:天津大學(xué), 河南寶舜化工科技有限公司