酸性氣三級逆流吸收工藝及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種酸性氣吸收工藝及裝置，屬于酸性氣凈化領(lǐng)域，特別涉及一種適 于含硫氫化物酸性氣體的凈化和污染物資源化的處理工藝和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 煉廠酸性氣主要來自于酸性水汽提、循環(huán)氫脫硫、干氣脫硫等裝置，酸性氣中主要 含H2S、CO2。目前大部分小型煉廠的酸性氣基本上采用燃燒后排放的處理方法。這種方法 一方面造成資源的浪費(fèi)，另一方面給環(huán)保帶來了巨大的壓力，影響企業(yè)的發(fā)展空間。為保護(hù) 環(huán)境和確保資源的充分利用，對小型煉廠的酸性氣進(jìn)行回收利用勢在必行。
[0003] 大中型煉廠酸性氣的處理，主要是利用酸性氣制備硫磺，目前比較常用的有兩種 工藝技術(shù)，一種是二級Claus+尾氣加氫還原+溶劑吸收工藝技術(shù)；另一種是美國Merichem 公司氣體技術(shù)產(chǎn)品公司開發(fā)的LO-CAT工藝技術(shù)。
[0004] 二級Claus+尾氣加氫還原+溶劑吸收技術(shù)工藝成熟、操作穩(wěn)定、產(chǎn)品硫磺質(zhì)量穩(wěn) 定，但由于流程長、投資大，Claus工藝只能處理高濃度的酸性氣體，通常當(dāng)原料氣中的H2S 體積分?jǐn)?shù)小于20%時，裝置就不易操作了。因此，Claus工藝適合于年產(chǎn)硫磺5000t以上的 裝直。
[0005] LO-CAT工藝采用多元螯合的鐵催化劑使H2S直接轉(zhuǎn)化為元素硫，H2S的脫除率超過 99. 9%。LO-CAT工藝能夠適合酸性氣量波動較大以及H2S含量在0~100%的各種工況，原 料適應(yīng)條件寬泛，適應(yīng)酸性氣波動變化的實(shí)際情況。且LO-CAT液體氧化還原技術(shù)處理方案 不使用任何有毒的化學(xué)制品，并且不會產(chǎn)生任何有害的廢氣副產(chǎn)品，對環(huán)境安全的催化劑 可以在處理過程中不斷再生。但是由于LO-CAT存在操作費(fèi)用高、硫磺純度和色澤略差于克 勞斯工藝，且在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的硫硫磺顆粒會發(fā)生堵塞現(xiàn)象，因此，LO-CAT工藝在年產(chǎn)硫 磺5000t以下規(guī)模上經(jīng)濟(jì)性較差(相對于二級Claus+尾氣加氫還原+溶劑吸收技術(shù))。
[0006] 對于小型煉廠而言，由于酸性氣量相對較小，采用二級Claus+尾氣加氫還原+溶 劑吸收技術(shù)工藝存在流程長、操作復(fù)雜、投資大，規(guī)模效益較差。而采用LO-CAT技術(shù)也存在 一次投資較大，催化劑和專利使用費(fèi)較高等問題。
[0007] 對于小型煉廠酸性氣總氣量較小，可以采用投資較少的脫硫新工藝，將H2S回收制 備亞硫酸鹽，首先將酸性氣進(jìn)行燃燒生成SO2，然后送入吸收塔進(jìn)行化學(xué)吸收生成亞硫酸鹽 溶液，再將溶液與堿性吸收劑反應(yīng)，制備亞硫酸鹽液體產(chǎn)品，或者生成亞硫酸鹽結(jié)晶物，經(jīng) 分離、干燥等工序制備成亞硫酸鹽固體產(chǎn)品。該裝置流程較短，反應(yīng)簡單，操作彈性大，可 適應(yīng)小型煉廠酸性氣波動對生產(chǎn)過程的影響，可通過選擇不同的工序生產(chǎn)固體或者液體產(chǎn) 品，選擇不同的吸收劑可生產(chǎn)不同類型的亞硫酸鹽，且通過三段吸收實(shí)現(xiàn)尾氣達(dá)標(biāo)排放，實(shí) 現(xiàn)凈化尾氣的目的。但實(shí)際生產(chǎn)過程中存在設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，維修費(fèi)用較高的確定。
[0008] CN101143714A公開了一種利用高含烴的酸性氣制備硫酸的方法，硫化氫酸性氣體 按比例分別進(jìn)入第一、第二硫化氫燃燒爐中燃燒，從第一燃燒爐出來的高溫爐氣，通過爐氣 冷卻器，被空氣冷卻到一定溫度，然后進(jìn)入第二燃燒爐與補(bǔ)充的含硫化氫酸性氣體繼續(xù)與 爐氣中剩余空氣一起燃燒，第二燃燒爐出來的高溫爐氣進(jìn)入余熱鍋爐儲熱，再進(jìn)入凈化工 段、轉(zhuǎn)化工段、干吸工段進(jìn)行常規(guī)制酸。此工藝方法只能生產(chǎn)98%工業(yè)硫酸，不能生產(chǎn)價值 更高的發(fā)煙硫酸，同時，由于硫酸的運(yùn)輸、儲存均有一定難度，因此，煉油廠附近穩(wěn)定的市場 需求是限制其發(fā)展的重要因素。
[0009] CN1836767A公開了一種煉油廠酸性氣的處理方法，利用酸性氣作為水泥廠立窯的 燃料，酸性氣在窯內(nèi)燃燒時，其中的H2S成分與水泥料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成CaSO4，其他有害 成分也被燒結(jié)而轉(zhuǎn)化，從根本上解決酸性氣處理的難題，同時，酸性氣作為一種氣體燃料， 使水泥廠節(jié)能燃料，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)及解決燃料的雙重目的，但是，這種方法有一定的局限 性，不易于推廣。
[0010] CN101337661A-種制備硫氫化鈉的方法中，先分別采用燒堿和石灰乳吸收含有硫 化氫和二氧化碳的酸性氣生成中間液，再按比例進(jìn)行混合，得到低碳酸根的硫氫化鈉產(chǎn)品。 該方法不要求酸性氣為較純凈的硫化氫氣體，但流程較長，自動化程度低。
[0011] 文獻(xiàn)《用氫氧化鈉溶液吸收硫化氫制取硫化鈉工業(yè)技術(shù)》（尚方毓，《無機(jī)鹽工業(yè)》， 第44卷第2期，2012年2月）該工藝將硫化氫用氫氧化鈉溶液吸收并制取硫化鈉的生產(chǎn)工 藝，用380~420g/L氫氧化鈉溶液在填料塔中吸收硫化氫，反應(yīng)終點(diǎn)控制硫化鈉質(zhì)量濃度 為330~350g/L，硫化氫吸收率達(dá)95%~98%。該工藝不僅可有效保護(hù)環(huán)境，而且可為企業(yè) 創(chuàng)造效益。但是，此工藝產(chǎn)物硫化鈉容易變質(zhì)，且不易儲存。
[0012] 目前，對于小型煉廠酸性氣來說，需要一種綜合考慮安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性等因素的 酸性氣處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種酸性氣三級逆流吸收工藝及裝置，與現(xiàn)有 技術(shù)相比，本發(fā)明酸性氣三級逆流吸收工藝在實(shí)現(xiàn)酸性氣達(dá)標(biāo)排放的同時生產(chǎn)滿足要求的 NaHS產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)酸性氣凈化和污染物資源化的雙重目標(biāo)。
[0014] 本發(fā)明酸性氣吸收工藝，以NaOH溶液為吸收液，處理酸性氣生產(chǎn)NaHS，具體包括 如下步驟： (1) 酸性氣進(jìn)入一級反應(yīng)器，與二級反應(yīng)器的生成液接觸進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后液相產(chǎn)物作 為產(chǎn)品排出； (2) 經(jīng)過步驟（1)反應(yīng)后的酸性氣與補(bǔ)充載氣一起進(jìn)入二級反應(yīng)器，與堿液保護(hù)罐的反 應(yīng)生成液接觸進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的生成液作為吸收液進(jìn)入一級反應(yīng)器； (3) 經(jīng)過步驟（2)反應(yīng)后的酸性氣進(jìn)入堿液保護(hù)罐與NaOH溶液反應(yīng)，反應(yīng)后的酸性氣 排放，反應(yīng)生成液進(jìn)入二級反應(yīng)器。
[0015] 本發(fā)明工藝中，經(jīng)過步驟（3)處理后的酸性進(jìn)一步經(jīng)聚結(jié)器除霧后排放。
[0016] 本發(fā)明工藝中，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。
[0017] 本發(fā)明工藝中，步驟（2)中，所述補(bǔ)充載氣為不與酸性氣和NaOH溶液反應(yīng)的任意 氣體，具體為低壓瓦斯氣、氮?dú)狻⒍栊詺怏w中任一種，補(bǔ)充載氣與總酸性氣體積比為1:1~ 3:1，優(yōu)選為 1. 5:1 ~2:1。
[0018] 本發(fā)明工藝中，步驟（1)中反應(yīng)液相產(chǎn)物部分循環(huán)回二級中間罐，循環(huán)回二級中間 罐的液相產(chǎn)物與一級反應(yīng)器的總液相產(chǎn)物體積流量比為1/4~3/5,優(yōu)選為1/3~1/2。
[0019] 本發(fā)明工藝中，經(jīng)過步驟（2)處理后的酸性氣中硫化氫含量為5-30 mg/Nm3。
[0020] 本發(fā)明工藝中，NaOH溶液的用量是設(shè)計(jì)值，根據(jù)酸性氣中H2S,CO2含量確定的固定 值，根據(jù)酸性氣的量，按照酸性氣中H2S完全反應(yīng)計(jì)算所需NaOH溶液量，設(shè)計(jì)值為所需NaOH 溶液用量的80~99%，優(yōu)選為85~95%。
[0021] 本發(fā)明工藝中，因?yàn)樯a(chǎn)過程會有波動，NaOH溶液的加入量需要隨時調(diào)節(jié)，NaOH 溶液的加入量通過步驟（2)處理后的酸性氣中硫化氫含量調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)NaOH溶液 加入量，保證經(jīng)過步驟（2 )處理后的酸性氣中硫化氫含量為5-30 mg/Nm3,而且在保證H2S達(dá) 標(biāo)排放的情況下NaOH溶液不過量。
[0022] 本發(fā)明工藝中，所述酸性氣為含硫化氫的氣體，可以是各種來源的含H2S酸性氣， 酸性氣中CO2體積分?jǐn)?shù)小于7%，優(yōu)選小于5%。所述NaOH溶液質(zhì)量濃度為20%~60%，優(yōu)選 為 32% ~38%。
[0023] 本發(fā)明工藝中，一級反應(yīng)器和二級反應(yīng)器中反應(yīng)溫度為80°C~95°C，優(yōu)85°C~ 90。。。
[0024] 本發(fā)明工藝中，當(dāng)一級反應(yīng)器和二級反應(yīng)器采用旋轉(zhuǎn)