[实用新型]用于使工艺气体脱氮的工艺设备和精炼厂

说明书

技术领域

本发明涉及从精炼废流中组合地去除硫化合物(H₂S、SO₂、SO₃)和NO_x(NO+NO₂)的工艺。

背景技术

精炼工艺通常涉及通过加氢脱氮和加氢脱硫工艺从原油中除去诸如氮和硫的杂原子，其中使氢取代原油中的杂原子(氮和硫)，产生废产物NH₃和H₂S。这些废产物是水溶性的，并从产物中作为酸水流而除去。

为了降低该工艺对环境的影响，必须从酸水流中除去NH₃和H₂S，其可以通过汽提工艺进行，其中使酸水流的气体作为酸水汽提塔气体(sourwaterstrippergas，SWS气体)释放至气相。

然而当存在H₂S且不存在NH₃时，可以通过根据(1)将H₂S燃烧为SO₂和H₂O并且随后氧化为SO₃以及提取H₂SO₄(硫酸)而去除气态H₂S。

H₂S+1.5O₂->SO₂+H₂O+518kJ/moleH₂S(1)

此外，从不含H₂S的气流中去除NH₃是公知的。这可以通过在受控的条件下在火焰中分解而进行，使得NH₃转化为N₂和H₂O。

通常，在NH₃存在下H₂S的燃烧可以发生在导致不期望的NO_x形成的温度下，该NO_x如果存在于硫酸中则形成不期望的高腐蚀性的亚硝酰基硫酸和到大气的不可接受的排放。

实用新型内容

然而，根据本发明，已经确定在H₂S和NH₃的组合存在下，可以使用NH₃以避免NO_x的净释放，因为NH₃在催化活性材料(SCR催化剂)存在下可以根据下述反应用于NO_x的选择性催化还原(SCR)：

4NO+4NH₃+O₂->4N₂+6H₂O+408kJ/moleNO(2)

NO+NO₂+2NH₃->2N₂+3H₂O+758kJ/moleNO(3)

在这些工艺中，用于上述反应的NH₃在SCR-催化剂上游被添加至工艺气体；NH₃通常从无水氨或水溶液(通常为25wt％)的罐供应。在与包含NO_x的工艺气体混合之前将NH₃蒸发和加热。

SCR技术是成熟的，并且存在关于SCR催化剂的制剂以及无水NH₃、NH₃水溶液和诸如尿素的其它NH₃来源的生产和注入的众多专利。

根据本发明，使用连续的NH₃源，例如所谓的酸水汽提塔气体(SWS气体)作为用于催化反应的NH₃源。SWS气体是约等摩尔的NH₃和H₂S与H₂O的混合物并且是炼油厂中很常见的废物流。H₂S和NH₃通过原油的加氢处理等释放并且被捕获在水中，然后从所谓的酸水汽提塔中释放。SWS气体可作为连续产生的流，使得不需要用于存储无水NH₃、NH₃水溶液或另一NH₃源的罐。相应地，可以降低设备成本，同时避免NH₃储存的安全问题和物流问题。