[發明專利]含硫化合物廢氣催化焚燒方法

有效

• 申請號: 200710011415.9
• 申請日: 2007-05-18
• 公開（公告）號: CN101306303A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 李凌波;劉忠生;郭兵兵;李勇
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: B01D53/48
• 分類號: B01D53/48;B01D53/50;B01D53/90;B01J23/89;B01J23/84;B01J21/08
• 代理公司: 撫順宏達專利代理有限責任公司
• 代理人: 李微

技術領域

本發明涉及一種含硫化合物廢氣催化焚燒方法，特別是硫回收尾氣催化焚燒工藝方法，適用于各類硫回工藝[如克勞斯、超級克勞斯、還原吸收法(SCOT、SSR)、還原-吸收-再循環法(RAR)等]及地熱發電廠尾氣的催化焚燒處理，可將尾氣中硫化氫、二硫化碳及羰基硫等硫化物轉化為臭味和毒性均較低的二氧化硫或硫。

背景技術

煉油廠加工原油中的硫大部分通過其硫回收裝置以單質硫的形式回收，硫回收工藝包括克勞斯工藝和克勞斯+尾氣深度凈化工藝兩類，目前中國國內77套硫回收裝置中，51套為單純克勞斯工藝，26套設有超級克勞斯、低溫克勞斯或SCOT等尾氣深度凈化工藝?？藙谒构に嚵蚧厥章室话悴怀^96％，克勞斯+尾氣深度凈化工藝硫回收率一般為98.5％～99.8％，未回收的硫以硫化氫、二氧化硫、二硫化碳、羰基硫等形式進入硫回收尾氣。無論采用何種硫回收工藝，因其尾氣中含有一定量的硫化氫和有機硫化物，為滿足惡臭污染物排放標準，必須焚燒后才能排放。由于克勞斯尾氣中的可燃組分(如硫化氫、羰基硫、一氧化碳、二硫化碳、氫氣、元素硫及少量油氣)常低于尾氣總量的3％(氣體的百分含量為體積百分含量，下同)，必須補充燃料，才能完全燃燒，并將硫化物氧化為二氧化硫。尾氣焚燒工藝有熱焚燒和催化焚燒兩類，國內克勞斯裝置尾氣基本采用熱焚燒法處理。熱焚燒法通常在過量氧氣及650～850℃進行。由于難以精確控制焚燒溫度等操作條件，實踐中常出現焚燒爐燒變形的情況，降低了焚燒爐的使用壽命。為降低焚燒所需的輔助燃料消耗，并延長焚燒爐的使用壽命，采用催化焚燒技術是必要的。催化焚燒在催化劑作用下，能以較低溫度(如300～400℃)使尾氣中的硫化氫氧化為二氧化硫。催化焚燒的投資略高于熱焚燒，能耗和操作費用大幅度降低。催化焚燒的實際收益與裝置的規模有關，一個100t/d的硫回收裝置可節約1000m³/d的燃氣，催化劑使用壽命期間節約的燃料費用是所消耗催化劑費用的10倍以上。裝置規模更大時，節能效果更加顯著。隨著油氣價格的攀升，節能環保的硫回收尾氣催化焚燒技術將逐步取代能耗較高的熱焚燒技術。

對于硫回收率低于99.5％的普通克勞斯工藝，尾氣中二氧化硫難以達標排放。這些硫回收裝置多屬中小型，生產能力一般小于10kt/a，基本都是二級或三級克勞斯(Claus)工藝，總硫轉化率不超過96％。若要達標排放，硫回收裝置的總硫回收率必須高于99.5％。已工業化的尾氣處理工藝中，唯有SCOT工藝及類似工藝(SSR、RAR等)可滿足排放標準。隨著高硫原油加工量的增加及大氣污染物綜合排放標準(GB16297-1996)的執行，硫回收裝置將趨于大型化，并逐步采用克勞斯+尾氣深度凈化工藝(如SCOT、SSR、RAR等)。其主要反應如下：

克勞斯反應：

3H₂S+3/2O₂→3S+2H₂O

H₂S+3/2O₂→SO₂+2H₂O

2H₂S+SO₂→3/2S+2H₂O

克勞斯副反應：

CO₂+H₂S→COS+H₂O

COS+H₂S→CS₂+H₂O

2COS→CO₂+CS₂

SCOT反應：

S₂+2H₂→2H₂S

SO₂+3H₂→H₂S+2H₂O

CO+H₂O→CO₂+H₂

COS+H₂O→CO₂+H₂S

CS₂+2H₂O→CO₂+2H₂S

SCOT副反應：

SO₂+3CO→COS+2CO₂

S₂+2CO→2COS

H₂S+CO→COS+H₂