[发明专利]一种硫磺回收加氢催化剂无排放预硫化工艺及装置

说明书

本发明属于硫磺回收及尾气处理技术领域，具体涉及一种硫磺回收加氢催化剂无排放预硫化工艺及装置。所述工艺包括：建立预硫化流程并充入循环气，待升至所需系统压力时启动循环风机；启用尾气加热器加热循环气逐步将加氢催化剂预热，预硫化循环气自循环风机压缩后混入硫化氢和氢气，进入尾气加热器；升温后进入加氢反应器对催化剂进行预硫化，预硫化残余气回收热量后进入急冷塔冷却；冷后预硫化残余气经循环罐分液后进入循环风机升压，根据硫化氢与氢气的浓度情况重新补充后再次循环使用；部分冷后预硫化残余气泄放至吸收塔，胺液吸收后经焚烧炉排放。所述工艺过程安全可靠，排放气中SO₂的含量可降低到50mg/Nm³以下，满足国家规范的要求。

技术领域

本发明属于硫磺回收及尾气处理技术领域，具体涉及一种硫磺回收加氢催化剂无排放预硫化工艺及装置。

背景技术

2016年国家对二氧化硫排放要求进一步严格，对于环境敏感地区的二氧化硫排放指标进一步控制于100mg/Nm³以下，同时要求全时段达标排放，这就意味着硫磺回收装置在开工、停工阶段也必须达到排放要求，这将对全国石油、化工以及煤化工行业产生巨大的影响。

能源行业都会产生含有氮、硫的废气，其中氮元素主要以氨的形式存在，而硫元素以硫化氢的形式存在。国内硫磺回收工艺的主流是克劳斯+斯科特工艺，该工艺简要介绍如下：

上游装置来含硫化氢气体与空气混合后进入制硫燃烧炉火嘴燃烧，经余热锅炉发生中压饱和蒸汽回收余热后进入一级冷凝冷却器，使反应生成的元素硫凝为液态，液硫被捕集分离进入液硫产品池；根据反应温度要求，一级冷凝冷却器出来的过程气经一级高温掺合阀与制硫燃烧炉中的一部分高温气流混合升温，进入一级转化器，在催化剂的作用下，过程气中的H₂S和SO₂进行Claus反应，转化为元素硫，自一级转化器出来的高温过程气进入过程气换热器管程，再进入二级冷凝冷却器，过程气经二级冷凝冷却器发生低压饱和蒸汽并使元素硫凝为液态，液硫捕集分离后进入硫封罐；由二级冷凝冷却器出来的过程气再经过过程气换热器壳程升温后进入二级转化器，使过程气中剩余的H₂S和SO₂进一步发生催化转化，二级转化器出口过程气经三级冷凝冷却器发生低压饱和蒸汽并使元素硫凝为液态，液硫被捕集分离进入液硫产品池；三级冷凝冷却器出来的制硫尾气进入尾气分液罐进一步捕集液硫后进入尾气处理部分。

从硫磺回收部分排出的制硫尾气中，仍含有少量的H₂S、SO₂、COS、S_x等物质，经换热、混氢后进入加氢反应器，在低温加氢催化剂的作用下SO₂及COS等被加氢水解，还原为H₂S。从加氢反应器出来的气流进入蒸汽发生器回收余热，发生低压蒸汽之后进入急冷塔与急冷水直接接触降温冷却至常温。急冷降温后的尾气自塔顶出来进入尾气吸收塔，用再生部分送来的胺液(～25％的MDEA胺液)吸收其中的H₂S，尾气吸收塔顶出来的净化气可以满足总硫400mg/Nm³的排放要求。

进入尾气焚烧炉焚烧，在尾气焚烧炉570～600℃炉膛温度下，净化气中残余的H₂S被燃烧为SO₂，剩余H₂和烃类燃烧成CO₂和H₂O，自尾气焚烧炉出来的高温烟气经尾气废热锅炉回收余热后由烟囱排放。尾气吸收塔使用后的富液用富液泵送至胺液再生部分进行溶剂再生。

加氢反应器中的加氢催化剂以氧化态装填，激发加氢催化剂的活性必须经过预硫化，使加氢催化剂从氧化态转化为要求的硫化态。以往的硫化过程是采用含有1mol％的制硫部分过程气对加氢反应器进行预硫化，预硫化残余气体量太大因而无法得到有效的处理，引发装置超标排放。

发明内容