一种生产硫氢化钠的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种生产硫氢化钠的方法和装置，包括如下内容：通过将酸性气中的H2S被吸收转移至低温柴油中得到富吸收油，利用NaOH溶液与富吸收油进行酸碱中和反应，脱除H2S，经油水分离，水相和油相循环使用。本发明专利技术利用低温柴油吸收酸碱中和反应热，酸碱中和反应就是吸收剂的再生过程，不必担心由于局部酸碱中和反应热过大而导致水分过渡蒸发从而产生盐的局部结晶，并堵塞管道或反应器。本发明专利技术生产的NaHS溶液产品满足《工业硫氢化钠》GB23937‑2009液体L‑1种品要求。

【技术实现步骤摘要】
一种生产硫氢化钠的方法和装置
本专利技术属于环保和化工
，具体地涉及一种生产硫氢化钠的方法和装置。
技术介绍
在加氢精制、加氢裂化、催化裂化等原油二次加工过程中，原油中的硫化物相当大部分转化成硫化氢，并存在于炼厂酸性气中。当以此为燃料或原料时，会引起管道和设备的腐蚀，而其中的硫化氢也是制造硫磺和硫酸的原料。目前，炼油厂广泛采用醇胺溶液对炼厂酸性气进行脱硫化氢处理，脱硫化氢后的干气并入瓦斯管网，而硫化氢则用于制造硫磺。由于醇胺溶液对H2S和CO2的选择性有限，经处理后的炼厂酸性气中除含有高浓度的H2S外，还含有较高浓度的CO2，一般硫化氢含量85%左右，二氧化碳含量约占10%，另外还有少量烃类气体，包括甲烷和乙烷等。大中型炼厂酸性气主要用于生产硫磺，常用技术有两种，一种是Claus工艺，另一种是美国MERICHEM公司开发的LO-CAT工艺。Claus工艺采用常规的热反应+二级低温催化转化工艺技术生产硫磺，其优点是工艺成熟，适合年产硫磺5000t以上的装置，硫磺回收率最高能达到99%以上，但仍有部分硫以SO2的形式排入大气，所以需要增加尾气处理装置。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硫化氢含量在0～100%的各种工况，但由于操作费用昂贵，生产的硫磺纯度和色泽略差于克劳斯工艺，以及生产过程中产生的硫磺颗粒会发生堵塞现象等，在中小型炼厂中，该技术经济性不如Claus工艺。对于小型炼厂来说，因为酸性气量不大，多年以来，酸性气大多是焚烧后直排大气，浪费了大量的硫资源，也造成了较严重的大气污染。随着国家环保标准的提高，小型炼厂的酸性气处理越来越引起重视。为增加产品附加值，很多小型炼油厂以酸性气为原料来生产硫氢化钠，但由于酸性气中所含的硫化氢和二氧化碳都属于酸性气体，性质类似，二氧化碳的含量对硫化氢衍生产品的品质和生产成本影响较大，而且由于碳酸钠等的结晶造成管道和阀门等的堵塞，给装置正常的生产操作带来巨大的困难，硫氢化钠产品纯度也受到很大影响。因此，在保证酸性气中H2S达标排放的前提下，解决硫氢化钠生产操作过程中的管阀件和仪表等的堵塞和提高产品纯度等对于酸性气的利用具有非常重要的意义。CN103721531A利用膜技术对炼厂酸性气中二氧化碳和硫化氢进行分离及吸收生产硫氢化钠存在效率低等缺点。CN103754833A以超重力技术处理炼厂干气，并生产较高纯度的硫氢化钠产品，产物及副产物结晶很容易造成超重力机运转失衡，而且酸碱中和反应在旋转床内发生，反应热亦随即产生，需要加入大量的载气才能保证反应所需温度。CN103861544A撞击流混合器由反应器壳体、反应撞击槽和液体输送泵构成，反应撞击槽内对称安装有两个导流筒。流体通过导流筒在反应撞击槽内发生撞击混合，后通过敞口撞击槽进入锥形结构液体收集槽内。该技术反应槽内流体循环量较小，两种流体的撞击混合完全依赖于流体输送设备，操作费用较大，对对称设置的导流筒的安装要求也较高。CN1814344A存在与CN103861544A相同的问题。CN104656174B液液撞击流混合器在每个导流筒内均安装有搅拌桨，为保证流体在导流筒内能够沿导流筒轴向流动而不偏流，需要将搅拌桨和导流筒同轴安装，安装要求较高。CN205035335U通过雾化喷嘴使含有气液两相的两股流体撞击混合与反应，其混合与反应效率取决于雾滴的接触机会和接触面积，效率较低。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种生产硫氢化钠的方法和装置。本专利技术利用酸性气生产的NaHS液体产品达到《工业硫氢化钠》GB23937-2009液体L-1种品要求。本专利技术的生产硫氢化钠的方法，包括如下内容：（1）柴油经制冷系统制冷后，由吸收塔上部进入，与吸收塔底部进入的酸性气接触，酸性气中的H2S被吸收转移至低温柴油中得到富吸收油，脱除H2S后的酸性气经除雾器除雾后，由塔顶排入瓦斯管网，富吸收油排入一级液液混合器；（2）在一级液液混合器中，富吸收油与雾化后的吸收液（Na2S溶液）混合反应，富吸收油中H2S被转化为NaHS，反应后的液相混合物进入一级沉降罐；其中吸收液为来自一级沉降罐和二级沉降罐的循环吸收液；（3）在一级沉降罐中，液相混合物经油水分离后，含有较高浓度H2S的油相，由一级沉降罐排入二级液液混合器，水相部分作为一级液液混合器的循环吸收液，部分作为NaHS溶液初产品，经进一步除油后，作为产品出售；（4）在二级液液混合器中，来自一级沉降罐来的油相与雾化的吸收液接触反应，反应后的液相混合物进入二级沉降罐；其中吸收液为新鲜NaOH溶液与来自二级沉降罐的循环吸收液；（5）在二级沉降罐中，液相混合物经油水分离后，油相返回制冷系统循环使用，水相部分作为二级液液混合器的循环吸收液，部分回流作为一级液液混合器的循环吸收液。本专利技术方法中，所述的酸性气中H2S体积百分比浓度为50%～95%，CO2体积百分比浓度为4%～20%，其它为烃类等有机物。本专利技术方法中，所述的吸收液为NaOH溶液，质量浓度为10%～60%，优选20%～40%。本专利技术方法中，通过控制二级沉降罐水相pH值为9.5～12，调整新鲜NaOH溶液加入量。本专利技术方法中，返回二级液液混合器的液量与返回一级液液混合器的液量的比率为2～8：1，优选3～5：1。本专利技术方法中，步骤（1）制冷后的柴油温度为-30～10℃，优选-10～10℃，经净化后的气相排入瓦斯官网。本专利技术方法中，一级液液混合器和二级液液混合器内沿轴向均设置有多个雾化喷嘴，吸收液在喷嘴处的压力为0.1～0.3MPaG。本专利技术方法中，一级液液混合器和二级液液混合器内连续相均为油相，分散相均为吸收液，油相与吸收液的流量比均为5～10：1。油相在管道内的流速0.5～5m/s，优选1.0～3.0m/s。本专利技术方法中，步骤（3）所述的循环吸收液与初产品流量比为2～8：1，优选3～5：1。本专利技术方法中，所述的一级沉降罐和二级沉降罐，由上向下依次为气相空间、除雾器、油水分离区、油相缓冲区和NaHS/Na2S溶液缓冲区，沉降罐停留时间为0.5～3.0h，优选1.0～2.0h。本专利技术方法中，一级沉降罐和二级沉降罐中，由液相中析出的气相经除雾器除雾后，返回文丘里喷射器顶部入口，由原料气进过文丘里混合器喉管产生的负压带入。本专利技术同时提供一种生产硫氢化钠的装置，包括：柴油制冷系统、文丘里混合器、柴油吸收塔、一级液液混合器、一级沉降罐、二级液液混合器和二级沉降罐；文丘里混合器侧向入口与炼厂酸性气原料管线连接，文丘里混合器顶部入口经管线与一级沉降罐顶部气相出口和二级沉降罐顶部气相出口连接，文丘里混合器出口经管线与吸收塔底部气相入口连接；柴油原料管线经制冷系统与吸收塔上部液相入口连接；吸收塔底部液相出口经管线与一级液液混合器油相入口连接；一级液液混合器水相入口经管线分别与一级沉降罐和二级沉降罐的底部循环吸收液排出管线连接，一级液液混合器液相出口经管线与一级沉降罐的液相入口连接，一级沉降罐的油相出口经管线与二级液液混合器油相入口连接，一级沉降罐的水相出口分为两路，一路连接一级液液混合器水相入口，一路连接NaHS初产品管线；新鲜的NaOH溶液原料管线与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产硫氢化钠的方法，包括如下内容：（1）柴油经制冷系统制冷后，由吸收塔上部进入，与吸收塔底部进入的酸性气接触，酸性气中的H2S被吸收转移至低温柴油中得到富吸收油，脱除H2S后的酸性气经除雾器除雾后，由塔顶排入瓦斯管网，富吸收油排入一级液液混合器；（2）在一级液液混合器中，富吸收油与雾化后的吸收液混合反应，富吸收油中H2S被转化为NaHS，反应后的液相混合物进入一级沉降罐；其中吸收液为来自一级沉降罐和二级沉降罐的循环吸收液；（3）在一级沉降罐中，液相混合物经油水分离后，含有较高浓度H2S的油相，由一级沉降罐排入二级液液混合器，水相部分作为一级液液混合器的循环吸收液，部分作为NaHS溶液初产品，经进一步除油后，作为产品出售；（4）在二级液液混合器中，来自一级沉降罐来的油相与雾化的吸收液接触反应，反应后的液相混合物进入二级沉降罐；其中吸收液为新鲜NaOH溶液与来自二级沉降罐的循环吸收液；（5）在二级沉降罐中，液相混合物经油水分离后，油相返回制冷系统循环使用，水相部分作为二级液液混合器的循环吸收液，部分回流作为一级液液混合器的循环吸收液。

【技术特征摘要】
1.一种生产硫氢化钠的方法，包括如下内容：（1）柴油经制冷系统制冷后，由吸收塔上部进入，与吸收塔底部进入的酸性气接触，酸性气中的H2S被吸收转移至低温柴油中得到富吸收油，脱除H2S后的酸性气经除雾器除雾后，由塔顶排入瓦斯管网，富吸收油排入一级液液混合器；（2）在一级液液混合器中，富吸收油与雾化后的吸收液混合反应，富吸收油中H2S被转化为NaHS，反应后的液相混合物进入一级沉降罐；其中吸收液为来自一级沉降罐和二级沉降罐的循环吸收液；（3）在一级沉降罐中，液相混合物经油水分离后，含有较高浓度H2S的油相，由一级沉降罐排入二级液液混合器，水相部分作为一级液液混合器的循环吸收液，部分作为NaHS溶液初产品，经进一步除油后，作为产品出售；（4）在二级液液混合器中，来自一级沉降罐来的油相与雾化的吸收液接触反应，反应后的液相混合物进入二级沉降罐；其中吸收液为新鲜NaOH溶液与来自二级沉降罐的循环吸收液；（5）在二级沉降罐中，液相混合物经油水分离后，油相返回制冷系统循环使用，水相部分作为二级液液混合器的循环吸收液，部分回流作为一级液液混合器的循环吸收液。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的酸性气中H2S体积百分比浓度为50%～95%，CO2体积百分比浓度为4%～20%。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：通过控制二级沉降罐水相pH值为9.5～12，调整新鲜NaOH溶液加入量。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：返回二级液液混合器的液量与返回一级液液混合器的液量的比率为2～8：1。5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）制冷后的柴油温度为-30～10℃。6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：一级液液混合器和二级液液混合器内沿轴向均设置有多个雾化喷嘴，吸收液在喷嘴处的压力为0.1～0.3MPaG。7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：一级液液混合器和二级液液混合器内连续相均为油相，分散相均为吸收液，油相与吸收液的流量比均为5～10：1。8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述的循环吸收液与初产品流量比为2～8：1，优选3～5：1。9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的一级沉降罐和二级沉降罐的停留时间为0.5～3.0h。10.一种生产硫氢化钠的装置，其特征在于包括：柴油制冷系统、文丘里混合器、柴油吸收塔、一级液液混合器、一级沉降罐、二级液液混合器和二级沉降罐；文丘里混合器侧向入口与炼厂酸性气原料...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明星，王昊辰，阮宗琳，李欣，姜阳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21