[发明专利]硫磺回收单元液硫旋流脱H2S的方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于石油化工与环保领域，涉及一种天然气净化厂硫磺回收单元液硫旋流脱H₂S的方法及装置，适用于天然气净化单位天然气硫磺回收单元的工艺。通过在其流程加入两级气液旋流器串联的方法，有效地改善了相关工艺过程，获得了更好的处理效果。具体地说，本发明涉及硫磺回收单元液硫旋流脱H₂S的方法及装置。

背景技术

硫磺回收指将含硫化氢等有毒含硫气体中的硫化物转变为单质硫，从而变废为宝，保护环境的化工过程。

硫磺回收通常采用一种叫做“克劳斯”的工艺来实现。含硫原料气通常称为酸气。首先将酸气与空气或氧气在一台称为燃烧炉的设备中燃烧，严格控制空气或氧气量，使燃烧产物中硫化氢与二氧化硫气体体积比为2:1；之后燃烧气体被冷却，气体中的硫磺冷凝回收；剩余气体经加热后进入一台克劳斯反应器进行反应，反应主要是硫化氢与二氧化硫生产硫磺和水，这一反应需使用催化剂才能实现，反应完后的气体同样需冷却回收硫磺；然后剩余气体在经二级、三级反应。

由于H₂S在液硫中的特殊溶解性，液硫中常含有较多的H₂S，其具有较大的毒性，在后续的硫磺贮存、成型和运输过程中释放出来，给环境和生命造成各种危害。目前，主要解决方法是间歇式注氨喷洒法，但是该方法有如下缺点：（1）过程复杂，要有一套分析、控制系统，投资高；（2）液硫贮存池和脱气池均在地下，用隔热混凝土建成，整个液硫脱气设施建成后不能再移动；（3）由于液硫贮存池和脱气池为分开的固定设施，液硫在两个池中的停留时间不能调节，当液硫流量波动时，不能根据生成实际情况调整液硫脱气时间和贮存时间；（4）由于在脱气的过程中注入了氨，而有时对产品的销售带来一定的影响；（5）在液硫中注胺后会形成铵盐，会堵塞管道、喷嘴和滤网等。

显然，不利的是，酸性气进入回收单元之前其中含有的凝液如不妥善处理，会对整个单元的操作和下游设备造成影响。

中国专利ZL200520035063（液硫脱气装置）提供了一种液硫脱气的设备，其特点是在液硫脱气装置中通入空气，比较有效地脱除硫化氢，而空气对产品质量基本无太大影响。但是，不利的是，该设备体积庞大（主体为两端封头式的卧式槽），结构复杂（分为脱气段和贮存段，且脱气段内又设有多组鼓泡器及加热器等），且明显存在一定的安全隐患。

迄今为止，本领域尚未开发出一种能够有效地除去制硫单元原料气中携带的凝液以及液硫中所含的H₂S气体，以免对单元操作及下游设备造成影响，改善整套装置的运行，并能够有效增大硫磺的回收率，且设备投资成本较低，占地面积小，安装简便，故障率低，效果好，能耗低的硫磺回收单元液硫旋流脱H₂S的方法与装置。

发明内容

本发明提供了一种新颖的天硫磺回收单元液硫旋流脱H₂S的方法与装置，从而解决了现有技术中存在的问题。

一方面，本发明提供了一种硫磺回收单元液硫旋流脱H₂S的方法，该方法包括：

（a）对硫磺回收单元中的过程气进行一级硫冷凝，经一级硫冷凝所得的过程气进行一级硫转化，所得的液硫进行一级旋流脱气，以脱除液硫中夹带的H₂S气体；

（b）对经一级硫转化所得的过程气进行二级硫冷凝，经二级硫冷凝所得的过程气进行二级硫转化，所得的液硫进行二级旋流脱气，以脱除液硫中夹带的H₂S气体；

（c）对经二级硫转化所得的过程气进行三级硫冷凝，所得的液硫进行三级旋流脱气，以脱除液硫中夹带的H₂S气体。

在一个优选的实施方式中，经一级硫冷凝所得的过程气和经二级硫冷凝所得的过程气加热到大于或等于212℃之后再分别进行一级硫转化和二级硫转化。

在另一个优选的实施方式中，采用蒸汽作为加热介质。

在另一个优选的实施方式中，经该方法处理后，总的硫回收率达到93-96%。

另一方面，本发明提供了一种硫磺回收单元液硫旋流脱H₂S的装置，该装置包括：

用于对硫磺回收单元中的过程气进行一级硫冷凝的一级硫冷凝器；与一级硫冷凝器连接的，用于对经一级硫冷凝所得的过程气进行一级硫转化的一级硫转化器；与一级硫冷凝器连接的，用于对经一级硫冷凝所得的液硫进行一级旋流脱气以脱除液硫中夹带的H₂S气体的一级旋流脱气器；