[发明专利]具有改进的二氧化碳回收的改进硫回收操作

说明书

一种从含硫气流中回收硫和二氧化碳的方法，该方法包括以下步骤：向膜分离单元提供含硫气流，含硫气流包含硫化氢和二氧化碳；在膜分离单元中，将硫化氢与二氧化碳分离以获得渗余物流和第一渗透物流，其中渗余物流包含硫化氢，其中渗透物流包含二氧化碳；将渗余物流引入硫回收单元；在硫回收单元中。处理渗余物流以产生硫料流和尾气流，其中硫料流包含液态硫；将渗透物流引入胺吸收单元；以及在胺吸收单元中，处理渗透物流以产生富二氧化碳流。

技术领域

本文所描述的系统和方法涉及改进的硫化氢及二氧化碳的回收。更具体地，提供了用于组合胺吸收技术和膜气体分离技术的系统和方法。

背景技术

硫化氢浓度低(例如浓度低于30摩尔％)的酸性气流会导致克劳斯单元出现问题。低浓度的硫化氢会导致克劳斯炉中温度较低。在如此低的温度下，无法破坏BTX、硫醇、C₂+烃类等污染物。未破坏的污染物会导致克劳斯单元其他部分中的催化剂失活。

选择性胺吸收技术可用于提高克劳斯装置进料的硫化氢浓度，但此类方法往往需要大型且昂贵的塔，而且其提高硫化氢浓度的效果有限。

发明内容

本文所描述的系统和方法涉及改进硫化氢和二氧化碳的回收。更具体地，提供了用于组合胺吸收技术和膜气体分离技术的系统和方法。

第一方面，提供了一种从含硫气流中回收硫和二氧化碳的方法。该方法包括以下步骤：向膜分离单元提供含硫气流，该含硫气流包含硫化氢和二氧化碳；在膜分离单元中分离硫化氢与二氧化碳以获得渗余物流和第一渗透物流，其中渗余物流包含硫化氢，其中渗透物流包含二氧化碳；将渗余物流引入硫回收单元；在硫回收单元中处理渗余物流以产生硫料流和尾气流，其中硫料流包含液态硫；将渗透物流引入胺吸收单元；在胺吸收单元中处理渗透物流以产生富二氧化碳流。

根据至少一个实施方案，渗余物流的硫化氢浓度可在80摩尔％和95摩尔％之间。膜分离段包括二氧化碳选择性膜。该膜可具有至少10的二氧化碳-硫化氢选择度和至少500气体渗透单位(gpu)的渗透率。该膜可由全氟聚合物制成。

根据至少一个实施方案，膜分离单元包括渗余物串联配置的两个膜段。根据至少另一个实施方案，膜分离单元包括渗透物串联配置的两个膜段。

第二方面，提供了一种从含硫气流中回收硫和二氧化碳的方法。该方法包括以下步骤：向选择性胺吸收单元提供含硫气流，该含硫气流包含硫化氢和二氧化碳；在选择性胺吸收单元中分离硫化氢和二氧化碳以产生富二氧化碳流和富硫化氢流，其中富二氧化碳流包含二氧化碳；将富硫化氢流引入膜分离段，其中富硫化氢流包含硫化氢和二氧化碳；在膜分离段中从富硫化氢流的二氧化碳中分离硫化氢，以产生渗余物流和渗透物流；将渗余物流引入硫回收单元，其中渗余物流包含硫化氢；以及在硫回收单元中处理渗余物流以产生硫料流和尾气流，其中硫料流包含液态硫。

根据至少一个实施方案，渗余物流中硫化氢的浓度可以在80摩尔％和95摩尔％之间。膜分离段包括二氧化碳选择性膜。膜分离单元包括膜，其中该膜的二氧化碳-硫化氢的选择度为至少10并且渗透率为至少500gpu。

根据至少一个实施方案，膜分离单元包括由全氟聚合物制成的膜。根据至少另一个实施方案，将尾气流再循环至选择性胺吸收单元。

根据至少一个实施方案，膜分离单元包括渗余物串联配置的两个膜段。根据至少另一个实施方案，膜分离单元包括渗透物串联配置的两个膜段。