硫磺回收工艺及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于硫磺回收领域，具体涉及一种硫磺回收工艺及其装置。
【背景技术】
[0002]我国一直倡导节能减排工作，严格控制大气二氧化硫排放量，2012年以前，国家标准规定的二氧化硫排放浓度为不高于960mg/Nm3。目前国家有关部门正在酝酿修订大气污染物综合排放标准，要求新建硫磺装置二氧化硫排放浓度小于400mg/Nm3 (特定地区排放浓度小于100mg/Nm3)。中国石化积极实施绿色低碳发展战略，把降低硫磺装置烟气二氧化硫排放浓度作为炼油板块争创世界一流的重要指标之一，要求二氧化硫排放浓度达到世界先进水平(200mg/Nm3)。
[0003]目前国内的硫磺回收及尾气处理工艺技术采用高温热反应和两级催化反应的克劳斯(Claus)硫回收工艺，制硫尾气中含有少量的H2S、S02、C0S、Sx等有害物质，直接焚烧后排放达不到国家规定的环保要求。硫磺回收尾气处理方法主要有低温克劳斯法、选择氧化法、还原吸收法。加氢还原吸收工艺是将硫回收尾气中的元素S、SO2, COS和CS等，在很小的氢分压和极低的操作压力下(约0.0lMPa?0.06MPa)，用特殊的尾气处理专用加氢催化剂，将其还原或水解为H2S,再用醇胺溶液吸收，再生后的醇胺溶液循环使用。吸收了 H2S的富液经再生处理，富含H2S气体返回上游单元，经吸收处理后的净化气中的总硫< 300ppm，净化气送尾气焚烧炉焚烧后烟气SO2浓度< 960mg/Nm3经烟囱排放。
[0004]该工艺流程长，装置安全控制要求较高；再生醇胺溶液需消耗大量蒸汽，尾气焚烧消耗大量燃料气，装置能耗较高，运行不经济，且硫回收效果满足不了环保要求进一步提高的需要。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种硫磺回收工艺，处理后排空气中的H2S含量降低到5ppm以下，设备投入少、工艺流程短、能耗低、工艺过程安全可靠，环境友好；本发明还提供其装置。
[0006]本发明所述的硫磺回收工艺，含硫化氢酸性气发生克劳斯反应生成硫磺及制硫尾气，其中硫磺回收，制硫尾气与氢气混合送入尾气加氢还原系统进行尾气加氢还原反应，再进入H2S吸收及溶剂氧化系统，气体中的H2S被氧化为单质硫，净化气体排空；最后分离出硫磺和溶剂。
[0007]作为一种优选，所述的硫磺回收工艺，包括以下步骤:
[0008](I)含硫化氢酸性气经制硫燃烧炉、再进行克劳斯反应，生成硫磺及制硫尾气，其中硫磺回收，制硫尾气送入尾气加氢还原系统；
[0009](2)制硫尾气与氢气混合送入尾气加氢还原系统进行尾气加氢还原反应，所有含硫介质均转化为H2s，得到含H2S的气体；
[0010](3)步骤⑵中得到的含H2S的气体进入H2S吸收及溶剂氧化系统，H2S吸收及溶剂氧化系统中含有吸收液，气体中的H2S被氧化为单质硫，净化气体排空；
[0011](4)吸收液中的硫磺经升压后进入硫磺产品回收系统，分离出硫磺和溶剂，过滤出的溶剂循环使用。
[0012]本发明所述的硫磺回收工艺是一种SWSR-3 (SWSR-SunWay Sulfur recovery)硫回收工艺。
[0013]其中:
[0014]本发明脱硫效率高，保证硫磺回收装置排放气中H2S浓度在5ppm以下。
[0015]步骤(I)中克劳斯反应采用常规克劳斯反应工艺。
[0016]步骤(2)中尾气加氢还原反应采用常规尾气加氢还原反应工艺。
[0017]步骤⑶中含H2S的气体在H2S吸收及溶剂氧化系统中进行H2S的吸收、溶剂再生两个阶段的反应；h2s吸收及溶剂氧化系统中含有吸收液，吸收液为:螯合铁水溶液，螯合铁优选为氨基三乙酸螯合铁或EATA螯合铁，吸收液中铁的浓度优选为200-5000ppm。H2S的吸收发生在水相中，以螯合铁作为催化剂，气体中的H2S被氧化为单质硫，该反应条件温和，为液相、常温常压反应；净化气体排空，硫磺进入硫磺产品回收系统。
[0018]步骤(4)中升压为升压至2-4公斤压力。
[0019]H2S吸收及溶剂氧化系统中体中进行H2S的吸收、溶剂再生两个阶段的反应，反应方程式如下:
[0020]H2S吸收部分:
[0021]H2S(g)+2Fe+3L — 2H++S。+2Fe+2L ；
[0022]溶剂再生部分:
[0023]1/202 (气体)+H20+2Fe+2L — 20H>2Fe+3L ；
[0024]总反应:
[0025]H2S+l/202—H20+S。。
[0026]硫化氢脱除率高，经H2S吸收及溶剂氧化系统处理后硫化氢脱除率达到99.99%以上，处理过的尾气H2S浓度在5ppm以下。
[0027]一种硫磺回收装置，包括通过管道依次连接的制硫燃烧炉、克劳斯反应系统、尾气加氢还原系统、H2S吸收及溶剂氧化系统和硫磺产品回收系统，制硫燃烧炉上设有含硫化氢酸性气进口，克劳斯反应系统与硫磺回收罐连接，H2S吸收及溶剂氧化系统上设有净化气体出口。
[0028]硫磺产品回收系统与H2S吸收及溶剂氧化系统还通过管道连接。硫磺产品回收系统内设真空过滤机。
[0029]吸收氧化装置是脱硫系统的核心单元，溶液在吸收区和氧化区自循环。
[0030]综上所述，本发明具有以下优点:
[0031](I)本发明所述的硫磺回收工艺是克劳斯工艺与液相氧化技术优化组合形成的硫磺回收及尾气处理新工艺，并使用在硫磺回收及尾气处理过程中，属于国际首创，并能使排放气中硫化氢含量降到最低，处理后排空气中的H2S含量降低到5ppm以下，减少了硫磺回收及尾气处理装置向大气排放硫化物的数量，满足国家规范的要求，其达到的效果远远优于两者各自工作时所能起到的效果；
[0032](2)本发明能够减少设备投入、缩短工艺流程、降低能耗、节约占地、提高物料安全性，工艺过程安全可靠，不存在危险性较大的工艺与设备；
[0033](3)本发明环境友好，没有三废产生，工艺简单，开、停工及正常操作均简单；
[0034](4)经济性能高，占地面积小，投资费用少，日常运行成本低，可以保持长周期稳定运行；
[0035](5)安全性能高，系统不使用任何有毒的化学物质，硫磺产品中没有H2S气体。
【附图说明】
[0036]图1为本发明硫磺回收装置结构示意图；
[0037]图中含硫化氢酸性气进口，2-制硫燃烧炉，3-克劳斯反应系统，4-尾气加氢还原系统，5-H2S吸收及溶剂氧化系统，6-硫磺产品回收系统，7-硫磺回收罐，8-净化气体出
□ O
【具体实施方式】
[0038]下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0039]实施例1
[0040]一种硫磺回收工艺，包括以下步骤:
[0041 ] (I)含硫化氢酸性气由含硫化氢酸性气进口 I进入经制硫燃烧炉2，再进入克劳斯反应系统3进行克劳斯反应，生成硫磺及制硫尾气，其中硫磺回收至硫磺回收罐7，制硫尾气送入尾气加氢还原系统4 ;
[0042](2)制硫尾气与氢气混合送入尾气加氢还原系统4进行尾气加氢还原反应，所有含硫介质均转化为H2s，得到含H2S的气体；
[0043](3)步骤⑵中得到的含H2S的气体进入H2S吸收及溶剂氧化系统5，H2S吸收及溶剂氧化系统5中含有吸收液，吸收液的组成为氨基三乙酸螯合铁，吸收液中铁的浓度为200ppm，气体中的H2S被氧化为单质硫，净化气体由净化气体出口 8排空；
[0044](4)液相中的硫磺经升压至4公斤压力后进入硫磺产品回收系统6，分离出硫磺至硫磺回收罐7，过滤出的溶剂回到H2S吸收及溶剂氧化系统5循环使用。
[0045]对实施例1中排放出的净化气进行检测，结果为经H2S吸收及溶剂氧化系统处理后硫化氢脱除率达到99.99%以上，处理过的尾气H2S浓度在5ppm以下。
[0046]实施例2
[0047]一种硫磺回收工艺，包括以下步骤:
[0048](I)含硫化氢酸性气由含硫化氢酸性气进口 I进入经制硫燃烧炉2，再进入克劳斯反应系统3进行克劳斯反应，生成硫磺及制硫尾气，其中硫磺回收至硫磺回收罐7，制硫尾气送入尾气加氢还原系统4 ;
[0049](2)制硫尾气与氢气混合送入尾气加氢还原系统4进行尾气加氢还原反应，所有含硫介质均转化为H2s，得到含H2S的气体；
[0050](3)步骤⑵中得到的含H2S的气体进入H2S吸收及溶剂氧化系统5，H2S吸收及溶剂氧化系统5中含有吸收液，吸收液的组成为EDTA螯合铁，吸收液中铁的浓度为5000ppm，气体中的H2S被氧化为单质硫，净化气体由净化气体出口 8排空；
[0051 ] (4)液相中的硫磺经升压至2公斤压力后进入硫磺产品回收系统6，分离出硫磺至硫磺回收罐7，过滤出的溶剂回到H2S吸收及溶剂氧化系统5循环使用。
[0052]对实施例2中排放出的净化气进行检测，结果为经H2S吸收及溶剂氧化系统处理后硫化氢脱除率达到99.99%以上，处理过的尾气H2S浓度在3ppm以下。
【主权项】
1.一种硫磺回收工艺，其特征在于:含硫化氢酸性气发生克劳斯反应生成硫磺及制硫尾气，其中硫磺回收，制硫尾气与氢气混合送入尾气加氢还原系统进行尾气加氢还原反应，再进入H2S吸收及溶剂氧化系统，气体中的H2S被氧化为单质硫，净化气体排空；最后分离出硫磺和溶剂。2.根据权利要求1所述的硫磺回收工艺，其特征在于:包括以下步骤: (1)含硫化氢酸性气经制硫燃烧炉、再进行克劳斯反应，生成硫磺及制硫尾气，其中硫磺回收，制硫尾气送入尾气加氢还原系统； (2)制硫尾气与氢气混合送入尾气加氢还原系统进行尾气加氢还原反应，所有含硫介质均转化为H2S,得到含H2S的气体； (3)步骤(2)中得到的含H2S的气体进入H2S吸收及溶剂氧化系统，H2S吸收及溶剂氧化系统中含有吸收液，气体中的H2S被氧化为单质硫，净化气体排空； (4)吸收液中的硫磺经升压后进入硫磺产品回收系统，分离出硫磺和溶剂，过滤出的溶剂循环使用。3.根据权利要求2所述的硫磺回收工艺，其特征在于:吸收液为:螯合铁水溶液。4.根据权利要求3所述的硫磺回收工艺，其特征在于:螯合铁为氨基三乙酸螯合铁或EATA螯合铁。5.根据权利要求3所述的硫磺回收工艺，其特征在于:吸收液中铁的浓度为200_5000ppm。6.根据权利要求2所述的硫磺回收工艺，其特征在于:步骤(4)中升压为升压至2-4公斤压力。7.—种硫磺回收装置，其特征在于:包括通过管道依次连接的制硫燃烧炉(2)、克劳斯反应系统(3)、尾气加氢还原系统(4)、H2S吸收及溶剂氧化系统(5)和硫磺产品回收系统(6)，制硫燃烧炉(2)上设有含硫化氢酸性气进口(I)，克劳斯反应系统(3)与硫磺回收罐(7)连接，H2S吸收及溶剂氧化系统(5)上设有净化气体出口(8)。8.根据权利要求7所述的硫磺回收装置，其特征在于:硫磺产品回收系统(6)与H2S吸收及溶剂氧化系统(5)还通过管道连接。
【专利摘要】本发明属于硫磺回收领域，具体涉及一种硫磺回收工艺。含硫化氢酸性气发生克劳斯反应生成硫磺及制硫尾气，其中硫磺回收，制硫尾气与氢气混合送入尾气加氢还原系统进行尾气加氢还原反应，再进入H2S吸收及溶剂氧化系统，气体中的H2S被氧化为单质硫，净化气体排空；最后分离出硫磺和溶剂。本工艺是克劳斯工艺与液相氧化技术优化组合形成的硫磺回收及尾气处理新工艺，能使排放气中硫化氢含量降到最低，处理后排空气中的H2S含量降低到5ppm以下，设备投入少、工艺流程短、能耗低、工艺过程安全可靠，环境友好。本发明还提供其装置，结构简单易实施。
【IPC分类】C01B17/04
【公开号】CN104961103
【申请号】CN201510405728
【发明人】高炬, 曾翔鹏, 林彩虹, 邹光武, 刘铁军
【申请人】山东三维石化工程股份有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月10日