[发明专利]硫磺回收工艺及其装置

说明书

技术领域

本发明属于硫磺回收领域，具体涉及一种硫磺回收工艺及其装置。

背景技术

我国一直倡导节能减排工作，严格控制大气二氧化硫排放量，2012年以前，国家标准规定的二氧化硫排放浓度为不高于960mg/Nm³。目前国家有关部门正在酝酿修订大气污染物综合排放标准，要求新建硫磺装置二氧化硫排放浓度小于400mg/Nm³(特定地区排放浓度小于100mg/Nm³)。中国石化积极实施绿色低碳发展战略，把降低硫磺装置烟气二氧化硫排放浓度作为炼油板块争创世界一流的重要指标之一，要求二氧化硫排放浓度达到世界先进水平(200mg/Nm³)。

目前国内的硫磺回收及尾气处理工艺技术采用高温热反应和两级催化反应的克劳斯(Claus)硫回收工艺，制硫尾气中含有少量的H₂S、SO₂、COS、S_x等有害物质，直接焚烧后排放达不到国家规定的环保要求。硫磺回收尾气处理方法主要有低温克劳斯法、选择氧化法、还原吸收法。加氢还原吸收工艺是将硫回收尾气中的元素S、SO₂、COS和CS等，在很小的氢分压和极低的操作压力下(约0.01MPa～0.06MPa),用特殊的尾气处理专用加氢催化剂，将其还原或水解为H₂S，再用醇胺溶液吸收，再生后的醇胺溶液循环使用。吸收了H₂S的富液经再生处理，富含H₂S气体返回上游单元，经吸收处理后的净化气中的总硫＜300ppm，净化气送尾气焚烧炉焚烧后烟气SO₂浓度＜960mg/Nm³经烟囱排放。

该工艺流程长，装置安全控制要求较高；再生醇胺溶液需消耗大量蒸汽，尾气焚烧消耗大量燃料气，装置能耗较高，运行不经济，且硫回收效果满足不了环保要求进一步提高的需要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种硫磺回收工艺，处理后排空气中的H₂S含量降低到5ppm以下，设备投入少、工艺流程短、能耗低、工艺过程安全可靠，环境友好；本发明还提供其装置。

本发明所述的硫磺回收工艺，含硫化氢酸性气发生克劳斯反应生成硫磺及制硫尾气，其中硫磺回收，制硫尾气与氢气混合送入尾气加氢还原系统进行尾气加氢还原反应，再进入H₂S吸收及溶剂氧化系统，气体中的H₂S被氧化为单质硫，净化气体排空；最后分离出硫磺和溶剂。

作为一种优选，所述的硫磺回收工艺，包括以下步骤：

(1)含硫化氢酸性气经制硫燃烧炉、再进行克劳斯反应，生成硫磺及制硫尾气，其中硫磺回收，制硫尾气送入尾气加氢还原系统；

(2)制硫尾气与氢气混合送入尾气加氢还原系统进行尾气加氢还原反应，所有含硫介质均转化为H₂S，得到含H₂S的气体；

(3)步骤(2)中得到的含H₂S的气体进入H₂S吸收及溶剂氧化系统，H₂S吸收及溶剂氧化系统中含有吸收液，气体中的H₂S被氧化为单质硫，净化气体排空；

(4)吸收液中的硫磺经升压后进入硫磺产品回收系统，分离出硫磺和溶剂，过滤出的溶剂循环使用。

本发明所述的硫磺回收工艺是一种SWSR-3(SWSR-SunWay Sulfur recovery)硫回收工艺。

其中：

本发明脱硫效率高，保证硫磺回收装置排放气中H₂S浓度在5ppm以下。

步骤(1)中克劳斯反应采用常规克劳斯反应工艺。

步骤(2)中尾气加氢还原反应采用常规尾气加氢还原反应工艺。

步骤(3)中含H₂S的气体在H₂S吸收及溶剂氧化系统中进行H₂S的吸收、溶剂再生两个阶段的反应；H₂S吸收及溶剂氧化系统中含有吸收液，吸收液为：螯合铁水溶液，螯合铁优选为氨基三乙酸螯合铁或EATA螯合铁，吸收液中铁的浓度优选为200-5000ppm。H₂S的吸收发生在水相中，以螯合铁作为催化剂，气体中的H₂S被氧化为单质硫，该反应条件温和，为液相、常温常压反应；净化气体排空，硫磺进入硫磺产品回收系统。