[发明专利]一种水合法分离酸性气工艺及装置

说明书

本发明公开了一种水合法分离酸性气工艺及装置，所述装置包括水合反应器、水合物分解器、吸收反应器和产品罐；酸性气进料管线与水合反应器的气相入口连接，水合反应器的液相出口与水合物分解器的的水合物浆液入口连接，水合物分解器的冷清液出口和再生水合物工作液出口经冷却器后与水合物反应器的液相入口连接；水合物分解器气相出口与吸收反应器的气相入口连接，吸收反应器的气相出口与净化气出口管线连接，吸收反应器的液相入口与碱液入口管线连接。本发明对整体工艺过程中的能量进行了充分利用，将水合物分解的吸热和碱法吸收的反应放热合理匹配，极大降低了能耗。

技术领域

本发明涉及一种酸性气的处理方法及装置，特别是涉及一种含二氧化碳和硫化氢的酸性气体净化和污染物资源化回收利用技术。

背景技术

炼厂酸性气是在石油加工过程中产生的一种加工尾气，其主要成分为H₂S和CO₂。炼厂酸性气主要来自于酸性水汽提、循环氢脱硫以及干气和液化气脱硫等装置。大型炼厂酸性气量较大（年产硫磺＞5000t/a），一般都建立生产硫磺的酸性气处理装置，对H₂S进行回收利用。而对于中小炼厂（年产硫磺＜5000t/a），由于酸性气量小，建立硫磺装置成本较高，大部分小炼厂基本都将酸性气采用燃烧排放的方式处理，这种方法不但造成资源的浪费，而且燃烧生成的SO₂给环保带来了巨大的压力。

目前炼厂酸性气治理根据回收制得产品的不同，可分为制取硫磺、制硫酸及制亚硫酸盐、NaHS等化产品。

制取硫磺产品主要有两种成熟技术，一种是二级Claus+尾气加氢还原+溶剂吸收工艺技术；另一种是美国Merichem公司气体技术产品公司开发的LO-CAT工艺技术。二级Claus+尾气加氢还原+溶剂吸收技术工艺成熟，产品硫磺质量稳定，但由于流程长、投资大、能耗高、装置安全控制要求高，并且Claus工艺只能处理高浓度的酸性气体，对于小炼厂酸性气治理并无优势。LO-CAT工艺采用多元螯合的铁催化剂使H₂S直接转化为元素硫，能够适合酸性气量波动较大的工况，H₂S的脱除率高，但是由于LO-CAT存在操作费用高、硫磺纯度和色泽略差于克劳斯工艺，且在生产过程中产生的硫磺颗粒会发生堵塞现象，加之催化剂和专利使用费较高等问题，使得该技术在小炼厂酸性气治理上较难推广。

酸性气制酸技术可以直接利用酸性气体制酸，该技术投资省、成本低、适应性强、生产过程易操作。但硫酸生产工艺较复杂、占地面积大，且硫酸的运输、储存均有一定难度，成为其限制因素。酸性气生产亚硫酸盐工艺流程简单、可采用不同的吸收剂实现产品多样化，但其生产过程中存在设备腐蚀严重、维修费用较高、且产品销路不畅等问题，具有一定的局限性。