[發(fā)明專利]一種低溫克勞斯硫磺回收工藝及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910058717.0
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號: CN101519192A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發(fā)明（設計）人: 張驚濤
• 申請（專利權(quán)）人: 成都賽普瑞興科技有限公司
• 主分類號: C01B17/04
• 分類號: C01B17/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉明芳;吳彥峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硫磺回收工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種采用低溫克勞斯方法對天然氣凈化處理、煉油、煤化工等硫磺進行回收的工藝及裝置。

背景技術(shù)

目前，從含硫化氫的酸氣中回收硫磺的技術(shù)有：常規(guī)克勞斯工藝、克勞斯延伸工藝、常規(guī)克勞斯+還原吸收類尾氣處理工藝。它們的基本工藝流程和缺點介紹如下：

1.常規(guī)克勞斯工藝：

產(chǎn)生于1890年，1938年工業(yè)化。其主要反應有：

(1)熱反應段(燃燒爐中進行)：

H₂S+1.5O₂＝SO₂+H₂O+518.9kJ/mol???????(2-1)

H₂S+0.5SO₂＝0.75S₂+H₂O-4.75kJ/mol????(2-2)

式(2-1)反應的放出的熱量為式(2-2)反應的2.5倍，燃燒爐內(nèi)的高溫賴其維持。

(2)催化反應段(催化劑床層中進行)：

H₂S+0.5SO₂＝1.5/n·S_n+H₂O+48.05kj/mol????(2-3)

此外還包括一些副反應：酸氣中烴類的氧化反應，H₂S裂解反應以及爐內(nèi)有機硫(COS及CS₂)的生成反應及催化段有機硫的水解反應等。

常規(guī)克勞斯工藝的缺點是：由于克勞斯反應受熱力平衡和動力學平衡等因素的限制，常規(guī)克勞斯裝置的硫回收率通常只能達到94％～97％，裝置尾氣經(jīng)焚燒后SO₂排放量大，濃度高，對環(huán)境污染大。

目前已極少單獨采用常規(guī)克勞斯工藝。

2.常規(guī)克勞斯+還原吸收類尾氣處理工藝：

此工藝是將常規(guī)克勞斯尾氣中各種形態(tài)的硫及硫化物還原為H₂S，然后進行吸收，這類方法的總硫收率最高可達99.8％，焚燒尾氣中SO₂≤300ppm。其中應用比較廣泛的是SCOT工藝和BSRP工藝。

這類工藝流程復雜，設備多，投資大，運行成本高，所回收的硫遠不能抵償操作費用，一般只有在硫磺回收裝置的規(guī)模很大或者環(huán)保要求很嚴格的情況下選用。

3.克勞斯延伸工藝：

此類工藝有冷床吸附類的CBA工藝、MCRC工藝、采用絕熱反應+催化床層移熱等溫反應的Clinsulf?SDP工藝和直接氧化類的SuperClaus工藝、ClinsulfDO工藝等。

(1)CBA工藝和MCRC工藝：

一般有三床流程(1床常規(guī)克勞斯反應器+1床高溫再生反應器+1床低溫吸附態(tài)反應器)和四床流程兩種(1床常規(guī)克勞斯反應器+1床高溫再生反應器+2床低溫吸附態(tài)反應器)。高溫再生反應器和低溫吸附態(tài)反應器周期性切換操作，低溫吸附態(tài)反應器在過程氣硫露點下操作，有利于化學平衡向生成硫的方向進行，從而提高硫的轉(zhuǎn)化率。由于低溫吸附態(tài)反應器中的溫度低，接近硫露點，低溫吸附態(tài)反應器中的催化劑不斷吸附液硫，催化劑活性逐漸失活，因此必須提高低溫吸附態(tài)反應器溫度，排出催化劑吸附的液硫使催化劑再生。完成再生的反應器逐步由常規(guī)克勞斯反應向低溫吸附態(tài)過渡直至飽和。三床流程總硫回收率約99.2％，四床流程中總硫回收率約99.4％。該工藝的缺點是低溫吸附態(tài)反應器液硫積存于催化劑上，需周期性切換再生，因而是種非穩(wěn)態(tài)工藝，在反應器切換期間，硫收率會有所降低。

(2)Clinsulf?SDP工藝：

采用常規(guī)Claus絕熱反應+亞露點的催化床層移熱等溫反應，常規(guī)Claus絕熱反應有利于有機硫的水解，并可得到較高反應速率，一般總硫回收率約99.2％；亞露點反應的等溫反應段則可保證較高的轉(zhuǎn)化率。該工藝的缺點是設備結(jié)構(gòu)復雜，反應器切換期間，硫收率會有所降低，高壓蒸汽冷凝后循環(huán)，熱能無法利用。

(3)Superclaus工藝：