一种酸性气生产硫氢化钠工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种酸性气生产硫氢化钠工艺及装置，所述酸性气处理工艺采用气液两相逆流吸收反应，以NaOH溶液为吸收液，处理酸性气生产NaHS，所述工艺中一级反应生成液和二级反应生成液自循环使用，一级反应生成液循环回二级中间罐作为稀释液使用。两级旋转床反应器之间通过设置补充载气管线，引入补充载气，降低酸性气中CO2的浓度，大部分CO2和载气一起被带出装置，控制Na2CO3和NaHCO3的含量，防止生产大量Na2CO3造成结晶，堵塞管线，保证装置长周期运行。采用旋转床反应器作为气液反应器，高传质与反应效率。本发明专利技术的酸性气处理工艺简单，可实现酸性气净化和污染物资源化的双重目标，所述酸性气处理系统规模小、能耗低和不易堵塞。

【技术实现步骤摘要】
一种酸性气生产硫氢化钠工艺及装置
本专利技术提供一种酸性气生产硫氢化钠工艺及装置，属于酸性气净化领域，特别涉及一种适于含硫氢化物酸性气体的净化和污染物资源化的处理方法和装置。
技术介绍
炼厂酸性气主要来自于酸性水汽提、循环氢脱硫、干气脱硫等装置，酸性气中主要含H2S、CO2。目前大部分小型炼厂的酸性气基本上采用燃烧后排放的处理方法。这种方法一方面造成资源的浪费，另一方面给环保带来了巨大的压力，影响企业的发展空间。为保护环境和确保资源的充分利用，对小型炼厂的酸性气进行回收利用势在必行。大中型炼厂酸性气的处理，主要是利用酸性气制备硫磺，目前比较常用的有两种工艺技术，一种是二级Claus+尾气加氢还原+溶剂吸收工艺技术；另一种是美国Merichem公司气体技术产品公司开发的LO-CAT工艺技术。二级Claus+尾气加氢还原+溶剂吸收技术工艺成熟、操作稳定、产品硫磺质量稳定，但由于流程长、投资大，Claus工艺只能处理高浓度的酸性气体，通常当原料气中的H2S体积分数小于20%时，装置就不易操作了。因此，Claus工艺适合于年产硫磺5000t以上的装置。LO-CAT工艺采用多元螯合的铁催化剂使H2S直接转化为元素硫，H2S的脱除率超过99.9%。LO-CAT工艺能够适合酸性气量波动较大以及H2S含量在0～100%的各种工况，原料适应条件宽泛，适应酸性气波动变化的实际情况。且LO-CAT液体氧化还原技术处理方案不使用任何有毒的化学制品，并且不会产生任何有害的废气副产品，对环境安全的催化剂可以在处理过程中不断再生。但是由于LO-CAT存在操作费用高、硫磺纯度和色泽略差于克劳斯工艺，且在生产过程中产生的硫硫磺颗粒会发生堵塞现象，因此，LO-CAT工艺在年产硫磺5000t以下规模上经济性较差（相对于二级Claus+尾气加氢还原+溶剂吸收技术）。对于小型炼厂而言，由于酸性气量相对较小，采用二级Claus+尾气加氢还原+溶剂吸收技术工艺存在流程长、操作复杂、投资大，规模效益较差。而采用LO-CAT技术也存在一次投资较大，催化剂和专利使用费较高等问题。对于小型炼厂酸性气总气量较小，可以采用投资较少的脱硫新工艺，将H2S回收制备亚硫酸盐，首先将酸性气进行燃烧生成SO2，然后送入吸收塔进行化学吸收生成亚硫酸盐溶液，再将溶液与碱性吸收剂反应，制备亚硫酸盐液体产品，或者生成亚硫酸盐结晶物，经分离、干燥等工序制备成亚硫酸盐固体产品。该装置流程较短，反应简单，操作弹性大，可适应小型炼厂酸性气波动对生产过程的影响，可通过选择不同的工序生产固体或者液体产品，选择不同的吸收剂可生产不同类型的亚硫酸盐，且通过三段吸收实现尾气达标排放，实现净化尾气的目的。但实际生产过程中存在设备腐蚀严重，维修费用较高的确定。CN101143714A公开了一种利用高含烃的酸性气制备硫酸的方法，硫化氢酸性气体按比例分别进入第一、第二硫化氢燃烧炉中燃烧，从第一燃烧炉出来的高温炉气，通过炉气冷却器，被空气冷却到一定温度，然后进入第二燃烧炉与补充的含硫化氢酸性气体继续与炉气中剩余空气一起燃烧，第二燃烧炉出来的高温炉气进入余热锅炉储热，再进入净化工段、转化工段、干吸工段进行常规制酸。此工艺方法只能生产98%工业硫酸，不能生产价值更高的发烟硫酸，同时，由于硫酸的运输、储存均有一定难度，因此，炼油厂附近稳定的市场需求是限制其发展的重要因素。CN1836767A公开了一种炼油厂酸性气的处理方法，利用酸性气作为水泥厂立窑的燃料，酸性气在窑内燃烧时，其中的H2S成分与水泥料发生化学反应而生成CaSO4，其他有害成分也被烧结而转化，从根本上解决酸性气处理的难题，同时，酸性气作为一种气体燃料，使水泥厂节能燃料，实现环境保护及解决燃料的双重目的，但是，这种方法有一定的局限性，不易于推广。CN101337661A一种制备硫氢化钠的方法中，先分别采用烧碱和石灰乳吸收含有硫化氢和二氧化碳的酸性气生成中间液，再按比例进行混合，得到低碳酸根的硫氢化钠产品。该方法不要求酸性气为较纯净的硫化氢气体，但流程较长，自动化程度低。文献《用氢氧化钠溶液吸收硫化氢制取硫化钠工业技术》(尚方毓，《无机盐工业》，第44卷第2期，2012年2月)该工艺将硫化氢用氢氧化钠溶液吸收并制取硫化钠的生产工艺，用380～420g/L氢氧化钠溶液在填料塔中吸收硫化氢，反应终点控制硫化钠质量浓度为330～350g/L，硫化氢吸收率达95%～98%。该工艺不仅可有效保护环境，而且可为企业创造效益。但是，此工艺产物硫化钠容易变质，且不易储存。目前，对于小型炼厂酸性气来说，需要一种综合考虑安全、环保、经济性等因素的酸性气处理方法。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术提供一种酸性气生产硫氢化钠工艺及装置，与现有技术相比，本专利技术酸性气生产硫氢化钠工艺在实现酸性气达标排放的同时生产满足要求的NaHS产品，实现酸性气净化和污染物资源化的双重目标。本专利技术酸性气生产硫氢化钠工艺，以NaOH溶液为吸收液，处理酸性气生产NaHS，具体包括如下步骤：（1）酸性气进入一级反应器，与二级反应器的反应生成液接触进行反应，反应生成液分为三路，第一路作为产品排出，第二路返回一级反应器循环吸收；第三路返回二级中间罐；（2）经过步骤（1）反应后的酸性气与补充载气一起进入二级反应器，与碱液保护罐的反应生成液接触进行反应；反应生成液分成两路，第一路作为吸收液进入一级反应器，第二路循环回二级反应器；（3）经过步骤（2）反应后的气相进入碱液保护罐与NaOH溶液反应，反应后的酸性气排放，反应生成液进入二级反应器。本专利技术工艺中，经过步骤（3）处理后的酸性进一步经聚结器除雾后排放。本专利技术工艺中，所述一级反应器和二级反应器为气液传质反应设备，具体为鼓泡塔反应器、填料塔反应器、撞击流反应器、旋转床反应器和文丘里反应器中的一种，优选为旋转床反应器。本专利技术工艺中，步骤（2）中，所述补充载气为不与酸性气和NaOH溶液反应的任意气体，具体为低压瓦斯气、氮气、惰性气体中任一种，补充载气与总酸性气体积比为1:1～3:1，优选为1.5:1～2:1。本专利技术工艺中，步骤（1）中，循环回一级反应器的第二路反应生成液与一级反应器总反应生成液的体积比为1/3～9/10，优选为1/2～4/5。本专利技术工艺中，步骤（1）中，循环回二级中间罐的第三路反应生成液与一级反应器的总反应生成液的体积比为1/4～3/5，优选为1/3～1/2。本专利技术工艺中，步骤（2）中，循环回二级反应器的第二路反应生成液与二级反应器总反应生成液的体积比为1/3～9/10，优选为5/6～8/9。本专利技术工艺中，经过步骤（2）处理后的酸性气中硫化氢含量为5-30mg/Nm3。本专利技术工艺中，NaOH溶液的用量是设计值，根据酸性气中H2S，CO2含量确定的固定值，根据酸性气的量，按照酸性气中H2S完全反应计算所需NaOH溶液量，设计值为所需NaOH溶液用量的80~99%，优选为85~95%。本专利技术工艺中，因为生产过程会有波动，NaOH溶液的加入量需要随时调节，NaOH溶液的加入量通过步骤（2）处理后的酸性气中硫化氢含量调节，通过调节阀调节NaOH溶液加入量，保证经过步骤（2）处理后的酸性气中硫化氢含量为5-30mg/Nm3，而且在保证H2S达本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酸性气生产硫氢化钠工艺，以NaOH溶液为吸收液，处理酸性气生产NaHS，包括如下步骤：（1）酸性气进入一级反应器，与二级反应器的反应生成液接触进行反应，反应生成液分为三路，第一路作为产品排出，第二路返回一级反应器循环吸收，第三路返回到二级中间罐；（2）经过步骤（1）反应后的酸性气与补充载气一起进入二级反应器，与碱液保护罐的反应生成液接触进行反应；反应生成液分成两路，第一路作为吸收液进入一级反应器，第二路循环回二级反应器；（3）经过步骤（2）反应后的酸性气进入碱液保护罐与NaOH溶液反应，反应后的酸性气排放，反应生成液进入二级反应器。

【技术特征摘要】
1.一种酸性气生产硫氢化钠工艺，以NaOH溶液为吸收液，处理酸性气生产NaHS，包括如下步骤：（1）酸性气进入一级反应器，与二级反应器的反应生成液接触进行反应，反应生成液分为三路，第一路作为产品排出，第二路返回一级反应器循环吸收，第三路返回到二级中间罐；（2）经过步骤（1）反应后的酸性气与补充载气一起进入二级反应器，与碱液保护罐的反应生成液接触进行反应；反应生成液分成两路，第一路作为吸收液进入一级反应器，第二路循环回二级反应器；（3）经过步骤（2）反应后的酸性气进入碱液保护罐与NaOH溶液反应，反应后的酸性气排放，反应生成液进入二级反应器；其中，所述补充载气为不与酸性气和NaOH溶液反应的任意气体，具体为低压瓦斯气、氮气、惰性气体中任一种。2.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：补充载气与总酸性气体积比为1:1～3:1。3.按照权利要求2所述的工艺，其特征在于：补充载气与总酸性气体积比为1.5:1～2:1。4.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述一级反应器和二级反应器为气液传质反应设备，具体为鼓泡塔反应器、填料塔反应器、撞击流反应器、旋转床反应器和文丘里反应器中的一种。5.按照权利要求4所述的工艺，其特征在于：所述一级反应器和二级反应器为旋转床反应器。6.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤（1）中，循环回一级反应器的第二路反应生成液与一级反应器总反应生成液的体积比为1/3～9/10。7.按照权利要求6所述的工艺，其特征在于：步骤（1）中，循环回一级反应器的第二路反应生成液与一级反应器总反应生成液的体积比为1/2～4/5。8.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤（1）中，循环回二级中间罐的第三路反应生成液与一级反应器的总反应生成液的体积比为1/4～3/5。9.按照权利要求8所述的工艺，其特征在于：步骤（1）中，循环回二级中间罐的第三路反应生成液与一级反应器的总反应生成液的体积比为1/3～1/2。10.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤（2）中，循环回二级反应器的第二路反应生成液与二级反应器总反应生成液的体积比为1/3～9/10。11.按照权利要求10所述的工艺，其特征在于：步骤（2）中，循环回二级反应器的第二路反应生成液与二级反应器总反应生成液的体积比为5/6～8/9。12.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：经过步骤（2）处理后的酸性气中硫化氢含量为5-30mg/Nm3。13.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：NaOH溶液的加入量通过步骤（2）处理后的酸性气中硫化氢含量调节，通过调节阀调节NaOH溶液加入量，保证经过步骤（2）处理后的酸性气中硫化氢含量为5-30mg/Nm3，而且在保证H2S达标排放的情况下NaOH溶液不过量。14.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述酸性气为各种来源的含硫化氢的气体，其中CO2的体...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭德强，王璐瑶，齐慧敏，陈新，王岩，孟凡飞，陈建兵，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11