從含硫化氫氣體中獲得高純硫的方法

2023-05-31 08:04:51

專利名稱：從含硫化氫氣體中獲得高純硫的方法
技術領域：
本發明涉及環保技術領域，特別涉及一種從含硫化氫氣體中獲 得高純硫的方法。
背景技術：
我國能源探明儲量中，96%的是煤炭，油氣資源僅佔總量的4 %左右。因此煤炭是我國能源的主力，所以近幾年來以煤為原料制 曱醇和合成氨以及煤制油和烯烴不斷增多，以緩解油氣資源的壓 力。新 一 代煤化工是以碳 一 化學為基礎，合成各種燃料油和化工 產品。在煤化工反應過程中，由於煤中含有硫等雜質，這些雜質存 在於煤氣中，對煤氣進一步使用有毒害作用，必須去除；同時，單 質硫的回收具有較高的經濟價值。煤中硫成分的複雜性以及受煤化 工工藝、溫度不同的影響，煤中硫轉化到氣體中硫的形態是非常復 雜的，主要是無機硫(H2S )以及各種形態的有機硫，這對硫的脫 除和硫的回收帶來困難。由於使用了低溫甲醇工藝從變換氣中將H2S等含硫酸性氣脫 下來，進行提濃，再生出來的酸性氣含硫可達到25%,甚至更高。 由於氣量較大，單獨使用我公司(晟宜疏回收技術)以前申報的繞 管式催化氧化反應器，雖然解決了克勞斯反應在環保上不能達到排 放標準的問題，但是對於高濃度的氣源，需要建兩套硫回收裝置， 並需要設置循環風機將尾氣升壓將酸性氣體的濃度降低到H2S5 /"V、下。這樣不僅增加了操作費用，也增大了設備，增大了設備投資。 發明內容本發明主要目的是解決上述問題，提供一種從含硫化氫氣體 中獲得高純硫的方法，該方法在不增加操作費用和設備投資的情況 下，能夠在符合環保的要求下，獲得高純硫。為了達到上述目的，本發明提供的技術方案是 一種從含硫 化氫氣體中獲得高純硫的方法，其步驟為將含硫化氫的氣體經過 酸性氣分水罐除去液態水後進入酸性氣燃燒爐，出爐後的高溫氣體 先進高壓鍋爐產生蒸汽同時降溫後，進氣氣換熱器、廢熱鍋爐降溫， 進入一級冷凝器冷卻至150。C左右，分離出液硫；從一級冷凝器出 來的氣體經過氣氣換熱器提溫到200-22(TC左右進入一段反應器進 行催化氧化反應，反應後經二級冷凝器降溫和分離下液硫；分離後 的氣體進入酸性氣預熱器用中壓蒸汽加熱到200-22(TC進繞管式催 化氧化反應器；反應後的氣體進入硫冷凝器冷卻氣體並冷凝氣體中 的硫，再進入硫分離器；分離出液態硫的氣體經噴水降溫後進入洗 滌塔；然後放空；該從含硫化氫氣體中獲得高純硫的方法在一段反 應器進行催化氧化反應後，檢測硫化氫和二氧化硫的含量，控制酸 性氣燃燒爐的空氣進氣量，使得一段反應器進行催化氧化反應後硫 化氫和二氧化硫的含量比在2: l到7: l之間；硫化氫的氣體的濃度小於25%時，在進入酸性氣燃燒爐後加入 燃料燃燒；從洗滌塔出來的氣體燃燒後放空。本發明從含硫化氫氣體中獲得高純硫的方法的工作原理及有益效果含硫化氫氣體經過酸性氣分水罐除去液態水後進入酸性氣 燃燒爐，與按一定比例配入的空氣混合燃燒，控制空氣的進氣量， 爐內發生的主反應為下列的氧化反應formula see original document page 5出爐後的高溫氣體先進高壓鍋爐產4. OMPa左右的蒸汽同時降 溫後，進氣氣換熱器、廢熱鍋爐降溫，進入一級冷凝器冷卻至150 °C,在此分離出液硫。從一級冷凝器出來的氣體經過氣氣換熱器提 溫到200-22(TC進入一段反應器進行低溫克勞斯轉化反應，得到高 的克勞斯轉化率。反應後的氣體進入二級冷凝器回收硫磺，脫去硫磺後的氣體-進入酸性氣預熱器用中壓蒸汽(40Bar)加熱到200-220°C進入繞管 式催化氧化反應器(此時，含硫化氫和二氧化硫的濃度應在5%以 下)，反應器裝填催化劑(二氧化鈦)，在反應器中總的化學反應是 硫化氳與二氧化硫反應生成硫和水，具體到絕熱層，其反應是formula see original document page 5由於H2S: S(h的比值在2: 1到7: 1之間，在催化劑作用下， H2S + S02 — H20 + S2的反應瞬間完成，得到單質硫。在等溫層的反應是 H2S + 02 — S + H20 H2S + S02 — H20 + S2這樣，利用一段反應器進行克勞斯反應含有的S02,增加了單 質硫產生的機會。入繞管式催化氧化反應器反應產生的熱量提高自身的溫度， 反應器釆用內水-蒸汽管冷，與汽包相連接，調節汽包壓力來控制 反應器內的溫度，反應氣進入硫冷凝器冷卻氣體並冷凝氣體中的 硫，硫冷凝器的管外產生低壓蒸汽，調節蒸汽的壓力來調節管程的 出口溫度，既要使氣體中的硫冷凝下來，又不能低於硫的凝固點而 使管道堵塞，再進入硫分離器，分離出液態硫的氣體經噴水降溫後 進入洗滌塔，對殘留的硫化合物進行再次的洗滌，使放空氣達到環 保要求，去放空總管放空。在一段反應器進行克勞斯反應控制反應溫度為200-22(TC,使 該反應段在較低溫度下進行，使得硫的轉化率更高。若氣源硫化氬的氣體的濃度小於25%時，在進入酸性氣燃燒爐 後加入燃料燃燒，是由於濃度小於25°/。時所放熱量不能維持反應， 加燃料，使得該方法範圍更廣泛。從洗滌塔出來的氣體的硫化氫的含量，低於1000ppm,達到了 國家的環保要求，但是對於大氣量的排放總量可能較大，這時燃燒 後放空，保證排放總量小。
具體實施例方式實施例1:以配用年產量20萬噸曱醇工程的硫化氬催化氧化 反應器為例，硫化氫的濃度為26%:一種從含硫化氫氣體中獲得高純硫的方法，其步驟為將含 硫化氫的氣體經過酸性氣分水罐除去液態水後進入酸性氣燃燒爐， 出爐後的高溫氣體先進高壓鍋爐產生4.畫Pa蒸汽同時降溫後，進 氣氣換熱器、廢熱鍋爐降溫，進入一級冷凝器冷卻至150°C,分離出 液硫；從一級冷凝器出來的氣體經過氣氣換熱器提溫到20(TC進入 一段反應器進行克勞斯反應，反應後經二級冷凝器降溫和分離下液 硫；分離後的氣體進入酸性氣預熱器用中壓蒸汽加熱到22(TC進繞 管式催化氧化反應器；反應後的氣體進入硫冷凝器冷卻氣體並冷凝 氣體中的硫，再進入硫分離器；分離出液態硫的氣體經噴水降溫後 進入洗滌塔；然後放空；該從含硫化氫氣體中獲得高純硫的方法在 一段反應器進行克勞斯反應後，檢測硫化氫和二氧化硫的含量，控 制酸性氣燃燒爐的空氣進氣量，使得一段反應器進行催化氧化反應 後硫化氬和二氧化硫的含量比在2: 1;該從含硫化氫氣體中獲得高純硫的方法的工作原理及有益效 果含硫化氫氣體經過酸性氣分水罐除去液態水後進入酸性氣燃燒 爐，與按一定比例配入的空氣混合燃燒，控制空氣的進氣量，爐內 發生的反應為下列的氧化反應H2S + 3/2 02 — S02 + H20 + QlH2S + 1/2 S02 — H20 + 3/4 S2 + Q2出爐後的高溫氣體先進高壓鍋爐產4. OMPa左右的蒸汽同時降 溫後，進氣氣換熱器、廢熱鍋爐降溫，進入一級冷凝器冷卻至150 。C，在此分離出液硫。從一級冷凝器出來的氣體經過氣氣換熱器提 溫到20(TC進入一段反應器進行克勞斯反應。反應後的氣體進入二級冷凝器回收硫磺，脫去硫磺後的氣體 進入酸性氣預熱器用中壓蒸汽(40Bar)加熱到220。C進入繞管式催 化氧化反應器，反應器裝填催化劑(二氧化鈦)，在反應器中總的 化學反應是硫化氫與二氧化硫反應生成硫和水，具體到絕熱層，其 反應是H2S + 02 — S + H20h2s + S02 — h20 + s2H2S + o2 — S02 + h2o由於IhS: S(h的比值在2: 1到7: 1之間，在催化劑作用下， H2S + S02 — H20 + s2的反應瞬間完成，得到單質硫。在等溫層的反應是H2S + 02 — S + H20H2S + S02 — H20 + S2這樣，利用一段反應器進行克勞斯反應含有的S(h，增加了單 質硫產生的機會。入繞管式催化氧化反應器反應產生的熱量提高自身的溫度， 反應器採用內水-蒸汽管冷，與汽包相連接，調節汽包壓力來控制反應器內的溫度，反應氣進入硫冷凝器冷卻氣體並冷凝氣體中的 硫，硫冷凝器的管外產生低壓蒸汽，調節蒸汽的壓力來調節管程的 出口溫度，既要使氣體中的硫冷凝下來，又不能低於硫的凝固點而 使管道堵塞，再進入硫分離器，分離出液態硫的氣體經噴水降溫後 進入洗滌塔，對殘留的硫化合物進行再次的洗滌，使放空氣達到環 保要求，去放空總管放空。
具體實施方式
2:以配用年產量20萬噸的曱醇工程的硫化氫 催化氧化反應器為例，硫化氫的濃度為20%左右與實施例1不同之處在於分離後的氣體進入酸性氣預熱器 用中壓蒸汽加熱到22(TC進繞管式催化氧化反應器；在一段反應器 進行催化氧化反應控制反應溫度為220°C，使該反應段在較低溫度 下進行，使得硫的轉化率更高；因氣源硫化氫的氣體的濃度小於25% 時，在進入酸性氣燃燒爐後加入燃料燃燒，使得該方法範圍更廣泛。
具體實施方式
3:以配用年產量20萬噸的曱醇工程的硫化氫 催化氧化反應器為例，硫化氫的濃度為30%左右與實施例1不同之處在於分離後的氣體進入酸性氣預熱器 用中壓蒸汽加熱到200。C進繞管式催化氧化反應器；在一段反應器 進行克勞斯反應控制反應溫度為20(TC,使該反應段在較低溫度下 進行，使得硫的轉化率更高；從洗滌塔出來的氣體燃燒後放空，此 段氣體的硫化氫的含量，低於1000ppm,達到了國家的環保要求， 但是對於大氣量的排放總量可能較大，這是燃燒後放空，保證排放總量小。綜上所述本實用新型催化氧化反應器適用於處理不同濃度硫化氫等氣體；硫的回收率高，副產品的純度高；在不增加操作費用 和設備投資的情況下，能夠在符合環保的要求下，獲得高純硫。雖然本發明利用上述實施例進行了詳細地闡述，但並不是限 定本發明，任何本領域的技術人員，應當可作各種的更動與修改， 在不脫離本發明的精神和範圍內，應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種從含硫化氫氣體中獲得高純硫的方法，其步驟為將含硫化氫的氣體經過酸性氣分水罐除去液態水後進入酸性氣燃燒爐，出爐後的高溫氣體先進高壓鍋爐產生蒸汽同時降溫後，進氣氣換熱器、廢熱鍋爐降溫，進入一級冷凝器冷卻至150℃左右，分離出液硫；從一級冷凝器出來的氣體經過氣氣換熱器提溫到200-220℃左右進入一段反應器進行催化氧化反應，反應後經二級冷凝器降溫和分離下液硫；分離後的氣體進入酸性氣預熱器用中壓蒸汽加熱到200-220℃進繞管式催化氧化反應器；反應後的氣體進入硫冷凝器冷卻氣體並冷凝氣體中的硫，再進入硫分離器；分離出液態硫的氣體經噴水降溫後進入洗滌塔；然後放空；其特徵在於該從含硫化氫氣體中獲得高純硫的方法在一段反應器進行催化氧化反應後，檢測硫化氫和二氧化硫的含量，控制酸性氣燃燒爐的空氣進氣量，使得一段反應器進行催化氧化反應後硫化氫和二氧化硫的含量比在2∶1到7∶1之間。
2、 根據權利要求1所述的從含硫化氫氣體中獲得高純硫的方法，其 特徵在於所述的硫化氪的氣體的濃度小於25%時，在進入酸性氣燃燒 爐後加入燃料燃燒。
3、 根據權利要求3所述的從含硫化氫氣體中獲得高純硫的方法，其 特徵在於所述的從洗滌塔出來的氣體燃燒後放空。
全文摘要
一種從含H2S氣體中獲得高純硫的方法，將含H2S氣體除水後進酸性氣燃燒爐，出爐的氣體進高壓鍋爐產生蒸汽同時降溫，進氣氣換熱器、廢熱鍋爐降溫，進入一級冷凝器冷卻至150℃左右；一級冷凝器出來的氣體經過氣氣換熱器提溫到200℃進入一段反應器，反應後經二級冷凝器降溫分離液硫；分離後氣體進入酸性氣預熱器中壓蒸汽加熱進繞管式催化氧化反應器；反應後氣體進入硫冷凝器冷卻氣體並冷凝氣體中的硫，再進入硫分離器；分離後氣體經洗滌塔放空；該方法在一段反應器後，檢測H2S和SO2的含量，控制酸性氣燃燒爐的空氣進氣量，使得一段反應器反應後H2S和SO2含量比在2∶1到7∶1；該方法不增加操作費用、設備投資、符合環保條件下，獲得高純硫。
文檔編號C01B17/04GK101239705SQ20081010161
公開日2008年8月13日 申請日期2008年3月10日 優先權日2008年3月10日
發明者丁海榮, 邵志輝 申請人:邵志輝;丁海榮