[实用新型]一种用于酸性气体中回收硫的反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及含硫工业气体处理技术领域，尤其涉及一种用于酸性气体中回收硫的反应器，适用于炼油、煤化工、石油化工、天然气加工生产中的硫回收。 

背景技术

现有酸性含硫工业气体处理技术中，常用克劳斯(Claus)工艺(原始Claus工艺)，反应如下： 

此工艺为控制反应温度，只能在很低空速下进行，难以在大型工业装置使用，后来出现改良Claus工艺，将H₂S氧化分二个阶段进行，反应如下： 

从上述反应式可以看出，第一步只反应掉H₂S总量的1/3，第二步为2/3，因此在第一步反应之后进入催化剂床层的气体中H₂S与SO₂的比值应为2∶1，这是改良克劳斯工艺的控制关键。克劳斯回收工艺从20世纪30年代实现工业化后，已经广泛应用于合成氨和甲醇原料气生产、炼厂气生产、天然气净化等煤、石油、天然气的加工过程中，具有可直接处理H₂S生成硫磺、比制酸节省SO₂管道输送成本和制酸脱硫成本、安全性高等优点，但与制酸回收H₂S相比，一次投资成本高。 

常规改进克劳斯硫回收工艺处理的酸性气体H₂S浓度下限为15～20％，而我国煤化工酸性气成分复杂，往往直接来自低温甲醇洗等合成气净化，因此硫含量相对普遍偏低(≤15％)，而且浓度波动较大(7～20％)，这两种特点造成现有煤化工酸性气克劳斯硫回收装置主反应段燃烧炉无法正常运行，难以获得定量的SO₂保证转化段克劳斯反应要求的H₂S/SO₂＝2∶1比例，导致尾气超标，整个硫回收装置无法运行。因此，应选择适应低酸性气浓度、高弹性范围、可以处理复杂气体的硫回收工艺，同时尽量降低装置投资和操作费用。 

现有大规模的煤气化工艺后面的净化工艺，基本都采用低温甲醇洗工艺。低温甲醇洗工艺是一种采用甲醇为溶剂的酸性气物理洗涤系统，适用于处理含高浓度酸性气体，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度较大的特性，脱除原料气中的酸性气体。低温甲醇洗工艺主要的流程是多段吸收和解吸的组合，因此可以考虑将硫回收工艺与低温甲醇洗工艺结合起来。 

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于酸性气体中回收硫的反应器，结构简单合理，用于酸性气体中回收硫工艺，结合利用低温甲醇洗工艺中的含醇液洗涤处理脱硫后的尾气，降低尾气中硫化物含量，保护环境。 

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案： 

一种用于酸性气体中回收硫的反应器，集加氢水解反应器和催化氧化反应器于一体，所 述的反应器为卧式，反应器内部用直立隔板分为至少二个腔室，其中至少一室为有机硫加氢水解用的绝热反应室，其余为催化氧化用的水冷换热反应室。所述的水冷换热反应室可配水泵、汽包，副产蒸汽。 

所述的反应器内部用直立隔板分为二个腔室时，一室为绝热反应室，用于有机硫加氢水解反应，另一室为水冷换热反应室，用于催化氧化反应。 

所述的反应器内部用二块直立隔板分为三个腔室时，中间一室为绝热反应室，两侧各为一水冷换热反应室。所述的酸性气先经左边或右边的水冷换热反应室进行60％以上H₂S选择性氧化硫反应，再进中间的绝热反应室在300～390℃下进行COS、CS₂有机硫水解反应，最后经另一边的水冷换热反应室进行有机硫水解后的酸性气中H₂S选择性氧化反应。 

本实用新型的另一种技术方案：所述的反应器为立式反应器，即所述的反应器内部上下分为绝热层和换热反应层，所述的绝热层装填加氢水解催化剂，下部换热反应层内分布若干带U型弯头的水冷绕管，绕管间装填选择性氧化催化剂。 

上述反应器适用于以下工艺： 

一种酸性气体中回收硫的方法，包括以下步骤：用催化加氢反应将酸性气中的有机硫加氢水解成无机硫化物，再将无机硫化物催化氧化成硫，再将催化氧化后的反应气冷却冷凝分离液态硫，分离硫后的尾气用来自低温甲醇洗工段的含醇洗液洗涤吸收尾气中的残余硫化物，实现硫的完全回收。