[发明专利]改善从克劳斯法尾气中回收硫的系统和方法

说明书

本发明公开了改善从克劳斯法尾气中回收硫的系统和方法。降低SO₂排放的系统包括氢化反应器、尾气冷却器、接触冷凝器、水解反应器和吸收器。所述氢化反应器被设置成接收克劳斯尾气并将所述克劳斯尾气中的至少一部分的SO₂转化成H₂S以产生经氢化的克劳斯尾气物流。所述水解反应器被设置成将至少一部分的COS转化成H₂S。所述吸收器包含基于胺的溶剂并被设置成吸收至少一部分的H₂S并将H₂S再循环至克劳斯装置。

相关申请的交叉引用

本申请是申请号为“201680058534.7”，发明名称为“改善从克劳斯法尾气中回收硫的系统和方法”的发明申请的分案申请。本申请要求2015年8月6日提交的标题为“Systems and Methods for Improved Sulfur Recovery from Claus Process TailGas”的美国临时申请62/201,865的优先权，其通过引用以其全部并入本文。

关于联邦政府赞助研究或开发的声明

不适用。

参考缩微胶片附录

不适用。

技术领域

本发明涉及改善从克劳斯法尾气中回收硫的系统和方法。

背景技术

硫是石油化工生产中使用的原材料中的主要污染物，其中大量的法规已用于（inplace to）使最终产品的硫含量降至最低。在大多数地区中，加氢处理导致以硫化氢(H₂S)的形式从各种液体和气体物流中除去硫。然后将该H₂S进一步处理以回收元素硫(S)，典型地通过克劳斯法。

克劳斯法采用热量、催化和氧气(O₂)按如下所示将一部分的回收的H₂S转化成二氧化硫：

2H₂S + 3O₂ 2SO₂ + 2H₂O + 热量。

得到的H₂S和SO₂的混合物按如下所示反应以产生元素硫：

2H₂S + SO₂ 3S + 2H₂O。

该第二个反应通常被称为克劳斯反应。尽管在这样的方法中大量的硫可作为元素硫回收，但在现实世界的方法中，实施克劳斯反应的反应器产生包含H₂S、氢气(H₂)、一氧化碳(CO)、二硫化碳(CS₂)、二氧化硫(SO₂)和硫化羰(COS)的尾气。为了满足硫排放目标，这样的克劳斯尾气通常需要额外的处理。

常规的氢化/配制胺克劳斯尾气处理单元(TGTU)能够将经氢化/水解的克劳斯尾气的H₂S浓度降至约5ppmv。然而，由于高CO₂含量(煤气化和煤气厂设施的酸性气体中通常高于40％)，随后的经氢化/水解的克劳斯尾气中的COS浓度将非常高，通常为100-300ppmv。这是由于以下反应的化学和热平衡：

CO₂ + H₂S COS + H₂O。