[发明专利]硫化氢酸性气硫氢资源协同回收装置和方法

说明书

本发明属于硫化氢酸性气分解回收的技术领域，涉及硫化氢酸性气硫氢资源协同回收装置和方法。该装置包括催化单元、硫氢分离单元、胺液再生单元，以及连接上述各系统的管道及设置在连接管道上的输送泵、阀门和用于自控的仪表器件。利用上述装置协同回收硫化氢酸性气硫氢资源的方法，硫化氢酸性气经热催化反应器催化反应，回收硫蒸汽冷却产生的硫磺，氢气经胺液吸收净化后净化和提浓；酸性气中烃和水蒸汽在高温下反应生成CO和H₂，NH₃在高温和催化剂的作用下热分解为N₂和H₂。本发明首次将硫化氢热催化分解法、加氢工艺和胺液再生工艺相结合，将硫化氢酸性气分解为单质硫和氢气，不仅充分回收硫资源，同时回收附加值更高的氢资源。

技术领域

本发明属于硫化氢酸性气分解回收的技术领域，涉及硫化氢酸性气硫氢资源协同回收装置和方法。

背景技术

在化工行业(石油化工、煤化工和天然气化工)的生成过程中会产生大量的H₂S酸性气体。H₂S是一种剧毒、恶臭的无色气体，不仅危害人体健康，而且会引起金属材料的腐蚀。目前，化工行业H₂S酸性气治理主要采用传统的克劳斯(Claus)工艺方法，将硫化氢氧化为单质硫和水：

1)H₂S+3/2O₂→SO₂+H₂O

2)2H₂S+SO₂→3/xS_x+2H₂O

中国专利CN201610052763.X公开了一种SWSR-7硫回收工艺，利用克劳斯工艺、加氢或氧化工艺与过氧化氢脱硫技术优化组合形成的硫磺回收及尾气处理工艺。虽然克劳斯工艺可以实现硫化氢无害化处理，但却使具有更高附加值的氢资源转化为水，浪费了宝贵的资源。氢能是未来最有希望替代化石能源的燃料，目前工业用氢气都是由轻烃、煤、天然气及甲醇等通过重整或电解水生产，成本高、价格贵，难以作为燃料被广泛使用。

因此，若能实现硫化氢分解，则不仅可以使硫化氢无害化，而且可以得到高附加值的氢气和单质硫。目前关于H₂S直接分解制取氢气和硫磺的方法主要包括：热分解法、热催化分解法、电化学分解法、光催化分解法和等离子体法等。热催化分解法是最有工业应用前景的H₂S分解技术之一。中国专利CN201510730163.X中用铁粉和H₂S热解反应生成氢气和单质硫的工艺，需要磁场固气分离铁粉，工艺复杂，生产出来的硫磺铁离子含量高，不满足工业硫磺合格品Fe≤0.02％(w)的要求，同时生成的FeS在空气中自燃，存在生成安全风险。

因此若能开发出具有高氢气产率，安全可靠的工艺技术，对实现化工行业硫氢资源的协同回收将具有重要的研究意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有硫化氢酸性气分解回收工艺存在的上述缺陷，提供硫化氢酸性气硫氢资源协同回收装置和方法，尽可能提高硫化物分解为氢气和硫磺的转化率，开发合理的工艺流程，回收氢气和单质硫，提高硫化氢的总转化率。

本发明是采用以下的技术方案实现的：

本发明提供了一种硫化氢酸性气硫氢资源协同回收装置，包括催化单元、硫氢分离单元、胺液再生单元，以及连接上述各系统的管道及设置在连接管道上的输送泵、阀门和用于自控的仪表器件；

所述催化单元包括依次连通设置的原料加热器、热催化反应器和硫冷凝器，所述硫氢分离单元包括依次连通设置的过程气加热器、加氢反应器、蒸汽发生器、急冷塔和吸收塔，加氢反应器的进气口与硫冷凝器的出气口连通；吸收塔顶端设置有富氢尾气出口，底部设置有富液出口，富液出口通过富液泵与胺液再生单元中的胺液再生装置连通。