[發明專利]一種克勞斯尾氣處理工藝

在審

• 申請號: 201710804048.1
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN107500253A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 徐作鋒;魏冰;劉開源;張素利
• 申請（專利權）人: 中冶焦耐（大連）工程技術有限公司
• 主分類號: C01B17/16
• 分類號: C01B17/16;B01D53/14
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及煉焦化工產品回收技術領域，尤其涉及一種克勞斯尾氣處理工藝。

背景技術

目前，焦化行業的克勞斯工藝沒有尾氣處理措施，其尾氣回兌到焦爐煤氣系統。

焦化行業的克勞斯工藝通常由燃燒段和一級、兩級催化段組成，通過在燃燒段內控制H₂S的不完全燃燒比例，使1/3的H₂S生成SO₂，H₂S與SO₂生成元素硫。到催化段，在催化劑作用下，H₂S與SO₂以化學計算比反應生成元素硫；再將生成的氣態硫冷凝成液態硫分離。

在克勞斯反應中，其進程受反應溫度、化學平衡、可逆反應的限制，在尾氣中存在H₂S、S、SO₂、N₂等氣體，它們只能回兌到煤氣系統，不能外排。尾氣含有大量的惰性氣體如N₂，大約接近一半。

而實際的焦爐煤氣按不同的用途，如冶金燃料、城市煤氣、化工原料等，主要分為兩種情況：

情況一：焦爐煤氣組成中對惰性氣體含量沒有要求，即常規流程,用作冶金燃料、城市煤氣等。

情況二：焦爐煤氣組成中對惰性氣體含量有要求，即特殊流程，如利用焦爐煤氣為原料制甲醇、LNG工藝等。

對于第一種情況，通常用蒸汽夾套伴熱和噴淋手段解決尾氣輸送堵塞問題。而對于后一種情況，目前還沒有解決措施。

以焦爐煤氣為原料的制甲醇工藝、制LNG工藝，尾氣的回兌勢必增加氣體輸送能力和壓縮功。實踐表明，以年產300萬噸焦炭規模為例，尾氣回兌原料氣中N₂含量增加2～3％，在生產甲醇、LNG工藝中能耗增加約200KW。N₂最終以馳放氣排到大氣中，不參與化學反應。

綜上，不論哪一種情況，既要解決堵塞，又要解決惰性氣體含量大的難題。特別是對原料氣中惰性氣體含量要求比較嚴格的工藝，例如利用焦爐煤氣制甲醇、焦爐煤氣制LNG等工藝，要盡可能降低惰性氣體含量，以減少運行成本，提高效率，實現節約能源的目標。

發明內容

本發明提供了一種克勞斯尾氣處理工藝，具有運行成本低、節約能源、綠色環保的優點。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種克勞斯尾氣處理工藝，包括如下步驟：

1)從克勞斯工藝硫冷凝器出來的克勞斯尾氣，在一段過程氣換熱器中與一段反應器出來的過程氣換熱后，與還原性氣體混合進入到加氫反應器，將克勞斯尾氣中幾乎全部的硫及硫化物轉化為H₂S；

2)從加氫反應器出來的克勞斯尾氣進入二段過程氣換熱器中與進入二段反應器的過程氣換熱冷卻，再通過三程硫冷凝器產生低壓蒸汽，從三程硫冷凝器出來的克勞斯尾氣經冷凝冷卻器冷卻后，進入汽液分離器進行汽液分離，然后壓送到脫硫吸收塔；汽液分離器分離出的液體送煤氣凈化裝置；

3)在脫硫吸收塔中，克勞斯尾氣中的大部分H₂S、CO₂被來自煤氣凈化裝置的脫硫液吸收，吸收了H₂S、CO₂的富液送回煤氣凈化裝置再生，再生后的氣體作為克勞斯的原料生產元素硫；

4)為保證H₂S的洗滌效果，在脫硫吸收塔上部設置堿洗段，噴灑的新鮮堿液是來自煤氣凈化裝置脫硫單元的補充液；克勞斯尾氣中的H₂S脫除到200mg/Nm³以下后，送到焦爐煤氣系統或回爐煤氣系統。

所述從克勞斯工藝硫冷凝器出來的克勞斯尾氣溫度為130～160℃；加氫反應器中填加常溫催化劑或低溫催化劑，在一段過程氣換熱器內加熱時，常溫反應加熱到280～300℃，低溫反應加熱到200～240℃；克勞斯尾氣在二段過程氣換熱器中冷卻到150～220℃，通過三程硫冷凝器時產生0.3MPa(a)的蒸汽；然后經冷凝冷卻器冷卻至20～40℃。

所述與克勞斯尾氣混合后進入加氫反應器的還原性氣體是凈化后的焦爐煤氣或氫氣，所述凈化后的焦爐煤氣的含氫量為50～60％；在加氫反應器中，通過填加常溫催化劑或低溫催化劑，使克勞斯尾氣中的硫成分轉化為H₂S，將殘余的COS、CS₂水解為H₂S，使克勞斯尾氣中的硫元素以H₂S的形式存在。

所述克勞斯尾氣采用直接壓送或風機抽吸的方式輸送。