液硫脫氣廢氣的處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種液硫脫氣廢氣的處理方法，屬于硫磺回收技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著社會的發展，環境污染問題已成為經濟高速發展的制約因素，是各國政府 立法必不可少的重要內容。工業發達國家對硫排放非常嚴格，美國聯邦政府環境保護局 法規規定石油煉制工業加熱爐煙氣、硫磺尾氣和催化裂化再生煙氣S02排放濃度限值為 50ppm(v),約折合 143mg/m3。
[0003] 目前國內硫磺裝置煙氣S02排放濃度執行GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標 準》，標準規定S02排放濃度小于960mg/m3。即將執行的新的環保標準，規定硫磺裝置煙氣 S02排放濃度限值為400mg/m3,特別排放限值為200mg/m3。目前大多數硫磺裝置煙氣中S0 2含量在960mg/m3以下，難以實現200mg/m3標準要求。
[0004] 液硫脫氣是硫回收裝置安全生產的一個十分重要的措施，克勞斯法生產的硫磺通 常H2S在300-500ppm，如不進行液硫脫氣，溶解在液硫中的多硫化物（H2SX)和H 2S在液硫儲 存、運輸和加工過程中多硫化物（H2SX)就會分解生成H2S并釋放出來，當H 2S積聚達到一定 濃度時，就會發生毒害甚至有爆炸危險。另一方面，未脫氣硫磺成型的固體硫磺的易碎性 高，在裝卸和運輸過程中會產生更多的硫磺細粒和粉塵。
[0005] JACOBS采用Shell公司的專利液硫脫氣技術，在液硫池中設置氣提塔，空氣通過 氣提塔，液硫在空氣流的強力攪拌下，溶解的多硫化氫（H2SX)分解成H2S，H 2S隨空氣一起進 入氣相空間。分出H2S的氣體經蒸汽噴射器抽送至尾氣焚燒爐。KTI采用BP公司Amoco專 利液硫脫氣技術，氣提塔為一臺催化填料塔，塔置于液硫池上方，液硫池中液硫經泵升壓后 與空氣一起從下部進入氣提塔。液硫與空氣通過填料層后，溶解的多硫化氫（H2SX)分解成 H2S，H2S隨空氣一起進入氣相空間，混合氣送至焚燒爐。NIGI公司開發的SINI液硫脫氣工 藝，采用了篩板塔，塔置于液硫池上方，液硫池中液硫經泵升壓后與空氣一起從下部進入氣 提塔。液硫與空氣通過篩孔達到密切接觸，溶解的多硫化氫（H2SX)分解成H2S，H 2S隨空氣 一起進入氣相空間，混合氣送至焚燒爐或反應爐。
[0006] 如液硫脫氣廢氣送至焚燒爐焚燒后排放，其中的硫化氫和硫蒸汽等含硫物質燃燒 轉化為S02，將增加煙氣S02排放濃度100-300mg/m3,無法滿足新的環保標準要求。如液硫脫 氣廢氣送至反應爐重新回收硫磺，將會導致反應爐爐膛溫度降低30°C左右，必須采取酸性 氣預熱措施，彌補爐膛溫度的降低，將大幅增加裝置能耗，并相應增加管線和設備尺寸。而 且，存在高濃度酸性氣反串至液硫池的安全隱患。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的在于提供一種液硫脫氣廢氣的處理方法，采用投資少、操作費用低 的環保節能技術，將液硫脫氣廢氣中的硫及含硫化合物得到回收，降低硫磺裝置煙氣S02排 放濃度，解決現行和新建硫磺回收裝置環保不達標的現實問題，滿足即將執行的新的環保 標準要求。
[0008] 本發明所述的一種液硫脫氣廢氣的處理方法，該方法包括硫磺回收裝置尾氣凈化 單元的Claus尾氣，Claus尾氣再熱采用在線加熱爐，液硫脫氣采用空氣鼓泡脫氣或氣提塔 脫氣工藝，液硫脫氣的廢氣以蒸汽為動力，其特征在于：
[0009] 液硫脫氣的廢氣被抽射至加氫反應器前，與在線加熱爐的空氣混合，在在線加熱 爐內氧氣與烴類燃料氣反應被消耗，過程氣經在線加熱爐加熱后，與Claus尾氣一起進入 加氫反應器反應生成硫化氫，含硫化氫的加氫尾氣經急冷塔降溫，進入胺液吸收塔，胺液吸 收加氫尾氣中的硫化氫得到凈化尾氣，凈化尾氣引入焚燒爐焚燒后排放。
[0010] 所述的硫磺回收裝置尾氣凈化單元Claus尾氣是指Claus+還原吸收硫磺回收工 藝中的酸性氣經反應爐、一級硫冷器、一級反應器、二級硫冷器、二級反應器、三級硫冷器后 產生的氣體，Claus尾氣組成以體積百分數表示為H2S :0-5%、S02 :0-2%、C0S:0-0. 2%，其 余為硫蒸汽、飽和水蒸汽和氮氣。優選H2S :0-3%、S02 :0-l%、C0S:0-0. 1%，其余為硫蒸汽、 飽和水蒸汽和氮氣。
[0011] 所述的在線加熱爐是以瓦斯或天然氣為燃料，與空氣燃燒后為Claus尾氣再熱 的加熱設備。在沒有外供氫源的硫磺回收裝置上，應控制在線加熱爐燃料次當量燃燒，為 Claus尾氣再熱的同時產生氫氣，給加氫反應器內部進行的加氫反應提供氫源，主要反應如 下：
[0014] 所述的液硫脫氣采用空氣鼓泡脫氣或氣提塔脫氣工藝，是指液硫脫氣以空氣為氣 源的所有液硫脫氣工藝，該工藝產生的液硫脫硫廢氣組成為：空氣、硫蒸汽、硫化氫、二氧化 硫、有機硫等，氣量為每公斤液硫0. 02-0. 10kg氣體，優選0. 04-0. 06kg。
[0015] 所述的過程氣經在線加熱爐加熱至200-300°C。
[0016] 所述的液硫脫氣的廢氣與加氫反應器前在線加熱爐的空氣混合，是指液硫脫氣的 廢氣以空氣的形式引入在線加熱爐，降低在線加熱爐的配風量，其中的氧氣與烴類燃料氣 反應被消耗掉，發生的化學反應同反應式（1)、（2)。
[0017] 液硫脫氣的廢氣引入在線加熱爐，采用蒸汽作為動力，蒸汽壓力〇· 03-0.1 MPa，優 選 0· 5-0.1 MPa ;蒸汽氣量(λ l-2t/h，優選(λ 3-L Ot/h。
[0018] 所述的進入加氫反應器的過程氣組成以體積百分數表示為：H2S:0-3%、S0 2:0-1 %、COS: 0-0. 1 %，其余為硫蒸汽、水蒸汽和氮氣。
[0019] 所述的加氫催化劑應具有良好的低溫加氫和水解活性，以及較高的水熱穩定性， 滿足液硫脫氣廢氣含水蒸汽量大，以及硫蒸汽2秒內完全加氫的反應要求，避免硫穿透 現象發生。優選中國石化齊魯分公司研究院開發的高活性加氫催化劑LSH-03(專利號： 201010269123. 7)〇
[0020] 所述的過程氣在加氫反應器內加氫催化劑的作用下含硫化合物加氫或水解轉化 為硫化氫，主要發生如下加氫反應：
[0025] 含硫化氫的加氫尾氣經急冷塔降溫至25_42°C，優選30_38°C，進入裝有高效脫硫 溶劑的胺液吸收塔，硫化氫被胺液吸收。吸收硫化氫之后的富胺液，進入胺液再生塔，再生 酸性氣重新返回熱反應段進一步回收元素硫，再生后胺液返回吸收塔使用；吸收硫化氫后 的凈化尾氣硫化氫含量降至低于100ppm(v)以下，引入焚燒爐焚燒后達標排放。
[0026] 本發明與現有技術相比，具有以下優異效果：
[0027] (1)提供了一種較經濟的降低硫磺回收裝置502排放濃度的方法，與液硫脫氣廢氣 直接引入焚燒爐焚燒處理相比，可降低硫磺裝置煙氣302排放濃度100-300mg/m3,解決現行 和新建硫磺裝置排放不達標的現實問題，滿足即將執行的新的環保標準。
[0028] (2)液硫脫氣廢氣部分代替在線加熱爐的空氣，降低空氣用量，從而降低了硫磺 裝置過程氣氣量，縮小了管線和設備尺寸。
[0029] (3)液硫脫氣廢氣部分代替在線加熱爐的空氣，控制了燃燒次當量，氧氣在在線加 熱爐內被消耗，降低了加氫反應器的用氫量，同時避免了氧氣對加氫催化劑的活性的影響， 有利于延長催化劑的使用壽命。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發明工藝流程圖；
[0031] 圖2是對比工藝流程圖；
[0032] 圖中：1、空氣；2、烴類燃料氣；3、Claus尾氣；4、在線加熱爐；5、加氫反應器；6、 蒸汽發生器；7、急冷塔；8、循環水泵；9、污水；10、吸收塔；11、富溶劑泵；12、再生塔；13、貧 液；14、凈化尾氣；15、焚燒爐；16、煙囪；17、鼓風機；18、流量計；19、脫氣池；20、蒸汽；21、 蒸汽噴射器；22、液硫池。
【具體實施方式】
[0033] 下面結合實施例對本發明作進一步的說明。
[0034] 實施例1-3、對比例1都采用中國石化齊魯分公司研究院開發的高活性加氫催化 劑 LSH-03 (專利號：201010269123. 7)。
[0035] 實施例1
[0036] 工藝流程如圖1所示。該工藝硫磺回收裝置的尾氣凈化單元Claus尾氣3再熱 采用在線加熱爐4,液硫脫氣采用空氣鼓泡脫氣或氣提塔脫氣工藝，液硫脫氣的廢氣以蒸汽 20為動力，廢氣與加氫反應器5前的在線加熱爐4的空氣1混合，經在線加熱爐4加熱至 200-300°C，與Claus尾氣3 -起進入加氫反應器5,在加氫反應器5內特殊加氫催化劑的作 用下，含硫化合物加氫轉化為硫化氫，含硫化氫的加氫尾氣然后經急冷塔7降溫，進入胺液 吸收塔10,胺液吸收加氫尾氣中的硫化