[发明专利]用于硫的脱气的系统和方法

说明书

用于从Claus装置的液体硫除去多硫化物和硫化氢的设想系统和方法包括(a)多硫化物的催化分解和气体汽提的物理上分开的步骤，或(b)使用汽提气体作为具有分解催化剂的填充塔中的连续相，以避免催化剂损耗。

发明领域

本发明的领域是液体硫的脱气，其尤其涉及多硫化物催化分解成硫化氢和从液体硫除去该硫化氢。

发明背景

背景描述包括对理解本发明可能有用的信息。这并不是承认本文提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的发明相关，或具体或暗示引用的任何出版物是现有技术。

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由于Claus工艺是一个平衡过程，在硫冷凝器中及其下游的液体硫中存在硫化氢是不可避免的。不幸的是，溶解的硫化氢倾向于从该液体自发地脱气进入导管、容器、井和其它容器的顶部空间，在此它最终可能达到有毒或爆炸水平。此外，液体硫还将含有可观量的多硫化物(H₂S_X，其中x通常在8和几百之间)，多硫化物继而可以分解成硫化氢、二氧化硫和硫，增加危险条件。

因此，已经开发了用于从液体硫除去硫化氢和多硫化物的许多系统和方法。例如，GB2203732B教导了在提供用于液体硫再循环的储罐中使用分解催化剂，并使用吹扫气体喷嘴来排出硫化氢。在US4729887A中描述了具有不同处理区的类似工艺，而US7081233B2使用液体硫的静态混合器和井内处理。或者，如US20140377165A1中所述，采用过程气体来搅拌井中的液体硫并因此排出硫化氢，而WO2014035614A1使用鼓泡垫从井中的硫排出硫化氢。US4755372A使用具有催化剂的脱气区，并用吹扫气体在硫溢流井(rundown pit)中进一步脱气。

如例如在EP2607304B1中所述，硫化氢也可以在动力学上从液体硫除去，其中在第一隔室中，在氧化气体存在下形成液体硫的相对细喷雾，且其中如此处理的硫液滴聚结成液体，然后将该液体排入第二隔室。以类似的方式，US6010677A使用加速喷嘴将液体硫对着冲击靶标进行排放，以除去硫化氢。或者，US8084013B2教导了气液喷射器的使用，其使用液体硫作为喷射器动力和使用环境吹扫空气作为活性脱气剂，与静态混合器和填充床组合。

为了使多硫化物和硫化氢的除去更加紧凑，如US4844720A中所述，可以在单个塔中处理来自Claus装置的硫。在此，将分解催化剂布置在用含氧净化气体吹扫的塔中。为了进一步提高反应速率，如EP851836B1和US5632967A中所述，可以采用与液体硫逆流接触的高压氧化气体。另一方面，在吹扫气体是低氧或惰性气体的情况下，硫可以在特定的塔填料上使用催化剂脱气，这增加了气泡和液体硫的接触，如US8361432B2所示。类似的催化剂结构也在US8663596B2中讨论。类似地，WO2013006040A1教导了使用具有高空隙体积的催化剂模块以避免催化剂损耗，同时通过使用小气泡形式的汽提气体在强Bronsted-Lowry碱的存在下也可以实现相对快速和有效的传质，如WO9506616A1所述。

然而，尽管有这些不同的系统和方法，仍然存在许多困难。例如，在催化剂材料在容器中与并流向上流动的硫和空气一起使用，用于使多硫化物分解成硫化氢和从硫除去硫化氢的情况下，由于硫和催化剂密度非常类似，催化剂床通常变得流化，导致由于颗粒磨损的催化剂损耗。另一方面，在使用逆流流动的含氧汽提气体的情况下，水和二氧化硫产物倾向于在较冷位置冷凝并导致腐蚀。另外，在催化剂固定在填料结构上的情况下，经常遇到高泵速和相对慢的反应速率。类似地，在溢流井中进行脱硫的情况下，通常需要慢的反应时间和高的循环速率。

因此，尽管本领域已知许多硫处理方法，但仍需要用于从液体硫除去多硫化物和硫化氢的改进的系统和方法。

发明概述