[发明专利]处理含硫化合物的气态进料的工艺流程

说明书

本发明涉及一种通过以下各项处理含硫化合物的气态进料以获得贫硫化合物的气体的工艺流程：燃烧含硫化合物的气体，从而获得含二氧化硫的气体；并且随后从气体中分离出二氧化硫，从而获得贫硫化合物的气体。燃烧通过向燃烧空间排放以下各项来执行：(i)经由一个或多个第一喷嘴排放温度介于150℃和550℃之间并且气体速度至少为25m/s的一种或多种含氧气体流；以及(ii)经由一个或多个第二喷嘴排放速度至少为25m/s的一种或多种含硫化合物的气态进料流，其中燃烧在介于800℃和1200℃之间的温度下进行。

技术领域

本发明涉及一种处理硫化合物含量低于5vol.％的含硫化合物的气态进料以获得贫硫化合物的气体的工艺流程。

背景技术

元素硫和硫化合物广泛存在于煤炭、原油和天然气等自然资源中。当处理这些资源时，获得包括大量硫化合物和少量硫化合物的气态流，如烟气。通常，在这些气体排放到环境中之前，除去或至少大量还原这些气体中的硫化合物。已经研发了各种工艺，它们旨在隔离硫化合物并且将硫化合物(如二硫化物)转化为元素硫。例如，隔离硫化合物的工艺的示例是众所周知的低温甲醇洗工艺、DIPA吸收工艺以及SCOT工艺。例如，将硫化物转化为元素硫的工艺是克劳斯工艺和超级克劳斯工艺。在40多年前就已知的典型系列(line-up)中，如在DIPA吸收工艺或低温甲醇洗工艺中获得的含有相对高含量的硫化合物(主要为H₂S)的酸性气体用作克劳斯工艺的进料。在克劳斯工艺中，大多数硫化物都转化为元素硫。通常，在SCOT工艺或超级克劳斯工艺中对可能含有0.5至2vol.％的H₂S的克劳斯工艺的废气进行进一步处理，以将H₂S含量降低至小于2000ppmv，甚至小于30ppmv。在排放到环境中之前，对这些工艺的废气进行焚烧。已经证明上述工艺在处置硫化合物方面非常高效。

卡尔·弗里德里希·克劳斯(Carl Friedrich Claus)在十九世纪下半叶研发了克劳斯工艺。在该工艺中，硫化氢通过氧化在相当程度上转化为元素硫；因此获得的硫通过冷凝从气体中分离出来。残留气体流(克劳斯尾气)仍然含有一些H₂S和SO₂。如在GB1356289中所描述的SCOT工艺中，可以除去残留H₂S。超级克劳斯工艺在US4988494中得以进行描述，并且牵涉使用含铁氧化物的催化剂将H₂S选择性地氧化为硫。

US2011/0280795描述了无焰克劳斯反应器，其中高温空气用于将相对富含H₂S的气态进料燃烧为元素硫。由此获得的尾气仍然由COS、CS₂、SO₂和S_n组成。这些化合物可以水解成H₂S并循环到无焰克劳斯反应器。

GB14848085描述了一种工艺，其中在1050℃的温度下以超过约1vol.％的氧燃烧克劳斯工艺的残留气体(尾气)和主要由氨和燃料气体组成的气体。在该工艺中，离开燃烧室的部分烟气在外部进行循环。GB14848085的工艺的缺点在于，它需要富氨共进料以转化克劳斯工艺的尾气。

US2009/0136406描述了一种通过首先将气体与空气混合来燃烧含有挥发性有机化合物的气体的工艺。混合气体随后通过反应器中的通道进入燃烧空间，在该燃烧空间中，发生无焰燃烧。这种系统的缺点在于，它需要仔细控制预混合区域中易燃成分的含量，以避免混合物的自发爆炸。这使得该工艺不太适用于如提供给燃烧室的气体的质量和数量变化的应用。

DE19939390描述了一种工艺，其中在无焰燃烧下，填埋气体在流化床燃烧室中通过空气进行燃烧。填埋气体和空气分别供给到流化床反应器。填埋气体进入反应器的气体速度介于1m/s和2.5m/s之间。