[发明专利]含H2S酸性气体的脱硫工艺

说明书

技术领域

本发明涉及含H₂S酸性气体的脱硫工艺。

背景技术

目前，主要利用克劳斯转化反应对H₂S酸性气体进行脱硫和硫磺回收，克劳斯转化反应 的反应原理如下：2H₂S+3O₂→2SO₂+2H₂O；

4H₂S+2SO₂→3S₂+4H₂O

以克劳斯反应为基础发展出了许多种含H₂S酸性气体的硫磺回收工艺，主要有两类，第 一类是是三级或四级转化的亚露点工艺，如MCRC(加拿大矿物和化学资源公司)亚露点工 艺和超级克劳斯法，所谓的亚露点工艺是以在低于硫露点的温度下进行克劳斯反应为主要特 征的工艺；第二类是二级转化加斯科特尾气处理流程，斯科特尾气处理主要是进行加氢还原 吸收再生处理。所述第一类工艺中，三级转化理论回收率可以达到99.19％，实际硫回收率 97.97％左右。四级转化理论硫回收率99.5％，实际硫回收率98.31％，排放尾气中还将有 1.7～2.1％左右的含硫气体，可能达不到排放标准。所述第二类工艺需要加氢反应、废热回收、 急冷吸收、再生、溶剂循环、溶剂配置、储存以及焚烧热回收等系统，具有工艺复杂、占地 面积大、投资成本和操作成本较高、能耗较高等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、成本较低、硫回收率较高的含H₂S酸性气体的脱硫 工艺。所述的含H₂S酸性气体可以是炼油装置、天然气生产装置或其它含H₂S酸性气体的工 业装置的酸性气体。

本发明提供的含H₂S酸性气体的脱硫工艺，依次包括：在燃烧炉内进行高温克劳斯反应， 分别在第一级转化反应器、第二级转化反应器和第三级转化反应器内进行三个级次的克劳斯 反应，以及在第四级氧化脱硫反应器内进行氧化铁脱硫反应，其中，所述高温克劳斯反应和 每个所述的三个级次的克劳斯反应后的过程气分别通过第一级冷凝冷却器、第二级冷凝冷却 器、第三级冷凝冷却器和第四级冷凝器进行水冷处理，收集冷凝下来的液硫，所述氧化铁脱 硫反应利用氧化铁作为脱硫催化剂进行反应，然后进第四级冷凝冷却器，收集冷凝下来的液 硫，过程气脱除硫雾滴后排出。

较佳地，所述燃烧炉内高温克劳斯反应的燃烧炉温度为1145～1155℃，过程气大部分进 入相连的废热锅炉，回收热量发生10～40Kg/cm²蒸汽后降温至340～360℃，进入第一级冷凝 冷却器，冷却至150～160℃左右的过程气经捕集器脱除携带的液硫雾滴后，同燃烧炉高温掺 合进来的小部分气体混合，控制温度在235～245℃进入第一级转化反应器。

最好在第一级转化反应器上部三分之一装脱氧保护型催化剂以防止克劳斯催化剂的硫酸 盐化而降低活性。所用到脱氧保护型催化剂例如可以为活性二氧化钛催化剂，克劳斯催化剂 可以为活性三氧化二铝制硫催化剂。

较佳地，第一级转化反应器的出口过程气温度为320～330℃进换热器，与第二级冷凝冷 却器来的150～160℃过程气换热，降温至255～265℃进第二级冷凝冷却器同脱氧软化水换热冷 却至160℃返回所述换热器，升温至220～230℃进入第二级转化反应器，温升20～30℃进入第 三级冷凝冷却器，同脱氧软化水换热冷却至150～160℃，经捕集器脱除液硫雾滴后，进第三 级转化反应器。

较佳地，第三级转化反应器具有两个转化反应器，转化反应轮流切换进行，所述两个转 化反应器中的一个进行转化反应时，另一个进行洗硫再生，再生过程是将加热至230～240℃ 的氮气通入床层，将硫气化随再生气带出进第四级冷凝冷却器，冷却至140～160℃，冷凝下 来的液硫进硫封罐，过程气经脱除硫雾滴后排出。

较佳地，第四级氧化脱硫反应器具有两个氧化脱硫反应器，氧化脱硫反应轮流切换进行， 所述两个氧化脱硫反应器中的一个进行氧化脱硫反应时，另一个进行洗硫再生，再生过程是 将加热至230～240℃的氮气通入床层，将硫气化随再生气带出进第四级冷凝冷却器，冷却至 140～160℃，冷凝下来的液硫进硫封罐，过程气经脱除硫雾滴后排出。