本发明专利技术公开了一种酸性气体中回收硫的方法、装置和反应器，用催化氧化反应将酸性气中的无机硫化物催化氧化成硫，再用催化水解反应将酸性气中的有机硫加氢水解成无机硫化物，最后再用二次催化氧化反应将反应气中剩余的无机硫氧化成硫，尾气用甲醇洗液和/或水洗涤，实现硫完全回收。本发明专利技术还公开了用于实现上述方法的装置和反应器。本发明专利技术还公开了用于上述方法的装置和反应器。本发明专利技术适用于低浓度H2S含量的酸性气的硫回收，利用低温甲醇洗工艺中的含醇液洗涤处理脱硫后的尾气，降低尾气中硫化物含量，保护环境，同时本发明专利技术反应器结构简单合理，可节约设备占地空间，降低项目投资。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种酸性气体中回收硫的方法、装置和反应器，用催化氧化反应将酸性气中的无机硫化物催化氧化成硫，再用催化水解反应将酸性气中的有机硫加氢水解成无机硫化物，最后再用二次催化氧化反应将反应气中剩余的无机硫氧化成硫，尾气用甲醇洗液和/或水洗涤，实现硫完全回收。本专利技术还公开了用于实现上述方法的装置和反应器。本专利技术还公开了用于上述方法的装置和反应器。本专利技术适用于低浓度H2S含量的酸性气的硫回收，利用低温甲醇洗工艺中的含醇液洗涤处理脱硫后的尾气，降低尾气中硫化物含量，保护环境，同时本专利技术反应器结构简单合理，可节约设备占地空间，降低项目投资。【专利说明】一种酸性气体中回收硫的方法、装置及反应器
本专利技术涉及含硫工业气体处理
，尤其涉及一种酸性气体中回收硫的方法、装置及反应器，适用于炼油、煤化工、石油化工、天然气加工生产中的硫回收。
技术介绍
现有酸性含硫工业气体处理技术中，常用克劳斯(Claus)工艺(原始Claus工艺)，反应如下: H2S+^02^{Sx+ H1O 此工艺为控制反应温度，只能在很低空速下进行，难以在大型工业装置使用，后来出现改良Claus工艺，将H2S氧化分二个阶段进行，反应如下: H2S + |θ2 ^SO2+ H2O IH2S + SO2=-Sn^lH2O η 从上述反应式可以看出，第一步是H2S的燃烧，无需催化剂，只反应掉H2S总量的1/3，第二步为2/3，因此在第一步反应之后进入催化剂床层的气体中H2S与SO2的比值应为2: 1，这是改良克劳斯工艺的控制关键。克劳斯回收工艺从20世纪30年代实现工业化后，已经广泛应用于合成氨和甲醇原料气生产、炼厂气生产、天然气净化等煤、石油、天然气的加工过程中，具有可直接处理H2S生成硫磺、比制酸节省SO2管道输送成本和制酸脱硫成本、安全性高等优点，但与制酸回收H2S相比，一次投资成本高。 常规改进克劳斯硫回收工艺处理的酸性气体H2S浓度下限为15?20%，而我国煤化工酸性气成分复杂,往往直接来自低温甲醇洗等合成气净化，因此硫含量相对普遍偏低((15% )，而且浓度波动较大(7?20% )，这两种特点造成现有煤化工酸性气克劳斯硫回收装置主反应段燃烧炉无法正常运行，难以获得定量的SO2保证转化段克劳斯反应要求的45/502 = 2: I比例，导致尾气超标，整个硫回收装置无法运行。因此，需开发适应低酸性气浓度、高弹性范围、可以处理复杂气体的硫回收工艺，同时尽量降低装置投资和操作费用。 用选择性催化氧化回收硫后的尾气，现行方法是增加氧化回收硫级数，从开始一级到二级、三级，提高硫回收率但仍难以超过99.5 %。因H2S毒性大，我国环保要求< 25ppm，超过时需燃烧成SO2，硫回收率只能达到稍高于99%。 现有大规模的煤气化工艺后面的净化工艺，基本都采用低温甲醇洗工艺。低温甲醇洗工艺是一种采用甲醇为溶剂的酸性气物理洗涤系统，适用于处理含高浓度酸性气体，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度较大的特性，脱除原料气中的酸性气体。低温甲醇洗工艺主要的流程是多段吸收和解吸的组合，因此可以考虑将硫回收工艺与低温甲醇洗工艺结合起来。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种硫回收率高、投资省的酸性气体中回收硫的方法、装置及反应器，利用低温甲醇洗工艺中的含醇液洗涤处理脱硫后的尾气，降低尾气中硫化物含量，保护环境。 为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案: 一种酸性气体中回收硫的方法，包括以下步骤: (I) 一次催化氧化反应:酸性气中加入空气或富氧空气或纯氧，与酸性气中的H2S配成氧硫比02/H2S > 0.5(摩尔比)的混合气，将混合气加热到> 190°C，在水冷换热式反应器内的选择性催化氧化催化剂上将大部分无机硫化物催化氧化成硫，催化氧化后的反应气冷却冷凝、分离液态硫； (2)催化水解反应:酸性气加热到180°C以上，在绝热式反应器内的水解催化剂上进行催化水解反应，将反应气中的有机硫水解成无机硫化物； (3) 二次催化氧化反应:在选择性催化氧化催化剂上将反应气中剩余的无机硫氧化成硫，经冷凝、分硫分离出硫磺； (4)尾气洗涤:经步骤(3)处理后的尾气在常温下用甲醇洗液和/或水洗涤吸收尾气中的残余硫化物，洗涤后的吸收液送去低温甲醇洗工段回收。 本专利技术方法的另一种方案，将所述的步骤(I)和步骤(2)交换反应顺序，即酸性气先经催化水解反应将有机硫水解成无机硫化物，再依次经一次催化氧化、二次催化氧化反应和尾气洗涤。 作为一种优选，所述的步骤(I)中，当酸性气中H2S > 20%时，先用空气在燃烧炉中高温燃烧转化H2S到出口气H2S < 20%，在进行催化水解反应。 对于有机硫化物需转化或无机硫，有机硫为COS和C2S时，可用钛基催化剂优选在180?250°C中低温下水解成无机硫，反应如下: C0S+H20 = H2S+C02+35.55KJ/mol CS2+2H20 = 2H2S+C02+32.66KJ/mol 然后将无机硫化物催化氧化成硫，然后将催化氧化后的反应气冷却冷凝分离液态硫，再将分离硫后的尾气用甲醇洗液和/或水洗涤吸收尾气中的残余硫化物，洗涤后的吸收液送去低温甲醇洗工段回收。 对于硫醚(例如(CH3)2S)、噻吩C4H4S这样性质稳定的有机硫，则可用Co-Mo、Co_Ni催化剂优选在300?390°C下加氢水解转化为无机硫，然后将无机硫化物催化氧化成硫，然后将催化氧化后的反应气冷却冷凝分离液态硫，再将分离硫后的尾气用甲醇洗液和/或水洗涤吸收尾气中的残余硫化物，洗涤后的吸收液送去低温甲醇洗工段回收。 现有硫回收技术多采用先将尾气中含量数高的H2S( > 25ppm)氧化成SO2，再用高烟排放大气，现采用前工段甲醇洗洗涤广泛吸收，只需少量洗涤液吸收尾气中的H2S，再送回前酸性洗涤工段，构成闭路循环，即可提高硫回收率，达到100%硫回收，实际达到硫回收率> 99%，尾气H2S < lppm，故无需燃烧和高空排放。 作为一种优选，所述的分离硫后的尾气用甲醇洗液和/或水洗涤吸收尾气中的残余硫化物，吸收液送去低温甲醇洗工段回收，形成一个闭路循环。 所述的催化氧化反应的催化氧化反应温度优选为210?280°C，氧硫比摩尔比O2/H2S = 0.6 ?1.5。 当酸性气中H2S不太高(例如H2S为25%上下)时，可直接用本专利技术催化反应法；当为高浓度H2S (例如炼油厂酸性气H2S > 40%甚至> 80% )时，可以用在高温燃烧炉燃烧总硫60 %之后。 一种用于如上所述的酸性气体中回收硫的方法的装置，包括依次连接的第一催化氧化反应器、第一水冷器、第一硫分离器、第一换热器、水解反应器、第二催化氧化反应器、第二水冷器、第二硫分离器、常温醇洗塔及尾气水洗塔。 所述的一次催化氧化反应器优选水冷换热式反应器，例如卧式水冷换热反应器(ZL200410103104.1)、立式U形管绕管换热反应器(201210033806.1)、立式水冷换热反应器(ZL200310121904.1)。所述的二次催化氧化反应器也可采本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种酸性气体中回收硫的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)一次催化氧化反应：酸性气中加入空气或富氧空气或纯氧，与酸性气中的H2S配成氧硫比O2/H2S＞0.5的混合气，将混合气加热到＞190℃，在水冷换热式反应器内的选择性催化氧化催化剂上将大部分无机硫化物催化氧化成硫，催化氧化后的反应气冷却冷凝、分离液态硫；(2)催化水解反应：酸性气加热到180℃以上，在绝热式反应器内的水解催化剂上进行催化水解反应，将反应气中的有机硫水解成无机硫化物；(3)二次催化氧化反应：在选择性催化氧化催化剂上将反应气中剩余的无机硫氧化成硫，经冷凝、分硫分离出硫磺；(4)尾气洗涤：经步骤(3)处理后的尾气在常温下用甲醇洗液和/或水洗涤吸收尾气中的残余硫化物，洗涤后的吸收液送去低温甲醇洗工段回收。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：楼韧，楼寿林，
申请(专利权)人：杭州林达化工技术工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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