一种酸性气生产硫氢化钠工艺及装置的制造方法_2

文档序号:8504706阅读:来源:国知局
反应器、二级反应器、一级 中间罐、二级中间罐和碱液保护罐,其中,一级反应器和二级反应器分别设置气相入口、气 相出口、液相入口和液相出口,酸性气入口管线与一级反应器的气相入口连接,一级反应器 的气相出口与二级反应器的气相入口连接,且在二者连接管线上设置补充载气管线,二级 反应器的气相出口与碱液保护罐气相入口连接,二级反应器的气相出口管线上设置有硫化 氢含量检测装置,碱液保护罐气相出口连接净化气出口管线,碱液入口管线与碱液保护罐 液相入口连接,碱液保护罐液相出口与二级反应器液相入口连接,二级反应器液相出口经 二级中间罐后分为两路,一路与一级反应器液相入口连接,另一路与二级反应器液相入口 连接;一级反应器液相出口经一级中间罐后分为三路,分别与一级反应器液相入口、产品出 料管线、二级中间罐连接。
[0029] 本发明酸性气处理装置中,所述一级反应器和二级反应器为气液传质反应设备, 具体为鼓泡塔反应器、填料塔反应器、撞击流反应器、旋转床反应器和文丘里反应器中的一 种,优选为旋转床反应器。
[0030] 本发明酸性气处理装置中,在碱液保护罐气相出口与净化气出口管线之间设有聚 结器,所述聚结器为圆柱形筒体,封头包括上封头和下封头,内部设置圆筒状筛网,防止净 化气雾沫夹带。
[0031] 本发明酸性气处理装置中,一级反应器、二级反应器生成液分别进入一级中间罐 和二级中间罐,一级中间罐和二级中间罐设置换热设备,控制中间罐温度为85°c~120°C, 优选为90°C~95°C,防止中间产物结晶。
[0032] 本发明酸性气处理装置中,碱液保护罐设置有液位控制设备,根据碱液保护罐液 位控制碱液保护罐生成液出口流量,防止液位过低,吸收液泵抽空短路,对泵造成损坏,影 响装置稳定运作。
[0033] 与现有技术相比,本发明酸性气处理工艺及系统具有如下优点: 1、本发明的酸性气处理工艺,采用两级气液两相逆流吸收反应过程,分别设置了一级 反应和二级反应生成液的自循环再吸收工序,提高了反应深度,使物料充分与酸性气接触, 确保NaHS液相产品符合国家产品质量标准,产品NaHS中N&S的含量小于4% ;通过二级反 应物料循环,使碱液充分与剩余的酸性气接触,使得净化气中H2S含量低于30 mg/Nm3,确保 酸性气处理后的乏气实现达标排放的目标。
[0034] 2、本发明酸性气处理工艺,二级反应器生成液组成主要为Na2S、NaHS、Na 2CO3和 NaHCO3,进入一级反应器后与过量H2S反应,生成NaHS,同时CO2会被置换出来,随着酸性气 进入二级反应器,造成二级反应器内CO2浓度急剧增加,如果直接与碱液接触会造成大量 Na2CO3和NaHCO3产生,容易结晶堵塞管道,本工艺通过在一级反应器气相出口与二级反应 器气相入口连接管线上设置补充载气管线,引入补充载气,大大降低了酸性气浓度,尤其是 酸性气中CO2的浓度,大部分CO2和载气一起被带出装置,控制Na2CO 3和NaHCO3的含量,防 止生产大量Na2CO3造成结晶,堵塞管线,保证装置长周期运行。
[0035] 3、本发明酸性气处理工艺,采用三级气液两相逆流吸收反应过程。通过设置三级 碱液保护罐,保证碱液与酸性气充分接触反应,使得净化气中H2S含量低于30 mg/Nm3,确保 酸性气处理后的乏气实现达标排放的目标。
[0036] 4、本发明酸性气处理工艺,分别设置了一级反应生成液和二级反应生成液的自循 环再吸收工序,提高了反应深度,使物料充分与酸性气接触,确保NaHS液相产品符合国家 产品质量标准,产品NaHS中Na2S的含量小于4% ;通过二级反应物料循环,使碱液充分与剩 余的酸性气接触,使得净化气中H2S含量低于30 mg/Nm3,确保酸性气处理后的乏气实现达 标排放的目标。通过将一级反应得到的液相产品NaHS溶液,循环回二级中间罐做为稀释液 使用,具有缓冲液的作用,降低了二级反应生成液中的Na2S浓度,防止Na2S结晶析出,保证 装置长周期运行。
[0037] 5、本发明酸性气处理系统采用超重力旋转床做为气液反应器,可实现提高传质与 反应效率的目标,旋转床反应器为高效传质设备,保证反应快速进行,降低副反应的发生, 减少产品中杂质含量。同时,因旋转床反应器传质效率为普通塔式反应器传质效率的数百 倍,反应器规模大大减小。并将酸性气中CO2与NaOH反应时,生成纳米级的Na2CO 3结晶体, 从而防止流体输送时Na2CO3结晶体堵塞管道。物料在高速转动的床层组件内壁上,形成剧 烈撞击,实现强化混合;物料在流过床层时,不断被床层切割为液滴、液丝和液膜,极大地实 现了高粘度物料的表面更新与混合,消除了浓度差,保证生成纳米级的Na2CO3结晶体。
[0038] 6、本发明两级逆流吸收工艺和装置尤其适用于处理小型炼厂酸性气,与现有技术 相比,设备规模小,能耗低,操作费用少,生成可以用于印染、造纸等行业的NaHS产品,便于 运输,且有一定的市场价值。
【附图说明】
[0039] 图1是本发明酸性气生产硫氢化钠工艺及装置示意图。
【具体实施方式】
[0040] 本发明酸性气生产硫氢化钠工艺及装置,以NaOH溶液为吸收液,处理炼油厂酸性 气生产NaHS产品,采用三级气液两相逆流吸收反应过程。分别设置一级反应和二级反应生 成液自循环再吸收工序;产品液循环至第二级反应做为稀释液使用。
[0041] 本发明提供一种酸性气生产硫氢化钠装置,所述装置包括一级反应器3、二级反应 器4、一级中间罐2、二级中间罐5、碱液保护罐8和聚结器6,其中,一级反应器3和二级反 应器4分别设置气相入口、气相出口、液相入口和液相出口,酸性气入口管线1与一级反应 器的气相入口连接,一级反应器的气相出口与二级反应器的气相入口连接,且在二者连接 管线上设置补充载气管线11,二级反应器的气相出口与碱液保护罐气相入口连接,二级反 应器的气相出口管线上设置有硫化氢含量检测装置16,碱液保护罐气相出口经聚结器6后 连接净化气出口管线13,碱液保护罐上设置液位控制设备17,碱液入口管线12与碱液保护 罐液相入口连接,碱液保护罐液相出口与二级反应器液相入口连接,二级反应器液相出口 经二级中间罐5后分为两路,一路10与一级反应器液相入口连接;另一路14与二级反应器 液相入口连接;一级反应器液相出口经一级中间罐2后分为三路,一路7与产品出料管线连 接,第二路9与二级中间罐连接,第三路15与一级反应器液相入口连接。
[0042] 本发明酸性气处理工艺,来自酸性气入口管线1的酸性气首先进入一级反应器, 与来自二级反应器的生成液接触反应,经过一级反应器3处理后的酸性气与来自补充载气 管线11的载气一起进入二级反应器4,与来自碱液保护罐8的溶液接触混合反应,反应后的 酸性气进入碱液保护罐进一步脱除其中的余量硫化氢后,经聚结器6除雾后,通过净化气 出口管线13达标排放;二级反应生成液进入二级中间罐5,然后分为两路,其中一路14由 二级吸收液泵输送循环回二级反应器4,进行循环流动,实现深度吸收;另一路10作为一级 反应吸收液由泵输送至一级反应器3与酸性气进行反应。一级反应生成液进入一级中间罐 2,然后分成三路,第一路7由泵输送至成品罐内;第二路9由泵送至二级中间罐内,做为稀 释液使用,具有缓冲液的作用,从而降低了二级反应液中的Na2S浓度,防止Na2S结晶析出, 第二路15由泵送至一级反应器内,进行循环吸收,使得物料反应充分,实现吸收液深度吸 收。
[0043] 本发明酸性气处理工艺包括以下三个过程: (1) 一级反应器 在一级反应器内主要反应如下:未经处理的酸性气和二级反应生成液(NaHS、Na2C03、 NaHCO3, Na2S)进行反应,在H2S过量的情况下,二级反应生成液中的Na2C0 3、NaHC03、Na2S分 别与H2S反应,生成NaHS溶液。生成的NaHS溶液分三路,第一路由泵输送至产品罐内;第 二路由泵送回至一级反应器内,进行循环吸收,使得物料反应充分,实现吸收液深度吸收; 第三路由泵送回至二级反应器内,做为稀释液使用,具有缓冲液的作用,从而降低了二级生 成液中的Na2S浓度,防止Na2S结晶析出。
[0044] (2)二级反应器 二级反应器主要的反应如下:气相为一级反应气相的"乏气"和补充载气,其中H2S浓 度大大降低,但仍然没有达到排放标准;二级反应液相为碱液保护罐生成液和一级反应生 成液的混合溶液。经过进一步反应,气相得以净化,并生成一定浓度的Na2S溶液,由二级循 环液泵输送至一级反应器作为吸收液继续反应。
[0045] 由于酸性气进料中夹带CO2组分,二级反应器生成液组成主要为NaHS、Na 2S、Na2C03和NaHCO3,进入一级反应器后与过量H2S反应,生成NaHS,同时CO 2会被置换出来,随着酸性 气进入二级反应器,造成二级反应器内CO2浓度急剧增加,如果直接与碱液接触会造成大量 Na2CO3和NaHCO3产
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