工艺|克劳斯硫回收尾气处理工艺

2023-05-10 14:56:27

在现代煤化工装置中,煤气化工段产生的粗煤气经低温甲醇洗装置洗涤净化后,会产生一定浓度的H2S气体,此股酸性气一般需要送到硫回收装置处理,生成硫磺或者硫酸产品,但常规克劳斯反应的酸性气,受化学平衡的限制,硫回收装置的硫回收率最高只能达到97%左右,尾气中含有的H2S、液硫和其他有机含硫化合物,其总体积分数为1%~4%,焚烧后均以SO2的形式排入大气。这样不仅浪费了大量的硫资源,而且满足不了环保要求,造成了严重的大气污染。因此,面对环保压力,硫回收装置必须上尾气处理装置,提高其硫回收率。


硫回收装置尾气处理工艺按其原理大致可分为

低温克劳斯法

还原吸收法

催化氧化法

低温克劳斯法(即亚露点技术)


该法包括在液相中和在固体催化剂上进行低温克劳斯反应。前者在加有特殊催化剂的有机溶剂中,在略高于硫熔点的温度下使尾气中的H2S和SO2继续进行克劳斯反应,生成硫以提高硫的转化率。后者在低于硫露点的温度下,在固体催化剂上发生克劳斯反应,这有利于提高热力学平衡常数,反应生成的硫被吸附在催化剂上,可降低硫的蒸气压,有利于H2S和SO2的进一步反应。

还原吸收法


该法用H2或H2和CO的混合气体作还原气,使尾气中的SO2和元素硫经加氢催化剂加氢还原生成H2S。尾气中的COS和CS2等有机含硫化合物水解为H2S,再通过选择性脱硫溶剂进行化学吸收,溶剂再生解析出的酸性气返回至硫回收装置原料酸性气中继续回收元素硫。

该法以SCOT法为代表。近年来在SCOT法基础上发展起来的串级SCOT和RAR等工艺,以及国内SSR工艺。

SCOT工艺是由壳牌国际石油集团研究开发的。第一套SCOT工业装置于1973年投产。 该工艺分三个部分:

1、加氢还原部分:还原气与过程气混合,在加氢反应器钴钼催化剂床层发生加氢反应,将过程气中的SO2和单质硫转化为H2S,同时将COS和CS2水解为H2S。SO2的催化还原反应如下:

SO2+2H2 → 1/nSn+2H2O

SO2+3H2 → H2S+2H2O

SO2+2CO → 1/nSn+2CO2

2、急冷部分:离开加氢反应器的过程气在激冷塔中与含硫循环冷却水逆流接触,过程气中大量蒸汽冷凝,温度降到吸收温度。

3、吸收再生部分:采用MDEA吸收尾气中的H2S,胺溶液经加热再生循环使用,再生塔顶的酸性气送制硫燃烧炉,吸收塔顶尾气送尾气焚烧炉燃烧后达标排放。胺液选择的是要保证其对H2S的良好吸收性。

催化氧化法


该工艺采用专利催化剂,使过程气中H2S直接选择性催化氧化成元素硫。

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