帶能量回收的烷基化廢酸制硫磺新裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種帶能量回收的烷基化廢酸制硫磺新裝置，其包括廢酸焚燒爐、酸性氣燃燒爐、一級(jí)硫磺冷凝冷卻器、一級(jí)反應(yīng)加熱器、一級(jí)反應(yīng)器、二級(jí)硫磺冷凝冷卻器和硫池；本實(shí)用新型的裝置采用烷基化廢酸處理+硫磺回收工藝路線，利用硫磺回收裝置所需處理的含H2S的酸性氣作燃料，既處理了烷基化的廢硫酸，又處理了含H2S的酸性氣同時(shí)節(jié)省了裂解廢酸所需的天然氣，回收了廢酸中的聚合油的熱量，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了硫元素的充分回收利用，保護(hù)了環(huán)境，生產(chǎn)的硫磺也具有經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說(shuō)明】帶能量回收的烷基化廢酸制硫磺新裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于烷基化廢硫酸或其它類似廢酸處理領(lǐng)域，具體涉及一種能量充分利用的烷基化廢硫酸處理制硫磺新裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]按照國(guó)家統(tǒng)一要求，2014年起國(guó)內(nèi)汽油將全面執(zhí)行國(guó)IV標(biāo)準(zhǔn)，2017年底全面推行國(guó)乂標(biāo)準(zhǔn)。隨著國(guó)內(nèi)成品油質(zhì)量的不斷提升，未來(lái)汽油調(diào)和組分中烷基化汽油的比例必然逐年增加。但在硫酸烷基化工藝生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量含油的廢硫酸溶液，如直接排放，將給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染。該廢硫酸溶液必須經(jīng)過(guò)處理才能達(dá)到環(huán)保要求進(jìn)行排放。
[0003]目前，工廠化的烷基化廢硫酸處理有以下兩種工藝:(一)生產(chǎn)白炭黑和石油防銹劑工藝，其工藝原理為:首先用水稀釋烷基化廢酸成稀硫酸(其體積比:酸渣/水約為1/5?14)，以達(dá)到靜置分離聚合油的目的。分油后的稀硫酸的濃度為7?18%，用硅酸鈉溶液中和，接著從生成物硫酸鈉溶液中析出水合二氧化硅，經(jīng)老化、洗滌、過(guò)濾、干燥、粉碎得到產(chǎn)品白炭黑?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式:^3103+4304+(11-1)404 3102.1^0+ ^2804。
[0004]將廢酸中分離出的聚合油進(jìn)行水洗，除去大部分硫酸，再用堿溶液進(jìn)行一次皂化，這樣基本除去臭味，顏色也由黑變紅，靜置之后形成雙油層，上層是輕聚合油，下層是重聚合油。將分出的輕、重聚合油分別用堿土金屬氫氧化物溶液處理，在溫度30?70-(:下過(guò)濾，得到輕質(zhì)防銹劑和重質(zhì)防銹劑。其工藝流程見圖1所示。
[0005]該工藝的優(yōu)點(diǎn)之一是對(duì)廢酸處理較徹底、利用率高；二是工藝成熟，已在荊門煉油廠中型裝置獲得成功；三是除最初沉降分油所得稀硫酸為強(qiáng)腐蝕介質(zhì)需用特殊材質(zhì)設(shè)備夕卜，其他工序的介質(zhì)和操作條件均較緩和。但該工藝不足之處:一是產(chǎn)品白炭黑市場(chǎng)需求小，對(duì)于低處理量的烷基化裝置還是可行的，但對(duì)于大規(guī)模的烷基化裝置而言，生產(chǎn)大量的白炭黑尚待開發(fā)更大的市場(chǎng)需求；二是該工藝路線復(fù)雜，需要較多的設(shè)備；三是原料硅酸鈉不易得到；四是開發(fā)的石油防銹劑是一種新產(chǎn)品，有待開發(fā)銷售市場(chǎng)。五是生產(chǎn)中產(chǎn)生的稀硫酸和廢液如直接排放會(huì)污染環(huán)境，需要處理達(dá)標(biāo)后才能排放。
[0006](二)裂解制工業(yè)硫酸工藝，其生產(chǎn)原理為:烷基化廢硫酸用天然氣做燃料在100(^11001的高溫下裂解生成302氣體，其中的有機(jī)物和烴類同時(shí)被燃燒成為002。接著將制得的高溫302爐氣經(jīng)過(guò)廢熱鍋爐冷卻到4201，進(jìn)入冷卻塔中，經(jīng)冷卻塔稀酸噴淋冷卻降溫后進(jìn)入洗滌塔中，再經(jīng)洗滌塔稀酸噴淋冷卻，再次降溫后的爐氣經(jīng)間冷器降至規(guī)定的溫度，再經(jīng)電除霧器除去酸霧后送往干燥塔。在干燥塔中，用93%的濃硫酸進(jìn)行干燥，干燥后的爐氣經(jīng)二氧化硫風(fēng)機(jī)增壓后通過(guò)加熱器加熱，加熱后的爐氣進(jìn)入一轉(zhuǎn)化器。從一轉(zhuǎn)化器出來(lái)的氣體經(jīng)換熱器降至規(guī)定溫度進(jìn)入第1吸收塔。第1吸收塔用98%濃硫酸進(jìn)行一次吸收，一次吸收后的爐氣加熱至規(guī)定溫度后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化，二次轉(zhuǎn)化后爐氣再通過(guò)換熱降至規(guī)定溫度進(jìn)入第2吸收塔，用98%濃硫酸進(jìn)行二次吸收。二次吸收后制成的工業(yè)硫酸產(chǎn)品可以經(jīng)裝車出廠或烷基化裝置回用。二次吸收后的尾氣，通過(guò)煙園排入大氣。其工藝流程見圖2所示。
[0007]該工藝的主要優(yōu)點(diǎn)，一是技術(shù)成熟、所需燃料煉廠能方便提供；二是該工藝對(duì)廢酸處理的較徹底。但是廢硫酸制工業(yè)硫酸工藝主要缺點(diǎn)是煉油廠沒有硫酸處理裝置，采用該工藝需增設(shè)配套硫酸生產(chǎn)裝置，另該流程長(zhǎng)，設(shè)備多，控制復(fù)雜，一次性投資較大，2.5萬(wàn)噸/年廢酸制工業(yè)硫酸裝置2007年投資需1.3億(不含尾氣凈化裝置)；二是操作成本高，裝置每年消耗大量燃料氣及電力，能源消耗多，所需催化劑價(jià)格貴；三是環(huán)保壓力大，此工藝路線煙囪排放的二氧化硫濃度約為760如需滿足二氧化硫污染物的排放濃度限值400 1118/他I3的規(guī)定(特定地區(qū)小于200 111^/^1113)的要求，必須新建一套尾氣凈化裝置，如氨法脫硫、堿法脫硫等，這就更增加裝置的總投資。
[0008]據(jù)預(yù)計(jì)，隨著汽油標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)的推進(jìn)(國(guó)IV標(biāo)準(zhǔn)2014年開始執(zhí)行；國(guó)V標(biāo)準(zhǔn)2017年底開始執(zhí)行),我國(guó)烷基化油市場(chǎng)空間從2013年的185萬(wàn)噸提高到2018年的750萬(wàn)噸，年均增長(zhǎng)率約32%；在汽油中的比例從2%提升到6%。2014年和2018年作為標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)的關(guān)鍵年份，烷基化油的需求必將大幅增長(zhǎng)。但硫酸法烷基化過(guò)程中每生產(chǎn)1噸烷基化油要產(chǎn)生80?100竑濃度為80?85 %的廢硫酸，此廢酸必須經(jīng)過(guò)處理才能達(dá)到環(huán)保要求進(jìn)行排放。廢硫酸其成分除硫酸外，還含有『14%的有機(jī)物(聚合油)和水分。該廢硫酸是一種粘度較大的膠狀液體，其色澤呈黑紅色，性質(zhì)不穩(wěn)定，散發(fā)特殊性臭味，很難處理，如直接排放，將給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染。目前現(xiàn)有工廠化烷基化廢酸處理技術(shù)均存在各種缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型的目的是利用現(xiàn)有石油煉制工廠配套的硫磺回收裝置，將廢酸的處理和硫磺回收裝置有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，充分利用石油煉制工廠現(xiàn)有資源條件，將廢酸焚燒裂解生成302后直接送入硫磺回收裝置工藝流程的不同位置以增加回收成硫磺產(chǎn)品。首先用硫磺裝置需正常處理的含43的酸性氣做廢酸裂解的燃料來(lái)高溫焚燒廢硫酸，所生產(chǎn)的氣體中主要成分302、⑶2』20等組分與硫磺回收裝置正常生產(chǎn)的過(guò)程氣組分相同，其送入硫磺回收裝置后硫回收率可達(dá)到99.98%，實(shí)現(xiàn)元素硫的高效回收利用。本實(shí)用新型提供的烷基化廢硫酸處理制硫磺新裝置既處理了烷基化的廢硫酸，節(jié)省了常規(guī)工藝裂解廢酸的大量燃料氣，同時(shí)回收利用了廢酸中聚合油的熱量，又最大化利用了現(xiàn)有裝置，減少投資，實(shí)現(xiàn)了硫資源的高效回收利用，也保護(hù)了環(huán)境。該工藝適應(yīng)性強(qiáng)、工藝流程較短、設(shè)備少、投資小、能源消耗低、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
[0010]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0011]一種帶能量回收的烷基化廢酸制硫磺新裝置，其包括廢酸焚燒爐、酸性氣燃燒爐、一級(jí)硫磺冷凝冷卻器、一級(jí)反應(yīng)加熱器、一級(jí)反應(yīng)器、二級(jí)硫磺冷凝冷卻器和硫池；所述廢酸焚燒爐的氣體入口端連接有廢酸燃燒器，所述廢酸焚燒爐的高溫爐氣出口端連接有廢酸焚燒爐廢熱鍋爐；所述酸性氣燃燒爐的酸性氣體入口端連接有酸性氣燃燒爐燒嘴，該酸性氣燃燒爐燒嘴的一個(gè)氣體入口與所述廢酸焚燒爐廢熱鍋爐的爐氣出口相通，所述酸性氣燃燒爐的爐氣出口端連接有酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐；所述酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐的氣體出口與所述一級(jí)硫磺冷凝冷卻器的待冷凝入口相連，所述一級(jí)硫磺冷凝冷卻器的液硫出口通過(guò)管路與所述硫池相連通，所述一級(jí)硫磺冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與所述一級(jí)反應(yīng)加熱器的入口相連，所述一級(jí)反應(yīng)加熱器的出口與所述一級(jí)反應(yīng)器的入口相連接，所述一級(jí)反應(yīng)器的反應(yīng)后出口與所述二級(jí)硫磺冷凝冷卻器的待冷凝入口相連接，所述二級(jí)硫磺冷凝冷卻器的液硫出口通過(guò)管路與所述硫池相連通。
[0012]在一種優(yōu)選方案中，廢酸燃燒器上設(shè)有空氣或氧氣入口和酸性氣入口，以及廢酸與壓縮空氣的混合入口或用以混合廢酸與壓縮空氣的噴槍。酸性氣燃燒爐燒嘴上設(shè)有酸性氣入口，所述酸性氣燃燒爐的中部設(shè)有酸性氣入口。
[0013]本裝置在爐氣的冷凝和反應(yīng)過(guò)程中，可采用一級(jí)或多級(jí)冷凝和反應(yīng)裝置進(jìn)行處理，一般可采用兩級(jí)或三級(jí)相應(yīng)裝置以對(duì)爐氣進(jìn)行充分處理。最后處理過(guò)的氣體通至捕集器，經(jīng)過(guò)捕集微量硫霧滴后送入一般的尾氣處理系統(tǒng)進(jìn)行焚燒或其他尾氣后處理。
[0014]當(dāng)采用一級(jí)反應(yīng)器時(shí)，二級(jí)硫磺冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器相連接。當(dāng)采用兩級(jí)反應(yīng)器時(shí)，該裝置還包括二級(jí)反應(yīng)加熱器、二級(jí)反應(yīng)器和三級(jí)硫磺冷凝冷卻器，其中所述二級(jí)硫磺冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與所述二級(jí)反應(yīng)加熱器的入口相連，所述二級(jí)反應(yīng)加熱器的出口連接至所述二級(jí)反應(yīng)器的入口，所述二級(jí)反應(yīng)器的出口與所述三級(jí)硫磺冷凝冷卻器的待冷凝入口相連接，所述三級(jí)硫磺冷凝冷卻器的液硫出口通過(guò)管路與所述硫池相連通。在一種方案中，三級(jí)冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器相連接。
[0015]當(dāng)采用三級(jí)反應(yīng)器時(shí)，該裝置還包括三級(jí)反應(yīng)加熱器、三級(jí)反應(yīng)器和四級(jí)硫磺冷凝冷卻器，其中所述三級(jí)硫磺冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與所述三級(jí)反應(yīng)加熱器的入口相連，所述三級(jí)反應(yīng)加熱器的出口連接至所述三級(jí)反應(yīng)器的入口，所述三級(jí)反應(yīng)器的出口與所述四級(jí)硫磺冷凝冷卻器的待冷凝入口相連接，所述四級(jí)硫磺冷凝冷卻器的液硫出口通過(guò)管路與所述硫池相連通。在一種方案中，四級(jí)硫磺冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器相連接。
[0016]本裝置還可以在捕集器的出口通過(guò)管路連接至尾氣處理系統(tǒng)，在該管路上設(shè)有^8/802在線分析儀。
[0017]本裝置采用的工藝是將廢酸的處理和硫磺回收裝置有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，最終將廢酸中的硫元素回收為硫磺。廢酸在過(guò)氧和溫度在100(^11001的環(huán)境下硫酸均被分解為302，有機(jī)物全部被分解氧化為(?，廢酸高溫下裂解所需的熱量由酸性氣過(guò)氧燃燒釋放的熱量提供。工藝反應(yīng)原理如下:
[0018]！！2804 — 802^！！20^ 1/20^
[0019]^ + (父十丫/佩一父⑶片丫/之郵
[0020]^8+3/202 — 302十！！20
[0021]802^2?。?8 ^ 38+2^0
[0022]以上工藝組合不僅回收了廢酸中的硫元素和有機(jī)物的燃燒熱量，無(wú)污染物產(chǎn)生，同時(shí)也增加了硫磺回收裝置的硫磺產(chǎn)量。以下結(jié)合裝置對(duì)工藝的具體運(yùn)行過(guò)程做進(jìn)一步描述:以圖3為例，經(jīng)加壓的廢酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)??！2304?85%，?。?0?11.5%，油1.5%，壓力
0.6^0.81？。和壓縮空氣混合，通過(guò)噴槍送入廢酸裂解爐前端霧化；硫磺回收裝置的部分酸性氣和空氣或氧氣通過(guò)酸性氣燒嘴進(jìn)入到廢酸裂解爐中充分燃燒提供廢酸裂解的熱量。通過(guò)控制酸性氣和空氣或氧氣的流量來(lái)控制燃燒爐前段燃燒溫度100(^11001，以達(dá)到廢酸裂解的溫度。廢酸經(jīng)過(guò)焚燒爐后進(jìn)入廢酸焚燒爐熱量回收設(shè)施將100(^11001的高溫焚燒爐氣溫度降為2001001后直接送入硫磺回收部分的酸性氣燃燒爐中間部分，也可以通過(guò)空氣或氧氣管線或一級(jí)反應(yīng)加熱器前、一級(jí)反應(yīng)加熱器后等多種途徑加入到硫磺回收裝置中。
[0023]酸性氣和空氣或氧氣通過(guò)酸性氣燃燒爐燒嘴混合均與燃燒后進(jìn)入酸性氣燃燒爐。(酸性氣根據(jù)工藝需要可以全部進(jìn)入燒嘴、也可以部分進(jìn)入燒嘴和部分進(jìn)入酸性氣燃燒爐)通過(guò)控制酸性氣和空氣或氧氣的流量來(lái)控制燃燒爐的溫度在100(^13001。通過(guò)控制酸性氣燃燒爐燃燒所需氧(空氣或氧氣)的量來(lái)控制出口的的11101比值范圍在2:1以達(dá)到制硫工藝的要求。
[0024]從酸性氣燃燒爐出來(lái)的高溫爐氣溫度約100(^13001經(jīng)過(guò)酸性氣廢熱鍋爐回收能量后降溫到30(^3501，降溫后的爐氣進(jìn)入一級(jí)硫冷凝冷卻器冷卻，爐氣在一級(jí)冷凝冷卻器冷卻至16(^1801并經(jīng)除霧后，液硫從一級(jí)冷凝冷卻器底部經(jīng)硫封進(jìn)入硫池。從一級(jí)冷凝冷卻器出來(lái)的爐氣，通過(guò)一級(jí)反應(yīng)加熱器加熱后進(jìn)入一級(jí)反應(yīng)器，在反應(yīng)器中進(jìn)一步使?fàn)t氣中的部分氏3、802在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)生成單質(zhì)硫。一級(jí)反應(yīng)器的操作條件為23(^2501，一級(jí)反應(yīng)器后的氣體在二級(jí)硫冷凝冷卻器中冷凝，液硫從二級(jí)冷凝冷卻器底部經(jīng)硫封進(jìn)入硫池。從二級(jí)硫冷凝冷卻器出來(lái)的氣體通過(guò)二級(jí)反應(yīng)加熱器加熱后進(jìn)入二級(jí)反應(yīng)器。二級(jí)反應(yīng)器的操作條件為21(^2301。在酸性氣燃燒爐中，總硫的?70%轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，經(jīng)過(guò)三次的轉(zhuǎn)化，硫回收率可以達(dá)到96%。
[0025]本方案可采用一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)，一般采用二個(gè)反應(yīng)器，也可以采用三個(gè)反應(yīng)器來(lái)提高硫的回收率。反應(yīng)器是本方案中必不可少的設(shè)備。為了使?fàn)t氣中的取3和302繼續(xù)在反應(yīng)器中反應(yīng)生成硫，必須在進(jìn)入反應(yīng)器前達(dá)到一定的溫度。反應(yīng)器加熱方法可以采用摻和閥工藝即酸性氣焚燒爐中的高溫爐氣加熱過(guò)程氣也可以采用酸性氣廢熱鍋爐自產(chǎn)的高壓蒸汽加熱過(guò)程氣，也或者用其它的介質(zhì)加熱等方法。硫冷凝器、反應(yīng)加熱器和反應(yīng)器等設(shè)備的型式可以是多樣的，可以是單臺(tái)的，也可以是多臺(tái)合并一臺(tái)型式的。
[0026]本實(shí)用新型的裝置采用烷基化廢酸處理+硫磺回收工藝路線，利用硫磺回收裝置所需處理的含43的酸性氣作燃料，既處理了烷基化的廢硫酸，又處理了含43的酸性氣同時(shí)節(jié)省了裂解廢酸所需的天然氣，回收了廢酸中的聚合油的熱量，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了硫元素的充分回收利用，保護(hù)了環(huán)境，生產(chǎn)的硫磺也具有經(jīng)濟(jì)效益。本裝置具有適用范圍廣、工藝流程較短、設(shè)備少、投資小、能源消耗低、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。本工藝與裂解廢硫酸制工業(yè)硫酸工藝相比，以2.5萬(wàn)噸/年廢酸裂解制工業(yè)硫酸裝置為例(不含尾氣凈化部分)可節(jié)約投資1.1億，節(jié)約天然氣393跑3作，節(jié)約電耗1440&1.卜/卜，節(jié)約32% (^)^0? 0.4七/卜，節(jié)約循環(huán)冷卻水1200丨/卜，減少操作人員約8人，增加硫磺產(chǎn)量6940噸/年。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是現(xiàn)有生產(chǎn)白炭黑和石油防銹劑工藝流程圖；
[0028]圖2是現(xiàn)有裂解制工業(yè)硫酸工藝流程圖；
[0029]圖3是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖中，1-酸性氣燃燒爐燒嘴，2-酸性氣燃燒爐，3-酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐，4-酸性氣，5-空氣或氧氣，6-廢硫酸，7-廢酸焚燒爐燃燒器，8-廢酸焚燒爐，9-壓縮空氣，10-廢酸焚燒爐廢熱鍋爐，11-一級(jí)硫磺冷凝冷卻器，12-—級(jí)反應(yīng)加熱器，13-—級(jí)反應(yīng)器，14-二級(jí)硫磺冷凝冷卻器，15- 二級(jí)反應(yīng)加熱器，16- 二級(jí)反應(yīng)器，17，三級(jí)硫磺冷凝冷卻器，18-捕集器，19~??！287 802在線分析儀，20-硫池。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0032]本實(shí)用新型的帶能量回收的烷基化廢酸制硫磺新裝置包括廢酸焚燒爐8、酸性氣燃燒爐2、一級(jí)硫磺冷凝冷卻器11、一級(jí)反應(yīng)加熱器12、一級(jí)反應(yīng)器13、二級(jí)硫磺冷凝冷卻器14和硫池20 ；其中廢酸焚燒爐8的氣體入口端連接有廢酸燃燒器7，廢酸燃燒器7上設(shè)有空氣或氧氣入口和酸性氣入口，以及廢酸與壓縮空氣的混合入口或用以混合廢酸與壓縮空氣的噴槍。廢酸燃燒器7上的各入口用以通入不同的氣體和廢酸。廢酸焚燒爐8的高溫爐氣出口端連接有廢酸焚燒爐廢熱鍋爐10。
[0033]酸性氣燃燒爐2的酸性氣體入口端連接有酸性氣燃燒爐燒嘴1，該酸性氣燃燒爐燒嘴1的一個(gè)氣體入口與所述廢酸焚燒爐廢熱鍋爐10的爐氣出口相通，在酸性氣燃燒爐燒嘴1上設(shè)有酸性氣入口，在酸性氣燃燒爐2的中部設(shè)有酸性氣入口。酸性氣燃燒爐2的爐氣出口端連接有酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐3 ；所述酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐3的氣體出口與所述一級(jí)硫磺冷凝冷卻器11的待冷凝入口相連，所述一級(jí)硫磺冷凝冷卻器11的液硫出口通過(guò)管路與所述硫池20相連通，所述一級(jí)硫磺冷凝冷卻器11的冷凝后氣體出口與所述一級(jí)反應(yīng)加熱器12的入口相連，所述一級(jí)反應(yīng)加熱器12的出口與所述一級(jí)反應(yīng)器13的入口相連接，所述一級(jí)反應(yīng)器13的反應(yīng)后出口與所述二級(jí)硫磺冷凝冷卻器14的待冷凝入口相連接，所述二級(jí)硫磺冷凝冷卻器14的液硫出口通過(guò)管路與所述硫池20相連通。
[0034]當(dāng)本裝置只設(shè)一級(jí)反應(yīng)器時(shí)，二級(jí)冷凝冷卻器14的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器相連接。捕集器的出口通過(guò)管路連接至尾氣處理系統(tǒng)，在該管路上設(shè)有^8/802在線分析儀。
[0035]如圖3所示，當(dāng)本裝置設(shè)兩級(jí)反應(yīng)器時(shí)，裝置中還包括二級(jí)反應(yīng)加熱器15、二級(jí)反應(yīng)器16和三級(jí)硫磺冷凝冷卻器17，在上述裝置的基礎(chǔ)上，二級(jí)硫磺冷凝冷卻器14的冷凝后氣體出口不與捕集器相連接，而是與二級(jí)反應(yīng)加熱器15的入口相連，所述二級(jí)反應(yīng)加熱器15的出口連接至所述二級(jí)反應(yīng)器16的入口，所述二級(jí)反應(yīng)器16的出口與所述三級(jí)硫磺冷凝冷卻器17的待冷凝入口相連接，所述三級(jí)硫磺冷凝冷卻器17的液硫出口通過(guò)管路與所述硫池20相連通。在該類裝置中，三級(jí)冷凝冷卻器17的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器18相連接。捕集器18的出口通過(guò)管路連接至尾氣處理系統(tǒng)，在該管路上設(shè)有^8/802在線分析儀。
[0036]當(dāng)本裝置設(shè)三級(jí)反應(yīng)器時(shí)，裝置中還包括三級(jí)反應(yīng)加熱器、三級(jí)反應(yīng)器和四級(jí)硫磺冷凝冷卻器，其中三級(jí)硫磺冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口不與捕集器18相連接，而是與三級(jí)反應(yīng)加熱器的入口相連，所述三級(jí)反應(yīng)加熱器的出口連接至所述三級(jí)反應(yīng)器的入口，所述三級(jí)反應(yīng)器的出口與所述四級(jí)硫磺冷凝冷卻器的待冷凝入口相連接，所述四級(jí)硫磺冷凝冷卻器的液硫出口通過(guò)管路與所述硫池相連通。該類裝置中，四級(jí)硫磺冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器相連接。捕集器的出口通過(guò)管路連接至尾氣處理系統(tǒng)，在該管路上設(shè)有$3/3(?在線分析儀。
[0037]以下以圖3為例，對(duì)本裝置的運(yùn)行方式做進(jìn)一步說(shuō)明:來(lái)自烷基化裝置經(jīng)過(guò)加壓泵加壓到0.81？3的廢酸6 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)瓜304?85%，?。?0?11.5%，油?3.5%，用0.61？3的壓縮空氣9做為霧化介質(zhì)和廢酸6通過(guò)廢酸燃燒器7 —起噴射進(jìn)廢酸焚燒爐8殼體內(nèi)；含的酸性氣分流一部分進(jìn)入到廢酸焚燒燃燒器7中，燃料需要的空氣或氧氣5送入廢酸焚燒燃燒器7。在廢酸焚燒爐8爐膛中，酸性氣4與空氣或氧氣5控制燃燒至11001，且控制廢酸焚燒爐出口氣體中氧含量在5%，在廢酸焚燒爐8殼體內(nèi)廢硫酸6將完全熱分解成302和40，同時(shí)廢硫酸6中的烴類物質(zhì)也完全分解為002。從廢酸焚燒爐8殼體出來(lái)的高溫爐氣通過(guò)管線進(jìn)入硫磺回收裝置的空氣或氧氣5管線上。
[0038]部分含酸性氣送入酸性氣燃燒爐燒嘴1，部分送入酸性氣燃燒爐2內(nèi)。在酸性氣燃燒爐2內(nèi)，根據(jù)制硫反應(yīng)需氧量，通過(guò)在線分析儀19反饋數(shù)據(jù)嚴(yán)格控制進(jìn)入酸性氣燃燒爐2的空氣或氧氣5量使43/3(?的11101比值范圍在2:1左右。在酸性氣燃燒爐2中燃燒溫度達(dá)到12801，酸性氣4中烴類等有機(jī)物將全部分解，在酸性氣燃燒爐內(nèi)約609^709^)的昭進(jìn)行高溫克勞斯反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫，余下的昭中約有1/3轉(zhuǎn)化為302。酸性氣燃燒爐2排出的高溫過(guò)程氣經(jīng)過(guò)酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐3回收熱量產(chǎn)蒸汽后，冷卻至3501，氣體中的！！23、802在后面的反應(yīng)器中繼續(xù)部分反應(yīng)生成硫。從酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐3出來(lái)的爐氣經(jīng)管線進(jìn)入一級(jí)冷凝冷卻器11冷卻至1701并經(jīng)除霧后，液硫從一級(jí)冷凝冷卻器底部經(jīng)進(jìn)入硫池20。從一級(jí)硫冷凝冷卻器11出來(lái)的爐氣經(jīng)一級(jí)反應(yīng)加熱器12加熱至2401后進(jìn)入一級(jí)反應(yīng)器13，使?fàn)t氣中的部分??！23、302在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)生成硫。從一級(jí)反應(yīng)器13出來(lái)的氣在二級(jí)硫冷凝冷卻器14中冷凝，液硫從二級(jí)冷凝冷卻器14底部進(jìn)入20-硫池。從二級(jí)硫冷凝冷卻器出來(lái)的氣體經(jīng)二級(jí)反應(yīng)加熱器15加熱后進(jìn)入二級(jí)反應(yīng)器16。二級(jí)反應(yīng)器的操作條件為2201。從二級(jí)反應(yīng)器16出來(lái)的氣體在三級(jí)硫冷凝冷卻器17中降溫至1301后，液硫從三級(jí)冷凝冷卻器17底部進(jìn)入硫池。從三級(jí)冷凝冷卻器出來(lái)的氣體經(jīng)過(guò)捕集器18捕集微量硫霧滴后經(jīng)過(guò)43/3(?在線分析儀19分析后進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)。在酸性氣燃燒爐2中，總硫的?70%轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，再經(jīng)過(guò)二個(gè)反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化，硫回收率可以達(dá)到?96%。
【權(quán)利要求】
1.一種帶能量回收的烷基化廢酸制硫磺新裝置，其特征在于其包括廢酸焚燒爐(8)、酸性氣燃燒爐(2)、一級(jí)硫磺冷凝冷卻器(11)、一級(jí)反應(yīng)加熱器(12)、一級(jí)反應(yīng)器(13)、二級(jí)硫磺冷凝冷卻器(14 )和硫池(20 );所述廢酸焚燒爐(8 )的氣體入口端連接有廢酸燃燒器(7)，所述廢酸焚燒爐(8)的高溫爐氣出口端連接有廢酸焚燒爐廢熱鍋爐(10);所述酸性氣燃燒爐(2)的酸性氣體入口端連接有酸性氣燃燒爐燒嘴(1)，該酸性氣燃燒爐燒嘴(I)的一個(gè)氣體入口與所述廢酸焚燒爐廢熱鍋爐(10)的爐氣出口相通，所述酸性氣燃燒爐(2)的爐氣出口端連接有酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐(3);所述酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐(3)的氣體出口與所述一級(jí)硫磺冷凝冷卻器(11)的待冷凝入口相連，所述一級(jí)硫磺冷凝冷卻器(11)的液硫出口通過(guò)管路與所述硫池(20)相連通，所述一級(jí)硫磺冷凝冷卻器(11)的冷凝后氣體出口與所述一級(jí)反應(yīng)加熱器(12)的入口相連，所述一級(jí)反應(yīng)加熱器(12)的出口與所述一級(jí)反應(yīng)器(13)的入口相連接，所述一級(jí)反應(yīng)器(13)的反應(yīng)后出口與所述二級(jí)硫磺冷凝冷卻器(14)的待冷凝入口相連接，所述二級(jí)硫磺冷凝冷卻器(14)的液硫出口通過(guò)管路與所述硫池(20)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶能量回收的烷基化廢酸制硫磺新裝置，其特征在于所述廢酸燃燒器(7)上設(shè)有空氣或氧氣入口和酸性氣入口，以及廢酸與壓縮空氣的混合入口或用以混合廢酸與壓縮空氣的噴槍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶能量回收的烷基化廢酸制硫磺新裝置，其特征在于所述酸性氣燃燒爐燒嘴(I)上設(shè)有酸性氣入口，所述酸性氣燃燒爐(2)的中部設(shè)有酸性氣入口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶能量回收的烷基化廢酸制硫磺新裝置，其特征在于所述二級(jí)硫磺冷凝冷卻器(14)的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器(18)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的帶能量回收的烷基化廢酸制硫磺新裝置，其特征在于該裝置還包括二級(jí)反應(yīng)加熱器(15)、二級(jí)反應(yīng)器(16)和三級(jí)硫磺冷凝冷卻器(17)，其中所述二級(jí)硫磺冷凝冷卻器(14)的冷凝后氣體出口與所述二級(jí)反應(yīng)加熱器(15)的入口相連，所述二級(jí)反應(yīng)加熱器(15)的出口連接至所述二級(jí)反應(yīng)器(16)的入口，所述二級(jí)反應(yīng)器(16 )的出口與所述三級(jí)硫磺冷凝冷卻器(17 )的待冷凝入口相連接，所述三級(jí)硫磺冷凝冷卻器(17)的液硫出口通過(guò)管路與所述硫池(20)相連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶能量回收的烷基化廢酸制硫磺新裝置，其特征在于所述三級(jí)冷凝冷卻器(17)的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器(18)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶能量回收的烷基化廢酸制硫磺新裝置，其特征在于該裝置還包括三級(jí)反應(yīng)加熱器、三級(jí)反應(yīng)器和四級(jí)硫磺冷凝冷卻器，其中所述三級(jí)硫磺冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與所述三級(jí)反應(yīng)加熱器的入口相連，所述三級(jí)反應(yīng)加熱器的出口連接至所述三級(jí)反應(yīng)器的入口，所述三級(jí)反應(yīng)器的出口與所述四級(jí)硫磺冷凝冷卻器的待冷凝入口相連接，所述四級(jí)硫磺冷凝冷卻器的液硫出口通過(guò)管路與所述硫池相連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶能量回收的烷基化廢酸制硫磺新裝置，其特征在于所述四級(jí)硫磺冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求4、6或8所述的帶能量回收的烷基化廢酸制硫磺新裝置，其特征在于所述捕集器的出口通過(guò)管路連接至尾氣處理系統(tǒng)，在該管路上設(shè)有h2s/so2在線分析儀。
【文檔編號(hào)】C01B17/04GK204151067SQ201420537955
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】李明軍, 邢亞琴, 王奎, 張建超, 郝豫三, 何敬昌 申請(qǐng)人:中石化南京工程有限公司, 中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司