液硫脱气废气的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种液硫脱气废气的处理方法，属于硫磺回收技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展，环境污染问题已成为经济高速发展的制约因素，是各国政府 立法必不可少的重要内容。工业发达国家对硫排放非常严格，美国联邦政府环境保护局 法规规定石油炼制工业加热炉烟气、硫磺尾气和催化裂化再生烟气S02排放浓度限值为 50ppm(v),约折合 143mg/m3。
[0003] 目前国内硫磺装置烟气S02排放浓度执行GB16297-1996《大气污染物综合排放标 准》，标准规定S02排放浓度小于960mg/m3。即将执行的新的环保标准，规定硫磺装置烟气 S02排放浓度限值为400mg/m3,特别排放限值为200mg/m3。目前大多数硫磺装置烟气中S0 2含量在960mg/m3以下，难以实现200mg/m3标准要求。
[0004] 液硫脱气是硫回收装置安全生产的一个十分重要的措施，克劳斯法生产的硫磺通 常H2S在300-500ppm，如不进行液硫脱气，溶解在液硫中的多硫化物（H2SX)和H 2S在液硫储 存、运输和加工过程中多硫化物（H2SX)就会分解生成H2S并释放出来，当H 2S积聚达到一定 浓度时，就会发生毒害甚至有爆炸危险。另一方面，未脱气硫磺成型的固体硫磺的易碎性 高，在装卸和运输过程中会产生更多的硫磺细粒和粉尘。
[0005] JACOBS采用Shell公司的专利液硫脱气技术，在液硫池中设置气提塔，空气通过 气提塔，液硫在空气流的强力搅拌下，溶解的多硫化氢（H2SX)分解成H2S，H 2S随空气一起进 入气相空间。分出H2S的气体经蒸汽喷射器抽送至尾气焚烧炉。KTI采用BP公司Amoco专 利液硫脱气技术，气提塔为一台催化填料塔，塔置于液硫池上方，液硫池中液硫经泵升压后 与空气一起从下部进入气提塔。液硫与空气通过填料层后，溶解的多硫化氢（H2SX)分解成 H2S，H2S随空气一起进入气相空间，混合气送至焚烧炉。NIGI公司开发的SINI液硫脱气工 艺，采用了筛板塔，塔置于液硫池上方，液硫池中液硫经泵升压后与空气一起从下部进入气 提塔。液硫与空气通过筛孔达到密切接触，溶解的多硫化氢（H2SX)分解成H2S，H 2S随空气 一起进入气相空间，混合气送至焚烧炉或反应炉。
[0006] 如液硫脱气废气送至焚烧炉焚烧后排放，其中的硫化氢和硫蒸汽等含硫物质燃烧 转化为S02，将增加烟气S02排放浓度100-300mg/m3,无法满足新的环保标准要求。如液硫脱 气废气送至反应炉重新回收硫磺，将会导致反应炉炉膛温度降低30°C左右，必须采取酸性 气预热措施，弥补炉膛温度的降低，将大幅增加装置能耗，并相应增加管线和设备尺寸。而 且，存在高浓度酸性气反串至液硫池的安全隐患。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种液硫脱气废气的处理方法，采用投资少、操作费用低 的环保节能技术，将液硫脱气废气中的硫及含硫化合物得到回收，降低硫磺装置烟气S02排 放浓度，解决现行和新建硫磺回收装置环保不达标的现实问题，满足即将执行的新的环保 标准要求。
[0008] 本发明所述的一种液硫脱气废气的处理方法，该方法包括硫磺回收装置尾气净化 单元的Claus尾气，Claus尾气再热采用在线加热炉，液硫脱气采用空气鼓泡脱气或气提塔 脱气工艺，液硫脱气的废气以蒸汽为动力，其特征在于：
[0009] 液硫脱气的废气被抽射至加氢反应器前，与在线加热炉的空气混合，在在线加热 炉内氧气与烃类燃料气反应被消耗，过程气经在线加热炉加热后，与Claus尾气一起进入 加氢反应器反应生成硫化氢，含硫化氢的加氢尾气经急冷塔降温，进入胺液吸收塔，胺液吸 收加氢尾气中的硫化氢得到净化尾气，净化尾气引入焚烧炉焚烧后排放。
[0010] 所述的硫磺回收装置尾气净化单元Claus尾气是指Claus+还原吸收硫磺回收工 艺中的酸性气经反应炉、一级硫冷器、一级反应器、二级硫冷器、二级反应器、三级硫冷器后 产生的气体，Claus尾气组成以体积百分数表示为H2S :0-5%、S02 :0-2%、C0S:0-0. 2%，其 余为硫蒸汽、饱和水蒸汽和氮气。优选H2S :0-3%、S02 :0-l%、C0S:0-0. 1%，其余为硫蒸汽、 饱和水蒸汽和氮气。
[0011] 所述的在线加热炉是以瓦斯或天然气为燃料，与空气燃烧后为Claus尾气再热 的加热设备。在没有外供氢源的硫磺回收装置上，应控制在线加热炉燃料次当量燃烧，为 Claus尾气再热的同时产生氢气，给加氢反应器内部进行的加氢反应提供氢源，主要反应如 下：
[0014] 所述的液硫脱气采用空气鼓泡脱气或气提塔脱气工艺，是指液硫脱气以空气为气 源的所有液硫脱气工艺，该工艺产生的液硫脱硫废气组成为：空气、硫蒸汽、硫化氢、二氧化 硫、有机硫等，气量为每公斤液硫0. 02-0. 10kg气体，优选0. 04-0. 06kg。
[0015] 所述的过程气经在线加热炉加热至200-300°C。
[0016] 所述的液硫脱气的废气与加氢反应器前在线加热炉的空气混合，是指液硫脱气的 废气以空气的形式引入在线加热炉，降低在线加热炉的配风量，其中的氧气与烃类燃料气 反应被消耗掉，发生的化学反应同反应式（1)、（2)。
[0017] 液硫脱气的废气引入在线加热炉，采用蒸汽作为动力，蒸汽压力〇· 03-0.1 MPa，优 选 0· 5-0.1 MPa ;蒸汽气量(λ l-2t/h，优选(λ 3-L Ot/h。
[0018] 所述的进入加氢反应器的过程气组成以体积百分数表示为：H2S:0-3%、S0 2:0-1 %、COS: 0-0. 1 %，其余为硫蒸汽、水蒸汽和氮气。
[0019] 所述的加氢催化剂应具有良好的低温加氢和水解活性，以及较高的水热稳定性， 满足液硫脱气废气含水蒸汽量大，以及硫蒸汽2秒内完全加氢的反应要求，避免硫穿透 现象发生。优选中国石化齐鲁分公司研究院开发的高活性加氢催化剂LSH-03(专利号： 201010269123. 7)〇
[0020] 所述的过程气在加氢反应器内加氢催化剂的作用下含硫化合物加氢或水解转化 为硫化氢，主要发生如下加氢反应：
[0025] 含硫化氢的加氢尾气经急冷塔降温至25_42°C，优选30_38°C，进入装有高效脱硫 溶剂的胺液吸收塔，硫化氢被胺液吸收。吸收硫化氢之后的富胺液，进入胺液再生塔，再生 酸性气重新返回热反应段进一步回收元素硫，再生后胺液返回吸收塔使用；吸收硫化氢后 的净化尾气硫化氢含量降至低于100ppm(v)以下，引入焚烧炉焚烧后达标排放。
[0026] 本发明与现有技术相比，具有以下优异效果：
[0027] (1)提供了一种较经济的降低硫磺回收装置502排放浓度的方法，与液硫脱气废气 直接引入焚烧炉焚烧处理相比，可降低硫磺装置烟气302排放浓度100-300mg/m3,解决现行 和新建硫磺装置排放不达标的现实问题，满足即将执行的新的环保标准。
[0028] (2)液硫脱气废气部分代替在线加热炉的空气，降低空气用量，从而降低了硫磺 装置过程气气量，缩小了管线和设备尺寸。
[0029] (3)液硫脱气废气部分代替在线加热炉的空气，控制了燃烧次当量，氧气在在线加 热炉内被消耗，降低了加氢反应器的用氢量，同时避免了氧气对加氢催化剂的活性的影响， 有利于延长催化剂的使用寿命。
【附图说明】
[0030] 图1是本发明工艺流程图；
[0031] 图2是对比工艺流程图；
[0032] 图中：1、空气；2、烃类燃料气；3、Claus尾气；4、在线加热炉；5、加氢反应器；6、 蒸汽发生器；7、急冷塔；8、循环水泵；9、污水；10、吸收塔；11、富溶剂泵；12、再生塔；13、贫 液；14、净化尾气；15、焚烧炉；16、烟囱；17、鼓风机；18、流量计；19、脱气池；20、蒸汽；21、 蒸汽喷射器；22、液硫池。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0034] 实施例1-3、对比例1都采用中国石化齐鲁分公司研究院开发的高活性加氢催化 剂 LSH-03 (专利号：201010269123. 7)。
[0035] 实施例1
[0036] 工艺流程如图1所示。该工艺硫磺回收装置的尾气净化单元Claus尾气3再热 采用在线加热炉4,液硫脱气采用空气鼓泡脱气或气提塔脱气工艺，液硫脱气的废气以蒸汽 20为动力，废气与加氢反应器5前的在线加热炉4的空气1混合，经在线加热炉4加热至 200-300°C，与Claus尾气3 -起进入加氢反应器5,在加氢反应器5内特殊加氢催化剂的作 用下，含硫化合物加氢转化为硫化氢，含硫化氢的加氢尾气然后经急冷塔7降温，进入胺液 吸收塔10,胺液吸收加氢尾气中的硫化