一种加氢反应器循环系统技术方案

本实用新型专利技术涉及天然气生产技术领域，具体涉及一种加氢反应器循环系统，包括环形管线，所述环形管线上设有燃烧炉和加氢反应器，所述燃烧炉能够与硫磺回收单元连通，所述加氢反应器能够与胺液吸收塔连通，所述环形管线上设有硫化氢引流管，所述硫化氢引流管上设有第一阀门机构，所述硫化氢引流管用于向所述环形管线中引入硫化氢。本发明专利技术在脱硫单元引气前，在尾气处理单元上建立循环管道，对加氢反应器中催化剂进行预先硫化工作，使得脱硫单元引气后，不需要再通过尾气对催化剂进行激活，使开工初期尾气中的SO2和S能够大量转化为H2S，从而减少SO2的排放。的排放。的排放。

【技术实现步骤摘要】
一种加氢反应器循环系统


[0001]本技术涉及天然气生产
，特别是一种加氢反应器循环系统。

技术介绍

[0002]天然气生产线路主要包括脱硫单元、脱水单元、硫磺回收单元、尾气处理单元和酸水汽提单元。如图1所示，原料气在脱硫单元12被分离为含硫酸性气和洁净天然气，其中含硫酸性气进入硫磺回收单元13，在克劳斯炉中与空气进行燃烧，通过控制空气的含量使其中的H2S与SO2反应生成单质硫和水。未转化的酸性气及天然气进入到尾气处理单元，尾气处理单元包括通过管道依次连通的燃烧炉1、加氢反应器2、蒸汽抽射器5、加氢后换热器6、急冷塔7、胺液吸收塔14和烟囱15，其中CH4与空气在燃烧炉中次氧化燃烧生成还原性气体H2和CO，CO和水反应生成CO2和H2，进入加氢反应器2中在催化剂的作用下SO2和S分别与H2反应生成H2S，反应式为SO2+3H2=H2S+2H2O和S8+8H2=8H2S，在胺液吸收塔14中H2S被吸收，最后尾气进入到烟囱15中燃烧将残余H2S转化为SO2进行排放。
[0003]上述加氢反应器中的催化剂采用Mo、Co、Ni、W等活性金属的硫化物，即RS，其中R代表前述的活性金属，这类硫化物在空气中容易被氧化生成金属氧化物RO而失去活性，需要首先由尾气中的H2S与金属氧化物RO反应生成具有活性的催化剂RS，反应式为RO+H2S=RS+H2O。
[0004]但是催化剂激活过程中的H2S来源于脱硫单元，从脱硫单元分离后将H2S引入到加氢反应器中对其中的催化剂进行激活，激活时间约需要8h，与此同时系统中的S和SO2也在正常产出，这段时间催化剂无法有效对SO2和S转化为H2S的反应进行催化，使得最后的火炬中二氧化硫的排放量超标。

技术实现思路

[0005]本技术的专利技术目的在于：针对现有技术存在加氢反应器中的催化剂在激活期间无法有效的对尾气中的S和SO2进行催化反应，使得尾气最终排放出的SO2超标的技术问题，提供一种加氢反应器循环系统。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：
[0007]一种加氢反应器循环系统，包括环形管线，所述环形管线上设有燃烧炉和加氢反应器，所述燃烧炉能够与硫磺回收单元连通，所述加氢反应器能够与胺液吸收塔连通，所述环形管线上设有硫化氢引流管，所述硫化氢引流管上设有第一阀门机构，所述硫化氢引流管用于向所述环形管线中引入硫化氢。
[0008]本技术一种加氢反应器循环系统，其使用步骤为：
[0009]步骤1，点炉升温：向燃烧炉中引入天然气和空气，控制氧气的含量，使天然气发生完全燃烧，反应式为：
[0010]CH4+2O2→
H2O + CO2；
[0011]由于加氢反应器中的催化剂的激活反应需要在高温条件进行，燃烧炉前期反应通
过天然气的完全燃烧产生大量的热量，为催化剂的激活提供温度环境，同时为后期脱硫单元开工后S和SO2分别与H2的反应提供温度基础；
[0012]步骤2，催化剂激活：通过所述硫化氢引流管向加氢反应器中引入H2S，H2S与加氢反应器中金属氧化物反应，生成具有活性的金属硫化物，反应式为：
[0013]RO+H2S
→
RS+H2O；
[0014]H2S在进入加氢反应器后，与催化剂床层中的金属氧化物发生反应，生成具有活性的金属硫化物，实现催化剂的激活，为后期脱硫单元开工后S和SO2分别与H2的反应提供催化剂基础；
[0015]步骤3，建立加氢循环：降低燃烧炉中空气的占比，天然气发生次氧化燃烧，产生氢气，反应式为：
[0016]CH4+1/2O2→
CO+ 2H2，CO+ H2O(g)
→
CO
2 + H2；
[0017]通过调控燃烧炉中进入的天然气和空气的比例，使天然气发生次氧化燃烧，生成H2，实现H2的制备，为后期脱硫单元开工后S和SO2分别与H2的反应提供原料基础；
[0018]步骤4，开工引气：在加氢反应器中具备温度基础、催化剂基础和原料基础的条件下，脱硫单元引入原料气，原料气在脱硫单元被分离为含硫酸性气和洁净天然气，其中含硫酸性气进入硫磺回收单元，H2S与SO2反应生成单质硫和水，未转化的酸性气进入到尾气处理单元，依次通过燃烧炉、加氢反应器、蒸汽抽射器、加氢后换热器、急冷塔、胺液吸收塔和烟囱，在加氢反应器中SO2和S分别与H2反应生成H2S，随后H2S在胺液吸收塔中被吸收，从而使到达烟囱的SO2和S减少，进而减少SO2的排放量。
[0019]作为本技术的优选方案，所述第一阀门机构包括至少一个盲板，所述盲板两侧分别设有至少一个闸阀。盲板属于截止阀，截断性能好，闸阀属于控制阀，操作更加简便，在盲板两侧分别设置至少一个闸阀，使管线中气体的流动控制更方便，可随时对气体进行截断，操作更安全。
[0020]作为本技术的优选方案，所述第一阀门机构包括至少一个单向阀。防止环形管线内的气体通过硫化氢引流管外泄。
[0021]作为本技术的优选方案，所述硫化氢引流管上设有压力表。便于检测引入环形管线中硫化氢的压力。
[0022]作为本技术的优选方案，所述硫化氢引流管上设有流量计。便于控制引入环形管线中硫化氢的流量，与压力表配合，可调节引入环形管线中硫化氢的压力。
[0023]作为本技术的优选方案，所述环形管线上还设有动力机构，所述动力机构用于带动所述环形管线内气体流动。使环形管线内气体流动速度更快，从而加速加氢反应器内催化剂的激活反应。
[0024]作为本技术的优选方案，所述动力机构包括蒸汽抽射器，所述燃烧炉、加氢反应器和所述蒸汽抽射器通过所述环形管线依次连通。使气体在燃烧炉、加氢反应器、蒸汽抽射器之间循环流动，通过蒸汽抽射器为环形管线内气体流动提供动力。
[0025]作为本技术的优选方案，所述动力机构还包括加氢后换热器和急冷塔，所述蒸汽抽射器、加氢后换热器和急冷塔通过所述环形管线依次连通。通过加氢后换热器对循环气进行第一冷却，再通过急冷塔对循环气进行第二冷却，使被蒸汽抽射器带入到环形管线中水蒸气在急冷塔中被冷凝，通过急冷塔排出，避免水蒸气在环形管线中累积。
[0026]作为本技术的优选方案，所述环形管线上设有取样口A和取样口B，所述取样口A设置在所述加氢反应器前端，所述取样口B设置在所述加氢反应器后端。通过取样口A和取样口B分别检测加氢反应器入口和加氢反应器出口的H2S含量，在加氢反应器入口和加氢反应器出口H2S含量之差小于或等于0.05%时，其中0.05%是指H2S在循环气体中占的体积比，加氢反应器内催化剂已被基本激活时，不需要再进行大幅度的升温，通过检测H2S进入加氢反应器前后变化，准确判断加氢反应器内催化剂激活状态，便于控制催化剂的激活时间，节省开工时间。
[0027]作为本技术的优选方案，所述环形管线上设有氮气引流管，所述氮气引流管用于向所述环形管线内引入氮气。便于向环形管线中通入氮气，调节环形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加氢反应器循环系统，其特征在于，包括环形管线（3），所述环形管线（3）上设有燃烧炉（1）和加氢反应器（2），所述燃烧炉（1）能够与硫磺回收单元（13）连通，所述加氢反应器（2）能够与胺液吸收塔（14）连通，所述环形管线（3）上设有硫化氢引流管（4），所述硫化氢引流管（4）上设有第一阀门机构（9），所述硫化氢引流管（4）用于向所述环形管线（3）中引入硫化氢。2.根据权利要求1所述的加氢反应器循环系统，其特征在于，所述第一阀门机构（9）包括至少一个盲板（91），所述盲板（91）两侧分别设有至少一个闸阀（92）。3.根据权利要求1所述的加氢反应器循环系统，其特征在于，所述第一阀门机构（9）包括至少一个单向阀（93）。4.根据权利要求1所述的加氢反应器循环系统，其特征在于，所述硫化氢引流管（4）上设有压力表（11）。5.根据权利要求4所述的加氢反应器循环系统，其特征在于，所述硫化氢引流管（4）上设有流量计（10）。6.根据权利要求1所述的加氢反应器循环...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长春，曹文全，周家伟，卢克超，李林龄，韩晓兰，李卓彦，姜玉峰，王贵清，邢小龙，曾思晴，吴超，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：