用于硫的脱气的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于硫的脱气的系统和方法，特别是用于从克劳斯装置的液体硫除去多硫化物和硫化氢的设想系统和方法，包括(a)多硫化物的催化分解和气体汽提的物理上分开的步骤，或(b)使用汽提气体作为具有分解催化剂的填充塔中的连续相，以避免催化剂损耗。以避免催化剂损耗。以避免催化剂损耗。

【技术实现步骤摘要】
用于硫的脱气的系统和方法
[0001]本申请是申请号为201580083667.5（PCT/US2015/054015）、申请日为2015年10月5日的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]本申请主张在2015年10月5日提交的美国专利申请号14/875096的优先权的权益。


[0003]本专利技术的领域是液体硫的脱气，其尤其涉及多硫化物催化分解成硫化氢和从液体硫除去该硫化氢。

技术介绍

[0004]背景描述包括对理解本专利技术可能有用的信息。这并不是承认本文提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的专利技术相关，或具体或暗示引用的任何出版物是现有技术。
[0005]本文的所有出版物通过引用并入，达到如同每个单独的出版物或专利申请被具体和单独地指出为通过引用并入的相同程度。在并入的参考文献中的术语的定义或使用与本文提供的该术语的定义不一致或相反的情况下，本文提供的该术语的定义适用，而参考文献中的该术语的定义不适用。
[0006]由于克劳斯（Claus）工艺是一个平衡过程，在硫冷凝器中及其下游的液体硫中存在硫化氢是不可避免的。不幸的是，溶解的硫化氢倾向于从该液体自发地脱气进入导管、容器、井和其它容器的顶部空间，在此它最终可能达到有毒或爆炸水平。此外，液体硫还将含有可观量的多硫化物(H2S
X
，其中x通常在8和几百之间)，多硫化物继而可以分解成硫化氢、二氧化硫和硫，增加危险条件。
[0007]因此，已经开发了用于从液体硫除去硫化氢和多硫化物的许多系统和方法。例如，GB2203732B教导了在提供用于液体硫再循环的储罐中使用分解催化剂，并使用吹扫气体喷嘴来排出硫化氢。在US4729887A中描述了具有不同处理区的类似工艺，而US7081233B2使用液体硫的静态混合器和井内处理。或者，如US20140377165A1中所述，采用过程气体来搅拌井中的液体硫并因此排出硫化氢，而WO2014035614A1使用鼓泡垫从井中的硫排出硫化氢。US4755372A使用具有催化剂的脱气区，并用吹扫气体在硫溢流井(rundown pit)中进一步脱气。
[0008]如例如在EP2607304B1中所述，硫化氢也可以在动力学上从液体硫除去，其中在第一隔室中，在氧化气体存在下形成液体硫的相对细喷雾，且其中如此处理的硫液滴聚结成液体，然后将该液体排入第二隔室。以类似的方式，US6010677A使用加速喷嘴将液体硫对着冲击靶标进行排放，以除去硫化氢。或者，US8084013B2教导了气液喷射器的使用，其使用液体硫作为喷射器动力和使用环境吹扫空气作为活性脱气剂，与静态混合器和填充床组合。
[0009]为了使多硫化物和硫化氢的除去更加紧凑，如US4844720A中所述，可以在单个塔中处理来自克劳斯（Claus）装置的硫。在此，将分解催化剂布置在用含氧净化气体吹扫的塔中。为了进一步提高反应速率，如EP851836B1和US5632967A中所述，可以采用与液体硫逆流接触的高压氧化气体。另一方面，在吹扫气体是低氧或惰性气体的情况下，硫可以在特定的
塔填料上使用催化剂脱气，这增加了气泡和液体硫的接触，如US8361432B2所示。类似的催化剂结构也在US8663596B2中讨论。类似地，WO2013006040A1教导了使用具有高空隙体积的催化剂模块以避免催化剂损耗，同时通过使用小气泡形式的汽提气体在强布朗斯特
‑
劳里（Bronsted
‑
Lowry）碱的存在下也可以实现相对快速和有效的传质，如WO9506616A1所述。
[0010]然而，尽管有这些不同的系统和方法，仍然存在许多困难。例如，在催化剂材料在容器中与并流向上流动的硫和空气一起使用，用于使多硫化物分解成硫化氢和从硫除去硫化氢的情况下，由于硫和催化剂密度非常类似，催化剂床通常变得流化，导致由于颗粒磨损的催化剂损耗。另一方面，在使用逆流流动的含氧汽提气体的情况下，水和二氧化硫产物倾向于在较冷位置冷凝并导致腐蚀。另外，在催化剂固定在填料结构上的情况下，经常遇到高泵速和相对慢的反应速率。类似地，在溢流井中进行脱硫的情况下，通常需要慢的反应时间和高的循环速率。
[0011]因此，尽管本领域已知许多硫处理方法，但仍需要用于从液体硫除去多硫化物和硫化氢的改进的系统和方法。

技术实现思路

[0012]本专利技术的主题涉及用于处理液体硫的各种设备、系统和方法，其以允许高效率和低催化剂损耗的构造使用催化剂和汽提气体。最典型地，这些优点通过在引入惰性或低氧浓度或空气汽提气体之前对硫进行预处理来实现，或通过采用固定催化剂床来实现，该固定催化剂床利用滴流床概念，其中硫跨床从顶部流到底部，而向上流动的汽提气体担当连续相。
[0013]在本专利技术主题的一个方面，一种处理包含多硫化物和硫化氢的液体硫的方法包括：在有效于将多硫化物转化为硫化氢的条件下使液体硫与分解催化剂接触以由此产生富含硫化氢的液体硫流的一个步骤，和用汽提气体汽提富含硫化氢的液体硫流以由此产生酸性气体流和液体硫产物流的另一个步骤。
[0014]在本专利技术主题的一些方面中，接触所述液体硫和汽提的步骤在共同容器的两个分开段中进行，其中所述分解催化剂可以布置在汽提段上方且可以构造为环。在其它方面，接触所述液体硫和汽提的步骤在彼此流体连接的两个分开容器中进行，例如在具有作为连续相的汽提气体(例如在逆流流动方式下)的滴流床塔中进行。尽管不限于本专利技术的主题，优选的是汽提气体是惰性气体或低氧气体，和/或分解催化剂包含克劳斯或克劳斯型催化剂。如本文所用，且除非上下文另外指出，否则术语“连接到”旨在包括直接连接(其中彼此连接的两个元件彼此接触)和间接连接(其中至少一个附加元件位于这两个元件之间)二者。因此，术语“连接到”和“与
……
连接”同义使用。
[0015]因此，从另一个角度来看，本专利技术人还设想一种处理包含多硫化物和硫化氢的液体硫的方法，其中在一个步骤中使液体硫与分解催化剂（克劳斯催化剂或克劳斯型催化剂，如氧化铝或负载在氧化铝上的金属氧化物）在滴流床反应器中在有效于将多硫化物转化为硫化氢的条件下接触，以由此由多硫化物产生硫化氢。在另一个步骤中，用作为连续相的汽提气体从滴流床反应器吹扫硫化氢，以由此形成酸性气体流和液体硫产物流。
[0016]最典型地，汽提气体是惰性气体或低氧气体，和/或吹扫步骤在逆流流动方式下。同样，设想滴流床反应器可以包含固定床催化剂，和/或将酸性气体流进料到焚化单元或克
劳斯装置。
[0017]因此，本专利技术人还设想了用于处理包含多硫化物和硫化氢的液体硫的处理装置。在特别设想的装置中，克劳斯装置产生包含多硫化物和硫化氢的液体硫流，且该克劳斯单元连接到(a)具有将多硫化物转化为硫化氢的分解催化剂、以由此产生富含硫化氢的液体硫流的液体硫接触单元，和用汽提气体汽提富含硫化氢的液体硫流、以由此产生酸性气体流和液体硫产物流的汽提单元；或(b)具有分解催化剂的滴流床反应器，以使包含多硫化物和硫化氢的液体硫流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理包含多硫化物和硫化氢的液体硫的方法，包括：在有效于将多硫化物转化为硫化氢的条件下，使所述液体硫与分解催化剂接触，以由此产生富含硫化氢的液体硫流；用作为连续相的汽提气体汽提所述富含硫化氢的液体硫流，以由此产生酸性气体流和液体硫产物流，其中：（a）所述接触液体硫的步骤和所述汽提步骤在共同容器的两个分开段中进行，或者（b）其中所述接触液体硫的步骤和所述汽提步骤在彼此流体连接的两个分开容器中进行。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述接触液体硫的步骤和所述汽提步骤在共同容器的两个分开段中进行。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述分解催化剂布置在汽提段上方并构造为环。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述汽提为逆流流动方式。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述汽提气体是惰性气体或低氧气体。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述分解催化剂包含克劳斯催化剂。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述分解催化剂包含克劳斯样催化剂。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述克劳斯样催化剂是氧化铝或负载在氧化铝上的金属氧化物。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述接触在滴流床反应器中进行。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述滴流床反应器包含固定床催化剂。11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述酸性气体流进料到焚化单元或克劳斯装置。12.一种用于处理包含多硫化物和硫化...

【专利技术属性】
技术研发人员：SN芬德森，VW黄，
申请(专利权)人：氟石科技公司，
类型：发明
国别省市：