[发明专利]一种克劳斯硫回收尾气的加氢净化方法

说明书

技术领域

本发明属于工业尾气净化技术，具体涉及一种用于克劳斯硫回收尾气的加氢反应、水洗和冷冻脱水净化装置和方法。

背景技术

随着经济的快速发展，石油加工、天然气工业及煤化工等工业过程，都在高速发展。在这些领域的生产过程中，都会产生含有硫化物的酸性气体。硫一方面在化工生产过程中本身有着极大的危害，如不及时脱除，将严重影响设备及装置的长周期运行；另一方面，为了保护环境，也需要对硫化物进行脱除并回收。克劳斯硫回收装置的就是将来自于上游低温甲醇洗装置的浓缩硫化氢后的酸性气，催化氧化制硫的一种工艺方法，是目前应用最为广泛的硫回收工艺。

但是，由于受化学平衡及多种操作因素的限制，克劳斯硫回收装置的回收率无法达到理论值，即便是采用三级克劳斯工艺的总硫回收率一般仅能达到96wt％左右，而尾气中残余的4～5％的硫，会造成严重的大气污染，无法满足国家对放空尾气的要求，尾气还不能达标排放。

为此，还需要有克劳斯硫回收装置的尾气处理装置，以满足日益严格的环保要求。工业上在应用的克劳斯硫回收尾气处理技术有数十种之多，但每一种技术的都存在装置整体投资较高，运行费用高，占地面积较大的问题。一般克劳斯硫回收尾气处理装置的投资，会占到硫回收装置总投资的1/3～2/5，运行费用占到装置总运行费用的1/3～1/2。

因此，经由一种用于克劳斯硫回收尾气的加氢反应、水洗和冷冻脱水净化装置和方法，能够保证处理后的克劳斯硫回收尾气，达到低温甲醇洗装置对进气的要求，直接经由工艺成熟、运行可靠、硫收率高，能满足环保要求的低温甲醇洗装置的硫化氢浓缩塔，对克劳斯硫回收尾气进行深度脱硫，可以有效地降低硫回收装置的能耗和投资，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于：解决目前工业上在应用的克劳斯硫回收尾气处理技术中存在的问题，提供一种克劳斯硫回收尾气的加氢净化方法，结构设计合理，能够同时实现连续进料加氢反应、水洗和冷冻脱水的克劳斯硫回收尾气净化装置和方法。

本发明适用的原料是石油加工、天然气工业及煤化工等涉及含硫化合物的克劳斯硫回收处理的尾气。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种克劳斯硫回收尾气的加氢净化方法，包括克劳斯硫回收尾气的加氢还原、还原尾气的水洗和低温脱水分离三部分，

来自于低温甲醇洗装置的部分富含氢的循环气同来自克劳斯硫回收装置的尾气汇合后，共同作为加氢反应器的原料气。加氢原料气先经过一级气气换热器预热后，再经过尾气加热器加热至加氢反应所需要的温度。通过加氢反应，可以将尾气中绝大部分的二氧化硫、单质硫和有机硫，转化为硫化氢气体。加氢反应器的出料经由一级气气换热器换热降温，回收部分能量后，进入水洗塔的底部，自下而上流动，与塔内自上而下流动的水逆向接触，两者在斜孔塔板上，充分接触和停留，在水的环境下，进而保证尾气中残留的微量二氧化硫和硫化氢充分发生化学反应，生成固体硫磺，同时也要保证尾气中含有的其它固体杂质颗粒，也被洗涤下来。最后，经过充分水洗涤后的尾气，再经由水洗塔塔顶的除沫器除沫后，离开水洗塔。

水洗塔塔顶的尾气在进入二级气气换热器前，先向其中预先喷淋入来自于低温甲醇洗装置的常温甲醇液体。尾气换热降温后，送至气液分离器，气体从气液分离器顶部离开，送至低温甲醇洗装置的硫化氢浓缩塔，总硫回收率能达到99.92wt％以上；同时，甲醇和水的混合液体，则从气液分离器底部离开，送至低温甲醇洗装置的甲醇水分离塔。来自低温甲醇洗装置的循环气的冷量，在二级气气换热器中，被回收后，温度升高，部分作为加氢反应器的加氢原料，剩余部分则重新返回到低温甲醇洗装置。

水洗塔的洗涤，分为两段，其中上段顶部的洗涤水为新鲜脱盐水，下段洗涤水为来自于塔底的，经由循环水水冷器的降温后的循环水。吸收塔底部的水经循环泵增压，再经过滤器，过滤去水中所有的固体杂质后，部分经循环水水冷器降低循环水的温度后，重新返回到水洗塔下段顶部，剩余部分则送出到污水处理。

在具体实施中：所述的克劳斯硫回收装置的尾气压力为0.1～0.2MPa、温度为40～200℃；

所述的来自于低温甲醇洗装置的，并且为降温、减压以后的循环气的压力为0.1～0.2MPa、温度为10～40℃；

所述的用作加氢反应器的加氢原料来自于低温甲醇洗装置的，并且为降温、减压以后的循环气的量，占其总量的10～30％；

所述的水洗塔上段顶部的洗涤水为新鲜脱盐水，其压力为0.1～0.2MPa、温度为30～50℃，占到总洗涤水量的5～20％；