专利名称：无在线炉制硫尾气还原吸收处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制硫尾气的处理工艺。
制硫过程的原料主要是炼油化工装置产生的含硫化氢的酸性气，经过CLAUS反应炉和两级催化反应器等过程生产硫磺。制硫过程产生的尾气中仍有少量的H2S、SO2、SxCOS、CS2等污染物。为了减少对环境的污染，需要对制硫尾气进行处理。
目前广泛使用的是荷兰技术，即对尾气进行还原吸收处理的SCOT工艺，经过还原吸收处理工艺，使其中的污染物转化为硫化氢返回制硫，被净化的气体经尾气焚烧炉焚烧排放。还原吸收工艺需要尾气被加热到加氢还原反应所需温度，同时需要氢源。SCOT工艺的一个关键设备就是在线炉，向该炉中通入含轻烃的可燃气和适量空气，使其进行次化学当量燃烧，在发生热量的同时产生一定量的氢气，高温气流进入炉膛的混合室，与低温的硫回收尾气混合，使尾气温度上升到催化加氢所需温度，产生的氢气则作为尾气中SO2、Sx还原所需的氢源。还原吸收处理工艺首先是在加氢催化剂的作用下，在加氢反应器中进行加氢反应，SO2、Sx被还原为H2S，然后冷却，再用醇氨溶液或其它吸收溶剂吸收H2S，使尾气得到净化，净化效果与吸收溶剂的种类和性能有关。吸收有H2S的溶剂经过再生，循环利用，硫化氢返回制硫，净化后的尾气经尾气焚烧炉焚烧后排放大气(参照
图1虚线框内的流程图)。
SCOT工艺的在线炉如用天然气作燃料，能取得较好的制氢效果，因为天然气的主要成分为甲烷，含氢量高，配风量(通空气)较易控制。当在线炉用炼油厂二次加工装置的裂化气作燃料时，由于该气体成分复杂，使配风的控制变得非常困难，极易出现积碳堵塞加氢反应器的催化剂床层现象。此外，在线炉燃料燃烧时配风量中79％是氮气，氮气和燃烧后的高温气的加入量约占尾气量的10％，在相同净化效果的前提下，相当于排放的烟气中的污染物的量增加约10％。
为了解决炼厂气制氢所出现的上述麻烦，意大利NIGI公司发明了一种无需另加氢源的的还原吸收工艺-H.C.R工艺。该工艺的依据是在制硫过程中CLAUS反应炉要产生一定数量的氢气，用这部分氢气作为常规CLAUS反应尾气加氢的氢源，其量显然不足，但如果改变CLAUS反应的配风比，使尾气中H2S/SO2≥10，则尾气中的二氧化硫量大大减少，此时CLAUS反应炉中产生的氢气量便可满足尾气加氢反应中对氢气的需求，多余的硫化氢经溶剂吸收后返回制硫。
H.C.R工艺采用牺牲部分CLAUS反应转化率达到不需外加氢源的目的，由此带来的问题是过量硫化氢需使用更大的吸收设备和更多的溶剂将其回收。此外，为达到适宜的加氢反应入口温度，H.C.R工艺使用在线加热炉(或电加热器)。该工艺解决了用炼厂气制氢的难题，但随之出现了制硫转化率降低和吸收设备及吸收溶剂量偏大的新问题。
目前国内外的硫回收装置大部分集中在天然气脱硫厂或石油化工厂、炼油厂，天然气脱硫厂的硫回收装置，一般没有氢源，用天然气作燃料制氢工艺成熟，故尾气处理采用SCOT或H.C.R工艺是可以的。作为石油化工厂和炼油厂，多用二次加工装置的裂解气作燃料，由于上述存在的问题，有其局限性。
本发明的目的是对制硫尾气的处理工艺要适合石油化工厂和炼油厂的制硫尾气还原吸收处理装置和工艺要求，在节省投资和降低运行费用的前提下，更好地降低排放烟气中的污染物的绝对排放量，可以采用各种纯度的氢源满足还原吸收处理工艺的要求。
实现本发明目的的制硫尾气还原吸收处理工艺，仍是将达到加氢还原反应温度的尾气与氢气混合进入还原吸收处理工艺，还原吸收处理后的酸性气(H2S)回收利用，被净化的尾气在尾气焚烧炉中焚烧排放，其主要技术特点是利用尾气焚烧炉焚烧后的烟气热量加热尾气至所需温度，氢气可以是在加热尾气前或加热尾气后混入。
本发明的工艺不用在线还原炉提供热量和氢源，氢气可以是由纯氢、废氢或含氢裂解气等氢源提供。
下面结合工艺流程示意图说明图1为本发明的工艺流程示意图。
图中虚线框内为还原吸收处理工艺流程与装置，与现有技术同，如SCOT工艺和H.C.R工艺。
尾气焚烧炉焚烧后烟气的温度一般在600～700℃，可作为加氢反应器中尾气(130～170℃)加氢反应所需温度(300℃)的升温热源。尾气加热器的形式可以是气—气换热器，热管换热设备或其它形式的换热设备。尾气加热器的前或后可以加各种形式的余热回收设备，如图中的蒸汽过热器。高温烟气经过尾气加热器加热了尾气，然后排放大气。
加氢反应的氢源可以是制氢装置的高纯度氢，也可以是重整装置、加氢裂化装置排出的废氢，还可以是催化裂化装置、焦化装置的含氢裂解气，裂解气中的氢被利用，剩余的不参与反应而随还原吸收等后续工序进入尾气焚烧炉，替代部分焚烧用燃料气，燃烧分解后经排气筒排放。含氢气体中的其余组分只要在加氢还原吸收过程中不发生高温聚合、缩合、裂解，不对所用吸收溶剂造成不利反应，均可作为氢源。各种氢源提供的含氢浓度没有特别要求，只要含氢总量比加氢反应所需的氢稍为过量即可，工艺中一般是加氢反应后氢气占总体积的0.3～1.0％。
本发明的优点1、对各种类型石油化工厂和炼油厂的硫回收尾气还原吸收处理工艺和装置有广泛的适应性，可用高纯度氢、废氢或含氢裂解气作氢源。
2、用尾气焚烧炉烟气作热源，使尾气达到加氢反应所需温度，而不用在线还原炉或尾气加热炉，避免了配风不易控制，增大污染物排放量的弊端，减少烟气排放量10％左右，污染物(二氧化硫)的排放量相应减少，节约能源。本发明所用废氢、含氢裂解气中的不参加反应的可燃物在尾气焚烧炉中当作部分燃料用。
3、省掉了SCOT工艺中在线炉上烦琐的控制系统，后续还原吸收处理工序设备体积可缩小约10％，H.C.R工艺后续设备规模更大。
本发明节省了投资费用和运行费用，是适合石油化工厂和炼油厂的一种简捷的处理工艺。
以下是本发明处理工艺与SCOT工艺的计算数据对比表原料气均为制硫二级转化CLAUS工艺，数据相同。
从表中数据可以看出，(1)由于尾气急冷塔热负荷、净化气量、排气筒烟气排放量等项中SCOT/本发明＝1.053～1.104，故尾气处理的主要设备规模，如加氢反应器、蒸汽发生器、急冷塔、吸收塔、尾气焚烧炉、排气筒等约为本发明的1.1倍。(2)从序号13可见排气筒烟气中SO2排放量一项，SCOT是本发明的1.067倍。(3)从序号11可见SCOT燃料气耗量是本发明燃料气耗量的1.341倍。
权利要求
1.一种无在线炉制硫尾气还原吸收处理工艺，是将达到加氢还原反应温度的尾气与氢气混合进入还原吸收处理工艺，还原吸收处理后的酸性气回收利用，被净化的尾气在尾气焚烧炉中焚烧排放，其特征在于利用尾气焚烧炉焚烧后的烟气热量加热尾气至所需温度，氢气可在加热尾气前或加热尾气后混入。
2.根据权利要求1所述的处理工艺，特征在于氢气可以是由纯氢、废氢或含氢裂解气等氢源提供。
全文摘要
无在线炉制硫尾气还原吸收处理工艺,是不用在线炉提供热源和制氢,外加氢源,利用尾气焚烧炉焚烧后的烟气热量加热尾气至所需加氢还原反应温度。氢源可以是纯氢、废氢或含氢裂解气等。该处理工艺适合石油化工厂和炼油厂的制硫尾气还原吸收处理装置和工艺要求,节省投资和降低运行费用,可以缩小还原吸收处理工序设备的体积,减少了烟气中污染物的绝对排放量。
文档编号B01D53/34GK1243025SQ9811037
公开日2000年2月2日 申请日期1998年7月28日 优先权日1998年7月28日
发明者范西四, 范海英, 贾兆芳 申请人:中国石化齐鲁石油化工公司