從酸性氣體中回收硫的方法和設備的製作方法

2023-05-28 12:56:21 2

專利名稱：從酸性氣體中回收硫的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明的一個或多個實施方式涉及從酸性氣體中回收硫的方法和設備。2.相關技術的描述各種工業過程，例如天然氣處理、油精煉以及煤的氣化會產生含二氧化碳和硫化氫以及其他含硫化合物，例如硫化羰和/或硫醇的酸性氣體。可以對所述酸性氣體進行處理以對其中所含的有價值的硫進行回收，並降低排放到大氣中的硫。例如，可以使酸性氣體經過富集過程，其中酸性氣體中的硫化氫被濃縮，然後在克勞斯(Claus )硫回收單元中進行處理。克勞斯硫回收過程對該富集流進行處理，將硫化氫轉化成可回收的硫，同時產生適合在排放到大氣中之前進行焚燒的廢氣。雖然在從酸性氣體回收硫的技術領域中取得了一定的進步，但是仍然需要進行改進，特別是對於貧酸氣體而言。

發明內容
本發明的一個實施方式涉及從含硫化氫的酸性氣體中回收硫的方法。該實施方式的方法包括以下步驟:使酸性氣體與部分負載的硫吸收溶劑在酸性氣體富集區中發生接觸，從而產生硫化氫富集的硫吸收溶劑以及硫化氫減少的廢氣，其中所述硫化氫減少的廢氣包含的硫化氫的量至少為0.5摩爾％，並且在接觸前，所述部分負載的硫吸收溶劑包含的硫化氫的量至少為0.01摩爾％。

本發明的另一個實施方式涉及從含硫化氫的酸性氣體中回收硫的方法。該實施方式的方法包括以下步驟:Ca)使酸性氣體與部分負載的硫吸收溶劑在酸性氣體富集區中發生接觸，從而產生硫化氫富集的硫吸收溶劑以及硫化氫減少的廢氣；(b)從硫化氫富集的硫吸收溶劑中去除至少部分硫化氫，從而產生富集的硫化氫物流和再生的硫吸收溶劑；以及(C)使至少一部分再生的硫吸收溶劑與含硫化氫的氫化物流發生接觸，從而產生部分負載的硫吸收溶劑，其中所述硫化氫富集的硫吸收溶劑的硫化氫含量至少為2.6摩爾％。本發明的另一個實施方式涉及一種用於從酸性氣體中回收硫的硫回收系統。本實施方式的硫回收系統包括:酸性氣體富集吸收劑容器、硫吸收溶劑再生器、克勞斯硫回收單元、加熱器/混合器單元、氫化單元、驟冷柱以及尾氣處理吸收劑容器，所述酸性氣體富集吸收劑容器含有可以操作以從酸性氣體中去除硫化氫的硫吸收溶劑；所述硫吸收溶劑再生器位於所述酸性氣體富集吸收劑容器的下遊並與之流體連通，且可以操作以從硫吸收溶劑中分離硫化氫並產生富集的硫化氫物流和再生的硫吸收溶劑；所述克勞斯硫回收單元位於所述硫吸收劑再生器的下遊並與之流體連通，且可以操作以從富集的硫化氫物流中回收硫；所述加熱器/混合器單元位於所述克勞斯硫回收單元和酸性氣體富集容器的下遊並與它們流體連通，且可以操作以對來自克勞斯硫回收單元的尾氣以及來自酸性氣體富集吸收劑容器的硫化氫減少的廢氣進行混合與加熱；所述氫化單元位於所述加熱器/混合器單元的下遊並與之流體連通，且可以操作以對從加熱器/混合器單元中排出的氫化進料流進行氫化；所述驟冷柱位於所述氫化單元的下遊並與之流體連通；所述尾氣處理吸收劑容器位於所述驟冷柱的下遊並與之流體連通，且可以操作以從氫化克勞斯尾氣和酸性氣體富集廢氣中去除硫化氫。附圖簡要說明本文將參照附圖對本發明的實施方式進行描述，其中:

圖1顯示了根據本發明某些實施方式構建的用於從酸性氣體中回收硫的系統的流程圖，具體顯示了一種配置，其中初始酸性氣體與來自尾氣處理區的部分負載的硫吸收溶劑在酸性氣體富集區中發生接觸，來自酸性氣體富集區的硫化氫減少的廢氣與來自硫回收區的尾氣合併用於氫化區中的處理；以及圖2具體顯示了根據本發明某些實施方式構建的硫回收單元的流程圖。
具體實施例方式本發明的以下詳細描述參考附圖進行，所述附圖顯示了可以實施本發明的具體實施方式
。實施方式旨在對本發明的各個方面進行充分描述，使得本領域技術人員能夠實施本發明。可以採用其他實施方式並做出改變而不背離本發明的範圍。因此，以下詳述不應理解為限制性的。本發明的範圍僅由所附權利要求決定，包括各權利要求所享有的等同方案的全部範圍。首先參考圖1，該圖顯示了根據本發明實施方式的硫回收系統。在圖1的實施方式中，可以首先通過管線12將酸性氣體引入酸性氣體富集區10。本文所用術語「酸性氣體」表示含有至少5摩爾％ 二氧化碳和至少I摩爾％硫化氫的基本上為氣相的物流。酸性氣體還可以含有另外的組分，例如，水；烴類，如甲燒、乙燒、丙燒、丁燒、戍燒、己燒、乙烯和/或丙烯；硫化羰(「COS」);以及硫醇(又名硫代醇)，例如甲基硫醇(又名甲硫醇)和乙基硫醇(又名乙硫醇)。適合使用的酸性氣體的例子包括，但不限於，在油精煉過程中、煤的氣化過程中和天然氣脫硫過程中產生的酸性氣體。在一個或多個實施方式中，管線12中的酸性氣體可以包含在天然氣脫硫過程中產生的酸性氣體。如上所述，酸性氣體可以含有硫化氫。在一個或多個實施方式中，管線12中的酸性氣體可以含有濃度至少為I摩爾％、至少為5摩爾％、至少為10摩爾％、至少為15摩爾％、至少為20摩爾％或者至少為25摩爾％的硫化氫。在其他實施方式中，管線12中的酸性氣體可以含有濃度小於50摩爾％、小於40摩爾％或者小於30摩爾％的硫化氫。此外，管線12中的酸性氣體所含的硫化氫的量範圍可以為約I摩爾％至約50摩爾％、約10摩爾％至約40摩爾％或者20摩爾％至30摩爾％。如上所述，酸性氣體可以含有二氧化碳。在一個或多個實施方式中，管線12中的酸性氣體可以含有濃度至少為30摩爾％、至少為40摩爾％、至少為50摩爾％或者至少為60摩爾％的二氧化碳。此外，管線12中的酸性氣體所含的二氧化碳的量範圍可以為約55摩爾％至約85摩爾％、約60摩爾％至約80摩爾％或者65摩爾％至75摩爾％。如上所述，酸性氣體可以含有COS。在一個或多個實施方式中，管線12中的酸性氣體可以含有濃度至少為0.01摩爾％、至少為0.02摩爾％、至少為0.05摩爾％、至少為0.1摩爾%、至少為0.15摩爾％或者至 少為0.2摩爾％的COS。此外，管線12中的酸性氣體所含的COS的量範圍可以為約0.001摩爾％至約I摩爾％、約0.01摩爾％至約0.5摩爾％或者0.02摩爾％至0.25摩爾％。
如上所述，酸性氣體可以含有硫醇。在一個或多個實施方式中，管線12中的酸性氣體可以含有總濃度至少為0.01摩爾％、至少為0.02摩爾％、至少為0.05摩爾％、至少為0.1摩爾％、至少為0.15摩爾％或者至少為0.2摩爾％的硫醇。此外，管線12中的酸性氣體所含的總硫醇濃度的範圍可以為約0.001摩爾％至約I摩爾％、約0.01摩爾％至約0.5摩爾％或者0.02摩爾％至0.25摩爾％。在一個或多個實施方式中，管線12中的酸性氣體可以含有合併濃度至少為0.01摩爾％、至少為0.02摩爾％、至少為0.05摩爾％、至少為0.1摩爾％、至少為0.15摩爾％或者至少為0.2摩爾％的甲基硫醇和乙基硫醇。本文用於描述兩種或更多種組分的濃度的術語「合併濃度」表示任意單個組分可以構成全部評估濃度，或者兩種或更多種或者全部組分的濃度的任意組合可以加起來構成全部評估濃度。此外，管線12中的酸性氣體可以含有合併濃度範圍為約0.001摩爾％至約I摩爾％、約0.01摩爾％至約0.5摩爾％或者0.02摩爾％至0.25摩爾％的甲基硫醇和乙基硫醇。如上所述，酸性氣體可以含有COS和硫醇。在一個或多個實施方式中，管線12中的酸性氣體可以含有合併濃度至少為0.01摩爾％、至少為0.025摩爾％、至少為0.05摩爾％、至少為0.1摩爾%、至少為0.15摩爾％或者至少為0.2摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。此外，管線12中的酸性氣體 可以含有合併濃度範圍為約0.01摩爾％至約2摩爾％、約0.05摩爾％至約I摩爾％或者0.1摩爾％至0.5摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。此外,管線12中的酸性氣體中的COS和硫醇的合併濃度可以構成管線12裡的酸性氣體中含硫化合物總量的至少0.1摩爾％、至少0.5摩爾％、至少I摩爾％或者至少2摩爾％。本文所用術語「含硫化合物」指的是任意含硫分子，包括元素硫。管線12中的酸性氣體可以主要在氣相中。本文所用術語「主要」、「佔主導的」和「大部分」表示大於50%。在一個或多個實施方式中，管線12中至少80摩爾％、至少90摩爾％、至少95摩爾％或者至少99摩爾％的酸性氣體可以在氣相中。此外，在各個實施方式中，管線12中的酸性氣體的溫度範圍可以是約10至約100° C，約25至約85° C或者40至50° C。除此之外，管線12中的酸性氣體的壓力範圍可以是約O至約200千帕表壓(「kPag」)、約50至約150kPag或者75至125kPag。此外，管線12中的酸性氣體的體積流速範圍可以是約100至約10，000立方米每小時(「m3/h」)、約500至約5，OOOmVh或者1，000至 3，OOOmVh。如上所述，可以將管線12中的酸性氣體引入酸性氣體富集區10中。可以操作酸性氣體富集區10以促進通過管線12引入的酸性氣體與通過管線14引入到酸性氣體富集區10中的部分負載的硫吸收溶劑之間的接觸。可以在酸性氣體富集區10中採用本領域已知或者之後發現的任意合適的方法和設備。在一個或多個實施方式中，可以將酸性氣體富集區10限定為酸性氣體富集吸收劑容器，所述酸性氣體富集吸收劑容器配置成促進來自管線12的酸性氣體與來自管線14的部分負載的硫吸收溶劑之間的對流接觸。所述酸性氣體富集吸收劑容器可以包括用於接收來自管線14的部分負載的硫吸收溶劑的上進口和用於接收來自管線12的酸性氣體的下進口。在一個或多個實施方式中，可以將酸性氣體富集區10限定在填充塔或者盤式塔中。如果採用盤式塔，則酸性氣體富集區10可以包含多個促進接觸的浮閥塔盤。在一個或多個實施方式中，酸性氣體富集區10可以具有範圍為約I個至約30個的浮閥塔盤。在其他實施方式中，當採用填充塔時，酸性氣體富集區10可以具有範圍為約I個至約10個的理論塔板。
酸性氣體富集區10中採用的反應條件可以是本文所述的實現酸性氣體富集的任意合適的條件。在一個或多個實施方式中，酸性氣體富集區10中採用的溫度範圍可以是約25至約85° C。此外，酸性氣體富集區10中採用的壓力範圍可以是約O至約200kPag。此外，上述來自管線12的酸性氣體以及來自管線14的部分負載的硫吸收溶劑可以以約0.01:1至約1:1、約0.03:1至約0.3:1或者0.05:1至0.15:1的摩爾比範圍存在於酸性氣體富集區10中。如下詳述，管線14中的部分負載的硫吸收溶劑可以是用再生的硫吸收溶劑對氫化的克勞斯尾氣和酸性氣體富集的廢氣進行處理得到的物流。本文所用術語「部分負載的硫吸收溶劑」表示含有硫化氫的硫吸收溶劑。在一個或多個實施方式中，管線14中的部分負載的硫吸收溶劑的硫化氫濃度至少為0.01摩爾％、至少為0.1摩爾％或者至少為0.5摩爾％。此外，管線14中的部分負載的硫吸收溶劑所含的硫化氫的濃度範圍可以為約0.01摩爾％至約10摩爾％、約0.05摩爾％至約5摩爾％或者0.1摩爾％至I摩爾％。此外，管線14中的部分負載的硫吸收溶劑含有的硫化氫的濃度可以小於5摩爾％、小於3摩爾％、小於I摩爾％、小於0.8摩爾％、小於0.6摩爾％、小於0.5摩爾％、小於0.4摩爾％或者小於0.3摩爾％。此外，管線14中的部分負載的硫吸收溶劑可以包含硫吸收溶劑。可以從含硫物流中吸收一種或多種類型的含硫化合物的本領域已知或者之後發現的任何合適的硫吸收溶劑可以用作本發明各種實施方式中的硫吸收溶劑。在一個或多個實施方式中，所述硫吸收溶劑可以是優先吸收硫化氫的選擇性硫吸收溶劑。合適的硫吸收溶劑的例子包括，但不限於，鏈烷醇胺，例如單乙醇胺(「MEA」)、二乙醇胺(「DEA」)、甲基二乙醇胺(「MDEA」)、二異丙胺(「DIPA」)以及二甘醇胺(「DGA」)或者它們的兩種或更多種的混合物。合適的市售可得的硫吸收溶劑的例子包括，但不限於，購自美國維吉尼亞州費爾法克斯市埃克森美孚研究和工程公司(ExxonMobil Research andEngineering Company (Fairfax, VA))的 FLEXSORB。在一個實施方式中，硫吸收溶劑可以包含MDEA。在一個或多個實施方式中，管線14中的部分負載的硫吸收溶劑可具有至少為I摩爾％、至少為5摩爾％或者至少為10摩爾％的硫吸收溶劑濃度。此外，管線14中的部分負載的硫吸收溶劑可具有約I摩爾％至約20摩爾％、約5摩爾％至約15摩爾％或者10摩爾％至12摩爾％的硫吸收溶劑濃度範圍。如上所述，可以操作酸性氣體富集區10以促進通過管線12引入的酸性氣體與通過管線14引入的部分負載的硫吸收溶劑之間的接觸。所述酸性氣體和部分負載的硫吸收溶劑之間的接觸會使得部分負載的硫吸收溶劑從酸性氣體中吸收硫化氫以及可任選的其他含硫化合物，從而形成硫化氫減少的廢氣以及硫化氫富集的硫吸收溶劑。可以通過管線16對硫化氫減少的廢氣進行回收，同時通過管線18對硫化氫富集的硫吸收溶劑進行回收。在一個或多個實施方式中，來自管線14的部分負載的硫吸收溶劑與來自管線12的酸性氣體之間的接觸可足以從酸性氣體中去除至少60摩爾％、至少80摩爾％或者至少95摩爾％的硫化氫。此外，來自管線14的部分負載的硫吸收溶劑與來自管線12的酸性氣體之間的接觸可足以從酸性氣體中去除範圍為約60摩爾％至約100摩爾％、約80摩爾％至約100摩爾％或者95摩爾％至100摩爾％的硫化氫。

但是，應注意，根據本發明的某些方面，允許隨管線16中的硫化氫減少的廢氣一起離開酸性氣體富集區10的硫化氫的量可以高於其他一些傳統酸性氣體富集方法中硫化氫的量。雖然不希望受到理論的限制，但是我們認為這種情況與本發明的其他各種實施方式相結合，能夠實現節約能源和較低基建成本之間的協同，而沒有犧牲總體的硫回收。因此，在一個或多個實施方式中，管線16中的硫化氫減少的廢氣可以含有濃度至少為0.1摩爾％、至少為0.2摩爾％、至少為0.3摩爾％、至少為0.4摩爾％、至少為0.5摩爾％、至少為0.6摩爾％、至少為0.7摩爾％、至少為0.8摩爾％、至少為0.9摩爾％、至少為I摩爾％、至少為1.1摩爾%、至少為1.2摩爾%、至少為1.3摩爾%、至少為1.4摩爾％或者至少為1.5摩爾％的硫化氫。在其他各種實施方式中，管線16中的硫化氫減少的廢氣可以含有濃度範圍為約0.01摩爾％至約10摩爾％、約0.05摩爾％至約5摩爾％或者0.1摩爾％至2摩爾％的硫化氫。此外,來自管線12的酸性氣體中至少0.1摩爾％、至少0.5摩爾％、至少1.0摩爾％、至少1.5摩爾％或者至少2.0摩爾％的硫化氫可以隨管線16中的硫化氫減少的廢氣一起離開酸性氣體富集區10。

管線16中的硫化氫減少的廢氣還可以包含COS和/或一種或多種類型的硫醇，例如甲基硫醇和乙基硫醇。在一個或多個實施方式中，管線16中的硫化氫減少的廢氣可以含有合併濃度至少為0.01摩爾％、至少為0.037摩爾％、至少為0.1摩爾％、至少為0.2摩爾％或者至少為0.3摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。此外，管線16中的硫化氫減少的廢氣可以含有單個濃度分別至少為0.01摩爾％、至少為0.037摩爾％、至少為0.1摩爾％、至少為0.2摩爾％或者至少為0.3摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。此外，管線16中的硫化氫減少的廢氣可以含有合併濃度範圍為約0.01摩爾％至約10摩爾％、約0.05摩爾％至約5摩爾％或者0.1摩爾％至I摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。此外，管線16中的硫化氫減少的廢氣可以含有單個濃度範圍分別為約0.01摩爾％至約10摩爾％、約0.05摩爾％至約5摩爾％或者0.1摩爾％至I摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。在一個或多個實施方式中，來自管線12的酸性氣體中至少80摩爾％、至少90摩爾％或者至少95摩爾％的COS可以隨管線16中的硫化氫減少的廢氣一起離開酸性氣體富集區10。此外，來自管線12的酸性氣體中至少80摩爾％、至少90摩爾％或者至少95摩爾％的硫醇可以隨管線16中的硫化氫減少的廢氣一起離開酸性氣體富集區10。管線16中的硫化氫減少的廢氣還可以包含各種其他組分，包括，但不限於，二氧化碳、水和一種或多種類型的烴。在一個或多個實施方式中，管線16中的硫化氫減少的廢氣可以包含濃度至少為60摩爾％、至少為70摩爾％、至少為80摩爾％或者至少為90摩爾％的二氧化碳。此外，管線16中的硫化氫減少的廢氣包含的二氧化碳的量的範圍可以為約50摩爾％至約99摩爾％或者75摩爾％至95摩爾％。如上所述，可以通過管線18從酸性氣體富集區10回收硫化氫富集的硫吸收溶劑。管線18中的硫化氫富集的硫吸收溶劑可以包含硫吸收溶劑、二氧化碳、硫化氫以及其他含硫化合物，例如，甲基硫醇、乙基硫醇和COS。在一個或多個實施方式中，管線18中的硫化氫富集的硫吸收溶劑含有的硫吸收溶劑的量的範圍可以是約5摩爾％至約15摩爾％。此外，管線18中的硫化氫富集的硫吸收溶劑包含的硫化氫的量的範圍可以是至少I摩爾％、至少2摩爾％、至少2.6摩爾％、至少4摩爾％或者至少5摩爾％。此外，管線18中的硫化氫富集的硫吸收溶劑含有的硫化氫的量的範圍可以小於20摩爾％、小於15摩爾％或者小於10摩爾％。同樣地，管線18中的硫化氫富集的硫吸收溶劑含有的硫化氫的量的範圍可以是約0.1至約10摩爾％。此外，管線18中的硫化氫富集的硫吸收溶劑可以含有合併濃度範圍為約O至約0.1摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。此外，管線18中的硫化氫富集的硫吸收溶劑可以含有單個濃度範圍為約O至約0.1摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。管線18中的硫化氫富集的硫吸收溶劑可以主要在液相中。在一個或多個實施方式中，管線18中至少80摩爾％、至少90摩爾％、至少95摩爾％或者至少99摩爾％的硫化氫富集的硫吸收溶劑可以在液相中。此外，管線18中的硫化氫富集的硫吸收溶劑的壓力範圍可以是約O至約200kPag。此外，管線18中的硫化氫富集的硫吸收溶劑的溫度範圍可以是約40。C至約80。C。離開酸性氣體富集區10之後，可以通過酸性氣體富集泵20將管線18中的硫化氫富集的硫吸收溶劑經過管線24泵送到酸性氣體富集熱交換器22。可以操作酸性氣體富集熱交換器22以提升管線24中的硫化氫富集的硫吸收溶劑的溫度。在一個或多個實施方式中，酸性氣體富集熱交換器22可以使硫化氫富集的硫吸收溶劑的溫度上升至少10° C至約50° C。所述酸性氣體富集熱交換器22可以是本領域已知或者之後發現的任意類型的熱交換器。在一個或多個實施方式中，酸性氣體富集熱交換器22可以包括殼型和管型熱交換器。在熱交換之後，可以通過管線26從酸性氣體富集熱交換器22回收預加熱的硫化氫富集的硫吸收溶劑。在一個或多個實施方式中，預加熱的硫化氫富集的硫吸收溶劑的溫度範圍可以是約50° C至約150° C。然後，可以將管線26中的預加熱的硫化氫富集的硫吸收溶劑引入到再生區28中。一旦進入再生區28中，可以對預加熱的硫化氫富集的硫吸收溶劑進行再生過程，以去除至少一部分其中所含的硫化氫，從而產生富集硫化氫的廢氣和再生的硫吸收溶劑。在一個或多個實施方式中，可以操作再生區28，從進入的硫化氫富集的硫吸收溶劑中去除至少50摩爾％、至少70摩爾％ 、至少90摩爾％或者至少95摩爾％的硫化氫。此外,可以操作再生區28，從硫化氫富集的硫吸收溶劑中去除至少50摩爾％、至少70摩爾％、至少90摩爾％或者至少95摩爾％的二氧化碳。可以採用本領域已知或者之後發現的適用於從硫吸收溶劑中去除至少一部分硫化氫組分的任意再生過程。在一個或多個實施方式中，可以通過從硫吸收溶劑中汽提硫化氫完成硫化氫富集的硫吸收溶劑的再生。該汽提可以通過蒸汽汽提完成。因此，在一個或多個實施方式中，再生區28可以限定在適合進行蒸汽汽提操作的容器中。可以通過重沸器30將用於汽提過程的熱供給到再生區28。再生區28中所採用的反應條件可以是實現本文所述硫吸收溶劑再生的任意合適的條件。在一個或多個實施方式中，再生區28中採用的溫度範圍可以是約75° C至約175° C。此外，再生區28中採用的壓力範圍可以是約O至約200kPag。再生之後，可以通過管線32從再生區28回收再生的硫吸收溶劑。管線32中的再生的硫吸收溶劑可以含有至少5摩爾％濃度的硫吸收溶劑。此外，管線32中再生的硫吸收溶劑可以含有小於0.1摩爾％濃度的硫化氫。此外，管線32中再生的硫吸收溶劑可以含有合併濃度小於0.01摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。在一個或多個實施方式中，管線32中再生的硫吸收溶劑的溫度範圍可以是約75° C至約175° C。此外，管線32中再生的硫吸收溶劑的壓力範圍可以是約O至約200kPag。在從再生區28回收之後，可以通過泵34將管線32中再生的硫吸收溶劑泵送到酸性氣體富集加熱交換器22，對來自管線24的硫化氫富集的硫吸收溶劑進行加熱。之後,可以在冷卻器36中對冷卻的再生的硫吸收溶劑進行進一步冷卻，經過過濾器38進行過濾，並通過管線42進入尾氣處理區40。下文對尾氣處理區40中使用再生的硫吸收溶劑進行詳細討論。可以通過管線44對再生區28中產生的富集硫化氫的廢氣進行回收。可以將管線44中富集硫化氫的廢氣輸送到回流冷凝器46，在該回流冷凝器中產生冷凝的回流和富集硫化氫的物流。可以通過管線48從回流冷凝器46回收冷凝的回流，並輸送回再生區28用作回流。可以通過管線50從回流冷凝器46回收富集硫化氫的物流，並輸送到硫回收區52。管線50中富集的硫化氫物流可以包含數種組分，包括，但不限於，硫化氫、二氧化碳、COS、一種或多種類型的硫醇以及水。在一個或多個實施方式中，管線50中富集硫化氫的物流的硫化氫濃度可以為至少10摩爾％、至少20摩爾％、至少30摩爾％或者至少40摩爾％。此外,管線50中富集硫化氫的物流可以含有濃度範圍為約10摩爾％至約90摩爾％、約20摩爾％至約70摩爾％或者30摩爾％至50摩爾％的硫化氫。在一個或多個實施方式中，管線50中富集硫化氫的物流的二氧化碳濃度可以為至少10摩爾％、至少20摩爾%、至少30摩爾％或者至少40摩爾％。此外，管線50中富集硫化氫的物流可以含有濃度範圍為約10摩爾％至約90摩爾％、約20摩爾％至約70摩爾％或者30摩爾％至50摩爾％的二氧化碳。在一個或多個實施方式中，管線50中富集硫化氫的物流可以含有合併濃度小於0.5摩爾％、小於0.1摩爾％或者小於0.05摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。在一個或多個實施方式中，管線50中富集硫化氫的物流可以含有單個濃度分別小於0.5摩爾％、小於0.1摩爾％或者小於0.05摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。如上所述，可以將管線50中富集硫化氫的物流進料到硫回收區52。可以操作硫回收區52，將來自管線50中富集硫化氫的物流的至少一部分硫化氫轉化為元素硫。在一個或多個實施方式中，可以操作硫回收區52，將來自管線50中富集硫化氫的物流的至少50摩爾％、至少70摩爾％、至少90摩爾％、至少95摩爾％、至少99摩爾％、至少99.5摩爾％或者至少99.9摩爾％的硫化氫轉化為元素硫。此外，從硫回收區52回收的元素可以是管線12裡的酸性氣體中含硫化合物與硫化氫總量的至少70摩爾％、至少80摩爾％、至少90摩爾％、至少95摩爾％、至少99摩爾％、至少99.5摩爾％或者至少99.9摩爾％。可以在硫回收區52中採用適用於將硫化氫轉化成元素硫的本領域已知或者之後發現的任意方法。在一個或多個實施方式中，硫回收區52可以採用克勞斯硫回收方法，其在下文結合圖2進行更詳細說明。仍參考圖1，在回收硫之後，可以通過管線54從硫回收區52中回收硫富集物流，並可以通過管線56回收尾氣。管線54中的硫富集物流可以含有至少90摩爾％、至少99摩爾％或者至少100摩爾％的元素硫。在一個或多個實施方式中，通過硫回收區52回收的硫的量可以等於對管線12中的酸性氣體中所有含硫化合物的大部分回收量。也就是說，可以操作本發明各種實施方式的硫回收系統，對超過50重量％的進入管線12裡的酸性氣體中的含硫化合物(例如，硫化氫、COS和硫醇)以元素硫形式進行回收。在其他實施方式中,硫回收系統可以對管線12裡 的酸性氣體中所有進入的含硫化合物的至少70重量％、至少90重量％、至少95重量％、至少99重量％或者至少99.9重量％以元素硫形式進行回收。此外，可以在時間平均的基礎上實現所述硫回收。因此，在一個或多個實施方式中，上面列出的最小硫回收率可以分別在至少I小時、至少12小時、至少I天、至少10天或者至少20天的時間內測定，作為平均硫回收率。本文中任意時間平均的測定應該基於所適用的時間段內控時相同的最少5次測量。管線56中的尾氣可以包含各種組分，包括，但不限於，硫化氫、二硫化碳、COS、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳和水。在一個或多個實施方式中，管線56中的尾氣可以含有濃度至少為5摩爾％、至少為10摩爾％或者至少為20摩爾％的二氧化碳。此外，管線56中的尾氣可以含有濃度範圍為約5摩爾％至約50摩爾％、約10摩爾％至約40摩爾％或者20摩爾％至30摩爾％的二氧化碳。在一個或多個實施方式中，管線56中的尾氣可以含有濃度至少為0.1摩爾％、至少為0.4摩爾％或者至少為0.8摩爾％的硫化氫。在其他實施方式中，管線56中的尾氣可以含有濃度小於5摩爾％、小於3摩爾％或者小於2摩爾％的硫化氫。此外，管線56中的尾氣可以含有濃度範圍為約0.1摩爾％至約5摩爾％、約0.4摩爾％至約2摩爾％或者0.8摩爾％至1.2摩爾％的硫化氫。 在一個或多個實施方式中，管線56中的尾氣可以含有濃度至少為0.01摩爾%、至少為0.05摩爾％、至少為0.1摩爾％或者至少為0.2摩爾％的⑶S。在其他實施方式中，管線56中的尾氣可以含有濃度小於5摩爾％、小於3摩爾％、小於I摩爾％或者小於0.5摩爾％的COS。此外，管線56中的尾氣可以含有濃度範圍為約0.01摩爾％至約5摩爾％、約0.05摩爾％至約3摩爾％、約0.1摩爾％至約I摩爾％或者0.2摩爾％至0.5摩爾％的COS。在一個或多個實施方式中，管線56中的尾氣可以含有濃度至少為0.01摩爾%、至少為0.05摩爾％、至少為0.1摩爾％或者至少為0.2摩爾％的二氧化硫。在其他實施方式中，管線56中的尾氣可以含有濃度小於5摩爾％、小於3摩爾％、小於I摩爾％或者小於0.5摩爾％的二氧化硫。此外，管線56中的尾氣可以含有濃度範圍為約0.01摩爾％至約5摩爾％、約0.05摩爾％至約3摩爾％、約0.1摩爾％至約I摩爾％或者0.2摩爾％至0.5摩爾％的二氧化硫。管線56中的尾氣可以主要在氣相中。在一個或多個實施方式中，管線56中至少70摩爾％、至少80摩爾％、至少90摩爾％或者至少99摩爾％的尾氣可以在氣相中。此外，管線56中尾氣的溫度範圍可以是約50° C至約250° C或者100° C至200° C。除此之外，管線56中尾氣的壓力範圍可以是約O至約IOOkPag或者20kPag至70kPag。在硫回收區52進行回收之後，可以通過管線58將管線56中的至少一部分尾氣輸送到混合區60，同時可以通過管線64將餘下的部分輸送到焚燒區62。可以對來自管線64的尾氣進行焚燒並經過煙道66排放到大氣中。在一個或多個實施方式中，輸送到混合區60的尾氣部分可以佔從硫回收區52回收的所有尾氣的約O至約100摩爾％。被引入到混合/加熱區60中的尾氣可以在其中與來自管線16的硫化氫減少的廢氣合併，所述硫化氫減少的廢氣是從酸性氣體富集區10回收的。可以操作混合區60，對來自管線16的硫化氫減少的廢氣以及來自管線58的尾氣進行加熱與混合。可以在混合/加熱區60中採用本領域已知或者之後發現的對多種氣體進行混合與加熱的任意方法。在一個或多個實施方式中，混合/加熱區60可以包含混合單元以及內嵌燃燒器或者間接加熱器。除了硫化氫減少的廢氣以及尾氣之外，還可以將燃料氣體、空氣流和/或蒸汽進料到混合區60中，從而對進入的硫化氫減少的廢氣以及尾氣進行燃燒和加熱。
在一個或多個實施方式中，可以通過管線68對所得的經混合和加熱的氣體進行回收，作為氫化進料流。管線68中的氫化進料流可以包含各種組分，包括，但不限於，硫化氫、二硫化碳、COS、二氧化硫、二氧化碳和水。在一個或多個實施方式中，管線68中的氫化進料流可以含有濃度至少為10摩爾％、至少為20摩爾％或者至少為30摩爾％的二氧化碳。此外，管線68中的氫化進料流可以含有濃度範圍為約10摩爾％至約70摩爾％、約20摩爾％至約60摩爾％或者30摩爾％至50摩爾％的二氧化碳。在一個或多個實施方式中，管線68中的氫化進料流可以含有濃度至少為0.1摩爾％、至少為0.3摩爾％或者至少為0.6摩爾％的硫化氫。在其他實施方式中，管線68中的氫化進料流可以含有濃度小於4摩爾％、小於2摩爾％或者小於I摩爾％的硫化氫。此外，管線68中的氫化進料流可以含有濃度範圍為約0.1摩爾％至約4摩爾％、約0.3摩爾％至約2摩爾％或者0.6摩爾％至I摩爾％的硫化氫。在一個或多個實施方式中，管線68中的氫化進料流可以含有合併濃度至少為0.01摩爾％、至少為0.037摩爾％、至少為0.05摩爾％、至少為0.1摩爾％或者至少為0.2摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。在其他實施方式中，管線68中的氫化進料流可以含有合併濃度小於5摩爾％、小於3摩爾％、小於I摩爾％或者小於0.5摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。此外，管線68中的氫化進料流可以含有合併濃度範圍為約0.01摩爾％至約5摩爾％、約0.05摩爾％至約3摩爾％、約0.1摩爾％至約I摩爾％或者0.2摩爾％至
0.5摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。在一個或多個實施方式中，管線68中的氫化進料流可以含有單個濃度分別至少為0.01摩爾％、至少為0.05摩爾％、至少為0.1摩爾％或者至少為0.2摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。在其他實施方式中，管線68中的氫化進料流可以含有單個濃度分別小於5摩爾％、小於3摩爾％、小於I摩爾％或者小於0.5摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。此外，管線68中的氫化進料流可以含有單個濃度範圍分別為約0.01摩爾％至約5摩爾％、約0.05摩爾％至約3摩爾％、約0.1摩爾％至約I摩爾％或者0.2摩爾％至0.5摩爾％的COS和一種或多種類型的硫醇。在一個或多個實施方式中，管線68中的氫化進料流可以含有濃度至少為0.01摩爾％、至少為0.05摩爾％或者至少為0.1摩爾％的二氧化硫。在其他實施方式中，管線68中的氫化進料流可以含有濃度小於5摩爾％、小於3摩爾％、小於I摩爾％或者小於0.5摩爾％的二氧化硫。此外，管線68中的氫化進料流可以含有濃度範圍為約0.01摩爾％至約3摩爾％、約0.05摩爾％至約I摩爾％或者0.1摩爾％至0.3摩爾％的二氧化硫。除了前述的組分之外，管線68中的氫化進料流還可以含有氫氣和一氧化碳，至少部分來源於在前述內嵌燃燒器中燃燒時產生的氣體。在一個或多個實施方式中，管線68中的氫化進料流可以含有濃度至少為0.5摩爾％、至少為I摩爾％、至少為1.5摩爾％或者至少為2摩爾％的氫氣。此外，管線68中的氫化進料流可以含有濃度範圍為約0.5摩爾％至約20摩爾％、約I摩爾％至約10摩爾％、約1.5摩爾％至約5摩爾％或者2摩爾％至3摩爾％的氫氣。在一個或多個實施方式中，管線68中的氫化進料流可以含有濃度至少為0.1摩爾％、至少為0.4摩爾％或 者至少為0.7摩爾％的一氧化碳。此外，管線68中的氫化進料流可以含有濃度範圍為約0.1摩爾％至約5摩爾％、約0.4摩爾％至約3摩爾％或者0.7摩爾％至1.1摩爾％的一氧化碳。
管線68中的氫化進料流可以主要在氣相中。在一個或多個實施方式中，管線68中至少70摩爾％、至少80摩爾％、至少90摩爾％或者至少99摩爾％的氫化進料流可以在氣相中。此外，管線68中的氫化進料流的溫度範圍可以是約100° C至約500° C，約200° C至約400° C或者250° C至350° C。除此之外，管線68中的氫化進料流的壓力範圍可以是約O至約IOOkPag或者20kPag至70kPag。從混合區60回收之後，可以將管線68中的氫化進料流引入到氫化區70中。可以操作氫化區70，將其中至少一部分的各種含硫化合物轉化成硫化氫。例如，可以操作氫化區70，使至少一部分的COS、硫醇、含硫蒸汽和/或二氧化硫轉化成硫化氫。在一個或多個實施方式中，可以操作氫化區70，將氫化進料流中至少50摩爾％、至少70摩爾％或者至少90摩爾％的COS轉化成硫化氫。此外，可以操作氫化區70，將氫化進料流中至少50摩爾％、至少70摩爾％或者至少90摩爾％的所有硫醇(例如甲基硫醇和/或乙基硫醇)轉化成硫化氫。此外，可以操作氫化區70，將氫化進料流中至少50摩爾％、至少70摩爾％或者至少90摩爾％的二氧化硫轉化成硫化氫。可以在氫化區70中採用本領域已知或者之後發現的用於將上述含硫化合物轉化成硫化氫的方法。在一個或多個實施方式中，可以利用對從管線68進入的氫化進料流中一氧化碳和氫氣的消耗，以及利用氫化反應催化劑，促進氫化區70中向硫化氫的轉化。適用於氫化區70中的市售可得的氫化反應催化劑的例子包括，但不限於，CRITERION-234或者CRITERION-534(購自美國德克薩斯州休斯敦市標準催化劑和技術公司(Criterion Catalysts&Technologies, Houston, TX))以及 AXENS TG-103 或者 AXENS TG-107 (購自美國德克薩斯州休斯敦市埃克森IFP集團技術公司(Axens IFP Group Technologies, Houston, TX))。在一個或多個實施方式中，氫化反應催化劑包含VI族和/或VIII族金屬硫化物催化劑。氫化區70中採用的反應條件可以是使上述含硫化合物轉化為硫化氫的任意合適的條件。在一個或多個實 施方式中，氫化區70中採用的溫度範圍可以是約200° C至約350° C。此外，氫化區70中採用的壓力範圍可以是約O至約200kPag。在氫化區70中發生氫化反應之後，可以通過管線72回收氫化的物流。管線72中氫化的物流可以包含各種組分，包括，但不限於，硫化氫、二硫化碳、COS、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳和水。在一個或多個實施方式中，管線72中氫化的物流可以含有濃度至少為5摩爾％、至少為10摩爾％或者至少為15摩爾％的二氧化碳。此外，管線72中氫化的物流可以含有濃度範圍為約5摩爾％至約40摩爾％、約10摩爾％至約30摩爾％或者15摩爾％至20摩爾％的二氧化碳。在一個或多個實施方式中，管線72中氫化的物流可以含有濃度至少為5摩爾％、至少為10摩爾％或者至少為15摩爾％的硫化氫。此外,管線72中氫化的物流可以含有濃度範圍為約5摩爾％至約40摩爾％、約10摩爾％至約30摩爾％或者15摩爾％至20摩爾％的硫化氫。在一個或多個實施方式中，管線72中氫化的物流可以含有單個濃度分別小於0.1摩爾％、小於0.05摩爾％、小於0.01摩爾％或者小於0.001摩爾％的C0S、二氧化硫和一種或多種類型的硫醇(例如，甲基硫醇和/或乙基硫醇)。在其他實施方式中，管線72中氫化的物流可以基本不含C0S、二氧化硫和/或一種或多種類型的硫醇(例如，甲基硫醇和/或乙基硫醇)。管線72中氫化的物流可以主要在氣相中。在一個或多個實施方式中，管線72中至少70摩爾％、至少80摩爾％、至少90摩爾％或者至少99摩爾％的氫化的物流可以在氣相中。此外，管線72中氫化的物流的溫度範圍可以是約50° C至約400° C或者250° C至350° C。除此之外，管線72中氫化的物流的壓力範圍可以是約200kPag至約500kPag或者 300kPag 至 400kPag。從氫化區70回收之後，可以將管線72中氫化的物流引入到廢熱鍋爐74中。可以操作廢熱鍋爐74，使來自管線72的氫化的物流至少部分冷卻，同時以熱的形式回收能量。廢熱鍋爐74可以採用任意已知或之後發現的廢熱鍋爐構造。在廢熱鍋爐74中進行處理之後，可以通過管線76回收冷卻的氫化的物流，作為驟冷進料流。在各種實施方式中，可以繞過廢熱鍋爐74。管線76中的驟冷進料流可以具有與如上所述的管線72中的氫化的物流基本相同的組分。此外，管線76中的驟冷進料流可以主要在氣相中。在一個或多個實施方式中，管線76中至少70摩爾％、至少80摩爾％、至少90摩爾％或者至少99摩爾％的驟冷進料流可以在氣相中。此外，管線76中的驟冷進料流的溫度範圍可以是約100° C至約200° C。除此之外，管線76中的驟冷進料流的壓力範圍可以是約O至約200kPag。從廢熱鍋爐74回收之後，可以將管線76中的驟冷進料流引入到驟冷區78中。可以操作驟冷區78，以促進相對較冷的水與從管線76進入的驟冷進料流之間的接觸，從而對來自管線76的驟冷進料流進行冷卻。在一個或多個實施方式中，在驟冷區78中的驟冷進料流的溫度可以下降至少50° C、至少75° C或者至少100° C。可以在驟冷區78中採用已知或者之後發現的用水對基本是氣相的物流進行驟冷的任意方法。在一個或多個實施方式中，驟冷區78可以限定在採用底部再循環系統80的驟冷塔中。在一個或多個實施方式中，驟冷區78中所用水的溫度範圍可以是約25° C至約45° C。此外，驟冷區78中存在的水與來自管線76的驟冷進料流的摩爾比範圍可以是約5至約15。在驟冷區78中經過處理之後，可以通過管線82對尾氣處理進料流進行回收。管線82中的尾氣處理進料流可以具有與如上所述的管線76中的驟冷進料流基本相同的組分。此外，管線82中的尾氣處理進料流可以主要在氣相中。在一個或多個實施方式中，管線82中至少70摩爾％、至少80摩爾％、至少90摩爾％或者至少99摩爾％的尾氣處理進料流可以在氣相中。此外，管線82中的尾氣處理進料流的溫度範圍可以是約25° C至約45° C。除此之外,管線82中的尾氣處理進料流的壓力範圍可以是約O至約200kPag。從驟冷區78回收之後，可以將管線82中的尾氣處理進料流引入到尾氣處理區40中。可以操作尾氣處理區40，以促進上述來自管線82的尾氣處理進料流與通過管線42引入的再生的硫吸收溶劑之間的接觸。該接觸可以使來自管線82的尾氣處理進料流中所含的硫化氫被來自管線42的再生的硫吸收溶劑吸收，從而產生部分負載的硫吸收溶劑和尾氣處理廢氣。在一個或多個實施方式中，來自管線42的再生的硫吸收溶劑與來自管線82的尾氣處理進料流之間的接觸可足以從尾氣處理進料流中去除至少90摩爾％、至少95摩爾％或者至少99.9摩爾％的硫化氫。此外，來自管線42的再生的硫吸收溶劑與來自管線82的尾氣處理進料流之間的接觸可足以從尾氣處理進料流中去除範圍為約90摩爾％至約100摩爾％、約95摩爾％至約100摩爾％或者99摩爾％至100摩爾％的硫化氫。可以在尾氣處理 區40中採用本領域已知或者之後發現的適合促進所述接觸的任意方法和設備。在一個或多個實施方式中，可以將尾氣處理區40限定在尾氣處理吸收劑容器中，所述尾氣處理吸收劑容器配置成促進來自管線82的尾氣處理進料流與來自管線42的再生的硫吸收溶劑之間的對流接觸。所述尾氣處理吸收劑容器可以包含用於接收來自管線42的再生的硫吸收溶劑的上進口和用於接收來自管線82的尾氣處理進料流的下進口。在一個或多個實施方式中，可以將尾氣處理區40限定在填充塔或者盤式塔中。如果採用盤式塔，則尾氣處理區40可以包含多個促進接觸的浮閥塔盤。在一個或多個實施方式中，尾氣處理區40可以具有範圍為約3個至約30個的浮閥塔板。在其他實施方式中，當採用填充塔時，尾氣處理區40可以具有範圍為約I個至約10個的理論塔板。尾氣處理區40中採用的反應條件可以是本文所述的實現尾氣處理的任意合適的條件。在一個或多個實施方式中，尾氣處理區40中採用的溫度範圍可以是約25°C至約45°C。此外，尾氣處理區40中採用的壓力範圍可以是約O至約200kPag。除此之外，上述來自管線82的尾氣處理進料流以及來自管線42的再生的硫吸收溶劑可以以約0.01至約1、約0.1至約0.5或者0.15至0.25的摩爾比範圍存在於尾氣處理區40中。在經過尾氣處理區40的處理之後，可以通過管線84回收部分負載的硫吸收溶劑，並由泵86通過管線14進行泵送，用於上述的酸性氣體富集區10中。儘管未示出，但是在將部分負載的硫吸收溶劑引 入到酸性氣體富集區10之前，可任選地對其進行冷卻。可以通過置於泵86和酸性氣體富集區10之間的冷卻器或者冷凝器進行該冷卻。可以通過管線88對尾氣處理區40中產生的廢氣進行回收。管線88中的尾氣處理廢氣可以包含各種組分，包括，但不限於，硫化氫、二硫化碳、COS、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳和水。在一個或多個實施方式中，管線88中的尾氣處理廢氣可以含有濃度至少為10摩爾％、至少為25摩爾％或者至少為40摩爾％的二氧化碳。此外，管線88中的尾氣處理廢氣可以含有濃度範圍為約10摩爾％至約90摩爾％、約25摩爾％至約75摩爾％或者40摩爾％至60摩爾％的二氧化碳。在一個或多個實施方式中，管線88中的尾氣處理廢氣可以含有濃度小於0.1摩爾％、小於0.05摩爾％或者小於0.02摩爾％的硫化氫。在一個或多個實施方式中，管線88中的尾氣處理廢氣可以含有單個濃度分別小於0.1摩爾％、小於0.05摩爾％、小於0.01摩爾％或者小於0.001摩爾％的COS、二氧化硫和一種或多種類型的硫醇(例如，甲基硫醇和/或乙基硫醇)。在其他實施方式中，管線88中的尾氣處理廢氣可以基本不含COS、二氧化硫和/或一種或多種類型的硫醇(例如，甲基硫醇和/或乙基硫醇)。管線88中的尾氣處理廢氣可以主要在氣相中。在一個或多個實施方式中，管線88中至少70摩爾％、至少80摩爾％、至少90摩爾％或者至少99摩爾％的尾氣處理廢氣可以在氣相中。此外，管線88中尾氣處理廢氣的溫度範圍可以是約O至約100° C或者20°C至70° C。除此之外，管線88中尾氣處理廢氣的壓力範圍可以是約IOkPag至約50kPag或者15kPag 至 30kPag。從尾氣處理區40回收之後，可以將管線88中的尾氣處理廢氣引入到焚燒區62中。可以操作焚燒區62，對來自管線88的尾氣處理廢氣進行焚燒。之後，將得到的焚燒過的氣體輸送到煙道66以排放到大氣中。仍參考圖1，上文描述了一種方法，其中可以將硫吸收溶劑從再生區28循環到尾氣處理區40，然後從尾氣處理區40循環到酸性氣體富集區10，然後從酸性氣體富集區10循環回到再生區28。在一個或多個實施方式中，硫吸收溶劑的循環速率可以小於80m3/h、小於70m3/h、小於60m3/h或者小於50m3/h。本文所用術語「循環速率」表示硫吸收溶劑在至少兩個加工步驟，例如上文所述的酸性氣體富集步驟、再生步驟和/或尾氣處理步驟之間的時間平均的流速，通過在一小時的時間段內至少進行5次等間隔測量得到。現在參考圖2,顯示了硫回收單元110。所述硫回收單元110本質上是克勞斯硫回收系統，並可用於上述參考圖1所述的硫回收區52中。在硫回收單元110運行時，首先可以通過管線112將富集硫化氫的物流引入到熱反應器114中。富集硫化氫的物流112可以與上面參考圖1所述的管線50中富集硫化氫的物流基本相同。在進行克勞斯硫回收時，可以通過以下過程將來自富集硫化氫的物流的硫化氫轉化為元素硫，即首先根據如下反應對一部分硫化氫進行初始氧化:2H2S+302 — 2 S02+2H20之後，根據如下反應使得到的二氧化硫與物流中餘下的硫化氫發生反應，以形成元素硫:2H2S+S02 — 3S+2H20仍參考圖2，可以操作熱反應器114，對來自管線112的富集硫化氫的物流進行熱氧化。然後，可以將經過氧化的物流通過管線116輸送到第一克勞斯冷凝器118，在其中通過管線120回收作為冷凝物的元素硫。管線120中的硫富集的物流可以具有與上面參考圖1所述的管線54中硫富集的物流基本相同的組分。可以通過管線122從第一克勞斯冷凝器118回收餘下的氣相。之後，可以將管線122中的氣相流輸送到預熱器124，對物流進行加熱，然後通過管線126將所述物流輸送到第一克勞斯反應器128。在第一克勞斯反應器128中，在催化條件下繼續將硫化氫轉化為元素硫。適用於第一克勞斯反應器128中的催化劑包括本領域已知或者之後發現的任意克勞斯催化劑。所述催化劑的例子包括，但不限於，活化的氧化鋁(III)和氧化鈦(IV)。在第一克勞斯反應器128中的反應之後，可以通過管線130將經過處理的物流輸送到第二克勞斯冷凝器132，在其中可以通過管線134對作為冷凝物的元素硫進行回收。管線134中的硫富集的物流可以具有與上面參考圖1所述的管線54中的硫富集的物流基本相同的組分。可以通過管線136從第二克勞斯冷凝器132回收餘下的氣相。之後，可以將管線136中的氣相流輸送到預熱器138，對物流進行加熱，然後通過管線140將所述物流輸送到第二克勞斯反應器142。在第二克勞斯反應器142中，在催化條件下繼續將硫化氫轉化為元素硫。適用於第二克勞斯反應器142中的催化劑可以與上述適用於第一克勞斯反應器128中的催化劑相同。在第二克勞斯反應器142中的反應之後，可以通過管線144將經過處理的物流輸送到第三克勞斯冷凝器146，在其中可以通過管線148對作為冷凝物的元素硫進行回收。管線148中的硫富集的物流可以具有與上面參考圖1所述的管線54中的硫富集的物流基本相同的組分。可以通過管線150從第三克勞斯冷凝器146回收餘下的氣相，作為克勞斯尾氣。管線150中的克勞斯尾氣可以具有與上面參考圖1所述的管線56中的尾氣基本相同的組分。雖然參考附圖所示的實施方式對本發明進行了描述，但是應注意，可以採用等價形式並做出替換而不背離權利要求書所要求的本發明的範圍。選擇的定義應理解以下並不是對限定的術語的排他性羅列。在前述的描述中，可能在上下文中使用限定術語的同時提供了其他的定義。

本文中所用的術語「一個」、「這個」和「所述」表示一個或多個。
文中所用的術語「和/或」在用於兩項或多項的羅列時，表示所述項中的任何一項可以單獨使用，或者可以使用所述項中的兩項或多項的任意組合。例如，如果描述一種組合物含有組分A、B和/或C，則該組合物可只含有A ;只含有B ;只含有C ;含有A和B的組合；含有A和C的組合；含有B和C的組合；或含有A、B和C的組合。文中使用的術語「包含」是開放的過渡術語，用於從該術語之前敘述的對象過渡到該術語之後敘述的一種或多種要素，其中在該過渡術語之後所列的一種或多種要素未必是構成對象的僅有的要素。本文中所用的術語「含有」具有與上面提供的「包含」相同的開放性含義。本文中所用的術語「具有」具有與上面提供的「包含」相同的開放性含義。本文中所用的術語「包括」具有與上面提供的「包含」相同的開放性含義。

數值範圍本發明說明書使用數值範圍來定量描述某些與本發明實施方式相關的參數。應理解，當給出數值範圍時，這些範圍可以理解為在字面上對僅僅敘述了該範圍下限值的權利要求限值和僅僅敘述了該範圍上限值的權利要求限值提供了支持。例如，所揭示的10至100的數值範圍可以對敘述為「大於10」(無上限)的權利要求和敘述為「小於100」(無下限)的權利要求提供支持。
權利要求
1.一種從含硫化氫的酸性氣體中回收硫的方法，所述方法包括:使所述酸性氣體與部分負載的硫吸收溶劑在酸性氣體富集區中發生接觸，從而產生硫化氫富集的硫吸收溶劑和硫化氫減少的廢氣，其特徵在於，所述硫化氫減少的廢氣包含的硫化氫的量至少為0.5摩爾％，在所述接觸之前，所述部分負載的硫吸收溶劑包含的硫化氫的量至少為0.0l摩爾％。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述酸性氣體包含濃度至少為I摩爾％的所述硫化氫，所述酸性氣體中至少1.0摩爾％的所述硫化氫隨所述硫化氫減少的廢氣一起離開所述酸性氣體富集區。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述硫化氫減少的廢氣包含的硫化氫的量至少為1.0摩爾％。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述酸性氣體包含合併濃度至少為0.025摩爾％的硫化羰和一種或多種類型的硫醇。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述酸性氣體中至少80摩爾％的所述硫化羰和所述硫醇隨所述硫化氫減少的廢氣一起離開所述酸性氣體富集區。
6.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述硫醇包含甲基硫醇和/或乙基硫醇。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述硫化氫減少的廢氣包含合併濃度至少為0.037摩爾％的硫化羰和一種或多種類型的硫醇。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，該方法還包括使至少一部分的所述硫化氫減少的廢氣氫化，從而將所述硫化氫減少的廢氣中至少一部分的所述硫醇和/或所述硫化羰轉化成硫化氫。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，該方法還包括:在所述氫化之前，使所述硫化氫減少的廢氣與克勞斯硫回收過程中產生的克勞斯尾氣合併，從而形成氫化進料流。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述氫化進料流包含合併濃度至少為0.05摩爾％的所述硫醇和所述硫化羰，所述氫化將所述氫化進料流中所述硫醇和所述硫化羰的合併濃度的至少50摩爾％轉化成硫化氫。
11.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述部分負載的硫吸收溶劑包含的硫化氫的量小於0.6摩爾％。
12.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，通過使再生的硫吸收溶劑與尾氣處理進料流接觸，在所述酸性氣體富集區上遊的尾氣處理區中形成所述部分負載的硫吸收溶劑，通過對氫化進料流進行氫化製備所述尾氣處理進料流，所述氫化進料流包含在克勞斯硫回收過程中形成的克勞斯尾氣以及至少一部分所述硫化氫減少的廢氣。
13.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述部分負載的硫吸收溶劑包含聚鏈烷醇胺。
14.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述酸性氣體和所述部分負載的硫吸收溶劑以約0.01:1至約1:1的摩爾比存在。
15.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法還包括將至少一部分所述硫化氫富集的硫吸收溶劑輸送到再生區，並在其中從所述硫化氫富集的硫吸收溶劑中分離至少一部分的硫化氫，從而形成富集硫化氫的物流和再生的硫吸收溶劑。
16.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，該方法還包括將至少一部分所述富集硫化氫的物流輸送到克勞斯硫回收過程，其中所述克勞斯硫回收過程將所述富集硫化氫的物流中的至少一部分的所述硫化氫轉化成元素硫，從而產生硫富集的物流和克勞斯尾氣。
17.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述硫化氫富集的硫吸收溶劑含有的硫化氫含量至少為2.6摩爾％。
18.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述酸性氣體除了所述硫化氫之外還包含多種含硫化合物，所述硫回收過程從所述酸性氣體中以元素硫的形式回收的所述含硫化合物和所述硫化氫佔其總量的至少99.5重量％的總量。
19.一種從含硫化氫的酸性氣體中回收硫的方法，所述方法包括: (a)使酸性氣體富集區中的所述酸性氣體與部分負載的硫吸收溶劑接觸，從而產生硫化氫富集的硫吸收溶劑和硫化氫減少的廢氣； (b)從所述硫化氫富集的硫吸收溶劑中去除至少一部分的所述硫化氫，從而產生富集硫化氫的物流和再生的硫吸收溶劑；以及 (c)使至少一部分所述再生的硫吸收溶劑與含硫化氫的氫化的物流發生接觸，從而產生所述部分負載的硫吸收溶劑， 其特徵在於，所述硫化氫富集的硫吸收溶劑的硫化氫含量至少為2.6摩爾％。
20.如權利要求19所述的方法，其特徵在於，所述酸性氣體包含濃度至少為1.0摩爾％的所述硫化氫，所述酸性氣體中至少1.0摩爾％的所述硫化氫隨所述硫化氫減少的廢氣一起離開所述酸性氣體富集區。
21.如權利要求19所述的方法，其特徵在於，所述硫化氫減少的廢氣含有的硫化氫的量至少為0.5摩爾％，所述酸性氣體包含合併濃度至少為0.025摩爾％的硫化羰和一種或多種類型的硫醇。
22.如權利要求21所述的方法，其特徵在於，所述酸性氣體中至少80摩爾％的所述硫化羰和所述硫醇隨所述硫化氫減少的廢氣一起離開所述酸性氣體富集區。
23.如權利要求21所述的方法，其特徵在於，該方法還包括使至少一部分的所述硫化氫減少的廢氣氫化，從而將所述硫化氫減少的廢氣中至少一部分的所述硫醇和/或所述硫化羰轉化成硫化氫。
24.如權利要求23所述的方法，其特徵在於，該方法還包括:在所述氫化之前，使所述硫化氫減少的廢氣與克勞斯硫回收過程中產生的克勞斯尾氣合併，從而形成氫化進料流。
25.如權利要求19所述的方法，其特徵在於，所述部分負載的硫吸收溶劑包含的硫化氫的量小於或等於0.60摩爾％。
26.如權利要求19所述的方法，其特徵在於，所述硫吸收溶劑包含聚鏈烷醇胺。
27.如權利要求19所述的方法，其特徵在於，該方法還包括將至少一部分所述富集硫化氫的物流輸送到克勞斯硫回收過程，其中所述克勞斯硫回收過程將所述富集硫化氫的物流中的至少一部分的所述硫化氫轉化成元素硫，從而產生硫富集的物流和克勞斯尾氣。
28.如權利要求19所述的方法，其特徵在於，所述硫化氫富集的硫吸收溶劑的硫化氫含量至少為3.0摩爾％。
29.一種從酸性氣體中回收硫的硫回收系統，所述硫回收系統包含: 含有硫吸收溶劑的酸性氣體富集吸收劑容器，可以操作所述酸性氣體富集吸收劑容器，以從所述酸性氣體中去除硫化氫； 硫吸收溶劑再生器，其位於所述酸性氣體富集吸收劑容器的下遊並與之流體流通，可以操作所述硫吸收溶劑再生器，以從所述硫吸收溶劑中分離硫化氫，並產生富集硫化氫的物流和再生的硫吸收溶劑； 克勞斯硫回收單元，其位於所述硫吸收溶劑再生器的下遊並與之流體連通，可以操作所述克勞斯硫回收單元，以從所述富集硫化氫的物流中回收硫； 加熱器/混合器單元，其位於所述克勞斯硫回收單元和所述酸性氣體富集容器的下遊並與它們流體連通，可以操作所述加熱器/混合器單元，以對來自所述克勞斯硫回收單元的尾氣和來自所述酸性氣體富集吸收劑容器的硫化氫減少的廢氣進行混合與加熱； 氫化單元，其位於所述加熱器/混合器單元的下遊並與之流體連通，可以操作所述氫化單元，以對從所述加熱器/混合器單元排出的氫化進料流進行氫化； 驟冷柱，其位於所述氫化單元的下遊並與之流體連通；以及 尾氣處理吸收劑容器，其位於所述驟冷柱的下遊並與之流體連通，可以操作所述尾氣處理吸收劑容器，以從氫化的克勞斯尾氣和酸性氣體富集的廢氣中去除硫化氫。
30.如權利要求29所述的硫回收系統，其特徵在於，所述硫吸收溶劑再生器位於所述尾氣處理吸收劑容器的上遊並與之流體連通，並且可以操作所述硫吸收溶劑再生器，以將至少一部分的所述再生的硫吸收溶劑遞送到所述尾氣處理吸收劑容器。
31.如權利要求29所述的硫回收系統，其特徵在於，可以操作所述硫回收系統，以從所述酸性氣體中回收至少99.5重量％的硫，所述酸性氣體包含至少I摩爾％的硫化氫並包含合併濃度至少為0.025摩爾％的硫化羰和一種或多種類型的硫醇。
32.如權利要求29所述的硫回收系統，其特徵在於，所述硫吸收溶劑包含聚鏈烷醇胺。
33.如權利要求29所述的硫回收系統，其特徵在於，所述酸性氣體富集吸收劑容器包含酸性氣體下進口和硫吸收溶劑上進口，所述酸性氣體富集吸收劑容器包含填充材料和/或多塊接觸塔盤。
34.如權利要求29所述的硫回收系統，其特徵在於，所述驟冷柱包含氣體下進口，可以操作所述氣體下進口以接收驟冷進料流，所述驟冷柱包含填充材料和/或多塊接觸塔盤，以促進所述驟冷進料流與含水物流之間的接觸。
35.如權利要求29所述的硫回收系統，其特徵在於，該硫回收系統還包含插在所述氫化單元和所述驟冷柱之間並與它們流體連通的廢熱鍋爐。
全文摘要
本發明涉及從酸性氣體中回收硫的設備和方法。可以在採用酸性氣體富集區和尾氣處理區的硫回收系統中對含有較高含量的硫化羰和/或一種或多種類型的硫醇的酸性氣體進行處理，其中使用來自尾氣處理區的部分負載的硫吸收溶劑對酸性氣體富集區中的硫進行吸收。來自酸性氣體富集區的廢氣可與硫回收單元的尾氣合併,並用硫回收單元的尾氣氫化，從而增加了從初始酸性氣體中回收的硫的總量。
文檔編號C01B17/16GK103079993SQ201180031715
公開日2013年5月1日 申請日期2011年4月21日 優先權日2010年4月30日
發明者J·A·拉瑪 申請人:布萊克和威琪控股公司