[发明专利]从富含氨的气流、从酸性气体和二氧化硫流回收硫的方法

说明书

发明领域

本发明的目的是在Claus过程的改进热反应器中进行的一种方法，所述方法用于任选包含硫化氢的富含氨的气流与贫氨并且包含硫化氢的气流中含有的硫的回收，优选氨/硫化氢体积比基于两种所述气流的总流高于30。

本发明的另一个目的是允许在具有氨和酸性气体的两种上述气流存在下使工业流出物中包含的二氧化硫转化成硫化氢并回收硫的方法。

发明概述

从包含硫化氢的气流回收硫的Claus方法在现有技术已知。所述方法基本上由在热反应器中进行的部分氧化阶段、热回收阶段和一个或多个催化阶段组成，在催化阶段中气体中的硫化氢与在所述部分氧化阶段产生的二氧化硫反应，以产生硫。

本发明的方法在Claus方法的适当改进热反应器中进行，并且由两个后续部分氧化阶段构成；第一氧化对任选包含硫化氢的氨气流进行，第二氧化对包含硫化氢且贫氨的气流进行，并且对氨残余内容物进行，若有的话，对来自第一部分氧化阶段的气流进行。

两个部分氧化中的氧化元素存在于空气流，或存在于由空气和纯氧(或富空气(enriched air))形成的流。

具体地讲，在高得足以保证氨基本转化成氮和水，并且其中任选包含的硫化氢部分转化二氧化硫的温度，氨流在氧缺乏下部分氧化。

在氧缺乏下，贫氨的酸性气体流也部分氧化，硫化氢部分转化成二氧化硫。

氨分解和硫化氢转化必需的氧化元素经过在两个不同的流中分离，与分别包含于氨气和酸性气体中的氨和硫化氢流速成比例：氧化元素的所述流分别与两个过程流的进料一致引入热反应器。具体地讲，在第二氧化阶段中的氧化元素通过不同于酸性气体进料的耐火材料制造的特殊内分配器送入。

从所述部分氧化阶段得到的气流进入用于元素硫回收的Claus过程催化部分。

本发明的方法有利在由所述分配器功能分开的反应器中在两个区域或者邻近且其间连通的室中进行：在第一区域在不同位置，送入任选包含硫化氢的氨气流和一部分氧化元素；在第二区域在其初始部分，贫氨酸性气体与其余部分氧化元素通过耐火材料制造的与氨气进料比较位于保证足以在反应器第二区域定量氨分解的停留时间的距离的特殊内分配器送入。

要是也存在包含二氧化硫的工业流出物的气流，这也在反应器第二区域的开始引入。

技术发展水平

现今，粗油越来越频繁地以高含量有机含氮化合物在市场上得到，这些含氮化合物在油、石油化工和精炼工业处理中转化成氨。在目前工业实施中，将氨流送到硫回收设备，并例如通过氨基洗液与一般产生的酸性气体一起处理。然而，同样为了这一目的，使用Claus方法有从燃烧器中混合氨流和贫氨酸性气体得到的流中存在的 NH₃/H₂S体积比限制。实际上，一方面，所述限制的较高比增加Claus方法中“冷”区域中铵盐沉淀的风险，因为微量非转化氨与硫化氢反应，并且与过程流体中存在的SO₂/SO₃反应，因而设备堵塞。

另一方面，由于动力学原因，氨转化需要不低于1250℃的操作温度，此温度因为反应的强放热性随全部混合物中氨浓度的增加而增加，直到变得与形成热反应器内衬的耐火材料容许的最大限度操作温度不相容，对于包含至少90%刚玉的耐火材料，最大限度操作温度等于1700-1750℃。

对于目前的Claus方法，根据酸性气体中的H₂S浓度，最大限度容许NH₃/H₂S体积比为25-30gap。

在当前情况下，通过在高温进行的部分氧化反应进行氨流处理：

此反应总是伴随氨分裂成其元素的反应：

反应[1]，放热，受动力学限制，并且需要工业规模使用，操作温度高于1250℃。

目前两种方法可用于进行Claus方法中的反应[1]和[2]：

1. 通过高强燃烧器部分氧化；

2. 在双室中部分氧化。

第一方法是，将氨气和酸性气体送入具有高压降的燃烧器中，以进行反应剂与氧化元素(一般大气压空气氧)的最可能均匀混合，以保证最大限度火焰温度对应的高氧化效率。

根据Claus方法化学计量，对于氨分解和三分之一送入的硫化氢转化成SO₂两者的必需空气总流速通过形成适合形状以进行良好反应剂混合的进料口送入燃烧器。