硫磺回收工藝及其裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于硫磺回收領域，具體涉及一種硫磺回收工藝及其裝置。
【背景技術】
[0002]我國一直倡導節能減排工作，嚴格控制大氣二氧化硫排放量，2012年以前，國家標準規定的二氧化硫排放濃度為不高于960mg/Nm3。目前國家有關部門正在醞釀修訂大氣污染物綜合排放標準，要求新建硫磺裝置二氧化硫排放濃度小于400mg/Nm3 (特定地區排放濃度小于100mg/Nm3)。中國石化積極實施綠色低碳發展戰略，把降低硫磺裝置煙氣二氧化硫排放濃度作為煉油板塊爭創世界一流的重要指標之一，要求二氧化硫排放濃度達到世界先進水平(200mg/Nm3)。
[0003]目前國內的硫磺回收及尾氣處理工藝技術采用高溫熱反應和兩級催化反應的克勞斯(Claus)硫回收工藝，制硫尾氣中含有少量的H2S、S02、C0S、Sx等有害物質，直接焚燒后排放達不到國家規定的環保要求。硫磺回收尾氣處理方法主要有低溫克勞斯法、選擇氧化法、還原吸收法。加氫還原吸收工藝是將硫回收尾氣中的元素S、SO2, COS和CS等，在很小的氫分壓和極低的操作壓力下(約0.0lMPa?0.06MPa)，用特殊的尾氣處理專用加氫催化劑，將其還原或水解為H2S,再用醇胺溶液吸收，再生后的醇胺溶液循環使用。吸收了 H2S的富液經再生處理，富含H2S氣體返回上游單元，經吸收處理后的凈化氣中的總硫< 300ppm，凈化氣送尾氣焚燒爐焚燒后煙氣SO2濃度< 960mg/Nm3經煙囪排放。
[0004]該工藝流程長，裝置安全控制要求較高；再生醇胺溶液需消耗大量蒸汽，尾氣焚燒消耗大量燃料氣，裝置能耗較高，運行不經濟，且硫回收效果滿足不了環保要求進一步提高的需要。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種硫磺回收工藝，處理后排空氣中的H2S含量降低到5ppm以下，設備投入少、工藝流程短、能耗低、工藝過程安全可靠，環境友好；本發明還提供其裝置。
[0006]本發明所述的硫磺回收工藝，含硫化氫酸性氣發生克勞斯反應生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收，制硫尾氣與氫氣混合送入尾氣加氫還原系統進行尾氣加氫還原反應，再進入H2S吸收及溶劑氧化系統，氣體中的H2S被氧化為單質硫，凈化氣體排空；最后分離出硫磺和溶劑。
[0007]作為一種優選，所述的硫磺回收工藝，包括以下步驟:
[0008](I)含硫化氫酸性氣經制硫燃燒爐、再進行克勞斯反應，生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收，制硫尾氣送入尾氣加氫還原系統；
[0009](2)制硫尾氣與氫氣混合送入尾氣加氫還原系統進行尾氣加氫還原反應，所有含硫介質均轉化為H2s，得到含H2S的氣體；
[0010](3)步驟⑵中得到的含H2S的氣體進入H2S吸收及溶劑氧化系統，H2S吸收及溶劑氧化系統中含有吸收液，氣體中的H2S被氧化為單質硫，凈化氣體排空；
[0011](4)吸收液中的硫磺經升壓后進入硫磺產品回收系統，分離出硫磺和溶劑，過濾出的溶劑循環使用。
[0012]本發明所述的硫磺回收工藝是一種SWSR-3 (SWSR-SunWay Sulfur recovery)硫回收工藝。
[0013]其中:
[0014]本發明脫硫效率高，保證硫磺回收裝置排放氣中H2S濃度在5ppm以下。
[0015]步驟(I)中克勞斯反應采用常規克勞斯反應工藝。
[0016]步驟(2)中尾氣加氫還原反應采用常規尾氣加氫還原反應工藝。
[0017]步驟⑶中含H2S的氣體在H2S吸收及溶劑氧化系統中進行H2S的吸收、溶劑再生兩個階段的反應；h2s吸收及溶劑氧化系統中含有吸收液，吸收液為:螯合鐵水溶液，螯合鐵優選為氨基三乙酸螯合鐵或EATA螯合鐵，吸收液中鐵的濃度優選為200-5000ppm。H2S的吸收發生在水相中，以螯合鐵作為催化劑，氣體中的H2S被氧化為單質硫，該反應條件溫和，為液相、常溫常壓反應；凈化氣體排空，硫磺進入硫磺產品回收系統。
[0018]步驟(4)中升壓為升壓至2-4公斤壓力。
[0019]H2S吸收及溶劑氧化系統中體中進行H2S的吸收、溶劑再生兩個階段的反應，反應方程式如下:
[0020]H2S吸收部分:
[0021]H2S(g)+2Fe+3L — 2H++S。+2Fe+2L ；
[0022]溶劑再生部分:
[0023]1/202 (氣體)+H20+2Fe+2L — 20H>2Fe+3L ；
[0024]總反應:
[0025]H2S+l/202—H20+S。。
[0026]硫化氫脫除率高，經H2S吸收及溶劑氧化系統處理后硫化氫脫除率達到99.99%以上，處理過的尾氣H2S濃度在5ppm以下。
[0027]一種硫磺回收裝置，包括通過管道依次連接的制硫燃燒爐、克勞斯反應系統、尾氣加氫還原系統、H2S吸收及溶劑氧化系統和硫磺產品回收系統，制硫燃燒爐上設有含硫化氫酸性氣進口，克勞斯反應系統與硫磺回收罐連接，H2S吸收及溶劑氧化系統上設有凈化氣體出口。
[0028]硫磺產品回收系統與H2S吸收及溶劑氧化系統還通過管道連接。硫磺產品回收系統內設真空過濾機。
[0029]吸收氧化裝置是脫硫系統的核心單元，溶液在吸收區和氧化區自循環。
[0030]綜上所述，本發明具有以下優點:
[0031](I)本發明所述的硫磺回收工藝是克勞斯工藝與液相氧化技術優化組合形成的硫磺回收及尾氣處理新工藝，并使用在硫磺回收及尾氣處理過程中，屬于國際首創，并能使排放氣中硫化氫含量降到最低，處理后排空氣中的H2S含量降低到5ppm以下，減少了硫磺回收及尾氣處理裝置向大氣排放硫化物的數量，滿足國家規范的要求，其達到的效果遠遠優于兩者各自工作時所能起到的效果；
[0032](2)本發明能夠減少設備投入、縮短工藝流程、降低能耗、節約占地、提高物料安全性，工藝過程安全可靠，不存在危險性較大的工藝與設備；
[0033](3)本發明環境友好，沒有三廢產生，工藝簡單，開、停工及正常操作均簡單；
[0034](4)經濟性能高，占地面積小，投資費用少，日常運行成本低，可以保持長周期穩定運行；
[0035](5)安全性能高，系統不使用任何有毒的化學物質，硫磺產品中沒有H2S氣體。
【附圖說明】
[0036]圖1為本發明硫磺回收裝置結構示意圖；
[0037]圖中含硫化氫酸性氣進口，2-制硫燃燒爐，3-克勞斯反應系統，4-尾氣加氫還原系統，5-H2S吸收及溶劑氧化系統，6-硫磺產品回收系統，7-硫磺回收罐，8-凈化氣體出
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【具體實施方式】
[0038]下面結合實施例對本發明做進一步說明。
[0039]實施例1
[0040]一種硫磺回收工藝，包括以下步驟:
[0041 ] (I)含硫化氫酸性氣由含硫化氫酸性氣進口 I進入經制硫燃燒爐2，再進入克勞斯反應系統3進行克勞斯反應，生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收至硫磺回收罐7，制硫尾氣送入尾氣加氫還原系統4 ;
[0042](2)制硫尾氣與氫氣混合送入尾氣加氫還原系統4進行尾氣加氫還原反應，所有含硫介質均轉化為H2s，得到含H2S的氣體；
[0043](3)步驟⑵中得到的含H2S的氣體進入H2S吸收及溶劑氧化系統5，H2S吸收及溶劑氧化系統5中含有吸收液，吸收液的組成為氨基三乙酸螯合鐵，吸收液中鐵的濃度為200ppm，氣體中的H2S被氧化為單質硫，凈化氣體由凈化氣體出口 8排空；
[0044](4)液相中的硫磺經升壓至4公斤壓力后進入硫磺產品回收系統6，分離出硫磺至硫磺回收罐7，過濾出的溶劑回到H2S吸收及溶劑氧化系統5循環使用。
[0045]對實施例1中排放出的凈化氣進行檢測，結果為經H2S吸收及溶劑氧化系統處理后硫化氫脫除率達到99.99%以上，處理過的尾氣H2S濃度在5ppm以下。
[0046]實施例2
[0047]一種硫磺回收工藝，包括以下步驟:
[0048](I)含硫化氫酸性氣由含硫化氫酸性氣進口 I進入經制硫燃燒爐2，再進入克勞斯反應系統3進行克勞斯反應，生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收至硫磺回收罐7，制硫尾氣送入尾氣加氫還原系統4 ;
[0049](2)制硫尾氣與氫氣混合送入尾氣加氫還原系統4進行尾氣加氫還原反應，所有含硫介質均轉化為H2s，得到含H2S的氣體；
[0050](3)步驟⑵中得到的含H2S的氣體進入H2S吸收及溶劑氧化系統5，H2S吸收及溶劑氧化系統5中含有吸收液，吸收液的組成為EDTA螯合鐵，吸收液中鐵的濃度為5000ppm，氣體中的H2S被氧化為單質硫，凈化氣體由凈化氣體出口 8排空；
[0051 ] (4)液相中的硫磺經升壓至2公斤壓力后進入硫磺產品回收系統6，分離出硫磺至硫磺回收罐7，過濾出的溶劑回到H2S吸收及溶劑氧化系統5循環使用。
[0052]對實施例2中排放出的凈化氣進行檢測，結果為經H2S吸收及溶劑氧化系統處理后硫化氫脫除率達到99.99%以上，處理過的尾氣H2S濃度在3ppm以下。
【主權項】
1.一種硫磺回收工藝，其特征在于:含硫化氫酸性氣發生克勞斯反應生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收，制硫尾氣與氫氣混合送入尾氣加氫還原系統進行尾氣加氫還原反應，再進入H2S吸收及溶劑氧化系統，氣體中的H2S被氧化為單質硫，凈化氣體排空；最后分離出硫磺和溶劑。2.根據權利要求1所述的硫磺回收工藝，其特征在于:包括以下步驟: (1)含硫化氫酸性氣經制硫燃燒爐、再進行克勞斯反應，生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收，制硫尾氣送入尾氣加氫還原系統； (2)制硫尾氣與氫氣混合送入尾氣加氫還原系統進行尾氣加氫還原反應，所有含硫介質均轉化為H2S,得到含H2S的氣體； (3)步驟(2)中得到的含H2S的氣體進入H2S吸收及溶劑氧化系統，H2S吸收及溶劑氧化系統中含有吸收液，氣體中的H2S被氧化為單質硫，凈化氣體排空； (4)吸收液中的硫磺經升壓后進入硫磺產品回收系統，分離出硫磺和溶劑，過濾出的溶劑循環使用。3.根據權利要求2所述的硫磺回收工藝，其特征在于:吸收液為:螯合鐵水溶液。4.根據權利要求3所述的硫磺回收工藝，其特征在于:螯合鐵為氨基三乙酸螯合鐵或EATA螯合鐵。5.根據權利要求3所述的硫磺回收工藝，其特征在于:吸收液中鐵的濃度為200_5000ppm。6.根據權利要求2所述的硫磺回收工藝，其特征在于:步驟(4)中升壓為升壓至2-4公斤壓力。7.—種硫磺回收裝置，其特征在于:包括通過管道依次連接的制硫燃燒爐(2)、克勞斯反應系統(3)、尾氣加氫還原系統(4)、H2S吸收及溶劑氧化系統(5)和硫磺產品回收系統(6)，制硫燃燒爐(2)上設有含硫化氫酸性氣進口(I)，克勞斯反應系統(3)與硫磺回收罐(7)連接，H2S吸收及溶劑氧化系統(5)上設有凈化氣體出口(8)。8.根據權利要求7所述的硫磺回收裝置，其特征在于:硫磺產品回收系統(6)與H2S吸收及溶劑氧化系統(5)還通過管道連接。
【專利摘要】本發明屬于硫磺回收領域，具體涉及一種硫磺回收工藝。含硫化氫酸性氣發生克勞斯反應生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收，制硫尾氣與氫氣混合送入尾氣加氫還原系統進行尾氣加氫還原反應，再進入H2S吸收及溶劑氧化系統，氣體中的H2S被氧化為單質硫，凈化氣體排空；最后分離出硫磺和溶劑。本工藝是克勞斯工藝與液相氧化技術優化組合形成的硫磺回收及尾氣處理新工藝，能使排放氣中硫化氫含量降到最低，處理后排空氣中的H2S含量降低到5ppm以下，設備投入少、工藝流程短、能耗低、工藝過程安全可靠，環境友好。本發明還提供其裝置，結構簡單易實施。
【IPC分類】C01B17/04
【公開號】CN104961103
【申請號】CN201510405728
【發明人】高炬, 曾翔鵬, 林彩虹, 鄒光武, 劉鐵軍
【申請人】山東三維石化工程股份有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年7月10日