[发明专利]一种炼厂酸性气的处理方法与装置

说明书

本发明公开了一种炼厂酸性气的处理方法和装置，包括如下内容：吸收塔由上至下设置I级反应区、II级反应区和III级反应区，氢氧化钠溶液作为贫吸收液由反应器顶部进入，炼厂酸性气由反应器下部多点进入，氢氧化钠溶液由上到下逐级与由下到上的酸性气中在I、II和III级反应区反应，净化气由吸收塔顶部排出，富吸收液中的NaHS以晶体的形式在III级反应区析出，经滤袋过滤，滤液进入塔底持液槽循环使用，固体作为产品回收；其中I级反应区的反应温度为50～80℃，二级反应区的反应温度为70～90℃，III级反应区的反应温度为40～50℃。本发明处理方法可以将净化气中H₂S浓度控制在5～20mg/Nm³，同时可以生产满足《工业硫氢化钠》GB23937‑2009固体一等品要求的NaHS产品。

技术领域

本发明属于废气处理技术，具体地涉及一种炼厂酸性气及的处理方法与装置。

背景技术

在加氢精制、加氢裂化、催化裂化等原油二次加工过程中，原油中的硫化物相当大部分转化成硫化氢，并存在于炼厂酸性气中。当以此为燃料或原料时，会引起管道和设备的腐蚀，而其中的硫化氢也是制造硫磺和硫酸的原料。目前，炼油厂广泛采用醇胺溶液对炼厂酸性气进行脱硫化氢处理，脱硫化氢后的干气并入瓦斯管网，而硫化氢则用于制造硫磺。由于醇胺溶液对H₂S和CO₂的选择性有限，经处理后的炼厂酸性气中除含有高浓度的H₂S外，还含有较高浓度的CO₂，一般硫化氢含量85%左右，二氧化碳含量约占10%，另外还有少量烃类气体，包括甲烷和乙烷等。

大中型炼厂酸性气主要用于生产硫磺，常用技术有两种，一种是Claus工艺，另一种是美国MERICHEM公司开发的LO-CAT工艺。Claus工艺采用常规的热反应+二级低温催化转化工艺技术生产硫磺，其优点是工艺成熟，适合年产硫磺5000t以上的装置，硫磺回收率最高能达到99%以上，但仍有部分硫以SO₂的形式排入大气，所以需要增加尾气处理装置。LO-CAT工艺采用多元螯合的铁催化剂使H₂S直接转化为元素硫，H₂S的脱除率超过99.9%。LO-CAT工艺能够适合酸性气量波动较大以及硫化氢含量在0～100%的各种工况，但由于操作费用昂贵，生产的硫磺纯度和色泽略差于克劳斯工艺，以及生产过程中产生的硫磺颗粒会发生堵塞现象等，在中小型炼厂中，该技术经济性不如Claus工艺。对于小型炼厂来说，因为酸性气量不大，多年以来，酸性气大多是焚烧后直排大气，浪费了大量的硫资源，也造成了较严重的大气污染。随着国家环保标准的提高，小型炼厂的酸性气处理越来越引起重视。

为增加产品附加值，很多小型炼油厂以酸性气为原料来生产硫氢化钠，但由于酸性气中所含的硫化氢和二氧化碳都属于酸性气体，性质类似，二氧化碳的含量对硫化氢衍生产品的品质和生产成本影响较大，而且由于碳酸钠等的结晶造成管道和阀门等的堵塞，给装置正常的生产操作带来巨大的困难，硫氢化钠产品纯度也受到很大影响。因此，在保证酸性气中H₂S达标排放的前提下，解决硫氢化钠生产操作过程中的管阀件和仪表等的堵塞和提高产品纯度等对于酸性气的利用具有非常重要的意义。