本申請要求2007年6月21提交的同時待審美國臨時專利申請60/945495的優先權。
發明領域
本發明的領域是用于克勞斯硫回收裝置的控制系統，尤其是用于具有多個熱級的克勞斯裝置的控制系統。
發明背景
一般在排入大氣之前，使用包括熱級且在后面串聯一個或多個催化級的一個或多個克勞斯硫回收裝置從廢氣除去硫化合物(尤其是硫化氫)。雖然使用克勞斯裝置回收硫在概念上簡單，并且在本領域熟知，但由于很多可變參數，有效操作克勞斯裝置并不簡單。除了其他因素外，進入克勞斯裝置的進料流的化學組成(例如硫化氫、二氧化碳和水的含量和相對比例)可根據設備類型和在克勞斯裝置上游使用的方法顯著改變。因此，根據克勞斯反應的具體化學計量要求，嚴格控制用于熱級的氧量對有效操作克勞斯裝置關鍵。
在具有單一熱級的大多數目前已知結構中，為了控制熱級中所需的氧量，假定廢氣進料化學組成不變。為了適應進料氣體中硫化氫濃度的很小變化，也考慮到熱級控制儀器的不精確性，一般實行在此裝置中安裝反饋控制儀器，以精細調節熱級需氣邏輯。此系統中的反饋邏輯一般包括離開最終催化級的尾氣中硫化氫與二氧化硫的摩爾比的氣體分析。然后用來自廢氣分析儀的控制信號很小改變輸送到熱級的空氣或其他含氧氣體的量，以達到流出物流中硫化氫與二氧化硫的所需比率。此結構的一般實例描述于美國專利4,100,266，其中含氧氣體流用控制器調節，控制器基于含氧氣體中測定氧濃度和尾氣和排出氣流中不同組分的測定濃度操作。RE028864類似描述一種系統，其中調節氧或含氧氣體流的控制信號產生于(a)在熱級入口的硫化氫和氧的測定濃度和校正值，和(b)尾氣中組分的測定濃度。
在另一個已知結構中(例如，WO?2006/005155或美國專利3,026,184)，用在熱級和催化級兩者下游測定形成合并控制信號，然后用合并控制信號直接調節含氧氣體到熱級的流量，從而達到過程控制。合并控制信號允許提高精細調節基于兩種過程點的氧流，然而，一般不允許在兩種過程點有不平衡差異。
或者，可用熱級溫度控制優化克勞斯裝置的總體性能，如美國專利4,543,245所述，在另一種已知方法中，通過校準響應克勞斯裝置尾氣中硫化氫/二氧化硫比率的烴代表響應信號(而不是硫化氫代表響應信號)，可控制對熱級的氧進料，如美國專利4,836,999所述。
雖然此類已知尾氣控制電路傾向于在很多情況下滿意操作，但仍有各種難題，尤其在需要處理很大量酸進料的相對較大克勞斯裝置中。此類裝置通常包括并聯操作的多個熱級，隨后為串聯操作的一個或多個催化級。遺憾的是，具有并聯熱級的此類已知結構表現利用從尾氣分析儀(一般測定硫化氫與二氧化硫的比率)反饋控制的問題。例如，在熱級之一利用太多空氣或氧操作，而其他熱級用合適量或太少空氣操作時，達不到所需的尾氣比率。由于在此裝置中尾氣分析儀位于共同催化級的下游，下游分析儀對獨立操作的熱級之間的差異不敏感。因此，分析儀的反饋控制信號對熱級之一采取合適動作，但對其他熱級采取不合適動作，從而可能使問題加劇。因此，控制克勞斯裝置可連續使太高的尾氣硫化氫與二氧化硫比率改變到太低比率。
為了避免至少一些與具有多個并聯熱級的裝置有關的問題，可實行這樣一種克勞斯裝置結構，其中可通過測定可燃氣體進入另外熱級的流速和來自另外熱級的貧硫氣流中硫化氫與二氧化硫的比率，實現到另外熱級的氧流量控制，如美國專利6,287,535所述。雖然這種結構和方法有利地允許顯著增加可燃酸氣的通過量，但仍有幾個問題。同樣，尾氣中硫化氫與二氧化硫的所需比率的任何偏離不能追溯到產生或促成偏差的具體熱級。
因此，雖然在本領域已知克勞斯裝置操作控制的很多方法，但所有或幾乎所有方法都有一個或多個缺點。因此，仍需要提供用于克勞斯裝置中控制的改善結構和方法。
發明概述
本發明涉及具有多個并聯熱級的克勞斯裝置的控制的結構和方法，其中用測定來自熱級和來自催化級的流出物組成產生控制信號，控制信號獨立允許改變一個或多個熱級的一個或多個操作參數。
在本發明主題的一個方面，控制克勞斯裝置操作的方法包括以下步驟，監測第一熱級流出物和第二熱級流出物的化學組成，其中第一熱級和第二熱級并聯操作；并監測催化級流出物的化學組成，其中催化級連接到第一熱級和第二熱級，以接收第一熱級流出物和第二熱級流出物。在另一個步驟中，根據從測定熱級流出物和催化級流出物得到的結果，獨立調節第一熱級和第二熱級的至少一個熱級中的操作參數。
