[发明专利]一种低纯氢用作硫回收装置氢源的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低纯氢用作硫回收装置氢源的方法，属于硫磺回收技术领域。

背景技术

目前，炼厂面临着环保要求日益严格、加工灵活性越来越高、加工深度越来越大的挑战，从而带动了其对氢气的需求。随着炼厂对氢气需求的大幅增长，氢气管理逐渐成为事关炼厂效率和盈利的一个战略问题。在这种情况下，企业内氢气回收和再利用显得尤为重要。国内炼油厂每年副产大量的低纯氢，氢气含量一般在50-80％(体积含量)，部分炼厂将其作为燃料气烧掉，但热值较低；有的炼油厂将低纯氢进行膜分离处理，提高氢气纯度后再进行PSA处理，为加氢装置提供合格氢源，但成本较高。

传统的硫回收工艺，两级Claus转化后，Claus尾气中仍含有1％-3％左右的含硫物质，包括H₂S、SO₂、S、COS、CS₂等。尾气处理单元的作用是将Claus尾气中所含的少量的H₂S、SO₂、S、COS、CS₂在加氢催化剂的作用下，SO₂、S与氢气反应转化成H₂S，COS、CS₂水解转化为H₂S，还原、水解后的气体经冷却塔冷却至42℃以下，进入胺液吸收塔，其中的H₂S被胺液选择吸收。吸收液经再生塔，溶解在MDEA中的H₂S被汽提出来，MDEA溶液继续循环使用。汽提出的H₂S送入制硫装置；硫磺尾气中的H₂S被MDEA吸收后，净化气进尾气焚烧炉焚烧后通过烟囱排入大气。

炼油厂硫回收装置中尾气加氢单元工艺流程为：从捕集器出来的制硫过程气经尾气换热器，与尾气焚烧炉放空尾气换热，然后与从系统来的氢气混合进加氢反应器，尾气在加氢反应器床层上在催化剂的作用下发生加氢反应，然后经过冷却、吸收脱除尾气中的硫化氢气体，净化尾气进入尾气焚烧炉焚烧，经尾气换热器，最后经烟囱排放。

硫磺回收装置Claus尾气加氢单元使用的氢气一般为纯度95％(体积含量)以上的高纯氢，主要用于Claus尾气中含硫物质的加氢，氢气含量一般为Claus尾气体积含量的4-8％，由于每吨高纯氢气的价格约为2万元，硫磺回收装置加氢成本较高。如能将低纯氢直接作为硫回收装置的氢源，将会显著降低硫回收装置的加氢成本，同时也合理地利用了炼油厂副产的低纯氢的价值，显著降低了装置的操作成本。目前，在国内外没有使用低纯氢直接作为硫回收装置氢源的报道，只有相关文献介绍如果硫回收装置所用氢气中含有烃类会造成尾气加氢催化剂结碳，使得活性下降。但以上研究都是针对常规Claus尾气加氢催化剂而言的，对于最新一代低温型尾气加氢催化剂来说，由于使用温度比常规Claus尾气加氢催化剂降低40-100℃，显著降低了催化剂的结碳速度，使得使用低纯氢直接作为硫回收装置的氢源成为可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低纯氢用作硫回收装置氢源的方法，该技术可用于石油炼制行业的硫回收装置，解决炼油厂硫回收装置加氢成本较高的问题，同时又充分利用了炼油厂副产低纯氢的价值，降低了装置的操作成本。

本发明所述的低纯氢用作硫回收装置氢源的方法，包括硫回收装置尾气加氢工艺，Claus尾气与氢气混合后进入加氢反应器，在催化剂的作用下，于加氢反应器床层上发生加氢反应，其特征在于：加氢反应采用低纯氢作为氢源，催化剂采用低温型Claus尾气加氢催化剂。

所述低纯氢中氢气体积含量为50～95％，烃类气体体积含量为5～50％。

所述低纯氢中氢气体积含量为67～95％，烃类气体体积含量为5～33％。

所述低温型Claus尾气加氢催化剂为LSH-02低温型Claus尾气加氢催化剂。

硫磺回收装置Claus单元出来的尾气温度通常在140℃左右，若使用普通催化剂则需将气体升温到280～300℃进加氢反应器，即加氢反应器入口温度为280～300℃；而本发明采用低温Claus尾气加氢催化剂，加氢反应器入口温度为200～250℃，优选220～240℃。