[发明专利]一种克劳斯尾气处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及炼焦化工产品回收技术领域，尤其涉及一种克劳斯尾气处理工艺。

背景技术

目前，焦化行业的克劳斯工艺没有尾气处理措施，其尾气回兑到焦炉煤气系统。

焦化行业的克劳斯工艺通常由燃烧段和一级、两级催化段组成，通过在燃烧段内控制H₂S的不完全燃烧比例，使1/3的H₂S生成SO₂，H₂S与SO₂生成元素硫。到催化段，在催化剂作用下，H₂S与SO₂以化学计算比反应生成元素硫；再将生成的气态硫冷凝成液态硫分离。

在克劳斯反应中，其进程受反应温度、化学平衡、可逆反应的限制，在尾气中存在H₂S、S、SO₂、N₂等气体，它们只能回兑到煤气系统，不能外排。尾气含有大量的惰性气体如N₂，大约接近一半。

而实际的焦炉煤气按不同的用途，如冶金燃料、城市煤气、化工原料等，主要分为两种情况：

情况一：焦炉煤气组成中对惰性气体含量没有要求，即常规流程,用作冶金燃料、城市煤气等。

情况二：焦炉煤气组成中对惰性气体含量有要求，即特殊流程，如利用焦炉煤气为原料制甲醇、LNG工艺等。

对于第一种情况，通常用蒸汽夹套伴热和喷淋手段解决尾气输送堵塞问题。而对于后一种情况，目前还没有解决措施。

以焦炉煤气为原料的制甲醇工艺、制LNG工艺，尾气的回兑势必增加气体输送能力和压缩功。实践表明，以年产300万吨焦炭规模为例，尾气回兑原料气中N₂含量增加2～3％，在生产甲醇、LNG工艺中能耗增加约200KW。N₂最终以驰放气排到大气中，不参与化学反应。

综上，不论哪一种情况，既要解决堵塞，又要解决惰性气体含量大的难题。特别是对原料气中惰性气体含量要求比较严格的工艺，例如利用焦炉煤气制甲醇、焦炉煤气制LNG等工艺，要尽可能降低惰性气体含量，以减少运行成本，提高效率，实现节约能源的目标。

发明内容

本发明提供了一种克劳斯尾气处理工艺，具有运行成本低、节约能源、绿色环保的优点。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种克劳斯尾气处理工艺，包括如下步骤：

1)从克劳斯工艺硫冷凝器出来的克劳斯尾气，在一段过程气换热器中与一段反应器出来的过程气换热后，与还原性气体混合进入到加氢反应器，将克劳斯尾气中几乎全部的硫及硫化物转化为H₂S；

2)从加氢反应器出来的克劳斯尾气进入二段过程气换热器中与进入二段反应器的过程气换热冷却，再通过三程硫冷凝器产生低压蒸汽，从三程硫冷凝器出来的克劳斯尾气经冷凝冷却器冷却后，进入汽液分离器进行汽液分离，然后压送到脱硫吸收塔；汽液分离器分离出的液体送煤气净化装置；

3)在脱硫吸收塔中，克劳斯尾气中的大部分H₂S、CO₂被来自煤气净化装置的脱硫液吸收，吸收了H₂S、CO₂的富液送回煤气净化装置再生，再生后的气体作为克劳斯的原料生产元素硫；

4)为保证H₂S的洗涤效果，在脱硫吸收塔上部设置碱洗段，喷洒的新鲜碱液是来自煤气净化装置脱硫单元的补充液；克劳斯尾气中的H₂S脱除到200mg/Nm³以下后，送到焦炉煤气系统或回炉煤气系统。

所述从克劳斯工艺硫冷凝器出来的克劳斯尾气温度为130～160℃；加氢反应器中填加常温催化剂或低温催化剂，在一段过程气换热器内加热时，常温反应加热到280～300℃，低温反应加热到200～240℃；克劳斯尾气在二段过程气换热器中冷却到150～220℃，通过三程硫冷凝器时产生0.3MPa(a)的蒸汽；然后经冷凝冷却器冷却至20～40℃。

所述与克劳斯尾气混合后进入加氢反应器的还原性气体是净化后的焦炉煤气或氢气，所述净化后的焦炉煤气的含氢量为50～60％；在加氢反应器中，通过填加常温催化剂或低温催化剂，使克劳斯尾气中的硫成分转化为H₂S，将残余的COS、CS₂水解为H₂S，使克劳斯尾气中的硫元素以H₂S的形式存在。

所述克劳斯尾气采用直接压送或风机抽吸的方式输送。