一種脫硫劑可連續再生的氧化脫硫工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種脫硫劑可連續再生的氧化脫硫工藝。
【背景技術】
[0002] 隨著化學合成工業的日益發展，工業原料氣、各種煤氣、天然氣、合成原料氣的消 費量大幅增加，以及環境保護標準的日益嚴格，對于各種工業以及民用氣源提出了更為嚴 格的要求，即在工藝氣體實現工業和民用應用前必須進行有效凈化，尤其是含硫氣體的脫 除，其中硫化氫的脫除尤為重要。
[0003] 目前，國內外脫除硫化氫的方法很多，主要有濕法和干法兩種。濕法脫硫一般適合 含硫較高的原料，但脫硫精度差，僅只作粗脫硫使用，且投資多、工藝流程長、操作復雜、能 耗高、占地大、廢棄脫硫液處理困難、易造成二次污染。干法脫硫由于設備簡單、投資少、操 作平穩、脫硫精度高等優點，已經得到越來越廣泛的應用。目前在干法脫硫中，國內外應用 眾多的脫硫劑按物系可分為：鐵系脫硫劑、活性炭脫硫劑、鋁系脫硫劑、鋅系脫硫系和分子 篩脫硫劑。鐵系脫硫劑因為其價廉易得、資源豐富、脫硫速率高、硫容高、易再生而成為應用 廣泛的一種脫硫劑。
[0004] 干法脫硫是使硫化氫氧化成元素硫或硫的化合物的一類方法。在干法脫硫的工藝 中，鐵系脫硫劑在使用一定周期后，需要進行再生以保證脫硫劑的使用壽命。再生方法一般 分為：塔外再生和塔內再生，即通入空氣將生成的可再生硫化物進行氧化，使脫硫劑恢復活 性，而脫硫反應中生成的不可再生硫磺不斷地聚集在脫硫劑的表面或黏附、填充在廢脫硫 劑顆粒微孔中，同樣會使脫硫劑失去活性，因此鐵系脫硫劑再生次數一般不超過3次。脫 硫劑失活后，形成的廢脫硫劑的處理也比較困難，廢脫硫劑中含有部分有害物質(如萘、蒽、 醌、苯類、酸類及噻吩等）及易燃的硫，廢脫硫劑堆積會造成對土壤、水質和大氣的污染。廢 脫硫劑的處理方法大多通過將其與工業垃圾混堆填埋方式進行處置，會污染環境，不僅浪 費了大量資源，處理費用也很高。
[0005] CN101985069A公開了一種廢脫硫劑無害化處理工藝，以甲苯為萃取液，通過空氣 和水的混合蒸汽對廢脫硫劑處理，并將硫蒸汽帶出，冷凝回收單質硫，使脫硫劑再生并再次 投入使用，脫硫率達809T85%。
[0006] CN101898108A公開了一種可重復再生利用的脫硫劑，其中涉及了廢脫硫劑的兩種 再生方法：方法一，首先制備廢脫硫劑的漿液，然后通空氣氧化，生成無定形羥基氧化鐵和 單質硫，利用CS 2萃取溶劑對硫進行回收；方法二，首先制備廢脫硫劑的漿液，是通過浮選槽 利用其中加入的浮選助劑，通空氣氧化，生成無定形羥基氧化鐵和單質硫，單質硫、添加劑 和粘結劑隨空氣流溢出浮選槽，沉淀為無定形羥基氧化鐵。
[0007] 以上方法處理的廢脫硫劑雖然能夠再次投入使用，但是這些方法工作量很大，操 作繁瑣，所使用的有機溶劑對人體和環境有嚴重危害，對空氣、水環境及水源可造成污染， 廢溶劑的處理也有一定困難。
【發明內容】
[0008] 針對現有技術的不足，本發明提供一種脫硫劑可連續再生的氧化脫硫工藝。該工 藝脫硫精度高、脫硫劑使用壽命長、操作簡單、成本低。
[0009] 本發明脫硫劑可連續再生的氧化脫硫工藝，包括如下內容：在固定床反應器中含 硫化氫氣體、含氧氣體與脫硫劑在脫硫劑床層接觸，進行氧化脫硫及脫硫劑再生反應，凈化 氣從反應器頂部排出，反應過程中通入催化裂化柴油，將再生反應生成的單質硫溶解，溶解 了單質硫的催化裂化柴油從反應器流出，經固液分離后循環使用。
[0010] 本發明工藝中，所述的含硫化氫氣體為各種含硫化氫廢氣、煉廠氣、天然氣、煤氣 和克勞斯尾氣等的一種或混合氣體。含硫化氫氣體中硫化氫的濃度為5(T8000mg/m 3。
[0011] 本發明工藝中，所述的含氧氣體中氧氣在氣相中的體積分數為0. 19T100%，優選 10 4 0 %，含氧氣體選自純氧氣、氧氣與氮氣的混合物、氧氣與惰性氣體的混合物或空氣中 的一種，優選空氣。
[0012] 本發明工藝中，所述的脫硫劑為以氧化鐵、無定形羥基氧化鐵、氧化鋅或氧化銅為 活性組分的脫硫劑中的一種或幾種。
[0013] 本發明工藝中，所述的催化裂化柴油的餾程范圍為18(T380°C內任意餾分，優選 24(T330°C內任意餾分。
[0014] 本發明工藝中，所述的催化裂化柴油中雙環芳烴含量為30wt9T8〇 Wt%。
[0015] 本發明工藝中，含硫化氫氣體中的硫化氫與含氧氣體中的氧氣的體積比為1 : 1?1 :4。
[0016] 本發明工藝中，氧化脫硫反應和脫硫劑再生反應同時進行。
[0017] 本發明工藝中，氧化脫硫和脫硫劑再生的反應條件為：反應溫度25~100°C，反 應壓力為0. l~4MPa，含硫化氫氣體的體積空速為SOOlOOOtT1，含氧氣體的體積空速為 lolootT 1，催化裂化柴油的體積空速為fiotr1。
[0018] 本發明工藝中，催化裂化柴油在脫硫劑床層的停留時間為6飛0分鐘，優選1(T30 分鐘。
[0019] 本發明工藝中，所述的含硫化氫氣體由反應器底部進入，在脫硫劑床層進行氧化 脫硫反應；含氧氣體可以與含硫化氫氣體預先混合然后進入反應器，也可以單獨自脫硫劑 床層下方進入，進行脫硫劑的再生反應。
[0020] 本發明工藝中，所述的催化裂化柴油自脫硫劑床層上方進入，與脫硫劑接觸，溶解 生成的單質硫，然后從脫硫劑床層下方排出反應器，進行固液分離。
[0021] 本發明工藝中，所述的催化裂化柴油采取連續或間歇式通入的方式。
[0022] 本發明工藝中，所述的固定床反應器也可以一備一用，當其中一反應器通入催化 裂化柴油進行溶解硫磺時，系統自動切換到另一反應器繼續反應。
[0023] 本發明工藝中，可以根據實際情況對含硫化氫氣體進行本領域技術人員熟知的水 飽和處理，以提高脫硫效果。
[0024] 本發明工藝中，所述的固液分離過程在固液分離器中進行，通過固液分離器外部 的冷凝水或其他冷卻劑進行冷卻，單質硫從催化裂化柴油中析出并回收，催化裂化柴油循 環使用，其中冷卻分離溫度一般為(T20°C，優選5~10°C。
[0025] 本發明工藝的氧化脫硫和再生反應原理如下：以氧化鐵脫硫劑為例， 脫硫反應式：Fe203 ? H