CN102784552B

CN102784552B - 加氢精制过程中含硫、含氮废水、废气的联合处理系统及方法

Info

Publication number: CN102784552B
Application number: CN201210231517.2A
Authority: CN
Inventors: 许春建; 赵俊彤; 李汇丰; 周军建
Original assignee: HENAN BAOSHUN CHEMICAL TECHNOLOGY Co Ltd; Tianjin University
Current assignee: Baoshun Henan New Carbon Material Co ltd; Tianjin University
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2032-07-05
Also published as: CN102784552A

Abstract

本发明涉及一种加氢过程中所生成的含硫、含氮废水、废气的联合处理系统及方法。处理系统，由吸收单元、解吸单元和冷凝单元构成；将废气中的NH₃和H₂S转移到水相中，得到净化的燃气，水相与含硫、含氮废水性质相似，所以将二者合并处理，经过单塔或双塔气提，得到达标废水、H₂S和氨，H₂S可进一步制为硫磺，NH₃用于制备液氨或氨水，硫磺、液氨或氨水作为产品，彻底实现硫化氢和氨的治理。该工艺设备简单，能联合处理含H₂S和NH₃的废气和废水，脱除并回收H₂S和NH₃，得到清洁燃气和达标废水，实现了资源综合利用，绿色环保。

Description

加氢精制过程中含硫、含氮废水、废气的联合处理系统及方法

技术领域

本发明属于三废处理技术领域，具体涉及一种加氢过程中所生成的含硫、含氮废水、废气的联合处理系统及方法。

背景技术

加氢过程是在催化剂存在下，不饱和化合物以及含硫、含氮、含氧等化合物与氢发生反应的过程，在石油化工领域有着广泛的应用，例如在石油炼制工业中汽油、柴油的加氢精制，以脱除油品中存在的含氧、硫、氮等杂质，并使二烯烃饱和，以提高油品的质量；在煤化工中用于粗苯加氢液精制以及煤焦油加氢制清洁燃料。

加氢原料中的硫主要以有机硫的形式存在，包括硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩和苯并噻吩等物质。这些硫化物经加氢后转化成相应的烃类物质和H₂S。H₂S为无色、具有臭蛋气味的剧毒气体，是一种强烈的神经毒素，对粘膜有强烈刺激作用。H₂S不仅会引起设备和管路腐蚀，而且泄漏后会严重威胁人身安全。加氢原料中的氮主要以有机氮的形式存在，加氢后转化成相应的烃类物质和NH₃，NH₃是一种无色具有强烈刺激性臭味的气体，对动物或人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用，减弱人体对疾病的抵抗力。加氢后生成的H₂S和NH₃主要存在于冲洗管道得到的废水和加氢后稳定塔排出的废气中，随着经济的发展人们环保意识的增强，含硫含氮的废水废气污染问题越来越受到人们的关注。同时国家也制定了相应的法律法规对排放量作了严格的控制。

加氢废气是低碳烷烃、H₂S和NH₃的混合气体。其中H₂S和NH₃的含量随加氢原料中硫氮化合物的含硫、含氮量而变化，来自于煤焦油的硫氮含量高于来自于石油的原料。由于H₂S和NH₃都是有害气体不能直接排放或燃烧，所以选择合适有效的方法脱除加氢废气中的H₂S和NH₃，减少对环境的污染，实现资源的综合利用是非常重要的。H₂S废气废水的常规净化方法有氧化法，吸收法，吸附法等。氧化法是依据H₂S的强还原性，选择不同的氧化剂，将H₂S氧化成不同的产物，从而达到脱除H₂S的效果；吸收法是指利用不同的吸收溶剂，如乙醇胺，氨水，环丁砜等，将废气中的H₂S吸收，以达到净化气体的目的，如中国专利200510021159提出了一种脱除硫化氢的溶剂，该溶剂在以水和环丁砜为主体的N-甲基二乙醇胺溶液中加入一种有机胺作为活化剂，以提高吸收效果；吸附法则是利用活性炭，分子筛等强吸附性物质，利用其对H₂S的吸附性，达到较好的脱除效率，如美国专利US09/580,611介绍了了一种用于脱硫的吸附剂，能同时吸附H₂S和NH₃。专利CN90106490.4给出了一种关于硫化氢和氨气混合气体的回收工艺，该工艺利用碱液在吸收塔中吸收H₂S和NH₃，最终将其转化为硫化碱，氨水或铵盐。专利CN200710010008.6发明了一种含硫化氢氨气的脱硫精制方法，而该方法面向含硫化氢和氨的废水。

综述所述，尽管目前有很多单独处理含硫、含氮废水和废气的方法，但是还没有联合处理加氢过程产生的含硫、含氮废水和废气的方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种加氢过程中含硫、含氮废水、废气的联合处理方法，将废气中的NH₃和H₂S转移到水相中，得到净化的燃气，水相与含硫、含氮废水性质相似，所以将二者合并处理，经过单塔或双塔气提，得到达标废水、H₂S和氨，H₂S可进一步制为硫磺，NH₃用于制备液氨或氨水，硫磺、液氨或氨水作为产品，彻底实现硫化氢和氨的治理。该工艺设备简单，能联合处理含H₂S和NH₃的废气和废水，脱除并回收H₂S和NH₃，得到清洁燃气和达标废水，实现了资源综合利用，绿色环保。

本过程涉及的吸收过程为化学吸收，其反应方程式为：

H₂S+NH₃·H₂O==NH₄HS+H₂O

H₂S+2NH₃·H₂O==(NH₄)₂S+2H₂O

上述反应为可逆反应，低温有利于硫氢化铵和硫化铵的生成，高温利于其水解。

本发明的技术方案如下：

一种加氢精制过程含硫、含氮废水和废气的联合处理系统，由吸收单元、解吸单元和冷凝单元构成；加氢废气、氨水、水分别从吸收塔1的塔底、塔中部和塔顶部加入吸收单元，废气中未被吸收的低碳烷烃从塔顶采出；吸收单元中产生的废水与加氢产生的废水混合后一部分经过换热器2换热后进入解吸单元，一部分直接进入解吸单元；解吸单元解吸后塔底达标水经冷却器11冷却后外排，解吸塔3塔顶气体经冷凝后得到质量分数高于99%的H₂S；解吸单元解吸出的NH₃中含有部分水蒸汽及微量H₂S，这部分气体进入冷凝单元后水蒸气被冷凝，得到质量分数高于99%的NH₃；H₂S气体作为制备硫磺的工业原料进一步加工，NH₃用来制作氨水，一部分作为吸收单元的吸收剂，一部分作为产品。

所述的吸收单元包括吸收塔和换热器，吸收塔1上分别设置有废气、氨水和水的入口，塔顶采出气体产品，塔底分别连接到解吸塔3的顶部入口和经过换热器2后连接到解吸塔3的中部入口，解吸塔底连接到冷却器11的入口。

所述的解吸单元为单塔解吸或双塔解吸。

单塔解吸中，解吸塔3顶部连接到塔顶冷凝器气相入口，塔底连接到冷却器11入口；塔顶冷凝器顶部设置有水入口，液相出口连接到解吸塔3回流入口；塔顶冷凝器采用一级冷凝，或采用多级冷凝；解吸塔3中部设置有物料采出口，并连接到冷凝单元的气相入口。

双塔解吸包括解吸塔、蒸氨塔和冷凝器；解吸塔3顶部连接到塔顶冷凝器气相入口，塔底连接到蒸氨塔12的入口；塔顶冷凝器液相出口连接到解吸塔3回流入口；塔顶冷凝器可以采用一级冷凝，或采用多级冷凝；蒸氨塔12顶部连接到冷凝单元的气相入口，塔底连接到冷却器11入口。

所述的冷凝单元包括冷凝器、吸收罐和储罐；其中冷凝器可采用一级冷凝，或采用多级冷凝；冷凝单元中冷凝器液相出口连接到储罐10的入口；吸收罐9顶部设有进水口和放空口，底部采出产品；储罐10底部分别连接到解吸塔3的顶部入口和换热器2的入口。

本发明的一种加氢精制过程含硫、含氮废水、废气的联合处理方法，废气中的硫化氢和氨以氨水和水为吸收介质，将废气中的硫化氢和氨吸收到水相中，得到不含硫化氢和氨的清洁燃气；吸收得到的含硫、含氮废水与加氢过程中所生成的含硫、含氮废水一起进入解吸系统，得到硫化氢、氨和达标废水；吸收塔1理论塔板数为10-15，塔压为低于加氢尾气的压力；解吸塔3理论塔板数为12-18，塔顶压力0-0.8MPa；蒸氨塔12理论塔板数为14-20，塔顶压力0-0.6MPa，优选0-0.35MPa。

优选解吸塔3塔顶压力为0.2-0.6MPa；蒸氨塔12理论塔塔顶压力为0-0.35MPa。

吸收单元中所采用的吸收塔是板式塔、填料塔，或是喷淋塔和鼓泡塔。

从吸收塔底部排出的含硫、含氨废水，连同加氢过程中产生的含硫、含氮废水一同进入H₂S和NH₃解吸系统。解吸系统可以采用双塔解吸也可以采用单塔解吸。

A．单塔解吸

单塔解吸是指H₂S和NH₃的解吸在同一个塔中完成，塔顶采出硫化氢气体，侧线采出氨气，硫化氢和氨气的处理方式同双塔操作的处理方式，解吸塔在加压下操作，操作压力为0-0.8MPa（表压）。

本发明的工艺方法设备简单、能耗较低，尾气中的H₂S和NH₃吸收率高，在解吸过程中能得到纯度99%以上的H₂S和NH₃。该工艺方法不仅可同时处理含H₂S和NH₃的废气及废水，也可单独处理含H₂S和NH₃的废气及废水。能实现H₂S和NH₃的综合利用，而且绿色环保。

B．双塔解吸

为了保证解吸的进行，H₂S解吸塔在加压下操作，操作压力为0-0.8MPa（表压）。解吸塔的所需要的热量可以是由再沸器提供，也可以是采用直接蒸汽加热气提。解吸塔塔底采出的废水以含氨为主，有少量的硫化氢。解吸塔解吸出的含水H₂S从塔顶采出，经过多级冷凝后得到硫化氢气体。为了保证解吸温度，解吸塔的操作在加压下进行。解吸塔塔底物料进入蒸氨塔，蒸氨塔在常压或者加压下操作，操作压力为0.2-0.8MPa（表压）。蒸氨塔塔顶气相出料中主要包括水蒸气、NH₃和少量的H₂S，经多级冷凝和回收硫化氢后，得到纯净的NH₃气体，该气体可以用于制备氨水，也可以通过压缩机压缩后，制备液氨产品出售。这样从而实现氨转化为有价值的化学品。

附图说明

图1：单塔解吸流程图；

图2：双塔解吸流程图；

1吸收塔；2换热器；3解吸塔；4解吸单元一级冷凝器；5解吸单元二级冷凝器；6冷凝单元一级冷凝器；7冷凝单元二级冷凝器；8冷凝单元三级冷凝器；11冷却器；9吸收罐；10储罐；12蒸氨塔。

具体实施方式

实施例1

参照图1，对本发明做进一步说明：吸收塔1上设有废气、氨水、水的入口，塔顶采出气体产品，塔底分别连接到解吸塔3的顶部入口和经过换热器2后连接到解吸塔3的中部入口。解吸塔3顶部连接到解吸单元一级冷凝器4气相入口，塔底连接到冷却器11入口；解吸单元一级冷凝器4顶部设有水入口，解吸单元一级冷凝器4气相出口连接到解吸单元二级冷凝器5的气相入口，解吸单元一级冷凝器4的液相出口连接到解吸塔3顶部入口；解吸单元二级冷凝器5气相出口采出产品，液相出口连接到解吸单元一级冷凝器4的液相进口。解吸塔3中部设有物料采出口，并连接到冷凝单元一级冷凝器6的气相入口。冷凝单元一级冷凝器6气相出口连接到冷凝单元二级冷凝器7的气相入口，冷凝单元二级冷凝器7的气相出口连接到冷凝单元三级冷凝器8的气相入口，冷凝单元三级冷凝器8的气相出口连接到吸收罐9的入口，冷凝单元冷凝器的液相出口连接到储罐10的入口；吸收罐9顶部设有进水口和放空口，底部采出产品；储罐10底部分别连接到解吸塔3的顶部入口和换热器2的入口。

（1）加氢废气S1（主要组成为低碳烷烃、H₂S和NH₃）从塔底进入吸收塔1，塔中间用氨水S2喷淋，吸收从塔底上升的H₂S和NH₃。塔顶加入一股水S3吸收挥发到塔顶的 NH₃。H₂S和氨水反应后生成NH₄HS和(NH₄)₂S。反应得到的NH₄HS溶液和未反应的氨水从塔底排出。废气中未被吸收的低碳烷烃从塔顶采出。H₂S和氨气的吸收率均为99.9%以上。吸收塔的操作压力略低于加氢尾气的压力，以保证吸收的正常进行。

（2）从吸收塔1底部排出的含硫含氨废水和加氢产生的废水S4混合后，一部分经过换热后进入解吸塔3的中部，另一部分S5不经换热进入该塔塔顶，冷废水的量为总进料量的20%-60%，用于吸收解吸出的NH₃。解吸出的H₂S和NH₃从塔顶采出，并进入解吸单元一级冷凝器4。在解吸单元一级冷凝器4上加入一股水吸收NH₃后，气相进入解吸单元二级冷凝器5，液相回流。二级冷凝器5的液相回到一级冷凝器。二级冷凝器顶部采出纯度高于99%的H₂S气体S6，作为制备硫磺的工业原料进一步加工。（3）解吸塔3中间侧线出料中主要包括水蒸气、NH₃和少量的H₂S。侧线采出气体经过冷凝单元三级冷凝器（6、7、8）后，冷凝器底部液相返回解吸塔3。经三级冷凝后NH₃的纯度高达99.7%。在吸收罐9中加入一股水S7将纯净的NH₃吸收制备氨水S8。一部分用于吸收塔的吸收剂，另一部分作为产品。这样不仅实现了H₂S和NH₃的综合利用，还避免了对环境的污染。

（4）所述的解吸塔3塔底换热后得到含硫含氮均小于50ppm的达标废水，这部分水可以回用于吸收NH₃，大部分水作为达标水排放。

（5）所述的吸收塔1理论塔板数为10-15，塔压为略低于加氢尾气的压力。

（6）所述的解吸塔3理论塔板数为12-18，塔顶压力0-0.8MPa，优选0.2-0.6MPa（表压）。

实施例2

参照图2，对本发明做进一步说明。

吸收塔1上设有废气、氨水、水的入口，塔顶采出气体产品，塔底分别连接到解吸塔3的顶部入口和经过换热器2后连接到解吸塔3的中部入口。解吸塔3顶部连接到解吸单元一级冷凝器4气相入口，塔底连接到蒸氨塔12的入口；解吸单元一级冷凝器4顶部气相出口连接到解吸单元二级冷凝器5的气相入口，解吸单元一级冷凝器4的液相出口连接到解吸塔3顶部入口；解吸单元二级冷凝器5气相出口采出产品，液相出口连接到解吸单元一级冷凝器4的液相进口。蒸氨塔12顶部连接到冷凝单元一级冷凝器6的气相入口，塔底连接到冷却器11入口；冷凝单元一级冷凝器6气相出口连接到冷凝单元二级冷凝器7的气相入口，冷凝单元二级冷凝器7的气相出口连接到冷凝单元三级冷凝器8的气相入口，冷凝单元三级冷凝器8的气相出口连接到吸收罐9的入口，冷凝单元冷凝器的液相出口连接到储罐10的入口；吸收罐9顶部设有进水口和放空口，底部采出产品；储罐10底部分别连接到解吸塔3的顶部入口和换热器2的入口。

（1）加氢废气S1（主要组成为低碳烷烃、H₂S和NH₃）从塔底进入吸收塔1，塔中间用氨水S2喷淋，吸收从塔底上升的H₂S和NH₃。塔顶加入一股水S3吸收挥发到塔顶的NH₃。H₂S和氨水反应后生成NH₄HS和(NH₄)₂S。反应得到的NH₄HS溶液和未反应的氨水从塔底排出。废气中未被吸收的低碳烷烃从塔顶采出。H₂S和氨气的吸收率均为99.9%以上。吸收塔的操作压力略低于加氢尾气的压力，以保证吸收的正常进行。

（2）从吸收塔1底部排出的含硫含氨废水和加氢产生的废水S4混合后，一部分经过换热后进入解吸塔3的中部，另一部分S5不经换热进入该塔塔顶，冷废水的量为总进料量的20%-60%，用于吸收解吸出的NH₃。解吸出的H₂S和少量NH₃从塔顶采出，并进入解吸单元一级冷凝器4，气相进入解吸单元二级冷凝器5，液相回流。解吸单元二级冷凝器5的液相回到解吸单元一级冷凝器4。解吸单元二级冷凝器5顶部采出纯度高于99%H₂S气体S6，作为制备硫磺的工业原料进一步加工。这样不仅实现了H₂S的利用，还避免了对环境的污染。为了提高硫氢化铵的水解速度，解吸塔采用0-0.8MPa的操作压力，优选0.25-0.6MPa（表压）。

（3）解吸塔3塔底物料进入蒸氨塔12。蒸氨塔塔顶气相出料中主要包括水蒸气、NH₃和少量的H₂S。塔顶气体经过冷凝单元三级冷凝器（6、7、8）冷凝后，冷凝器底部液相返回解吸塔3。经三级冷凝后NH₃的纯度高达99.7%。在吸收罐9中加入一股水S7将纯净的NH₃吸收制备氨水S8。一部分用于吸收塔的吸收剂，另一部分作为产品，从而实现氨气的综合利用。蒸氨塔的操作压力为0-0.8MPa，优选0-0.35MPa（表压）。

（4）所述的蒸氨塔12塔底换热后得到含硫含氮均小于50ppm的达标废水，这部分水可以回用于吸收NH₃，大部分水作为达标水排放。

（6）所述的H₂S解吸塔3理论塔板数为12-18，塔顶压力0-0.8MPa，优选0.2-0.6MPa（表压）。

（7）所述的蒸氨塔12理论塔板数为14-20，塔顶压力0-0.6MPa，优选0-0.35MPa。

实施例3

加氢废气（主要组成为低碳烷烃、H₂S和NH₃）、氨水、水分别从吸收塔1的塔底、塔中部和塔顶部加入吸收单元，废气中未被吸收的低碳烷烃从塔顶采出。吸收单元中产生的废水加氢产生的废水混合后一部分经过换热器2换热后进入解吸单元。一部分直接进入解吸单元。解吸单元采用单塔解吸，解吸单元解吸后塔底标准水经冷却器11冷却后外排，塔顶产生的水蒸汽、H₂S和NH₃进入冷凝单元。冷凝单元中水蒸气被冷凝，分别得到纯净的H₂S和NH₃。H₂S气体作为制备硫磺的工业原料进一步加工，NH₃用来制作氨水，一部分作为吸收单元的吸收剂，一部分作为产品。

待处理废气的流量200kg/hr，含H₂S28%（wt），NH₃3%（wt）；废水流量500kg/hr，含H₂S3%（wt），NH₃3%（wt）。

（1）加氢废气首先从塔底进入吸收塔1，塔中部用氨水喷淋，吸收从塔底上升的H₂S和NH₃。塔顶加入一股水吸收挥发到塔顶的NH₃。H₂S和氨水反应后生成NH₄HS和(NH₄)₂S。反应得到的NH₄HS和(NH₄)₂S溶液以及未反应的氨水从塔底排出。废气中未被吸收的低碳烷烃从塔顶采出，作为燃气。吸收塔理论板数为12，塔压为0.5MPa。H₂S和氨气的吸收效率均为为99.9%。（2）所述的从吸收塔1底部排出的含硫含氨废水和加氢产生的废水混合后，一部分经过换热器2换热后进入解吸塔3的中部，另一部分不经换热进入该塔塔顶，冷废水的量为总进料量的45%。该塔具有15块理论板，塔顶压力0.5MPa，塔底压力0.55MPa。解吸出的H₂S和NH₃从塔顶采出，并进入解吸单元一级冷凝器4。在解吸单元一级冷凝器4顶部加入一股水将NH₃吸收。解吸单元冷凝器4将气体冷凝至70℃，液相回流。冷凝后的气体进入解吸单元二级冷凝器5。解吸单元二级冷凝器5顶部采出纯度为99.1%的H₂S气体作为制备硫磺的工业原料进一步加工。解吸单元二级冷凝器5的液相回到解吸单元一级冷凝器4。（3）所述的解吸塔3侧线出料中主要包括水蒸气、NH₃和少量的H₂S。侧线采出气体经过三级冷凝器后，冷凝温度分别为80℃，40℃，10℃。冷凝器底部液相返回解吸塔3。经三级冷凝后NH₃的纯度高达99.2%。经冷凝单元三级冷凝器8后氨气在吸收罐9中被吸收。吸收温度为40℃，常压操作。吸收塔3塔底冷却后得到的水中硫化氢含量小于30ppm，氨含量小于30ppm。

实施例4

加氢废气（主要组成为低碳烷烃、H₂S和NH₃）、氨水、水分别从吸收塔1的塔底、塔中部和塔顶部加入吸收单元，废气中未被吸收的低碳烷烃从塔顶采出。吸收单元中产生的废水加氢产生的废水混合后一部分经过换热器2换热后进入解吸单元，一部分直接进入解吸单元。解吸单元采用双塔解吸，解吸塔3解吸出的气体经塔顶冷凝后，得到纯净的H₂S，塔底物料进入蒸氨塔12。蒸氨塔12塔底得到的标准水经冷却器11冷去后外排，塔顶产生的水蒸汽、少量H₂S和NH₃进入冷凝单元。冷凝单元中水蒸气被冷凝，分别得到纯净的H₂S和NH₃。H₂S气体作为制备硫磺的工业原料进一步加工，NH₃用来制作氨水，一部分作为吸收单元的吸收剂，一部分作为产品。

（1）加氢废气首先从塔底进入吸收塔1，塔中部用氨水喷淋，吸收从塔底上升的H₂S和NH₃。塔顶加入一股水吸收挥发到塔顶的NH₃。H₂S和氨水反应后生成NH₄HS和(NH₄)₂S。反应得到的NH₄HS和(NH₄)₂S溶液以及未反应的氨水从塔底排出。废气中未被吸收的低碳烷烃从塔顶采出，作为燃气。吸收塔理论板数为12，塔压为0.5MPa。H₂S和氨气的吸收效率均为为99.9%。（2）所述的从吸收塔1底部排出的含硫含氨废水和加氢产生的废水混合后，一部分经过换热器2换热后进入解吸塔3的中部，另一部分不经换热进入该塔塔顶，冷废水的量为总进料量的45%。该塔具有15块理论板，塔顶压力0.5MPa，塔底压力0.55MPa。解吸出的H₂S和少量NH₃从塔顶采出，并进入吸收单元一级冷凝器4。冷凝器将气体冷凝至70℃，液相回流。冷凝后的气体进入吸收单元二级冷凝器5。在吸收单元二级冷凝器5的作用下，气体被冷凝到40℃。吸收单元二级冷凝器5顶部采出纯度为99.9%的H₂S气体作为制备硫磺的工业原料进一步加工。吸收单元二级冷凝器5的液相回到吸收单元一级冷凝器4。（3）所述的解吸塔3塔底物料进入蒸氨塔12。蒸氨塔12具有16块理论板，塔顶压力0.18MPa，塔底压力0.23MPa。蒸氨塔12塔顶气相出料中主要包括水蒸气、NH₃和少量的H₂S。塔顶气体经过三级冷凝器后，冷凝温度分别为80℃，40℃，10℃。冷凝器底部液相返回H₂S解吸塔。经三级冷凝后NH₃的纯度高达99.7%。经冷凝单元三级冷凝器8后氨气在吸收罐9中被吸收。吸收温度为40℃，常压操作。蒸氨塔12塔底冷却后得到的水中硫化氢含量小于20ppm，氨含量小于30ppm。

实施例5

加氢废气（主要组成为低碳烷烃、H₂S和NH₃）、氨水、水分别从吸收塔1的塔底、塔中部和塔顶部加入吸收单元，废气中未被吸收的低碳烷烃从塔顶采出。吸收单元中产生的废水加氢产生的废水混合后一部分经过换热器2换热后进入解吸单元，一部分直接进入解吸单元。解吸单元采用双塔解吸，解吸塔3解吸出的气体经塔顶冷凝后，得到纯净的H₂S，塔底物料进入蒸氨塔12。蒸氨塔12塔底得标准水经冷却器11冷却后外排，塔顶产生的水蒸汽、少量H₂S和NH₃进入冷凝单元。冷凝单元中水蒸气被冷凝，分别得到纯净的H₂S和NH₃。H₂S气体作为制备硫磺的工业原料进一步加工，NH₃用来制作氨水，一部分作为吸收单元的吸收剂，一部分作为产品。

待处理废气的流量220kg/hr，含H₂S32%（wt），NH₃3%（wt）；废水流量550kg/hr，含H₂S3.5%（wt），NH₃4.0%（wt）。

（1）加氢废气首先从塔底进入吸收塔1，塔中部用氨水喷淋，吸收从塔底上升的H₂S和NH₃。塔顶加入一股水吸收挥发到塔顶的NH₃。H₂S和氨水反应后生成NH₄HS和(NH₄)₂S。反应得到的NH₄HS和(NH₄)₂S溶液以及未反应的氨水从塔底排出。废气中未被吸收的低碳烷烃从塔顶采出，作为燃气。吸收塔理论板数为10，塔压为0.45MPa。H₂S的吸收效率为99.2%，氨气的吸收效率为99.5%。（2）所述的从吸收塔1底部排出的含硫含氨废水和加氢产生的废水混合后，一部分经过换热器2换热后进入解吸塔3的中部，另一部分不经换热进入该塔塔顶，冷废水的量为总进料量的35%。该塔具有12块理论板，塔顶压力0.45MPa，塔底压力0.5MPa。解吸出的H₂S和少量NH₃从塔顶采出，并进入解吸单元一级冷凝器4。该冷凝器将气体冷凝至70℃，液相回流。冷凝后的气体进入解吸单元二级冷凝器5。在解吸单元二级冷凝器5的作用下，气体被冷凝到40℃。解吸单元二级冷凝器5顶部采出纯度为98.3%的H₂S气体作为制备硫磺的工业原料进一步加工。解吸单元二级冷凝器5的液相回到解吸单元一级冷凝器4。（3）所述的解吸塔3塔底物料进入蒸氨塔12。蒸氨塔12具有14块理论板，塔顶压力0.18MPa，塔底压力0.23MPa。蒸氨塔12塔顶气相出料中主要包括水蒸气、NH₃和少量的H₂S。塔顶气体经过三级冷凝器后，冷凝温度分别为80℃，40℃，10℃。冷凝器底部液相返回H₂S解吸塔。经三级冷凝后NH₃的纯度高达98.9%。经冷凝单元三级冷凝器8后氨气在吸收罐9中被吸收。吸收温度为40℃，常压操作。蒸氨塔12塔底冷却后得到的水中硫化氢含量小于35ppm，氨含量小于40ppm。

Claims

1.一种加氢精制过程含硫、含氮废水和废气的联合处理系统，其特征是：由吸收单元、解吸单元和冷凝单元构成；加氢废气、氨水、水分别从吸收塔(1)的塔底、塔中部和塔顶部加入吸收单元，废气中未被吸收的低碳烷烃从塔顶采出；吸收塔塔底产生的废水与加氢产生的废水混合后一部分经过第二换热器(2)换热后进入解吸单元，一部分直接进入解吸单元；解吸单元解吸后塔底物流经冷却器(11)冷却后得到外排的标准水，解吸塔(3)塔顶气体经冷凝后得到质量分数高于99％的H₂S；解吸单元解吸出的NH₃中含有部分水蒸汽及微量H₂S，这部分气体进入冷凝单元后水蒸气被冷凝，得到质量分数高于99％的NH₃；H₂S气体作为制备硫磺的工业原料进一步加工，NH₃用来制作氨水，一部分作为吸收单元的吸收剂，一部分作为产品。

2.如权利要求1所述的系统，其特征是所述的吸收单元包括吸收塔(1)、第一换热器(13)及第二换热器(2)，吸收塔(1)上分别设置有废气、氨水和水的入口，塔顶采出气体产品，塔底分别连接到解吸塔(3)的顶部入口和经过第二换热器(2)后连接到解吸塔(3)的中部入口。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于所述的解吸单元为单塔解吸或双塔解吸。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于单塔解吸中，解吸塔(3)顶部连接到塔顶冷凝器气相入口，塔底连接到冷却器(11)入口；塔顶冷凝器顶部设置有水入口，液相出口连接到解吸塔(3)回流入口；塔顶冷凝器采用一级冷凝，或采用多级冷凝；解吸塔(3)中部设置有物料采出口，并连接到冷凝单元的气相入口。

5.如权利要求3所述的系统，其特征在于双塔解吸包括解吸塔、蒸氨塔和冷凝器；解吸塔(3)顶部连接到塔顶冷凝器气相入口，塔底连接到蒸氨塔(12)的入口；塔顶冷凝器液相出口连接到解吸塔(3)回流入口；塔顶冷凝器可以采用一级冷凝，或采用多级冷凝；蒸氨塔(12)顶部连接到冷凝单元的气相入口，塔底连接到冷却器(11)入口。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述的冷凝单元包括冷凝器、吸收罐和储罐；其中冷凝器可采用一级冷凝，或采用多级冷凝；冷凝单元中冷凝器液相出口连接到储罐(10)的入口；吸收罐(9)顶部设有进水口和放空口，底部采出产品；储罐(10)底部分别连接到解吸塔(3)的顶部入口和第二换热器(2)的入口。

7.权利要求1所述的一种加氢精制过程含硫、含氮废水、废气的联合处理方法，其特征是：废气中的硫化氢和氨以氨水和水为吸收介质，将废气中的硫化氢和氨吸收到水相中，得到不含硫化氢和氨的清洁燃气；吸收得到的含硫、含氮废水与加氢过程中所产生的含硫、含氮废水一起进入解吸系统，得到硫化氢、氨和达标废水；吸收塔(1)理论塔板数为10-15，塔压为低于加氢尾气的压力；解吸塔(3)理论塔板数为12-18，塔顶压力0-0.8MPa；蒸氨塔(12)理论塔板数为14-20，塔顶压力0-0.6MPa。

8.权利要求7所述的方法，其特征是：解吸塔(3)塔顶压力为0.2-0.6MPa；蒸氨塔(12)理论塔顶压力为0-0.35MPa。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：吸收单元中所采用的吸收塔是板式塔、填料塔、喷淋塔或鼓泡塔。