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一種酸性氣生產(chǎn)硫氫化鈉工藝及裝置的制造方法_2

文檔序號:8504706閱讀:來源:國知局
反應(yīng)器、二級反應(yīng)器、一級 中間罐、二級中間罐和堿液保護(hù)罐,其中,一級反應(yīng)器和二級反應(yīng)器分別設(shè)置氣相入口、氣 相出口、液相入口和液相出口,酸性氣入口管線與一級反應(yīng)器的氣相入口連接,一級反應(yīng)器 的氣相出口與二級反應(yīng)器的氣相入口連接,且在二者連接管線上設(shè)置補(bǔ)充載氣管線,二級 反應(yīng)器的氣相出口與堿液保護(hù)罐氣相入口連接,二級反應(yīng)器的氣相出口管線上設(shè)置有硫化 氫含量檢測裝置,堿液保護(hù)罐氣相出口連接凈化氣出口管線,堿液入口管線與堿液保護(hù)罐 液相入口連接,堿液保護(hù)罐液相出口與二級反應(yīng)器液相入口連接,二級反應(yīng)器液相出口經(jīng) 二級中間罐后分為兩路,一路與一級反應(yīng)器液相入口連接,另一路與二級反應(yīng)器液相入口 連接;一級反應(yīng)器液相出口經(jīng)一級中間罐后分為三路,分別與一級反應(yīng)器液相入口、產(chǎn)品出 料管線、二級中間罐連接。
[0029] 本發(fā)明酸性氣處理裝置中,所述一級反應(yīng)器和二級反應(yīng)器為氣液傳質(zhì)反應(yīng)設(shè)備, 具體為鼓泡塔反應(yīng)器、填料塔反應(yīng)器、撞擊流反應(yīng)器、旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器和文丘里反應(yīng)器中的一 種,優(yōu)選為旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器。
[0030] 本發(fā)明酸性氣處理裝置中,在堿液保護(hù)罐氣相出口與凈化氣出口管線之間設(shè)有聚 結(jié)器,所述聚結(jié)器為圓柱形筒體,封頭包括上封頭和下封頭,內(nèi)部設(shè)置圓筒狀篩網(wǎng),防止凈 化氣霧沫夾帶。
[0031] 本發(fā)明酸性氣處理裝置中,一級反應(yīng)器、二級反應(yīng)器生成液分別進(jìn)入一級中間罐 和二級中間罐,一級中間罐和二級中間罐設(shè)置換熱設(shè)備,控制中間罐溫度為85°c~120°C, 優(yōu)選為90°C~95°C,防止中間產(chǎn)物結(jié)晶。
[0032] 本發(fā)明酸性氣處理裝置中,堿液保護(hù)罐設(shè)置有液位控制設(shè)備,根據(jù)堿液保護(hù)罐液 位控制堿液保護(hù)罐生成液出口流量,防止液位過低,吸收液泵抽空短路,對泵造成損壞,影 響裝置穩(wěn)定運作。
[0033] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明酸性氣處理工藝及系統(tǒng)具有如下優(yōu)點: 1、本發(fā)明的酸性氣處理工藝,采用兩級氣液兩相逆流吸收反應(yīng)過程,分別設(shè)置了一級 反應(yīng)和二級反應(yīng)生成液的自循環(huán)再吸收工序,提高了反應(yīng)深度,使物料充分與酸性氣接觸, 確保NaHS液相產(chǎn)品符合國家產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品NaHS中N&S的含量小于4% ;通過二級反 應(yīng)物料循環(huán),使堿液充分與剩余的酸性氣接觸,使得凈化氣中H2S含量低于30 mg/Nm3,確保 酸性氣處理后的乏氣實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的目標(biāo)。
[0034] 2、本發(fā)明酸性氣處理工藝,二級反應(yīng)器生成液組成主要為Na2S、NaHS、Na 2CO3和 NaHCO3,進(jìn)入一級反應(yīng)器后與過量H2S反應(yīng),生成NaHS,同時CO2會被置換出來,隨著酸性氣 進(jìn)入二級反應(yīng)器,造成二級反應(yīng)器內(nèi)CO2濃度急劇增加,如果直接與堿液接觸會造成大量 Na2CO3和NaHCO3產(chǎn)生,容易結(jié)晶堵塞管道,本工藝通過在一級反應(yīng)器氣相出口與二級反應(yīng) 器氣相入口連接管線上設(shè)置補(bǔ)充載氣管線,引入補(bǔ)充載氣,大大降低了酸性氣濃度,尤其是 酸性氣中CO2的濃度,大部分CO2和載氣一起被帶出裝置,控制Na2CO 3和NaHCO3的含量,防 止生產(chǎn)大量Na2CO3造成結(jié)晶,堵塞管線,保證裝置長周期運行。
[0035] 3、本發(fā)明酸性氣處理工藝,采用三級氣液兩相逆流吸收反應(yīng)過程。通過設(shè)置三級 堿液保護(hù)罐,保證堿液與酸性氣充分接觸反應(yīng),使得凈化氣中H2S含量低于30 mg/Nm3,確保 酸性氣處理后的乏氣實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的目標(biāo)。
[0036] 4、本發(fā)明酸性氣處理工藝,分別設(shè)置了一級反應(yīng)生成液和二級反應(yīng)生成液的自循 環(huán)再吸收工序,提高了反應(yīng)深度,使物料充分與酸性氣接觸,確保NaHS液相產(chǎn)品符合國家 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品NaHS中Na2S的含量小于4% ;通過二級反應(yīng)物料循環(huán),使堿液充分與剩 余的酸性氣接觸,使得凈化氣中H2S含量低于30 mg/Nm3,確保酸性氣處理后的乏氣實現(xiàn)達(dá) 標(biāo)排放的目標(biāo)。通過將一級反應(yīng)得到的液相產(chǎn)品NaHS溶液,循環(huán)回二級中間罐做為稀釋液 使用,具有緩沖液的作用,降低了二級反應(yīng)生成液中的Na2S濃度,防止Na2S結(jié)晶析出,保證 裝置長周期運行。
[0037] 5、本發(fā)明酸性氣處理系統(tǒng)采用超重力旋轉(zhuǎn)床做為氣液反應(yīng)器,可實現(xiàn)提高傳質(zhì)與 反應(yīng)效率的目標(biāo),旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器為高效傳質(zhì)設(shè)備,保證反應(yīng)快速進(jìn)行,降低副反應(yīng)的發(fā)生, 減少產(chǎn)品中雜質(zhì)含量。同時,因旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器傳質(zhì)效率為普通塔式反應(yīng)器傳質(zhì)效率的數(shù)百 倍,反應(yīng)器規(guī)模大大減小。并將酸性氣中CO2與NaOH反應(yīng)時,生成納米級的Na2CO 3結(jié)晶體, 從而防止流體輸送時Na2CO3結(jié)晶體堵塞管道。物料在高速轉(zhuǎn)動的床層組件內(nèi)壁上,形成劇 烈撞擊,實現(xiàn)強(qiáng)化混合;物料在流過床層時,不斷被床層切割為液滴、液絲和液膜,極大地實 現(xiàn)了高粘度物料的表面更新與混合,消除了濃度差,保證生成納米級的Na2CO3結(jié)晶體。
[0038] 6、本發(fā)明兩級逆流吸收工藝和裝置尤其適用于處理小型煉廠酸性氣,與現(xiàn)有技術(shù) 相比,設(shè)備規(guī)模小,能耗低,操作費用少,生成可以用于印染、造紙等行業(yè)的NaHS產(chǎn)品,便于 運輸,且有一定的市場價值。
【附圖說明】
[0039] 圖1是本發(fā)明酸性氣生產(chǎn)硫氫化鈉工藝及裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0040] 本發(fā)明酸性氣生產(chǎn)硫氫化鈉工藝及裝置,以NaOH溶液為吸收液,處理煉油廠酸性 氣生產(chǎn)NaHS產(chǎn)品,采用三級氣液兩相逆流吸收反應(yīng)過程。分別設(shè)置一級反應(yīng)和二級反應(yīng)生 成液自循環(huán)再吸收工序;產(chǎn)品液循環(huán)至第二級反應(yīng)做為稀釋液使用。
[0041] 本發(fā)明提供一種酸性氣生產(chǎn)硫氫化鈉裝置,所述裝置包括一級反應(yīng)器3、二級反應(yīng) 器4、一級中間罐2、二級中間罐5、堿液保護(hù)罐8和聚結(jié)器6,其中,一級反應(yīng)器3和二級反 應(yīng)器4分別設(shè)置氣相入口、氣相出口、液相入口和液相出口,酸性氣入口管線1與一級反應(yīng) 器的氣相入口連接,一級反應(yīng)器的氣相出口與二級反應(yīng)器的氣相入口連接,且在二者連接 管線上設(shè)置補(bǔ)充載氣管線11,二級反應(yīng)器的氣相出口與堿液保護(hù)罐氣相入口連接,二級反 應(yīng)器的氣相出口管線上設(shè)置有硫化氫含量檢測裝置16,堿液保護(hù)罐氣相出口經(jīng)聚結(jié)器6后 連接凈化氣出口管線13,堿液保護(hù)罐上設(shè)置液位控制設(shè)備17,堿液入口管線12與堿液保護(hù) 罐液相入口連接,堿液保護(hù)罐液相出口與二級反應(yīng)器液相入口連接,二級反應(yīng)器液相出口 經(jīng)二級中間罐5后分為兩路,一路10與一級反應(yīng)器液相入口連接;另一路14與二級反應(yīng)器 液相入口連接;一級反應(yīng)器液相出口經(jīng)一級中間罐2后分為三路,一路7與產(chǎn)品出料管線連 接,第二路9與二級中間罐連接,第三路15與一級反應(yīng)器液相入口連接。
[0042] 本發(fā)明酸性氣處理工藝,來自酸性氣入口管線1的酸性氣首先進(jìn)入一級反應(yīng)器, 與來自二級反應(yīng)器的生成液接觸反應(yīng),經(jīng)過一級反應(yīng)器3處理后的酸性氣與來自補(bǔ)充載氣 管線11的載氣一起進(jìn)入二級反應(yīng)器4,與來自堿液保護(hù)罐8的溶液接觸混合反應(yīng),反應(yīng)后的 酸性氣進(jìn)入堿液保護(hù)罐進(jìn)一步脫除其中的余量硫化氫后,經(jīng)聚結(jié)器6除霧后,通過凈化氣 出口管線13達(dá)標(biāo)排放;二級反應(yīng)生成液進(jìn)入二級中間罐5,然后分為兩路,其中一路14由 二級吸收液泵輸送循環(huán)回二級反應(yīng)器4,進(jìn)行循環(huán)流動,實現(xiàn)深度吸收;另一路10作為一級 反應(yīng)吸收液由泵輸送至一級反應(yīng)器3與酸性氣進(jìn)行反應(yīng)。一級反應(yīng)生成液進(jìn)入一級中間罐 2,然后分成三路,第一路7由泵輸送至成品罐內(nèi);第二路9由泵送至二級中間罐內(nèi),做為稀 釋液使用,具有緩沖液的作用,從而降低了二級反應(yīng)液中的Na2S濃度,防止Na2S結(jié)晶析出, 第二路15由泵送至一級反應(yīng)器內(nèi),進(jìn)行循環(huán)吸收,使得物料反應(yīng)充分,實現(xiàn)吸收液深度吸 收。
[0043] 本發(fā)明酸性氣處理工藝包括以下三個過程: (1) 一級反應(yīng)器 在一級反應(yīng)器內(nèi)主要反應(yīng)如下:未經(jīng)處理的酸性氣和二級反應(yīng)生成液(NaHS、Na2C03、 NaHCO3, Na2S)進(jìn)行反應(yīng),在H2S過量的情況下,二級反應(yīng)生成液中的Na2C0 3、NaHC03、Na2S分 別與H2S反應(yīng),生成NaHS溶液。生成的NaHS溶液分三路,第一路由泵輸送至產(chǎn)品罐內(nèi);第 二路由泵送回至一級反應(yīng)器內(nèi),進(jìn)行循環(huán)吸收,使得物料反應(yīng)充分,實現(xiàn)吸收液深度吸收; 第三路由泵送回至二級反應(yīng)器內(nèi),做為稀釋液使用,具有緩沖液的作用,從而降低了二級生 成液中的Na2S濃度,防止Na2S結(jié)晶析出。
[0044] (2)二級反應(yīng)器 二級反應(yīng)器主要的反應(yīng)如下:氣相為一級反應(yīng)氣相的"乏氣"和補(bǔ)充載氣,其中H2S濃 度大大降低,但仍然沒有達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn);二級反應(yīng)液相為堿液保護(hù)罐生成液和一級反應(yīng)生 成液的混合溶液。經(jīng)過進(jìn)一步反應(yīng),氣相得以凈化,并生成一定濃度的Na2S溶液,由二級循 環(huán)液泵輸送至一級反應(yīng)器作為吸收液繼續(xù)反應(yīng)。
[0045] 由于酸性氣進(jìn)料中夾帶CO2組分,二級反應(yīng)器生成液組成主要為NaHS、Na 2S、Na2C03和NaHCO3,進(jìn)入一級反應(yīng)器后與過量H2S反應(yīng),生成NaHS,同時CO 2會被置換出來,隨著酸性 氣進(jìn)入二級反應(yīng)器,造成二級反應(yīng)器內(nèi)CO2濃度急劇增加,如果直接與堿液接觸會造成大量 Na2CO3和NaHCO3產(chǎn)
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