[发明专利]一种克劳斯分流硫磺回收系统及工艺

说明书

本发明涉及天然气净化及煤化工领域，公开一种克劳斯分流硫磺回收系统及工艺，该系统包括酸性气分液部分、酸性气分流部分、酸性气/过程气热反应混合部分、过程气冷凝/预热部分和催化反应部分；酸性气分液部分的酸性气出口与酸性气分流部分的酸性气入口连通，酸性气分流部分的酸性气出口与酸性气/过程气热反应混合部分的酸性气入口连通，酸性气/过程气热反应混合部分的热反应过程气出口与过程气冷凝/预热部分的热反应过程气入口连通，过程气冷凝/预热部分的催化前过程气出口与催化反应部分的催化前过程气入口连通，过程气冷凝/预热部分的催化后过程气入口与催化反应部分的催化后过程气出口连通。本发明的制硫转化率高，积碳少，低能耗。

技术领域

本发明涉及天然气净化及煤化工领域，具体地，涉及一种克劳斯分流硫磺回收系统及工艺。

背景技术

在天然气净化及煤化工领域，从天然气或原煤中脱除的H₂S必须送至硫磺回收装置，将其中大部分的元素硫转化为硫磺产品。上述领域产生的酸性气中H₂S的浓度一般比较低，也就是所说的贫酸气，同时还含有胺液、烃类、CO₂等杂质，处理难度远远高于炼厂酸性气。

硫磺回收装置如采用目前普遍应用的克劳斯直流工艺，由于酸性气浓度低，为保证反应炉的最低稳定温度，通常在反应炉内注入大量燃料气进行伴燃，来提高反应炉的燃烧温度，装置能耗大；由于反应炉内副反应剧烈，硫磺回收装置转化率低；过程气量升高也会导致装置投资增大。

硫磺回收装置也可以采用克劳斯分流工艺。根据酸性气的浓度，一部分酸性气(一般占总气量的33％以上)直接进入反应炉进行燃烧，将大部分的H₂S烧成SO₂，以此来提高反应炉的燃烧温度。燃烧后的过程气经过反应炉余热锅炉冷却后与另一部分酸性气混合进入克劳斯反应器，进行后续的催化反应。该工艺可以保证反应炉的稳定燃烧，提高硫磺回收装置的操作稳定性，但由于一部分酸性气未经过热反应而直接进入催化反应阶段，加大了催化反应的负荷，需提高催化用量，降低了装置硫回收率；酸性气中往往携带烃类杂质，容易导致催化剂积炭、失活，缩短催化剂寿命，影响硫磺回收装置长周期运行。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的是提供一种克劳斯分流硫磺回收系统及工艺，可用于处理低H₂S浓度的酸性气，回收其中的H₂S，该系统及工艺兼顾直流工艺和分流工艺的优点，同时克服了两种工艺的缺点。

本发明的第一方面提供了一种克劳斯分流硫磺回收系统，该克劳斯分流硫磺回收系统包括酸性气分液部分、酸性气分流部分、酸性气/过程气热反应混合部分、过程气冷凝/预热部分和催化反应部分；

所述酸性气分液部分的酸性气出口与所述酸性气分流部分的酸性气入口连通，所述酸性气分流部分的前分流酸性气出口和后分流酸性气出口分别与所述酸性气/过程气热反应混合部分的前分流酸性气入口和后分流酸性气入口连通，所述酸性气/过程气热反应混合部分的热反应过程气出口与所述过程气冷凝/预热部分的热反应过程气入口连通，所述过程气冷凝/预热部分的催化前过程气出口与催化反应部分的催化前过程气入口连通，所述过程气冷凝/预热部分的催化后过程气入口与催化反应部分的催化后过程气出口连通。

本发明的第二方面提供了一种克劳斯分流硫磺回收工艺，该克劳斯分流硫磺回收工艺包括以下步骤：

1)硫磺回收酸性气进料进入酸性气分液部分，通过酸性气分液设施将其中携带的杂质分离，分离下的凝液经酸性气凝液泵加压送出装置；

2)步骤1)净化后的酸性气进入酸性气分流部分，酸性气分流部分的分流比例计算控制装置依据酸性气组成及酸性气/过程气热反应混合部分反应炉的前区温度和后区温度对酸性气分流比例进行控制，将酸性气分为前分流酸性气和后分流酸性气；

3)步骤2)得到的前分流酸性气经酸性气/过程气热反应混合部分的燃烧器与燃烧空气充分燃烧后进入反应炉，再与后分流酸性气在混合强化设施内混合；