[发明专利]组合式内取热硫磺回收反应器

说明书

技术领域

本发明属于硫磺回收技术领域，具体涉及一种组合式内取热硫磺回收反应器。

背景技术

在国内外的石油化工及煤化工行业的硫磺回收装置中，制硫部分普遍采用高温热反应和两级催化反应的克劳斯硫回收工艺，尾气部分采用加氢还原吸收工艺，采用这种工艺的硫磺回收装置包括三台反应器，即制硫部分的一、二级转化器和尾气部分的加氢反应器，在三台反应器中均发生放热反应，为回收一、二级转化器产生的硫磺和吸收加氢反应器中产生的H₂S，需对反应出料冷凝冷却，同时回收的热量产生低压蒸汽，均采用外置换热器的方式取出热量，产生蒸汽。外置式蒸汽发生器取热的方式虽然达到了工艺目的，但存在以下不足：

1.工艺介质管线配管复杂，三台反应器在工艺流程中属于顺序式排列关系，即工艺介质由一级转化器出口经过冷凝冷却回收硫磺，再经加热进入二级转化器后经过冷凝冷却回收硫磺，再经加热进入加氢反应器。连接各个设备之间工艺管线管线口径较大，工艺介质温度高，需考虑管线柔性设计。

2.设备台数多，装置占地面积大。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种组合式内取热硫磺回收反应器，采用内取热方式，取消反应器之间大口径工艺配管，将工艺介质的冷凝冷却、加热置于设备内部，减少设备数量，减少装置占地面积。

本发明具体采用如下的技术方案：

一种组合式内取热硫磺回收反应器，包括塔体，塔体的顶部设置尾气出口，塔体的底部设置过程气进口，其特征是，按照工艺流程顺序，塔体内从下至上依次间隔设置一级转化器、二级转化器、加氢反应器，在一、二级转化器和加氢反应器之间从上到下依次设置过程气加热器、冷凝器。

在各级冷凝器下方设置挡板，挡板中间开有凸出的升气口，挡板上方的塔体侧壁上设置有液硫出口。

为便于工艺操作、检测，需在各催化剂床层、冷凝冷却段、加热段设置温度检测仪表，在各冷凝冷却段、加热段出入口设置压力检测仪表。设置各催化剂段的装、卸剂口。为防止液硫自升气管滴入催化剂床层在升气管上部设置挡帽。

为了阻挡泡沫夹带，在塔体的顶部还设置有丝网破沫器。

从各级冷凝器出去的冷却水汇集后进入低压蒸汽发生器。

与现有技术相比，本发明所具有有益效果在于：本发明达到相同工艺效果的同时，减少了工艺设备数量，简化了工艺配管，节省了装置占地面积。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是本发明实施例的流程示意图。

图中，1为过程气进口；2为尾气出口；3为丝网破沫器；4为丝网破沫加热器；4-1、7-3、8-1、11-3、12-1为热电偶；5为三级冷凝器；6、10、14为升气口；6-1、10-1、14-1为液硫出口；6-2、10-2、14-2为挡板；7为加氢反应器；7-1、11-1、15-1为装剂口；7-2、11-2、15-2为卸剂口；8为二级过程气加热器；9为二级冷凝器；11为二级转化器；12为一级过程气加热器；13为一级冷凝器；15为一级转化器。

具体实施方式

实施例

如图1所示，一种组合式内取热硫磺回收反应器，包括塔体，塔体的顶部设置尾气出口2，塔体的底部设置过程气进口1，按照工艺流程顺序，塔体内从下至上依次间隔设置一级转化器15、二级转化器11、加氢反应器7。在一级转化器15与二级转化器11之间，从上至下依次设置一级过程气加热器12、一级冷凝器13、挡板14-2；为了监测一级过程气加热器12、一级冷凝器13的温度，还分别设置热电偶11-3、12-1；挡板14-2上设置升气口14，挡板14-2上方的塔体侧壁设置有液硫出口14-1，一级转化器15还设置有装剂口15-1、卸剂口15-2，其作用是装卸催化剂。在二级转化器11与加氢反应器7之间，从上至下依次设置二级过程气加热器8、二级冷凝器9、挡板10-2；二级过程气加热器8和二级冷凝器9上方分别设置热电偶7-3、8-1，挡板10-2上设置升气口10，挡板10-2上方的塔体侧壁设置有液硫出口10-1，二级转化器11还设置有装剂口11-1、卸剂口11-2。加氢反应器7的上方从上至下依次设置丝网破沫器3、丝网破沫加热器4、三级冷凝器5、挡板6-2；挡板6-2上设置升气口6，挡板6-2上方的塔体侧壁设置有液硫出口6-1，加氢反应器7还设置有装剂口7-1、卸剂口7-2。

如图2所示，从各级冷凝器出去的冷却水汇集后进入低压蒸汽发生器。

本发明工作流程如下：

过程气由设备底部进入一级转化器，在催化剂的作用下发生反应，过程气中的H₂S和SO₂转化为元素硫。反应后的气体温度为320℃左右，通过升气管进入冷凝冷却段用冷热媒冷却至160℃，冷凝下来的硫磺汇集在积液箱内，由底部排出，分离液硫后的过程气进入加热段加热至225℃左右，进入二级转化器，在催化剂作用下，过程气中剩余的H₂S和SO₂进一步转化为元素硫，反应后的气体温度为245℃左右，同样经过冷凝冷却至160℃，分离液硫后，加热到300℃左右混氢后，进入加氢反应器在催化剂的作用下进行加氢、水解反应，使尾气中的SO₂、S₂、COS、CS₂还原、水解为H₂S。反应后的高温气体约335℃进入冷凝冷却段，冷却后气体约170℃出设备进入后续工段。