[发明专利]一种二硫化碳生产中的硫回收方法及设备

说明书

一种二硫化碳生产中的硫回收方法及设备，含硫化氢酸性气体欠氧燃烧产生的高温气体冷凝分离出硫磺后，再升温送至上部装填脱漏氧保护型催化剂，下部装填水解催化剂的一级反应器，反应后气体冷凝分离硫磺后再次加热送入上部装填水解催化剂，下部装填加氢催化剂的二级反应器，反应后气体冷凝分离出硫磺后配入空气再次加热并送入选择氧化反应器，在选择性氧化催化剂作用下使H₂S氧化成S，排出的气体冷凝后分离出硫磺。采用“燃烧炉+一、二级反应器+选择氧化反应器”的配置方式，将总硫回收率提高至98%以上，多产硫磺的同时，减少了污染物SO₂进入脱硫单元的浓度，降低后续尾气处理难度，投资回报率较高。尾气经湿法脱硫后最终排放尾气中SO₂含量＜100mg/Nm³。

技术领域

本发明涉及一种硫回收技术，具体地说是一种二硫化碳生产中的硫回收方法及设备。

背景技术

二硫化碳是一种重要的化工原料，生产二硫化碳的原料路线主要有木碳--硫磺法、焦碳--硫磺法、天然气--硫磺法等，其中前两种方法虽然具有装置投资少，建设周期短等特点，但是反应甑寿命短、燃料利用率低、原材料消耗大、占地面积大、劳动条件差、劳动生产率低及污染较重等缺点，目前已被国家禁止使用。以硫磺与甲烷（或煤层气）为原料生产二硫化碳，劳动条件好、劳动生产率高、设备占地面积小、自动化程度高的特点，是目前国家鼓励的生产工艺。

以煤层气和熔融硫磺为原料制取液态二硫化碳的生产装置，其生产过程主要包括熔硫、煤层气净化处理单元、煤层气和液硫的反应单元、二硫化碳的精制单元、硫回收单元与尾气脱硫单元等。该装置每生产1吨二硫化碳同时生产约900公斤硫化氢气体。对这些硫化氢气体主要用克劳斯工艺进行处理，主要包括酸性气燃烧，催化氧化与单质硫回收，尾气脱硫、焚烧处理等。

传统的三级克劳斯技术采用三个克劳斯反应器和多级冷凝的方法处理生产的单质硫，总硫回收率在95%~96%左右。随着近几年环保要求的日益严格，对硫回收装置排放SO₂量的要求越来越严格，GB31571-2015《石油炼制工业污染物排放标准》规定SO₂的排放限值为100mg/Nm³，因此传统的三级克劳斯硫回收技术在新的环保要求下渐被淘汰。

专利CN106829875A中公布了一种用于二硫化碳生产过程气的处理工艺及设备，对含硫化氢的酸性气的处理工艺为：含硫化氢的酸性气、燃料气和空气在950~1400℃下燃烧，产生的过程气以170~350℃在转化器内进行催化反应，催化反应产生的过程气分离出硫磺后进入加氢反应器，把尾气中的二氧化硫、单质硫等还原为硫化氢，有机硫水解为硫化氢，之后进入胺液循环吸收系统吸收硫化氢，经胺液吸收净化的尾气进入灼烧炉进行焚烧、排放。该工艺虽然总的硫回收率高，但流程复杂，热量利用率低，投资与能耗高，操作复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服传统三级克劳斯硫回收技术总硫回收率低的缺陷，提供一种改良的二硫化碳生产中的硫回收方法及设备。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种二硫化碳生产中的硫回收方法，将二硫化碳生产工艺中产生的含硫化氢酸性气体送入燃烧炉，并按比例配入空气使其在燃烧炉内欠氧燃烧，燃烧炉产生的高温气体降温并冷凝分离出硫磺；

高温气体经冷凝分离出硫磺后再升温送至一级反应器进行克劳斯反应，并使气体在经过一级反应器的过程中，先由一级反应器上部装填的脱漏氧保护型催化剂脱除混合气体中的氧，然后在一级反应器下部装填的水解催化剂作用下使气体中的COS和/或CS₂水解；

将一级反应器排出的气体先降温冷凝分离出硫磺，然后再次加热后送入二级反应器进行克劳斯反应，使气体在经过二级反应器的过程中，先在二级反应器上部装填的水解催化剂作用下进一步使COS和/或CS₂水解，之后在二级反应器下部装填的加氢催化剂作用下使气体中的SO₂加氢还原为S；