[发明专利]硫磺回收与烷基化废酸联合处理清洁生产工艺及装置

说明书

技术领域

本发明属于炼油、炼焦及石化行业中的脱硫制酸及废酸循环领域，具体来说涉及一种用于克劳斯法硫磺回收与烷基化废酸联合处理的清洁生产工艺和相应装置。

背景技术

炼油、炼焦及石化行业采用克劳斯法处理烟气中的H₂S气体，得到副产品硫磺。克劳斯工艺常规流程如下：在制硫燃烧炉内通过燃烧反应将原料中部分的H₂S转化为SO₂，此部分SO₂与未反应的H₂S进入催化反应器生成硫磺。未反应的微量的H₂S、SO₂、CS₂以及CoS进入尾气处理单元，通过加氢水解转化为H₂S，并通过胺法吸收后焚烧处理，以降低对环境的影响。通过胺法吸收的H₂S经解析后循环进入制硫燃烧炉，以提高反应的转化率及硫磺产品的收率。

由于吸收效率问题，通过胺法吸收后的尾气中仍含有微量的H₂S气体，通过焚烧炉燃烧转变为SO₂(约300-800mg/Nm³)，会对环境造成一定影响，且随着国家环保限排指标的日益严格，最新标准为100mg/Nm³，该排放远远达不到要求，因此深度减排势在必行。

另外仍然在石化行业如烷基化工艺中要用到大量的98%浓硫酸，产生浓度约为85%的废酸。对于废酸处理，常用的方式采用废酸高温裂解再生浓硫酸循环使用。该工艺流程如下：自烷基化装置来的废硫酸以及胺液再生装置来的酸性气注入焚烧炉，在高温下分解生成二氧化硫和水蒸汽，反应生成的二氧化硫及水蒸气混合气体经净化、冷却和干燥后脱除其中大量的水蒸汽，成为清洁干燥的SO₂气体经压缩换热后进入反应器，转化为SO₃，用浓度为99.2%的浓硫酸吸收后送至烷基化装置循环使用。

由于损耗，废酸不能100%得到循环，补充方式为补加硫磺焚烧产生SO₂与废酸高温裂解产生的SO₂一起转化成SO₃后吸收。由于转化率的要求，对硫磺焚烧和废硫酸裂解工序产生的炉气混合后获得混合气的SO₂含量有要求，一般在7%左右。而硫磺焚烧炉气SO₂含量最低也在10%，因此废硫酸裂解炉气硫含量的调节成为获得良好转化率的关键。

另外废硫酸裂解运行效率的高低和炉气硫含量的调节在很大程序上受到废酸液体进入裂解炉时的雾化作用的影响，而雾化作用和硫含量也进入裂解炉的废酸液体的性质有很大的关系。低转化率导致排放不能达到国家要求。

发明内容

本发明涉及含硫尾气治理及环境保护领域，具体的说是炼焦、炼油及石化行业的克劳斯法含硫尾气深度脱硫以及废酸裂解的装置及方法。其具体步骤是首先克劳斯法含硫尾气进行降温、除尘及除雾预处理，然后采用双氧水为吸收介质对预处理后尾气进行深度脱硫，脱硫后产生的稀酸补充到烷基化废酸中，与废酸一起进入裂解炉，一方面达到补充酸产出量的目的，另一方面调节酸液性质，提高雾化效果并调节废酸裂解炉气硫含量，提高转化率，减少最终硫排放。实践中，最终SO₂排放指标可以达到20mg/Nm³以下，实现SO₂的深度减排，大大消除环境影响。

具体来说，本发明采用的是以下技术方案：

一种硫磺回收与烷基化废酸联合处理清洁生产工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：

1）克劳斯法废气焚烧：将经过克劳斯法两级或三级转化吸收后的尾气不经进一步处理直接送往焚烧炉进行过量空气氛围下的充分高温焚烧，使其中所含的硫完全转化为SO₂，生成焚烧尾气；

2）双氧水脱硫制酸：上一步骤生成的尾气经过降温除尘除雾处理，送入双氧水吸收塔，以含双氧水的循环洗涤液吸收烟气中的二氧化硫，生成稀硫酸副产品和二氧化硫含量降低的尾气；

3）废酸裂解前预处理：将上一步骤中产生的稀硫酸加入烷基化装置送来的废硫酸中，生成粘度降低并且硫酸总量得到补充的混合酸液；

4）废酸雾化裂解：将上一步骤产生的混合酸液送入裂解炉，通过喷嘴雾化，雾化液滴在裂解炉内经过高温裂解，生成裂解炉气，裂解炉气送往吸收塔生成浓硫酸。

其中在以上步骤中，克劳斯法废气焚烧产生的焚烧尾气中，SO₂含量为300-500mg/Nm³。