液硫脱气工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于硫磺回收技术领域，具体涉及一种液硫脱气工艺。
【背景技术】
[0002] 硫磺装置作为天然气净化厂、炼化企业及煤化工企业的末端装置，制约着其它上 游装置的正常运行，目前已成为该类企业的标配装置。硫磺回收装置一般采用两级克劳斯 +吸收还原工艺组合的方式回收硫磺，而对于地方炼厂或规模较小的硫磺装置较多使用三 级、四级克劳斯工艺回收硫磺。随着国内二氧化硫排放标准的日益严格，在"十二五"期间， 国内硫磺装置S02排放浓度限值将由960mg/m3下调为400mg/m3,特别排放值为200mg/m3,山 东省将出台硫磺装置S02排放浓度不大于300mg/m3的规定，这对硫磺装置特别对于三级或 四级克劳斯工艺的硫磺回收装置是较大考验。液硫脱出废气作为影响硫磺装置烟气30 2排 放浓度的主要因素之一，国内外大多将该废气送至焚烧炉焚烧，增加硫磺回收装置烟气S02 排放浓度100~300mg/m3。
[0003] 液硫中的硫化物以H2S和H2SX形式存在，随着温度的升高，总H2S溶解度和H2SX溶 解度增加，H2S溶解度减小，一级冷凝器液硫中H2SX含量为500~700ppm，二级冷凝器液硫 中H2SX含量为180~280ppm，三级冷凝器液硫中H2SX含量为70~llOppm。如果不对液硫 中硫化物进彳丁脱除，在液硫运输过程中，各易在液硫槽车内发生H2S积聚，存在爆炸危险；未 脱除H2S的液硫送至硫磺成型机成型，在输送和成型过程中会释放出H2S气体，存在人员中 毒的安全隐患，同时对环境造成较大的影响。液硫脱气的基本原理是释放溶解的H2s气体， 并让多硫化物快速分解为H2S，用吹扫气体把液硫中的H2S吹走。液硫脱气的吹扫气通常为 空气、蒸汽、Claus尾气和氮气，蒸汽容易导致管线和设备腐蚀；Claus尾气所含H2S会使液 硫游离H2S趋近平衡，不利于液硫中H2S的脱除；氮气通常含氧量较低，不利于含硫化合物的 氧化。因此，通常使用空气作为液硫脱气的吹扫气。
[0004] 液硫脱气的主要方法有鼓泡脱气和循环脱气，鼓泡脱气是采用鼓泡的形式将液硫 中废气脱出后引入焚烧炉焚烧，循环脱气则采用向液硫池中注入催化剂，促使多硫化物分 解，经脱气泵的循环、喷洒使H2S逸出，经蒸汽抽射器抽射至尾气焚烧炉焚烧，两种方法均将 液硫脱出废气直接引至尾气焚烧炉处理，二氧化硫排放浓度较高。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种液硫脱气工艺，其投资少、实施性强、操作费用低，有效 降低硫磺回收装置S02排放浓度，提高硫磺回收转化率。
[0006] 本发明所述的液硫脱气工艺是以空气作为气源对液硫池中液硫进行鼓泡脱气，液 硫脱出废气进入以下之一的冷凝器，进一步冷凝回收硫蒸汽；回收硫蒸汽后的过程气引入 尾气焚烧炉焚烧后排放；
[0007] 1)当所述冷凝器级数为四级时，液硫脱出废气进入四级冷凝器；
[0008] 2)当所述冷凝器级数为五级时，液硫脱出废气进入五级冷凝器；
[0009] 3)当所述冷凝器级数为五级时，液硫脱出废气同时进入四级冷凝器和五级冷凝 器。
[0010] 本发明主要适用于三级或四级克劳斯工艺的硫磺回收装置。
[0011] 其中，优选的技术方案如下：
[0012] 本发明以空气作为气源对液硫池中液硫进行鼓泡脱气，不仅可氧化液硫脱出废气 中的H2S，而且有利于液硫池中多硫化物的分解，在大气压下，空气气源的气量与液硫的质 量比为0. 02~0. 1: 1，优选0. 04~0. 06:1。脱气时，以空气作气源，经鼓风机对液硫池中 液硫鼓泡脱气，液硫脱出的废气以蒸汽为动力，经蒸汽抽射器抽射至冷凝器。本发明要求末 级硫冷凝器的温度控制在127~135°C，进一步冷凝回收硫蒸汽，确保最大限度的冷却硫蒸 汽。
[0013] 所述的液硫脱气工艺，分为三种情况：
[0014] (1)当冷凝器级数为四级时，液硫脱出废气与带有元素硫的三级反应器尾气混合 后进入四级冷凝器回收硫蒸汽。四级冷凝器为末级硫冷凝器。
[0015] 本发明用于降低硫磺回收装置的S02排放浓度时，步骤如下：
[0016] ①含H2S的酸性气与空气混合后在反应炉中部分燃烧，H2S与S02发生Claus反应 生成带有元素硫的反应炉尾气；其中的元素硫经一级冷凝器冷却后进入液硫池得到液体硫 磺；
[0017] ②回收元素硫后的反应炉尾气进入一级反应器，在催化剂作用下经Claus催化转 化后生成带有元素硫的一级反应器尾气，其中的元素硫经二级冷凝器冷却后进入液硫池得 到液体硫磺；
[0018] ③回收元素硫后的一级反应器尾气进入二级反应器，在催化剂作用下经Claus催 化转化后生成带有元素硫的二级反应器尾气，其中的元素硫经三级冷凝器冷却后进入液硫 池得到液体硫磺；
[0019] ④回收元素硫后的二级反应器尾气进入三级反应器，在催化剂作用下经Claus催 化转化后生成带有元素硫的三级反应器尾气；
[0020] ⑤带有元素硫的三级反应器尾气与液硫脱出废气混合后进入四级冷凝器，其中的 元素硫经四级冷凝器冷却后进入液硫池得到液体硫磺；
[0021] ⑥回收元素硫后的过程气进入焚烧炉焚烧后经烟囱排放。
[0022] (2)所述冷凝器级数为五级时，液硫脱出废气与带有元素硫的四级反应器尾气混 合后进入五级冷凝器回收硫蒸汽。五级冷凝器为末级硫冷凝器。
[0023] 本发明用于降低硫磺回收装置的S02排放浓度时，步骤如下：
[0024] ①含H2S的酸性气与空气混合后在反应炉中部分燃烧，H2S与S02发生Claus反应 生成带有元素硫的反应炉尾气；其中的元素硫经一级冷凝器冷却后进入液硫池得到液体硫 磺；
[0025] ②回收元素硫后的反应炉尾气进入一级反应器，在催化剂作用下经Claus催化转 化后生成带有元素硫的一级反应器尾气，其中的元素硫经二级冷凝器冷却后进入液硫池得 到液体硫磺；
[0026] ③回收元素硫后的一级反应器尾气进入二级反应器，在催化剂作用下经Claus催 化转化后生成带有元素硫的二级反应器尾气，其中的元素硫经三级冷凝器冷却后进入液硫 池得到液体硫磺；
[0027] ④回收元素硫后的二级反应器尾气进入三级反应器，在催化剂作用下经Claus催 化转化后生成带有元素硫的三级反应器尾气，其中的元素硫经四级冷凝器冷却后进入液硫 池得到液体硫磺；
[0028] ⑤回收元素硫后的三级反应器尾气进入四级反应器，在催化剂作用下经Claus催 化转化后生成带有元素硫的四级反应器尾气；
[0029] ⑥带有元素硫的四级反应器尾气与液硫脱出废气混合后进入五级冷凝器，其中的 元素硫经五级冷凝器冷却后进入液硫池得到液体硫磺；
[0030] ⑦回收元素硫后的过程气进入焚烧炉焚烧后经烟囱排放。
[0031] (3)所述冷凝器级数为五级，液硫脱出废气同时进入四级冷凝器和五级冷凝器；
[0032] 液硫脱出废气与带有元素硫的三级反应器尾气混合后进入四级冷凝器回收硫蒸 汽；
[0033] 液硫脱出废气与带有元素硫的四级反应器尾气混合后进入五级冷凝器回收硫蒸 汽。
[0034] 五级冷凝器为末级硫冷凝器。
[0035] 本发明用于降低硫磺回收装置的S02排放浓度时，步骤如下：
[0036] ①含H2S的酸性气与空气混合后在反应炉中部分燃烧，H2S与S02发生Claus反应 生成带有元素硫的反应炉尾气；其中的元素硫经一级冷凝器冷却后进入液硫池得到液体硫 磺；
[0037] ②回收元素硫后的反应炉尾气进入一级反应器，在催化剂作用下经Claus催化转 化后生成带有元素硫的一级反应器尾气，其中的元素硫经二级冷凝器冷却后进入液硫池得 到液体硫磺；
[0038] ③回收元素硫后的一级反应器尾气进入二级反应器，在催化剂作用下经Claus催 化转化后生成带有元素硫的二级反应器尾气，其中的元素硫经三级冷凝器冷却后进入液硫 池得到液体硫磺；
[0039] ④回收元素硫后的二级反应器尾气进入三级反应器，在催化剂作用下经Claus催 化转化后生成带有元素硫的三级反应器尾气；
[0040] ⑤带有元素硫的三级反应器尾气与液硫脱出废气混合后进入四级冷凝器，其中的 元素硫经四级冷凝器冷却后进入液硫池得到液体硫磺；
[0041] ⑥回收元素硫后的三级反应器尾气进入四级反应器，在催化剂作用下经Claus催 化转化后生成带有元素硫的四级反应器尾气；
[0042] ⑦带有元素硫的四级反应器尾气与液硫脱出废气混合后进入五级冷凝器，其中的 元素硫经五级冷凝器冷却后进入液硫池得到液体硫磺；
[0043] ⑧回收元素硫后的过程气进入焚烧炉焚烧后经烟囱排放。
[0044] 由以上可知，本发明还同时提供了一种投资低、实施性强、操作费用少的降低硫磺 回收装置S02排放浓度的方法。
[0045] 本发明：
[0046] 操作过程中，调整风气比，使酸性气与空气在反应炉内发生部分燃烧，控制燃烧温 度900~1400°〇，炉内约65%(￥)的氏3发生(：1 &118反应转化为硫，剩余的氏3有1/3转化 为S02。