本发明专利技术涉及一种酸性气排放处理催化剂级配装置，属于化工生产技术领域，由一级克劳斯转化器、二级克劳斯转化器和尾气加氢反应器构成，其特征在于一级克劳斯转化器上部装填1/2体积的多功能硫磺回收催化剂，下部装填1/2体积的氧化铝基制硫催化剂；二级克劳斯转化器装填氧化铝基制硫催化剂；尾气加氢反应器装填低温克劳斯尾气加氢催化剂，级配合理，延长了运行周期和催化剂整体使用寿命，级配催化剂的整体使用寿命可达到6年。酸性气排放处理工艺，包括硫磺回收工艺和尾气处理工艺，效果好，且节能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种酸性气处理硫磺回收装置催化剂级配方法及工艺，属于化工生产
技术介绍
酸性气回收硫磺的尾气处理工艺主要分3种类型亚露点工艺、选择氧化工艺和还原吸收工艺，其中还原吸收工艺的回收率能够达到99. 8%以上，所以得到了最广泛的应用。目前国内对于硫磺回收装置尾气处理的技术选择来说，除部分煤化工领域使用选择催化氧化工艺外，其余均采用还原吸收工艺。普通的还原吸收工艺，加氢反应器的入口温度要求280 320°C，要满足加氢反应器的入口温度要求，需要将Claus尾气进行加热，目前主要加热方式有在线炉、气气换热 器、电加热和管式加热炉等。由于将Claus尾气加热到280 320°C能耗过高，近年来，国外专利商开始将降低加氢反应器的入口温度作为研究开发的重点，目的是能够利用炼厂方便得到的或硫磺装置自产的中压蒸汽就能够将尾气加热到加氢反应所要求的温度，因为4. OMPa蒸汽的饱和温度是251°C，所以就需要将加氢反应器入口温度降低到240°C以下。美国SHELL和NIGI公司开发了基于Criterion公司的C-234催化剂的低温尾气处理工艺，荷兰JACOBS公司和意大利KTI公司也开发了基于法国AXENS公司TG-107催化剂的低温尾气处理工艺。但上述国外开发的低温工艺，配套的催化剂级配方案一般为一级克劳斯转化器上部装填氧化铝基制硫催化剂，下部装填助剂型氧化铝基制硫催化剂或氧化钛基制硫催化剂；二级克劳斯转化器装填氧化铝基制硫催化剂；尾气加氢反应器装填低温Claus尾气加氢催化剂。此催化剂装填方案制硫催化剂使用寿命一般为3-5年，尾气加氢催化剂使用寿命6年，制硫催化剂和尾气加氢催化剂使用周期不匹配，不能做到同时换剂的使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种酸性气排放处理催化剂级配装置，级配合理，延长了运行周期和催化剂整体使用寿命。本专利技术的目的还在于同时提供了酸性气排放处理工艺，效果好，且节能。本专利技术所述的酸性气排放处理催化剂级配装置，由一级克劳斯转化器、二级克劳斯转化器和尾气加氢反应器构成，其一级克劳斯转化器上部装填1/2体积的多功能硫磺回收催化剂，下部装填1/2体积的氧化铝基制硫催化剂；二级克劳斯转化器装填氧化铝基制硫催化剂；尾气加氢反应器装填低温克劳斯尾气加氢催化剂。其中多功能硫磺回收催化剂优选LS-981多功能硫回收催化剂。 氧化铝基制硫催化剂优选LS-300催化剂。低温克劳斯尾气加氢催化剂优选LSH-02低温Claus尾气加氢催化剂。一级克劳斯转化器入口温度控制为210-250°C，二级克劳斯转化器入口温度控制为200-230°C，克劳斯尾气加氢反应器入口温度控制为200-250°C。级配合理，延长了运行周期和催化剂整体使用寿命，级配催化剂的整体使用寿命可达到6年，节约催化剂运行成本和采购费用。利用本专利技术酸性气排放处理催化剂级配装置进行的酸性气排放处理工艺，包括硫磺回收工艺和尾气处理工艺，其硫磺回收工艺如下酸性气进预热器，采用I. OMPa低压蒸汽预热至160°C后，与空气混合，进入酸性气燃烧炉(F-101)，部分硫化氢与氧反应生成二氧化硫，在930 1300°C高温下，硫化氢与二氧化硫发生克劳斯反应生成单质硫(2H2S+S02 = 3S+2H20)。从燃烧炉出来的高温过程气进入废热锅炉(E-101)冷却至350°C并发生4. 4MPa中压蒸汽后，进入一级硫冷凝器(E-102)，液硫从一级硫冷凝器底部经硫封进入液硫池(P-101)。除雾后的过程气经一级过程气加热 器(E-105)，用酸性气燃烧炉废热锅炉发生的4. 4MPa中压蒸汽加热至210 250°C后，进入一级Claus反应器(R-101)，在制硫催化剂的作用下，硫化氢与二氧化硫发生反应(2H2S+S02=3S+2H20)，生成硫磺；有机硫水解为硫化氢；过程气中多余的氧气被脱除。反应过程气经二级硫冷凝器(E-103)冷却至160°C并经除雾后，液硫从二级硫冷凝器底部经硫封进入液硫池(P-101)。过程气经二级过程气加热器(E-106)用酸性气燃烧炉废热锅炉发生的4. 4Mpa中压蒸汽加热至200 230°C后进入二级Claus反应器(R-102)，在Claus催化剂作用下，硫化氢与二氧化硫继续发生反应，生成硫磺。反应过程气经三级硫冷凝器(E-104)冷却至150°C并经除雾后，液硫从三级硫冷凝器底部经硫封(P-101)进入液硫池。尾气再经尾气捕集器(D-101)进一步捕集硫雾后，进入尾气处理工艺。尾气处理工艺如下经捕集硫雾后的克劳斯尾气，与氢气混合，以提供进行加氢反应的还原介质，再经尾气加热器(E-201A)用酸性气燃烧炉废热锅炉发生的4. 4MPa中压蒸汽加热至220°C，进入装载有低温催化剂的加氢反应器(R-201)。在加氢反应器中，在催化剂的作用下，过程气中硫组份(S02，C0S，CS2和气态硫磺)被还原或水解成&5。在加氢反应器中发生的是放热反应，离开加氢反应器的尾气温度较高，需要经尾气处理废热锅炉(E-204)回收热量并降温后进入急冷塔(C-201)。尾气处理废热锅炉壳程发生O. 45MPa蒸汽。急冷后的尾气进入吸收塔(C-202)，吸收塔底的富溶剂送至溶剂再生装置进行再生。脱硫后的尾气进入尾气焚烧炉(F-302)焚烧。焚烧后的烟气经中压蒸汽过热器(E-301)和尾气焚烧炉废热锅炉(E-302)回收热量后，经烟囱(SK-301)排空。硫磺回收单元采用二级转化克劳斯制硫工艺，过程气采用自产中压蒸汽加热方式；尾气处理单元克劳斯尾气用自产中压蒸汽加热升温，并辅助设计二级过热蒸汽加热，在催化剂硫化、开停工、运行末期及催化剂再生时使用。装置正常运转期间不需要开启二级加热。酸性气燃烧炉废热锅炉和尾气焚烧炉废热锅炉均产生4. 4MPa中压蒸汽，一部分用于一级过程气、二级过程气加热器和尾气加热器外，其余部分经中压蒸汽过热器过热，产生过热蒸汽；尾气焚烧炉出口设置蒸汽过热器，对自产的中压蒸汽进行过热。Claus尾气加氢反应器入口温度可降至200 250°C，较常规Claus尾气加氢催化剂使用温度降低60°C以上，简化了硫磺回收装置工艺流程，加氢反应器前不需再设置在线燃烧炉或气气换热器，可直接采用该装置自产的中压蒸汽加热或电加热，节能效果显著，规模小于5万吨/年的硫磺回收装置还可省去加氢反应器后部的废热锅炉，加氢尾气直接进入急冷塔，装置操作费用节约30%以上，投资费用节约15%以上。采用此催化剂级配方案及工艺，装置总硫回收率达到99. 9%以上，尾气采用热焚烧后经130米烟囱排空，排空烟气中SO2量低于15. 4kg/h、浓度低于435. 5mg/Nm3，净化效果好，能够很好地满足国家大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)小于960mg/Nm3的要求，即净化尾气SO2含量小于960mg/m3。附图说明图I、硫磺回收工艺流程框图。图2、尾气处理工艺流程框图。图3、反应空速对有机硫水解活性的影响情况图。·图4、反应空速对脱氧活性的影响情况图。图中F101、酸气燃烧炉E101、制硫余热锅炉E102、一级冷凝器E103、二级冷凝器E104、三级冷凝器E105、E106、换热器R101、一级转化器R102、二级转化器P本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种酸性气处理硫磺回收装置的催化剂级配方法，其中催化转化段由一级克劳斯转化器、二级克劳斯转化器和尾气加氢反应器构成，其特征在于催化剂级配方案为一级克劳斯转化器上部装填1/2体积的多功能硫磺回收催化剂，下部装填1/2体积的氧化铝基制硫催化剂；二级克劳斯转化器装填氧化铝基制硫催化剂；尾气加氢反应器装填低温克劳斯尾气加氢催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱华，达建文，郭宏昶，刘剑利，许金山，王建华，王占顶，陶卫东，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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