[发明专利]改良低温克劳斯硫磺回收方法

说明书

技术领域：

一种改良低温克劳斯硫磺回收方法，用于对脱硫装置产生的含硫化氢的酸气进行转化、生成硫磺的工艺技术，属于天然气处理厂、炼油厂、电厂等硫磺回收装置的硫磺回收工艺技术领域。

现有技术：

目前，从含硫化氢的酸气中回收硫磺技术有常规克劳斯法、克劳斯延伸类法以及常规克劳斯+还原吸收类尾气处理法，它们的基本方法和缺点介绍如下：

1、常规克劳斯法：常规克劳斯法于1890年左右提出，1938年工业化，

该方法的主要化学反应式有两种，一是在主燃烧炉中的化学反应，反应式有：2H₂S+3O₂→2H₂O+2SO₂；2H₂S+SO₂→2H₂O+3S_e/e；CH₄+SO₂→COS+H₂O+H₂；CO+S→COS；CO₂+H₂S→COS+H₂O；CH₄+2S₂→CS₂+2H₂S；2CO+S₂→CO₂+CS₂二是在催化反应器中的化学反应：2H₂S+SO₂→2H₂O+3S_e/e；COS+H₂O→CO₂+2H₂S；CS₂+2H₂O→CO₂+2H₂S，上述反应均为放热反应；

常规克劳斯法的缺点是：根据大量的实践证明，常规克劳斯装置的硫回收率通常只能达到94％～97％，硫磺回收率受到限制有如下原因：

(1)由于克劳斯反应受到热力学的限制，硫的转化反应不可能完全，过程气中仍存有少量的H₂S，SO₂，限制了硫的转化率；

(2)克劳斯反应要产生一定量的水汽，随着水汽含量的增加，相应降低H₂S，SO₂的浓度，影响了克劳斯反应的平衡，阻碍了硫的生成，限制了硫的转化率；

(3)由于酸气中CO₂和烃类的存在，则过程气中会形成COS和CS₂，必须使之发生水解反应，为此，第一反应器的温度必须控制在300~340℃，高温虽然有利于水解反应，但是不利于克劳斯反应的进行，则限制了硫的转化率；

(4)常规克劳斯工艺硫的转化率对空气和酸性气的配比失常非常敏感，若不能保持H₂S∶SO₂＝2∶1的最佳比例，将导致硫的转化率降低；

因受热力学平衡和动力学因素的限制，随进料气中H₂S含量及转化器级数的不同，硫回收率都在97％以下，对于100t/d以上的硫磺回收装置尾气经焚烧后SO₂的排放量高达250kg/h，对环境污染大；

2、常规克劳斯+还原吸收类尾气处理法：常规克劳斯+还原吸收类尾气处理法是将克劳斯尾气中各种形态的硫及硫化物还原为H₂S，然后进行吸收，这类方法的总硫收率可达99.8％，焚烧尾气中SO₂为300ppm或更低；其中应用最广的为SCOT法和BSRP法，这类装置流程复杂，设备多，基建投资和操作运行费用都相当高，所回收的硫远不能抵偿操作费用，一般只有在硫磺回收装置的规模很大，或环保要求很严的情况下才使用；

3、克劳斯延伸类法：克劳斯延伸类法有MCRC克劳斯法、CBA克劳斯法、Clinsulf法和直接氧化类的超级克劳斯法，分别叙述如下：