含硫化氢气流的处理制造技术

含硫化氢的酸性气体具有被容器４的吸收剂吸收的硫化氢。富含硫化氢的气流是通过解吸容器１２的吸收剂中的硫化氢形成的。所形成的富含硫化氢的气流在炉３２中部分燃烧。使形成的二氧化硫与剩余的硫化氢发生反应形成硫蒸汽，在冷凝器４４中提取硫蒸汽。在反应器５０的催化剂阶段５４中将剩余的二氧化硫和硫蒸汽还原成硫化氢。通过将形成的还原气流与骤冷塔６０中的水直接接触除去其中的水蒸气。将至少部分形成的水蒸气含量低的气流输送到容纳有进料酸性气流的容器４中。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
含硫化氢气流的处理
本专利技术涉及含硫化氢气流的处理。含硫化氢的酸性气流例如是以气体和石油炼制工艺的副产品形式形成的。含硫化氢的酸性气流的实例是天然气井的产物、诸如石油炼制中加氢脱硫过程或氢化处理过程或合成气生产厂类的工业源的尾气。酸性气流一般含40％(体积)以下的硫化氢，有时低于10％(体积)。酸性气流的其它气态组分一般包括二氧化碳、氨和烃。通常，先是浓缩这类气流，然后经Claus法处理。浓缩步骤一般包括用合适的胺水溶液吸收硫化氢，然后从水溶液中解吸硫化氢。形成的气流一般含有至少40％(体积)的硫化氢，经常是高于70％(体积)。形成的气流还含有二氧化碳，硫化氢与二氧化碳的相对比例取决于选择的胺吸收剂对硫化氢的选择性。这种气流常常被称为“酸性气流”。
技术介绍
按惯例，这种酸性气流是采用Claus法处理的。可以将一种酸性气流在按Claus法处理的上游与通常含有硫化氢、水蒸气和氨的所谓酸性水汽提气流混合。Claus法一般包括初始的热处理步骤，即燃烧气流中的部分硫化氢，形成二氧化硫和水蒸气。二氧化硫在燃烧炉中与残余的硫化氢发生反应，形成硫蒸汽和水蒸气。在炉中，二氧化硫和硫化氢之间的反应并不完全，通常需要进行2次或3次硫化氢和二氧化硫之间的进一步反应步骤，使98％的进料硫化氢转变成硫。在这些进一步的反应步骤中，用从每一催化步骤的上游气流中除去的硫蒸汽催化反应。因此，Claus厂是使用大型催化剂床的大型设备厂。现代环境标准要求达到98％以上的高转变率。为了满足这些标准，Claus厂一般要增设大型的“尾气净化设备”。如果助燃部分硫化氢用的气体是富氧气体，而不是空气(不富含氧)，那么就能使Claus厂的规模缩小一些。EP-A-565316公开了一种减少或省去硫化氢和二氧化硫之间反应用的所需催化剂进行反应的方法。根据EP-A-565316，该方法众-->多实施例下面的内容是将硫化氢循环到炉中，就能在炉中实现硫化氢向硫的高效转变，以此限制了炉下游硫化氢和二氧化硫的催化反应数量。为了形成硫化氢循环气流，将来自炉中提取硫蒸汽的冷凝器下游的气流进行催化氢化，以便将存在的全部二氧化硫还原成硫化氢。大部分的水蒸气被冷凝出来或另外从还原气流中除去，将形成的水蒸气含量低的气流分成两部分：一部分返回炉中，另一部分进行进一步的处理，通常是在相关的Claus厂中进行。为了使炉中温度保持适中，炉中助燃用的氧分子源是含有至少80摩尔％氧的富氧气体源，更优选市售的纯氧气体源。但是，问题是应能基本上提取原料气中全部的(化学结合的)硫，而无需在这类辅助Claus厂中进行吹扫气体处理，并且无需使进入炉中的循环速率是进入炉中原料气体速率的几倍。
技术实现思路
本专利技术提供了一种目的是解决该问题的方法和设备。根据本专利技术，提供了一种含硫化氢的酸性气体的处理方法，包括下列步骤：a)用硫化氢的选择吸收剂选择性地吸收酸性气体和循环气体中的硫化氢：b)通过从选择吸收剂中汽提吸收的气体产生含硫化氢的原料气流；c)在炉中燃烧原料气流中的部分硫化氢，形成二氧化硫和水蒸气，向炉中供入富氧气体或氧气，便于助燃所述的部分原料气体，并在炉中使形成的二氧化硫与硫化氢发生反应，以形成一种含硫蒸汽、水蒸气、硫化氢和二氧化硫的废气流；d)从废气流中提取硫蒸汽，形成一种贫硫气流；e)将贫硫气流中的全部二氧化硫和所有硫蒸汽基本上还原成硫化氢，形成一种还原气流；f)除去还原气流中的大部分水蒸气，形成一种水蒸气含量低的气流；和g)将至少部分水蒸气含量低的气流作为循环气体返回到所述的步骤a)中。本专利技术还提供了处理含硫化氢酸性气体的设备，包括：-->a)可容纳硫化氢选择吸收剂和在其中吸收酸性气体和循环气体中硫化氢的吸收容器；b)可容纳来自吸收容器载带气体的选择吸收剂并通过汽提选择吸收剂中的气体形成含硫化氢的原料气流的解吸容器；c)在氧气或富氧气体的存在下燃烧原料气体中的部分硫化氢形成二氧化硫和水蒸气，并使硫化氢和二氧化硫之间发生反应形成硫蒸汽和水蒸气而设置的炉，该炉有一含有硫蒸汽、水蒸气、硫化氢和二氧化硫废气流的出口；d)提取废气流中的硫蒸汽，由此形成贫硫气流的装置；e)使进入反应器的贫硫蒸汽气流中的全部二氧化硫和所有硫蒸汽基本上还原成硫化氢，并由此形成一种还原气流的反应器；f)提取还原气流中大部分的水蒸气并由此形成一种水蒸气含量低的气流的装置；和g)将水蒸气提取装置通往吸收容器的循环气体通路。通过使用相同的吸收器浓缩酸性气流和循环气流中的硫化氢，降低了生产厂的主要成本。普通的Claus厂一般是位于用来浓缩酸性气体中硫化氢的初始气体处理单元的上游，并且通常包括一个配有废热锅炉的炉子和用于除去酸性气体约中约三分之二的硫化氢的进料硫的硫冷凝器，多个用于除去大部分残余硫的催化Claus步骤，和用于提取从催化Claus步骤最下游排出的废气的尾气净化装置。与其相比，本专利技术方法和设备省去了尾气净化装置和催化Claus步骤，仅用了还原步骤(正如下文将要描述的，可包括一个Claus催化剂床)和除水步骤代替。硫化氢吸收剂优选是一种适合于选择分离硫化氢和二氧化碳的胺的水溶液。这类胺是本领域技术人员熟悉的，一般含有位阻二氧化碳吸收的取代基。特别优选的吸收剂是甲基二乙醇胺(MDEA)。其它合适的硫化氢选择吸收剂公开在US-A-4919912中。非吸收气体一般构成该工艺的吹扫气体，并被输送到一个焚烧炉中，以使该气体中最后痕量的硫化氢转变成二氧化硫。焚烧炉一般有一个烟囱，通过该烟囱可将燃烧产物排放到大气中。尽管可在吸收容器中提取还原气流中的水蒸气，但是最好能在还原步骤和循环硫化氢吸收步骤中间的单个容器中单独除去还原气流-->中的水蒸气。优选地，水蒸气含量低的另一部分气流可作为额外的循环气流返回炉中，旁路吸收硫化氢。该额外的循环增强了本专利技术方法处理硫化氢浓度不同或组成改变的酸性气流的灵活性。如有需要，在所述步骤d)和e)之间，可使贫硫气流进行一个其中二氧化硫和硫化氢之间发生催化反应的步骤。如果进行该附加步骤的话，那么本专利技术的设备还另外包括在硫提取装置和反应器之间设置一个选择催化贫硫气流中二氧化硫和硫化氢之间催化反应的催化剂床。这样的一步催化反应步骤有助于使还原步骤免遭二氧化硫浓度的任何冲击。硫化氢和二氧化硫之间的催化反应优选在高于硫的露点的温度下进行，例如在160-400℃的温度下，特别优选在160-300℃的温度下进行。优选使硫化氢和二氧化硫之间催化反应形成的所有硫通入还原反应器中，而不是从贫硫气流中提取。在步骤d)结束时贫硫气流中的硫化氢与二氧化硫的摩尔比优选至少为4-1，可以高达8.5-1或更高。在这样高的比例下，离开硫蒸汽提取步骤的气流中的二氧化硫浓度在正常操作中保持在1％的程度。另外，考虑到原料气体中的硫化氢含量，只需要进行较少量的还原。本专利技术方法的还原步骤优选在250-400℃的温度下催化进行。还原剂最好是氢气。通常，贫硫气体混合物含有足够量的氢气(根据炉中硫化氢的热裂解)还原存在的全部可还原硫，包括硫蒸汽以及二氧化硫。但是，必要时可采用辅助的氢气发生器供应氢气。优选采用同一容器容纳在硫化氢和二氧化硫之间发生反应的催化剂和进行所述还原反应的催化剂。必要时可将酸性水汽提气体与炉上游的原料气体进行预混合或分别供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含硫化氢的酸性气体的处理方法，包括下列步骤：ａ）用硫化氢的选择吸收剂选择性地吸收酸性气体和循环气体中的硫化氢：ｂ）通过从选择吸收剂中汽提吸收的气体产生含硫化氢的原料气流；ｃ）在炉中燃烧原料气流中的部分硫化氢，形成二氧化硫和水蒸气，向炉中供入富氧气体或氧气，助燃所述的部分原料气体，并在炉中使形成的二氧化硫与硫化氢发生反应，以形成一种含硫蒸汽、水蒸气、硫化氢和二氧化硫的废气流；ｄ）从废气流中提取硫蒸汽，形成一种贫硫气流；ｅ）将贫硫气流中的全部二氧化硫和所有硫蒸汽基本上还原成硫化氢，形成一种还原气流；ｆ）除去还原气流中的大部分水蒸气，形成一种水蒸气含量低的气流；和ｇ）将至少部分水蒸气含量低的气流作为循环气体返回到所述的步骤ａ）中。

【技术特征摘要】
GB 2000-8-31 0021409.81.一种含硫化氢的酸性气体的处理方法，包括下列步骤：a)用硫化氢的选择吸收剂选择性地吸收酸性气体和循环气体中的硫化氢：b)通过从选择吸收剂中汽提吸收的气体产生含硫化氢的原料气流；c)在炉中燃烧原料气流中的部分硫化氢，形成二氧化硫和水蒸气，向炉中供入富氧气体或氧气，助燃所述的部分原料气体，并在炉中使形成的二氧化硫与硫化氢发生反应，以形成一种含硫蒸汽、水蒸气、硫化氢和二氧化硫的废气流；d)从废气流中提取硫蒸汽，形成一种贫硫气流；e)将贫硫气流中的全部二氧化硫和所有硫蒸汽基本上还原成硫化氢，形成一种还原气流；f)除去还原气流中的大部分水蒸气，形成一种水蒸气含量低的气流；和g)将至少部分水蒸气含量低的气流作为循环气体返回到所述的步骤a)中。2.根据权利要求1的方法，其中在所述步骤b)和c)之间，使贫硫气流经过二氧化硫和硫化氢之间进行催化反应的步骤。3.根据权利要求1或2的方法，其中还原步骤是在250-400℃的温度下催化进行的。4.根据权利要求2或3的方法，其中使硫化氢和二氧化硫之间发生催化反应形成的所有硫通入还原反应中。5.根据上述任一项权利要求的方法，其中与硫化氢的吸收分开地从还原气流中除去水蒸气。6.根据上述任一项权利要求的方法，其中将另一部分水蒸气含量低的气流循环到炉中，旁路吸收硫化氢。7.根据上述任一项权利要求的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：RW瓦特森，SR格拉维勒，
申请(专利权)人：英国氧气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]