一種處理含氨、羰基硫、硫化氫酸性氣，并進行硫磺回收的新型工藝的制作方法
本發明涉及含硫化氫酸性氣的凈化領域，具體為一種處理含氨、羰基硫、硫化氫酸性氣，并進行硫磺回收的新型工藝。
背景技術：
在煤化工過程、石油和天然氣加工過程中都會產生大量的含H2S酸性氣體。如煤化工中從低溫甲醇洗工段產生的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濃度有很大區別，且所含羰基硫、氨等雜質濃度也不同，隨著環保問題日益突出，國家排放標準也越來越嚴格。現階段實行的《石油煉制工業污染物排放標準》中要求SO2特別排放限制為100mg/m3，《石油化學工業污染物排放標準》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、超優克勞斯等硫回收工藝很難直接達到現有的排放標準要求，而用絡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，但其不能處理含NH3和COS等有機硫的酸性氣，會導致NH3在硫磺過濾階段散發出來，且采用絡合鐵氧化法回收的硫磺均為含水硫漿，達不到工業硫磺標準。
本專利提供一種綜合性的可處理含NH3和COS等雜質的、不同H2S濃度的酸性氣的處理方法，在尾氣排放達標的情況下同時可副產高品質硫磺。
技術實現要素：
本方法的目的是為了改進傳統的酸性氣除硫化氫流程的不足之處，提供一種先進的處理含氨、羰基硫、硫化氫酸性氣，并進行硫磺回收的新型工藝，可以適應多種工況并節能減排。
為實現上述目的，本發明一種處理含氨、羰基硫、硫化氫酸性氣，并進行硫磺回收的新型工藝，采用的工藝技術方案包括下列步驟：
(1)酸性氣中H2S濃度大于15vol.％時，酸性氣通過水洗塔除氨后進入克勞斯燃燒爐，出克勞斯燃燒爐的工藝氣依次經過廢熱鍋爐、水解反應器、兩級克勞斯反應器、加氫反應器并冷卻后進入吸收氧化反應室，尾氣達標直接排放，廢鍋和硫冷凝器直接產生高品質液硫。吸收氧化反應室產生的硫漿經過過濾機后分別經過熔漿罐、熔硫釜、熔硫分離器后產生高品質硫磺。在克勞斯反應器中不需維持H2S/SO2為嚴格的2/1，控制系統簡單。
(2)酸性氣中H2S濃度小于等于15vol.％時，酸性氣進入水洗塔、水解反應器并冷卻后進入吸收氧化反應室，吸收氧化反應室產生的硫漿經過過濾機后分別經過熔漿罐、熔硫釜、熔硫釜分離器后產生高品質硫磺，吸收氧化反應室尾氣達標直接排放。水解反應器也可用于直接去除原料氣中的COS，進一步降低尾氣中含硫物質的含量。
具體的，酸性氣在裝有規整填料的水洗塔中進行水洗預處理除氨，可有效阻止氨在硫漿過濾單元散發到氣相。
進一步的，廢熱鍋爐可產生0.5MPag的飽和蒸汽直接用于熔硫釜，使能量得到合理利用。
進一步的，作為改進，克勞斯燃燒爐廢鍋后為水解反應器和兩級克勞斯反應器，水解反應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。
進一步的，水解反應器中裝填鈦基催化劑，經水解反應器后的工藝氣需冷卻至40～60℃，以達到絡合鐵催化氧化的最佳溫度。
進一步的，在吸收氧化反應室中需加入絡合鐵催化劑、殺菌劑、表面活性劑、消泡劑和堿液。
進一步的，在吸收氧化反應室中通入空氣，經吸收氧化后的尾氣直接達標排放。
進一步的，吸收氧化反應室產生的硫漿送入過濾機進行過濾，濾液送回反應器，濾餅硫磺送往硫漿罐制備硫漿。
進一步的，硫漿罐中添加水來制備硫漿，硫漿中硫磺濃度優選5％～15％，硫漿送入熔硫釜。
進一步的，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回硫漿罐制備硫漿。
本發明為一種處理含氨、羰基硫、硫化氫酸性氣，并進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、克勞斯反應、加氫反應、絡合鐵氧化還原反應和硫磺精制相結合的工藝，可根據酸性氣組成，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硫磺。
本發明優點主要在于：
(1)環境友好，排放尾氣中硫含量低；
(2)可回收得到高品質硫磺；
(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是本發明實施例之一工藝流程圖。
圖2是本發明實施例之二工藝流程圖。
附圖標號說明：水洗塔(1)，克勞斯燃燒爐(2)，廢熱鍋爐(3)，水解反應器(4)，一級冷凝器(5)，一級克勞斯反應器(6)，二級冷凝器(7)，二級克勞斯反應器(8)，三級冷凝器(9)，加氫反應器(10)，工藝氣冷卻器(11)，吸收氧化反應室(12)，過濾機(13)，溶漿罐(14)，熔硫釜(15)，熔硫分離器(16)，閃蒸罐(17)。
具體實施方式
實施例1
如圖1所示，酸性氣(101)經過水洗塔(1)脫出氨后進入克勞斯燃燒爐(2)，反應后的工藝氣進入廢熱鍋爐(3)進行余熱回收，并副產低壓蒸汽，經過余熱回收的工藝氣經預熱后進入水解反應器(4)，水解克勞斯爐中反應生成的COS和CS2，出水解反應器的工藝氣依次經過一級硫冷凝器(5)、一級克勞斯反應器(6)、二級硫冷凝器(7)、二級克勞斯反應器(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副產低壓蒸汽。出三級冷凝器的工藝氣經預熱后通過加氫反應器(10)，加氫后的工藝氣經工藝氣冷卻器(11)冷卻到40～60℃后進入吸收氧化反應室(12)，吸收氧化反應室內使用絡合物催化劑的將H2S轉化為單質硫，絡合鐵催化劑使用通入的空氣還原，經吸收后的尾氣(107)達標排放。產生的濕硫磺經過過濾機(13)過濾，濾液(108)返回吸收氧化反應室(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)返回熔漿罐循環利用。
實施例2
如圖2所示，酸性氣(101)經過水洗塔(1)脫除氨后預熱，進入水解反應器(4)，水解原料酸性氣中含有的COS，出水解反應器的工藝氣經工藝氣冷卻器(11)冷卻到40～60℃后進入吸收氧化反應室(12)，吸收氧化反應室內使用絡合物催化劑的將H2S轉化為單質硫，絡合鐵催化劑使用通入的空氣還原，經吸收后的尾氣(107)達標排放。產生的濕硫磺經過過濾機(13)過濾，硫磺送熔漿罐(14)，濾液(108)返回吸收氧化反應室(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)返回熔漿罐循環利用。
應用本發明的一個實際案例如下，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％。經過本專利所述裝置處理后時，出加氫反應器的工藝氣流量7746Nm3/h，H2S濃度為1.39mol.％，經吸收后尾氣(107)中H2S含量＜10ppm，可達標排放。同時在廢熱鍋爐、一級、二級、三級硫冷凝器中副產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。
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