一種硫磺回收加氫催化劑無排放預(yù)硫化工藝及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于硫磺回收及尾氣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫磺回收加氫催化劑無排放預(yù)硫化工藝及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]2016年國家對二氧化硫排放要求進(jìn)一步嚴(yán)格，對于環(huán)境敏感地區(qū)的二氧化硫排放指標(biāo)進(jìn)一步控制于100mg/Nm3以下，同時要求全時段達(dá)標(biāo)排放，這就意味著硫磺回收裝置在開工、停工階段也必須達(dá)到排放要求，這將對全國石油、化工以及煤化工行業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。
[0003]能源行業(yè)都會產(chǎn)生含有氮、硫的廢氣，其中氮元素主要以氨的形式存在，而硫元素以硫化氫的形式存在。國內(nèi)硫磺回收工藝的主流是克勞斯+斯科特工藝，該工藝簡要介紹如下:
[0004]上游裝置來含硫化氫氣體與空氣混合后進(jìn)入制硫燃燒爐火嘴燃燒，經(jīng)余熱鍋爐發(fā)生中壓飽和蒸汽回收余熱后進(jìn)入一級冷凝冷卻器，使反應(yīng)生成的元素硫凝為液態(tài)，液硫被捕集分離進(jìn)入液硫產(chǎn)品池;根據(jù)反應(yīng)溫度要求，一級冷凝冷卻器出來的過程氣經(jīng)一級高溫?fù)胶祥y與制硫燃燒爐中的一部分高溫氣流混合升溫，進(jìn)入一級轉(zhuǎn)化器，在催化劑的作用下，過程氣中的H2S和SO2進(jìn)行Claus反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為元素硫，自一級轉(zhuǎn)化器出來的高溫過程氣進(jìn)入過程氣換熱器管程，再進(jìn)入二級冷凝冷卻器，過程氣經(jīng)二級冷凝冷卻器發(fā)生低壓飽和蒸汽并使元素硫凝為液態(tài)，液硫捕集分離后進(jìn)入硫封罐；由二級冷凝冷卻器出來的過程氣再經(jīng)過過程氣換熱器殼程升溫后進(jìn)入二級轉(zhuǎn)化器，使過程氣中剩余的H2S和SO2進(jìn)一步發(fā)生催化轉(zhuǎn)化，二級轉(zhuǎn)化器出口過程氣經(jīng)三級冷凝冷卻器發(fā)生低壓飽和蒸汽并使元素硫凝為液態(tài)，液硫被捕集分離進(jìn)入液硫產(chǎn)品池;三級冷凝冷卻器出來的制硫尾氣進(jìn)入尾氣分液罐進(jìn)一步捕集液硫后進(jìn)入尾氣處理部分。
[0005]從硫磺回收部分排出的制硫尾氣中，仍含有少量的H2S、SO2、COS、Sx等物質(zhì)，經(jīng)換熱、混氫后進(jìn)入加氫反應(yīng)器，在低溫加氫催化劑的作用下S02&C0S等被加氫水解，還原為H2S。從加氫反應(yīng)器出來的氣流進(jìn)入蒸汽發(fā)生器回收余熱，發(fā)生低壓蒸汽之后進(jìn)入急冷塔與急冷水直接接觸降溫冷卻至常溫。急冷降溫后的尾氣自塔頂出來進(jìn)入尾氣吸收塔，用再生部分送來的胺液(?25 %的MDEA胺液)吸收其中的H2S，尾氣吸收塔頂出來的凈化氣可以滿足總硫400mg/Nm3的排放要求。
[0006]進(jìn)入尾氣焚燒爐焚燒，在尾氣焚燒爐570?600°C爐膛溫度下，凈化氣中殘余的H2S被燃燒為SO2，剩余H2和烴類燃燒成codra2o，自尾氣焚燒爐出來的高溫?zé)煔饨?jīng)尾氣廢熱鍋爐回收余熱后由煙囪排放。尾氣吸收塔使用后的富液用富液栗送至胺液再生部分進(jìn)行溶劑再生。
[0007]加氫反應(yīng)器中的加氫催化劑以氧化態(tài)裝填，激發(fā)加氫催化劑的活性必須經(jīng)過預(yù)硫化，使加氫催化劑從氧化態(tài)轉(zhuǎn)化為要求的硫化態(tài)。以往的硫化過程是采用含有l(wèi)mol%的制硫部分過程氣對加氫反應(yīng)器進(jìn)行預(yù)硫化，預(yù)硫化殘余氣體量太大因而無法得到有效的處理，引發(fā)裝置超標(biāo)排放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種硫磺回收加氫催化劑無排放預(yù)硫化工藝及裝置，可以實(shí)現(xiàn)極低排放的加氫催化劑預(yù)硫化過程。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0010]—種硫磺回收加氫催化劑無排放預(yù)硫化工藝，其包括以下步驟:
[0011]①建立預(yù)硫化流程并充入預(yù)硫化循環(huán)氣，待升至所需系統(tǒng)壓力時啟動循環(huán)風(fēng)機(jī)；
[0012]②啟用尾氣加熱器加熱循環(huán)氣逐步將加氫催化劑預(yù)熱至所需溫度，預(yù)硫化循環(huán)氣自循環(huán)風(fēng)機(jī)壓縮后混入硫化氫和氫氣，形成富硫化氫預(yù)硫化氣進(jìn)入尾氣加熱器；
[0013]③升溫后的富硫化氫預(yù)硫化氣進(jìn)入加氫反應(yīng)器對加氫催化劑進(jìn)行預(yù)硫化，預(yù)硫化殘余氣回收熱量后進(jìn)入急冷塔冷卻；
[0014]④冷后預(yù)硫化殘余氣經(jīng)循環(huán)罐分液后進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機(jī)升壓，根據(jù)其中硫化氫與氫氣的濃度情況重新補(bǔ)充后再次循環(huán)使用；
[0015]⑤部分冷后預(yù)硫化殘余氣泄放至吸收塔，胺液吸收后經(jīng)焚燒爐焚燒后排放，以平衡預(yù)硫化循環(huán)系統(tǒng)的壓力。
[0016]優(yōu)選地，將加氫催化劑預(yù)熱至180?20(TC，達(dá)到加氫催化劑的預(yù)硫化溫度。
[0017]優(yōu)選地，所述預(yù)硫化循環(huán)氣為氮?dú)狻?br>[0018]優(yōu)選地，保持進(jìn)入加氫反應(yīng)器的預(yù)硫化循環(huán)氣中硫化氫的摩爾濃度達(dá)到I?2%，氫氣的摩爾濃度達(dá)到2?4%。
[0019]優(yōu)選地，步驟⑤中部分冷后預(yù)硫化殘余氣自吸收塔底部進(jìn)入，胺液自吸收塔上部注入，自上而下與預(yù)硫化殘余氣體充分接觸。
[0020]優(yōu)選地，所述胺液為MDEA溶液。
[0021]—種實(shí)現(xiàn)所述硫磺回收加氫催化劑無排放預(yù)硫化工藝的裝置，其包括依次連接的尾氣加熱器、加氫反應(yīng)器和急冷塔，其中，急冷塔頂部與循環(huán)罐相連，循環(huán)罐通過循環(huán)風(fēng)機(jī)連接尾氣加熱器和吸收塔，且吸收塔與焚燒爐連接。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023](I)預(yù)硫化循環(huán)氣采用注入硫化氫和氫氣的方式來控制預(yù)硫化所需硫化氫與氫氣的濃度，具有極強(qiáng)的可操作性、安全性；
[0024](2)預(yù)硫化循環(huán)氣可由預(yù)硫化循環(huán)風(fēng)機(jī)來調(diào)控循環(huán)量，不受上游裝置的影響；
[0025](3)預(yù)硫化殘余氣體經(jīng)吸收塔冷胺吸收，基本實(shí)現(xiàn)無排放預(yù)硫化過程；
[0026](4)所述工藝過程安全可靠，排放氣中SO2的含量可降低到50mg/Nm3以下，滿足國家規(guī)范的要求。
【附圖說明】
[0027]圖1是硫磺回收工藝流程示意圖，其中粗實(shí)線為尾氣無排放預(yù)硫化流程，虛線為平衡氣泄放流程，細(xì)實(shí)線為現(xiàn)有斯科特尾氣流程(制硫尾氣自克勞斯來—尾氣加熱器—加氫反應(yīng)器—急冷塔—吸收塔—焚燒爐)中涉及的路線。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1所示，一種硫磺回收加氫催化劑無排放預(yù)硫化工藝，其包括以下步驟:
[0029]①建立預(yù)硫化流程并充入預(yù)硫化循環(huán)氣氮?dú)?，待系統(tǒng)壓力升至0.0lMpa時啟動循環(huán)風(fēng)機(jī)；
[0030]②啟用尾氣加熱器加熱循環(huán)氣逐步將加氫催化劑預(yù)熱至200°C，預(yù)硫化循環(huán)氣自循環(huán)風(fēng)機(jī)壓縮后混入硫化氫和氫氣，形成富硫化氫預(yù)硫化氣進(jìn)入尾氣加熱器；
[0031]③升溫后的富硫化氫預(yù)硫化氣進(jìn)入加氫反應(yīng)器對加氫催化劑進(jìn)行預(yù)硫化，保持進(jìn)入加氫反應(yīng)器的預(yù)硫化循環(huán)氣中硫化氫的摩爾濃度達(dá)到I?2%，氫氣的摩爾濃度達(dá)到2?4%，預(yù)硫化殘余氣回收熱量后進(jìn)入急冷塔冷卻；
[0032]④冷后預(yù)硫化殘余氣經(jīng)循環(huán)罐分液后進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機(jī)升壓，根據(jù)其中硫化氫與氫氣的濃度情況重新補(bǔ)充后再次循環(huán)使用；
[0033]⑤部分冷后預(yù)硫化殘余氣泄放至吸收塔，其中部分冷后預(yù)硫化殘余氣自吸收塔底部進(jìn)入，胺液(MDEA溶液)自吸收塔上部注入，自上而下與預(yù)硫化殘余氣體充分接觸，胺液吸收后經(jīng)焚燒爐焚燒后排放。
[0034]—種實(shí)現(xiàn)所述硫磺回收加氫催化劑無排放預(yù)硫化工藝的裝置，其包括依次連接的尾氣加熱器、加氫反應(yīng)器和急冷塔，其中，急冷塔頂部與循環(huán)罐相連，循環(huán)罐通過循環(huán)風(fēng)機(jī)連接尾氣加熱器和吸收塔，且吸收塔與焚燒爐連接。
[0035]現(xiàn)有斯科特尾氣流程中所產(chǎn)生的預(yù)硫化殘余氣需要直接排放大氣，在16?24h預(yù)硫化期間將造成裝置排放超標(biāo)，而本工藝過程安全可靠，排放氣中SO2的含量降低至50mg/Nm3以下，滿足國家規(guī)范的要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種硫磺回收加氫催化劑無排放預(yù)硫化工藝，其特征在于，包括以下步驟: ①建立預(yù)硫化流程并充入預(yù)硫化循環(huán)氣，待升至所需系統(tǒng)壓力時啟動循環(huán)風(fēng)機(jī)； ②啟用尾氣加熱器加熱循環(huán)氣逐步將加氫催化劑預(yù)熱至所需溫度，預(yù)硫化循環(huán)氣自循環(huán)風(fēng)機(jī)壓縮后混入硫化氫和氫氣，形成富硫化氫預(yù)硫化氣進(jìn)入尾氣加熱器； ③升溫后的富硫化氫預(yù)硫化氣進(jìn)入加氫反應(yīng)器對加氫催化劑進(jìn)行預(yù)硫化，預(yù)硫化殘余氣回收熱量后進(jìn)入急冷塔冷卻； ④冷后預(yù)硫化殘余氣經(jīng)循環(huán)罐分液后進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機(jī)升壓，根據(jù)其中硫化氫與氫氣的濃度情況重新補(bǔ)充后再次循環(huán)使用； ⑤部分冷后預(yù)硫化殘余氣泄放至吸收塔，胺液吸收后經(jīng)焚燒爐焚燒后排放。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫磺回收加氫催化劑無排放預(yù)硫化工藝，其特征在于，將加氫催化劑預(yù)熱至180?200°C。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硫磺回收加氫催化劑無排放預(yù)硫化工藝，其特征在于，所述預(yù)硫化循環(huán)氣為氮?dú)狻?.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硫磺回收加氫催化劑無排放預(yù)硫化工藝，其特征在于，保持進(jìn)入加氫反應(yīng)器的預(yù)硫化循環(huán)氣中硫化氫的摩爾濃度達(dá)到I?2%，氫氣的摩爾濃度達(dá)到2?4%。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硫磺回收加氫催化劑無排放預(yù)硫化工藝，其特征在于，步驟⑤中部分冷后預(yù)硫化殘余氣自吸收塔底部進(jìn)入，胺液自吸收塔上部注入，自上而下與預(yù)硫化殘余氣體充分接觸。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硫磺回收加氫催化劑無排放預(yù)硫化工藝，其特征在于，所述胺液為MDEA溶液。7.—種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述硫磺回收加氫催化劑無排放預(yù)硫化工藝的裝置，其特征在于，包括依次連接的尾氣加熱器、加氫反應(yīng)器和急冷塔，其中，急冷塔頂部與循環(huán)罐相連，循環(huán)罐通過循環(huán)風(fēng)機(jī)連接尾氣加熱器和吸收塔，且吸收塔與焚燒爐連接。
【專利摘要】本發(fā)明屬于硫磺回收及尾氣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫磺回收加氫催化劑無排放預(yù)硫化工藝及裝置。所述工藝包括：建立預(yù)硫化流程并充入循環(huán)氣，待升至所需系統(tǒng)壓力時啟動循環(huán)風(fēng)機(jī)；啟用尾氣加熱器加熱循環(huán)氣逐步將加氫催化劑預(yù)熱，預(yù)硫化循環(huán)氣自循環(huán)風(fēng)機(jī)壓縮后混入硫化氫和氫氣，進(jìn)入尾氣加熱器；升溫后進(jìn)入加氫反應(yīng)器對催化劑進(jìn)行預(yù)硫化，預(yù)硫化殘余氣回收熱量后進(jìn)入急冷塔冷卻；冷后預(yù)硫化殘余氣經(jīng)循環(huán)罐分液后進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機(jī)升壓，根據(jù)硫化氫與氫氣的濃度情況重新補(bǔ)充后再次循環(huán)使用；部分冷后預(yù)硫化殘余氣泄放至吸收塔，胺液吸收后經(jīng)焚燒爐排放。所述工藝過程安全可靠，排放氣中SO2的含量可降低到50mg/Nm3以下，滿足國家規(guī)范的要求。
【IPC分類】B01J37/20
【公開號】CN105665035
【申請?zhí)枴緾N201610114513
【發(fā)明人】李鐵軍, 高炬, 范志剛
【申請人】山東三維石化工程股份有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月1日