[发明专利]一种用于Claus尾气净化硫磺回收的SCOT+联合催化氧化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫磺回收酸性气体净化工艺，属于硫磺回收技术领域。

背景技术

我国对SO₂的排放标准日益严格，2012年以前，《大气污染物综合排放标准》 GB16297-1996规定的二氧化硫排放浓度为不高于960mg/Nm³。而2015年7月1日开始实施 的《石油化学工业污染物排放标准》GB31571-2015要求硫磺回收装置尾气SO₂排放浓度应小 于100mg/m³，特别限制地区尾气排放浓度小于50mg/m³。

目前，SCOT工艺被广泛的应用到Claus尾气处理中，其具体工作流程为经Claus反应后 的含硫尾气(SO₂，COS，CS₂等)在特定催化剂的作用下还原或水解为H₂S气体，然后H₂S 气体经降温后在40℃左右被MDEA(甲基二乙醇胺)吸收，MDEA解吸后H₂S返回Claus 反应重新制硫磺，MDEA再生循环利用。而经过净化的气体(总硫＜300ppm)则直接进入焚 烧炉焚烧排放(SO₂浓度＜960mg/Nm³)，由此可见，采用一般的技术方法，尾气中SO₂污染 物排放很难满足最新国家标准的浓度要求，新近提出的MDEA多级吸收以及吸收法处理 SCOT尾气等技术则存在工艺流程长、投资高、效率低和有大量副产品产生等问题。

发明内容

本发明提供一种新的Claus尾气净化硫磺回收工艺，能有效提高硫回收率并降低排放尾 气中SO₂浓度，可使SO₂排放浓度降至50-100mg/m³以下，实现达标排放。该发明工艺过程 安全可靠，全程无副产物产生、不存在副产物的处置和利用，环境友好。另外与现有的装置 设备能够很好地衔接。

本发明所述的尾气净化硫磺回收工艺，Claus尾气经SCOT工艺处理后加热进入联合催化 氧化单元，该单元包括低温H₂S选择催化氧化反应段和H₂S完全催化氧化反应段。首先H₂S 在低温(160-250℃)高效选择氧化催化剂的作用下生成硫磺，选择氧化硫回收率可达80-99％。 然后，气体进入完全催化氧化反应段，剩余的少量H₂S在完全氧化催化剂的作用下转化为SO₂达标排放。

本发明具体采用如下技术方案：

1)H₂S酸性气在Claus反应炉通过Claus反应制得硫磺，Claus尾气逐步进入SCOT工艺和 联合氧化工艺部分；

2)Claus尾气中的硫化物在加氢还原催化剂的作用下全部转化为H₂S气体，含H₂S气体经急 冷塔降温后进入MDEA吸收塔洗涤，吸收H₂S的MDEA液进入再生塔再生，再生H₂S 返回Claus炉制硫磺；

3)步骤2)中得到的洗涤后净化尾气进入联合催化氧化单元，首先尾气中残留的H₂S经低温 (160-250℃)高效选择催化氧化为硫磺回收，然后经过完全氧化单元，尾气中剩余少量 H₂S被完全催化氧化为SO₂排空。

本发明的技术关键点：

1)步骤1)中克劳斯反应采用二级Claus反应工艺；

2)步骤3)中洗涤后净化尾气在H₂S联合催化氧化单元先后分别进行H₂S选择催化氧化、 完全催化氧化两个反应床层单元。选择催化氧化段能在低温条件下(160-250℃)实现80-99％ 硫的回收，主要反应式如下：

H₂S+1/2O₂→(1/n)S_n+H₂O

完全催化氧化段能在160-450℃条件下将剩余的H₂S完全催化转化为SO₂达标排放，主要反 应式如下：