本发明属于苯加氢工艺技术领域，涉及一种苯加氢尾气脱硫装置及其脱硫工艺。
背景技术：
苯加氢尾气主要是苯加氢装置运行期间产生的含有高浓度硫化氢的一种复杂气体，产生原因为粗苯中的含硫有机物(如噻吩、硫醇等)在加氢工序与氢气反应生成硫化氢，为达到最终产品指标要求，此部分硫化氢需在脱氢工序与其他组分一起以尾气的形式排放。尾气的组分较多，主要包括甲烷、丁烷、戊烷、硫化氢、氨气及少量的氢气、苯等。
硫化氢化学式为H2S，正常情况下是一种无色、易燃的酸性气体，浓度低时带恶臭，气味如臭蛋；浓度高时反而没有气味(因为高浓度的硫化氢可以麻痹嗅觉神经)。硫化氢是一种急性剧毒，吸入少量高浓度硫化氢可于短时间内致命。低浓度的硫化氢对眼、呼吸系统及中枢神经都有影响。
苯加氢装置加氢工序生产过程中产生大量的硫化氢，这部分硫化氢必须在脱轻工序以含硫尾气的形式进行排放，以满足生产合格产品的目的。排放的尾气因硫化氢浓度高达30％(wt)且含有部分可燃气体，不可直接排入大气。
目前多数装置将这部分气体送入焦化装置脱硫塔进行脱硫处理。焦化装置脱硫塔采用HPF脱硫法，HPF法脱硫属液相催化氧化法脱硫，HPF催化剂在脱硫和再生全过程中均由催化作用，是利用焦炉煤气中的氨做吸收剂，以HPF为催化剂的湿式氧化脱硫，煤气中的H2S等酸性组分由气相进入液相与氨反应，转化为硫化氢铵等酸性铵盐，再在空气中氧的氧化下转化为元素硫。HPF法脱硫选择使用HPF(醌钴铁类)复合型催化剂，可使焦炉煤气的脱硫效率达到99％左右。
焦化装置脱硫塔为焦炉配套设计，而苯加氢装置所产生的含硫尾气中硫化氢浓度过高，尾气进入脱硫塔增加装置运行负荷20％以上，严重影响脱硫效率。HPF脱硫法运行效果受蒸氨塔运行情况、氨水浓度、脱硫液过剩等多方面制约，影响了脱硫效率，造成环保难题。
另有硫氢化钠吸收法生产硫氢化钠装置，采用氢氧化钠吸收法，酸性气体经过水洗塔，洗去酸性气中所含有的微量氨，洗涤后的含硫氢化铵的溶液送至酸性水气提工段气提处理。脱氨后气体自下而上经过两级碱液吸收反应器(R101A/B)在催化剂的作用下生产硫氢化钠，硫氢化钠的生产过程是以30％-45％氢氧化钠溶液为吸收剂，与硫化氢反应生成硫化钠，随着吸收硫化氢的不断增加，逐渐生产硫氢化钠。
但是该技术运行过程涉及水洗、汽提、碱液吸收等多个过程，流程相对复杂，生产处置过程受多方面制约。水洗、碱洗增加系统中的水量，打破系统水平衡。硫氢化钠装置涉及设备较多，投资大，所产生的硫氢化钠不能形成规模，效益低，且同样存在存储过程中产生环保问题的情况。
因此发明一种新的尾气处理工艺改善当前尾气处理困境，已成为亟待解决的问题。
技术实现要素：
基于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种苯加氢尾气脱硫装置及其脱硫工艺，充分利用加氢系统中产生的含硫废水，采用脱硫塔为硫化氢与硫氢根创造适宜反应条件，通过二氧化硫的介入，达到硫化氢脱除的目的，从而降低焦化系统脱硫塔的运行负荷，延长设备使用寿命，更可获得纯度更高的硫磺单质。
本发明的目的通过以下技术方案得以实现：
本发明提供一种苯加氢尾气脱硫装置，该苯加氢尾气脱硫装置包括脱硫塔、二氧化硫贮存罐、废水储槽、废水泵、第一循环泵和第二循环泵；
所述脱硫塔的顶部设置有气相出口，所述脱硫塔的底部设置有液相出口，所述脱硫塔的外壁上设置有液相入口、第一气相入口和第二气相入口，所述气相出口、所述液相出口、所述液相入口、所述第一气相入口和所述第二气相入口与所述脱硫塔的内部相连通；所述第一气相入口和所述第二气相入口位于所述液相入口的下方；
所述废水储槽与所述废水泵相连通，所述废水泵与所述液相入口相连通；
所述液相出口、所述第一循环泵和所述液相入口依次相循环连通；
所述液相出口、所述第二循环泵和所述液相入口依次相循环连通；所述第二循环泵与所述液相入口相连通的管路上设置有分管路，所述分管路与外界相连通；
所述气相出口与外界相连通；
所述第一气相入口与苯加氢装置的尾气出口相连通；
所述第二气相入口与所述二氧化硫贮存罐相连通。
上述苯加氢尾气脱硫装置中，优选地，所述分管路与焦化装置相连通；所述气相出口与化产车间相连通。
上述苯加氢尾气脱硫装置中，优选地，所述苯加氢尾气脱硫装置还包括水封槽，所述脱硫塔的外壁上还设置有溢流口；
所述溢流口位于所述液相入口的下方且位于所述第一气相入口和所述第二气相入口的上方，并与所述脱硫塔的内部相连通；
所述水封槽的入口与所述溢流口相连通；所述水封槽的出口与所述废水储槽相连通。
上述苯加氢尾气脱硫装置中，优选地，所述气相出口与外界相连通的管路上设置有第一压力表。
上述苯加氢尾气脱硫装置中，优选地，所述第一压力表与所述气相出口相连通的管路上设置有控制阀。
上述苯加氢尾气脱硫装置中，优选地，所述第一气相入口与苯加氢装置的尾气出口相连通的管路上设置有第二压力表。
上述苯加氢尾气脱硫装置中，优选地，所述第二压力表与所述第一气相入口相连通的管路上设置有控制阀。
上述苯加氢尾气脱硫装置中，优选地，所述第一循环泵和所述第二循环泵的两端各设置有控制阀。
上述苯加氢尾气脱硫装置中，优选地，
所述第一循环泵与所述液相入口相连通的管路上设置有控制阀；所述液相出口与所述第一循环泵相连通的管路上设置有控制阀；
所述第二循环泵与所述液相入口相连通的管路上设置有控制阀；所述液相出口与所述第二循环泵相连通的管路上设置有控制阀；所述分管路与外界相连通的管路上设置有控制阀。
上述苯加氢尾气脱硫装置中，优选地，所述废水泵与所述液相入口相连通的管路上设置有控制阀。
上述苯加氢尾气脱硫装置中，优选地，所述脱硫塔内部盛放有硫化氢铵，但不限于此。
本发明还提供一种苯加氢尾气脱硫工艺，其采用上述的苯加氢尾气脱硫装置进行，包括以下步骤：
步骤一，开启所述第一气相入口与苯加氢装置的尾气出口相连通管路上的阀门，将苯加氢装置产生的尾气通入所述脱硫塔的内部，打开所述废水泵与所述液相入口相连通管路上的阀门，启动所述废水泵，将所述废水储槽中的含硫废水通入到所述脱硫塔的内部；
步骤二，开启所述气相出口的阀门，待所述第一气相入口处的压力减压至40-100kPa且比所述气相出口处的压力大30-60kPa时，关闭所述废水泵，并关闭所述废水泵与所述液相入口相连通管路上的阀门，同时启动所述第一循环泵并开启所述第一循环泵进出口阀门、开启所述液相出口与所述第一循环泵相连通管路上的阀门和开启所述第一循环泵与所述液相入口相连通管路上的阀门；
步骤三，待循环稳定后，开启所述二氧化硫贮存罐与所述第二气相入口相连通管路上的阀门，向所述脱硫塔内部充入SO2，控制SO2进入压力为40-100kPa，使SO2与所述脱硫塔内部盛放的硫化氢铵、含硫废水和苯加氢装置产生的尾气进行反应，随时检查脱硫管道中H2S的含量，并调整SO2的加入量，保证所述气相出口处SO2检测量为0；反应后的脱硫尾气经由所述气相出口管路送至化产车间；反应后的脱硫液通过所述第一循环泵再次进行循环；
步骤四，待苯加氢装置停车后，关闭所述二氧化硫贮存罐与所述第二气相入口相连通管路上的阀门，停止向所述脱硫塔内部充入SO2；打开所述废水泵与所述液相入口相连通管路上的阀门，将所述脱硫塔内的反应后的脱硫液流入至所述废水储槽中，至所述脱硫塔内无脱硫液时，关闭所述第一循环泵进出口的阀门并停止所述第一循环泵；关闭所述气相出口的阀门、关闭所述液相出口与所述第一循环泵相连通管路上的阀门和关闭所述第一循环泵与所述液相入口相连通管路上的阀门。
上述的苯加氢尾气脱硫工艺中，为了避免反应过程中产生的单质硫过度积累堵塞管道，优选地，该苯加氢尾气脱硫工艺还包括在上述步骤三中的循环运行期间，每8-10小时对反应后的脱硫液进行一次置换的步骤，该步骤包括：
打开所述分管路的阀门，所述分管路与焦化装置相连通，启动所述第二循环泵，打开所述第二循环泵进出口的阀门、打开所述第二循环泵与所述液相入口相连通管路上的阀门和打开所述第二循环泵与所述液相出口相连通管路上的阀门，待所述第一气相入口处的压力较置换操作前降低10-15kPa时，关闭所述第二循环泵进出口的阀门、关闭所述第二循环泵与所述液相入口相连通管路上的阀门和关闭所述第二循环泵与所述液相出口相连通管路上的阀门，停止所述第二循环泵；关闭所述分管路的阀门；
打开所述废水泵与所述液相入口相连通管路上的阀门，启动所述废水泵，将所述废水储槽中的含硫废水通入到所述脱硫塔的内部；待所述第一气相入口处的压力恢复至置换操作之前的压力时，关闭所述废水泵与所述液相入口相连通管路上的阀门，停止所述废水泵。
本发明提供的苯加氢尾气回收装置设置的水封槽目的是为了防止脱硫塔内部液位过高时，液体由水封溢流至废水储槽，防止进入气相出口管道。
本发明提供的苯加氢尾气回收工艺将来自苯加氢尾气回收装置中的含硫尾气经控制阀减压至100kPa以内，进入脱硫塔，经与塔内含硫废水、硫化氢铵及来自界外的SO2反应，脱除部分硫化氢后由脱硫塔顶部进入尾气管道，并送至化产车间煤气管道进行进一步脱硫。反应原理的化学反应方程式如下：
2NH4HS+SO2→2NH3+3S+2H2O(氨气发生反应)；
NH3+H2S＝NH4HS(脱硫反应)；
总反应方程式：2H2S+SO2＝3S+2H2O。
上述反应过程中，反应条件要求宽泛，不需要催化剂的介入，反应过程放热，能够满足反应所需温度要求。
本发明提供的苯加氢脱硫装置构造简单、成本低廉，本发明提供的苯加氢尾气脱硫工艺能够充分利用加氢系统产生的含硫废水，采用脱硫塔为硫化氢与硫氢根创造适宜反应条件，通过二氧化硫的介入，达到硫化氢脱除的目的，硫化氢脱除率能达到60％以上，从而降低焦化系统脱硫塔的运行负荷，延长设备使用寿命，更可获得纯度更高的硫磺单质；采用系统原有含硫废水，解决了含硫废水污染问题；同时也解决了含硫尾气难处理，以及含硫尾气焚烧带来的二次污染和浪费问题。
附图说明
图1为本发明实施例中苯加氢尾气脱硫装置示意图；
附图符号说明：
1脱硫塔，2二氧化硫贮存罐，3废水储槽，4第一循环泵，5第二循环泵，6水封槽，7废水泵，8第二压力表，9第一压力表，10-21控制阀。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例
本实施例提供一种苯加氢尾气脱硫装置，如图1所示，该苯加氢尾气脱硫装置包括脱硫塔1、二氧化硫贮存罐2、废水储槽3、废水泵7、第一循环泵4、第二循环泵5、水封槽6；脱硫塔1的顶部设置有气相出口，脱硫塔1的底部设置有液相出口，脱硫塔1的外壁上设置有液相入口、第一气相入口、第二气相入口和溢流口，所述气相出口、所述液相出口、所述液相入口、所述第一气相入口、所述第二气相入口、所述溢流口与脱硫塔1的内部相连通；所述第一气相入口和所述第二气相入口位于所述液相入口的下方，所述溢流口位于所述液相入口的下方且位于所述第一气相入口和所述第二气相入口的上方。
废水储槽3与废水泵7相连通，废水泵7与所述液相入口相连通；所述液相出口、第一循环泵4和所述液相入口依次相连通；所述液相出口、第二循环泵5和所述液相入口依次相连通；第二循环泵5和所述液相入口相连通的管路上设置有分管路，所述分管路连通至焦化装置；所述气相出口连通至化产车间；所述第一气相入口与苯加氢装置的尾气出口相连通；所述第二气相入口与所述二氧化硫贮存罐2相连通。水封槽6的入口与所述溢流口相连通；水封槽6的出口与废水储槽3相连通。
所述气相出口与化产车间相连通的管路上设置有第一压力表9；第一压力表9与所述气相出口相连通的管路上设置有控制阀13。所述第一气相入口与苯加氢装置的尾气出口相连通的管路上设置有第二压力表8；第二压力表8与所述第一气相入口相连通的管路上设置有控制阀10。第一循环泵4和第二循环泵5的两端各设置有控制阀14、15和控制阀16、17。第一循环泵4与所述液相入口相连通的管路上设置有控制阀20；所述液相出口与第一循环泵4相连通的管路上设置有控制阀12；第二循环泵5与所述液相入口相连通的管路上共用控制阀20；所述液相出口与第二循环泵5相连通的管路上共用控制阀12；所述分管路与焦化装置相连通的管路上设置有控制阀18。第一循环泵4和第二循环泵5相循环连通，并共用控制阀20和控制阀12并在其相循环连通的管路上设置有控制阀19。废水泵7与所述液相入口相连通的管路上设置有控制阀21。
脱硫塔1内部盛放有硫化氢铵。
本实施例还提供一种苯加氢尾气脱硫工艺，其采用上述的苯加氢尾气脱硫装置进行，包括以下步骤：
步骤一，开启控制阀10，将苯加氢装置产生的尾气通入脱硫塔1内部，打开控制阀21，启动废水泵7，将废水储槽3中的含硫废水通入到脱硫塔1内部；
步骤二，开启控制阀9，控制第一压力表9和第二压力表10，待所述第一气相入口处的压力减压至100kPa且比所述气相出口处的压力大60kPa时，关闭废水泵7，并关闭控制阀21，同时启动第一循环泵4并开启控制阀14和15、开启控制阀20和12；
步骤三，待循环稳定后，开启控制阀14，向所述脱硫塔内部充入SO2，控制SO2进入压力为100kPa，使SO2与脱硫塔1内部盛放的硫化氢铵、含硫废水和苯加氢装置产生的尾气进行反应，随时检查脱硫管道中H2S的含量，并调整SO2的加入量，保证所述气相出口处SO2检测量为0；反应后的脱硫尾气经由所述气相出口管路送至化产车间；反应后的脱硫液通过第一循环泵4再次进行循环；
步骤四，待苯加氢装置停车后，关闭控制阀10，停止向脱硫塔1内部充入SO2；打开控制阀21，将脱硫塔1内的反应后的脱硫液流入至废水储槽3中，至脱硫塔1内无脱硫液时，关闭控制阀14和15并停止第一循环泵4；关闭控制阀13、关闭控制阀20和12。
在上述步骤三中的循环运行期间，为了避免生成的单质硫过度积累堵塞管道，每8h对反应后的脱硫液进行一次置换的步骤，该步骤包括：
打开控制阀18，启动第二循环泵5，打开控制阀16、17和19，待所述第一气相入口处的压力较置换操作前降低15kPa时，关闭控制阀16、17、18和19，停止第二循环泵5；
打开控制阀21，启动废水泵7，将废水储槽3中的含硫废水通入到脱硫塔1的内部；待所述第一气相入口处的压力恢复至置换操作之前的压力时，关闭控制阀21，停止废水泵7。
下述表1为上述苯加氢尾气脱硫工艺的成本预算表：
表1
采用上述工艺，初期投资低，配套10万吨苯加氢装置仅需1台脱硫塔及2台循环泵，设备投入成本低，工艺流程简单。反应采用含硫废水作为系统水平衡介质，不需要额外增加用水量，反应过程不需要催化剂的介入，通过反应过程中释放的热量，满足反应所需的温度。采用上述苯加氢尾气脱硫工艺，经过长时间运行检测显示，采用此苯加氢尾气脱硫装置进行脱硫后，苯加氢过程产生的尾气脱硫效率达到60％以上。
综上所述，本发明提供的苯加氢脱硫装置构造简单、成本低廉，本发明提供的苯加氢尾气脱硫工艺能够充分利用加氢系统产生的含硫废水，采用脱硫塔为硫化氢与硫氢根创造适宜反应条件，通过二氧化硫的介入，达到硫化氢脱除的目的，硫化氢脱除率能达到60％以上，从而降低焦化系统脱硫塔的运行负荷，延长设备使用寿命，更可获得纯度更高的硫磺单质；采用系统原有含硫废水，解决了含硫废水污染问题；同时也解决了含硫尾气难处理，以及含硫尾气焚烧带来的二次污染和浪费问题。