CN103079993B - 从酸性气体中回收硫的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及从酸性气体中回收硫的设备和方法。可以在采用酸性气体富集区和尾气处理区的硫回收系统中对含有较高含量的硫化羰和/或一种或多种类型的硫醇的酸性气体进行处理，其中使用来自尾气处理区的部分负载的硫吸收溶剂对酸性气体富集区中的硫进行吸收。来自酸性气体富集区的废气可与硫回收单元的尾气合并,并用硫回收单元的尾气氢化，从而增加了从初始酸性气体中回收的硫的总量。

Description

从酸性气体中回收硫的方法和设备
背景技术
1.技术领域
本发明的一个或多个实施方式涉及从酸性气体中回收硫的方法和设备。
2.相关技术的描述
各种工业过程，例如天然气处理、油精炼以及煤的气化会产生含二氧化碳和硫化氢以及其他含硫化合物，例如硫化羰和/或硫醇的酸性气体。可以对所述酸性气体进行处理以对其中所含的有价值的硫进行回收，并降低排放到大气中的硫。例如，可以使酸性气体经过富集过程，其中酸性气体中的硫化氢被浓缩，然后在克劳斯（Claus）硫回收单元中进行处理。克劳斯硫回收过程对该富集流进行处理，将硫化氢转化成可回收的硫，同时产生适合在排放到大气中之前进行焚烧的废气。虽然在从酸性气体回收硫的技术领域中取得了一定的进步，但是仍然需要进行改进，特别是对于贫酸气体而言。
发明内容
本发明的一个实施方式涉及从含硫化氢的酸性气体中回收硫的方法。该实施方式的方法包括以下步骤：使酸性气体与部分负载的硫吸收溶剂在酸性气体富集区中发生接触，从而产生硫化氢富集的硫吸收溶剂以及硫化氢减少的废气，其中所述硫化氢减少的废气包含的硫化氢的量至少为0.5摩尔%，并且在接触前，所述部分负载的硫吸收溶剂包含的硫化氢的量至少为0.01摩尔%。
本发明的另一个实施方式涉及从含硫化氢的酸性气体中回收硫的方法。该实施方式的方法包括以下步骤：（a）使酸性气体与部分负载的硫吸收溶剂在酸性气体富集区中发生接触，从而产生硫化氢富集的硫吸收溶剂以及硫化氢减少的废气；（b）从硫化氢富集的硫吸收溶剂中去除至少部分硫化氢，从而产生富集的硫化氢物流和再生的硫吸收溶剂；以及（c）使至少一部分再生的硫吸收溶剂与含硫化氢的氢化物流发生接触，从而产生部分负载的硫吸收溶剂，其中所述硫化氢富集的硫吸收溶剂的硫化氢含量至少为2.6摩尔%。
本发明的另一个实施方式涉及一种用于从酸性气体中回收硫的硫回收系统。本实施方式的硫回收系统包括：酸性气体富集吸收剂容器、硫吸收溶剂再生器、克劳斯硫回收单元、加热器/混合器单元、氢化单元、骤冷柱以及尾气处理吸收剂容器，所述酸性气体富集吸收剂容器含有可以操作以从酸性气体中去除硫化氢的硫吸收溶剂；所述硫吸收溶剂再生器位于所述酸性气体富集吸收剂容器的下游并与之流体连通，且可以操作以从硫吸收溶剂中分离硫化氢并产生富集的硫化氢物流和再生的硫吸收溶剂；所述克劳斯硫回收单元位于所述硫吸收剂再生器的下游并与之流体连通，且可以操作以从富集的硫化氢物流中回收硫；所述加热器/混合器单元位于所述克劳斯硫回收单元和酸性气体富集容器的下游并与它们流体连通，且可以操作以对来自克劳斯硫回收单元的尾气以及来自酸性气体富集吸收剂容器的硫化氢减少的废气进行混合与加热；所述氢化单元位于所述加热器/混合器单元的下游并与之流体连通，且可以操作以对从加热器/混合器单元中排出的氢化进料流进行氢化；所述骤冷柱位于所述氢化单元的下游并与之流体连通；所述尾气处理吸收剂容器位于所述骤冷柱的下游并与之流体连通，且可以操作以从氢化克劳斯尾气和酸性气体富集废气中去除硫化氢。
附图简要说明
本文将参照附图对本发明的实施方式进行描述，其中：
图1显示了根据本发明某些实施方式构建的用于从酸性气体中回收硫的系统的流程图，具体显示了一种配置，其中初始酸性气体与来自尾气处理区的部分负载的硫吸收溶剂在酸性气体富集区中发生接触，来自酸性气体富集区的硫化氢减少的废气与来自硫回收区的尾气合并用于氢化区中的处理；以及
图2具体显示了根据本发明某些实施方式构建的硫回收单元的流程图。
具体实施方式
本发明的以下详细描述参考附图进行，所述附图显示了可以实施本发明的具体实施方式。实施方式旨在对本发明的各个方面进行充分描述，使得本领域技术人员能够实施本发明。可以采用其他实施方式并做出改变而不背离本发明的范围。因此，以下详述不应理解为限制性的。本发明的范围仅由所附权利要求决定，包括各权利要求所享有的等同方案的全部范围。
首先参考图1，该图显示了根据本发明实施方式的硫回收系统。在图1的实施方式中，可以首先通过管线12将酸性气体引入酸性气体富集区10。本文所用术语“酸性气体”表示含有至少5摩尔%二氧化碳和至少1摩尔%硫化氢的基本上为气相的物流。酸性气体还可以含有另外的组分，例如，水；烃类，如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、乙烯和/或丙烯；硫化羰（“COS”）；以及硫醇（又名硫代醇），例如甲基硫醇（又名甲硫醇）和乙基硫醇（又名乙硫醇）。适合使用的酸性气体的例子包括，但不限于，在油精炼过程中、煤的气化过程中和天然气脱硫过程中产生的酸性气体。在一个或多个实施方式中，管线12中的酸性气体可以包含在天然气脱硫过程中产生的酸性气体。
如上所述，酸性气体可以含有硫化氢。在一个或多个实施方式中，管线12中的酸性气体可以含有浓度至少为1摩尔%、至少为5摩尔%、至少为10摩尔%、至少为15摩尔%、至少为20摩尔%或者至少为25摩尔%的硫化氢。在其他实施方式中，管线12中的酸性气体可以含有浓度小于50摩尔%、小于40摩尔%或者小于30摩尔%的硫化氢。此外，管线12中的酸性气体所含的硫化氢的量范围可以为约1摩尔%至约50摩尔%、约10摩尔%至约40摩尔%或者20摩尔%至30摩尔%。
如上所述，酸性气体可以含有二氧化碳。在一个或多个实施方式中，管线12中的酸性气体可以含有浓度至少为30摩尔%、至少为40摩尔%、至少为50摩尔%或者至少为60摩尔%的二氧化碳。此外，管线12中的酸性气体所含的二氧化碳的量范围可以为约55摩尔%至约85摩尔%、约60摩尔%至约80摩尔%或者65摩尔%至75摩尔%。
如上所述，酸性气体可以含有COS。在一个或多个实施方式中，管线12中的酸性气体可以含有浓度至少为0.01摩尔%、至少为0.02摩尔%、至少为0.05摩尔%、至少为0.1摩尔%、至少为0.15摩尔%或者至少为0.2摩尔%的COS。此外，管线12中的酸性气体所含的COS的量范围可以为约0.001摩尔%至约1摩尔%、约0.01摩尔%至约0.5摩尔%或者0.02摩尔%至0.25摩尔%。
如上所述，酸性气体可以含有硫醇。在一个或多个实施方式中，管线12中的酸性气体可以含有总浓度至少为0.01摩尔%、至少为0.02摩尔%、至少为0.05摩尔%、至少为0.1摩尔%、至少为0.15摩尔%或者至少为0.2摩尔%的硫醇。此外，管线12中的酸性气体所含的总硫醇浓度的范围可以为约0.001摩尔%至约1摩尔%、约0.01摩尔%至约0.5摩尔%或者0.02摩尔%至0.25摩尔%。在一个或多个实施方式中，管线12中的酸性气体可以含有合并浓度至少为0.01摩尔%、至少为0.02摩尔%、至少为0.05摩尔%、至少为0.1摩尔%、至少为0.15摩尔%或者至少为0.2摩尔%的甲基硫醇和乙基硫醇。本文用于描述两种或更多种组分的浓度的术语“合并浓度”表示任意单个组分可以构成全部评估浓度，或者两种或更多种或者全部组分的浓度的任意组合可以加起来构成全部评估浓度。此外，管线12中的酸性气体可以含有合并浓度范围为约0.001摩尔%至约1摩尔%、约0.01摩尔%至约0.5摩尔%或者0.02摩尔%至0.25摩尔%的甲基硫醇和乙基硫醇。
如上所述，酸性气体可以含有COS和硫醇。在一个或多个实施方式中，管线12中的酸性气体可以含有合并浓度至少为0.01摩尔%、至少为0.025摩尔%、至少为0.05摩尔%、至少为0.1摩尔%、至少为0.15摩尔%或者至少为0.2摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。此外，管线12中的酸性气体可以含有合并浓度范围为约0.01摩尔%至约2摩尔%、约0.05摩尔%至约1摩尔%或者0.1摩尔%至0.5摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。此外，管线12中的酸性气体中的COS和硫醇的合并浓度可以构成管线12里的酸性气体中含硫化合物总量的至少0.1摩尔%、至少0.5摩尔%、至少1摩尔%或者至少2摩尔%。本文所用术语“含硫化合物”指的是任意含硫分子，包括元素硫。
管线12中的酸性气体可以主要在气相中。本文所用术语“主要”、“占主导的”和“大部分”表示大于50%。在一个或多个实施方式中，管线12中至少80摩尔%、至少90摩尔%、至少95摩尔%或者至少99摩尔%的酸性气体可以在气相中。此外，在各个实施方式中，管线12中的酸性气体的温度范围可以是约10至约100°C，约25至约85°C或者40至50°C。除此之外，管线12中的酸性气体的压力范围可以是约0至约200千帕表压（“kPag”）、约50至约150kPag或者75至125kPag。此外，管线12中的酸性气体的体积流速范围可以是约100至约10,000立方米每小时（“m3/h”）、约500至约5,000m3/h或者1,000至3,000m3/h。
如上所述，可以将管线12中的酸性气体引入酸性气体富集区10中。可以操作酸性气体富集区10以促进通过管线12引入的酸性气体与通过管线14引入到酸性气体富集区10中的部分负载的硫吸收溶剂之间的接触。可以在酸性气体富集区10中采用本领域已知或者之后发现的任意合适的方法和设备。在一个或多个实施方式中，可以将酸性气体富集区10限定为酸性气体富集吸收剂容器，所述酸性气体富集吸收剂容器配置成促进来自管线12的酸性气体与来自管线14的部分负载的硫吸收溶剂之间的对流接触。所述酸性气体富集吸收剂容器可以包括用于接收来自管线14的部分负载的硫吸收溶剂的上进口和用于接收来自管线12的酸性气体的下进口。在一个或多个实施方式中，可以将酸性气体富集区10限定在填充塔或者盘式塔中。如果采用盘式塔，则酸性气体富集区10可以包含多个促进接触的浮阀塔盘。在一个或多个实施方式中，酸性气体富集区10可以具有范围为约1个至约30个的浮阀塔盘。在其他实施方式中，当采用填充塔时，酸性气体富集区10可以具有范围为约1个至约10个的理论塔板。
酸性气体富集区10中采用的反应条件可以是本文所述的实现酸性气体富集的任意合适的条件。在一个或多个实施方式中，酸性气体富集区10中采用的温度范围可以是约25至约85°C。此外，酸性气体富集区10中采用的压力范围可以是约0至约200kPag。此外，上述来自管线12的酸性气体以及来自管线14的部分负载的硫吸收溶剂可以以约0.01:1至约1:1、约0.03:1至约0.3:1或者0.05:1至0.15:1的摩尔比范围存在于酸性气体富集区10中。
如下详述，管线14中的部分负载的硫吸收溶剂可以是用再生的硫吸收溶剂对氢化的克劳斯尾气和酸性气体富集的废气进行处理得到的物流。本文所用术语“部分负载的硫吸收溶剂”表示含有硫化氢的硫吸收溶剂。在一个或多个实施方式中，管线14中的部分负载的硫吸收溶剂的硫化氢浓度至少为0.01摩尔%、至少为0.1摩尔%或者至少为0.5摩尔%。此外，管线14中的部分负载的硫吸收溶剂所含的硫化氢的浓度范围可以为约0.01摩尔%至约10摩尔%、约0.05摩尔%至约5摩尔%或者0.1摩尔%至1摩尔%。此外，管线14中的部分负载的硫吸收溶剂含有的硫化氢的浓度可以小于5摩尔%、小于3摩尔%、小于1摩尔%、小于0.8摩尔%、小于0.6摩尔%、小于0.5摩尔%、小于0.4摩尔%或者小于0.3摩尔%。
此外，管线14中的部分负载的硫吸收溶剂可以包含硫吸收溶剂。可以从含硫物流中吸收一种或多种类型的含硫化合物的本领域已知或者之后发现的任何合适的硫吸收溶剂可以用作本发明各种实施方式中的硫吸收溶剂。在一个或多个实施方式中，所述硫吸收溶剂可以是优先吸收硫化氢的选择性硫吸收溶剂。合适的硫吸收溶剂的例子包括，但不限于，链烷醇胺，例如单乙醇胺（“MEA”）、二乙醇胺（“DEA”）、甲基二乙醇胺（“MDEA”）、二异丙胺（“DIPA”）以及二甘醇胺（“DGA”）或者它们的两种或更多种的混合物。合适的市售可得的硫吸收溶剂的例子包括，但不限于，购自美国弗吉尼亚州费尔法克斯市埃克森美孚研究和工程公司（ExxonMobil Research andEngineering Company(Fairfax,VA)）的FLEXSORB。在一个实施方式中，硫吸收溶剂可以包含MDEA。
在一个或多个实施方式中，管线14中的部分负载的硫吸收溶剂可具有至少为1摩尔%、至少为5摩尔%或者至少为10摩尔%的硫吸收溶剂浓度。此外，管线14中的部分负载的硫吸收溶剂可具有约1摩尔%至约20摩尔%、约5摩尔%至约15摩尔%或者10摩尔%至12摩尔%的硫吸收溶剂浓度范围。
如上所述，可以操作酸性气体富集区10以促进通过管线12引入的酸性气体与通过管线14引入的部分负载的硫吸收溶剂之间的接触。所述酸性气体和部分负载的硫吸收溶剂之间的接触会使得部分负载的硫吸收溶剂从酸性气体中吸收硫化氢以及可任选的其他含硫化合物，从而形成硫化氢减少的废气以及硫化氢富集的硫吸收溶剂。可以通过管线16对硫化氢减少的废气进行回收，同时通过管线18对硫化氢富集的硫吸收溶剂进行回收。
在一个或多个实施方式中，来自管线14的部分负载的硫吸收溶剂与来自管线12的酸性气体之间的接触可足以从酸性气体中去除至少60摩尔%、至少80摩尔%或者至少95摩尔%的硫化氢。此外，来自管线14的部分负载的硫吸收溶剂与来自管线12的酸性气体之间的接触可足以从酸性气体中去除范围为约60摩尔%至约100摩尔%、约80摩尔%至约100摩尔%或者95摩尔%至100摩尔%的硫化氢。
但是，应注意，根据本发明的某些方面，允许随管线16中的硫化氢减少的废气一起离开酸性气体富集区10的硫化氢的量可以高于其他一些传统酸性气体富集方法中硫化氢的量。虽然不希望受到理论的限制，但是我们认为这种情况与本发明的其他各种实施方式相结合，能够实现节约能源和较低基建成本之间的协同，而没有牺牲总体的硫回收。因此，在一个或多个实施方式中，管线16中的硫化氢减少的废气可以含有浓度至少为0.1摩尔%、至少为0.2摩尔%、至少为0.3摩尔%、至少为0.4摩尔%、至少为0.5摩尔%、至少为0.6摩尔%、至少为0.7摩尔%、至少为0.8摩尔%、至少为0.9摩尔%、至少为1摩尔%、至少为1.1摩尔%、至少为1.2摩尔%、至少为1.3摩尔%、至少为1.4摩尔%或者至少为1.5摩尔%的硫化氢。在其他各种实施方式中，管线16中的硫化氢减少的废气可以含有浓度范围为约0.01摩尔%至约10摩尔%、约0.05摩尔%至约5摩尔%或者0.1摩尔%至2摩尔%的硫化氢。此外，来自管线12的酸性气体中至少0.1摩尔%、至少0.5摩尔%、至少1.0摩尔%、至少1.5摩尔%或者至少2.0摩尔%的硫化氢可以随管线16中的硫化氢减少的废气一起离开酸性气体富集区10。
管线16中的硫化氢减少的废气还可以包含COS和/或一种或多种类型的硫醇，例如甲基硫醇和乙基硫醇。在一个或多个实施方式中，管线16中的硫化氢减少的废气可以含有合并浓度至少为0.01摩尔%、至少为0.037摩尔%、至少为0.1摩尔%、至少为0.2摩尔%或者至少为0.3摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。此外，管线16中的硫化氢减少的废气可以含有单个浓度分别至少为0.01摩尔%、至少为0.037摩尔%、至少为0.1摩尔%、至少为0.2摩尔%或者至少为0.3摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。此外，管线16中的硫化氢减少的废气可以含有合并浓度范围为约0.01摩尔%至约10摩尔%、约0.05摩尔%至约5摩尔%或者0.1摩尔%至1摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。此外，管线16中的硫化氢减少的废气可以含有单个浓度范围分别为约0.01摩尔%至约10摩尔%、约0.05摩尔%至约5摩尔%或者0.1摩尔%至1摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。在一个或多个实施方式中，来自管线12的酸性气体中至少80摩尔%、至少90摩尔%或者至少95摩尔%的COS可以随管线16中的硫化氢减少的废气一起离开酸性气体富集区10。此外，来自管线12的酸性气体中至少80摩尔%、至少90摩尔%或者至少95摩尔%的硫醇可以随管线16中的硫化氢减少的废气一起离开酸性气体富集区10。
管线16中的硫化氢减少的废气还可以包含各种其他组分，包括，但不限于，二氧化碳、水和一种或多种类型的烃。在一个或多个实施方式中，管线16中的硫化氢减少的废气可以包含浓度至少为60摩尔%、至少为70摩尔%、至少为80摩尔%或者至少为90摩尔%的二氧化碳。此外，管线16中的硫化氢减少的废气包含的二氧化碳的量的范围可以为约50摩尔%至约99摩尔%或者75摩尔%至95摩尔%。
如上所述，可以通过管线18从酸性气体富集区10回收硫化氢富集的硫吸收溶剂。管线18中的硫化氢富集的硫吸收溶剂可以包含硫吸收溶剂、二氧化碳、硫化氢以及其他含硫化合物，例如，甲基硫醇、乙基硫醇和COS。在一个或多个实施方式中，管线18中的硫化氢富集的硫吸收溶剂含有的硫吸收溶剂的量的范围可以是约5摩尔%至约15摩尔%。此外，管线18中的硫化氢富集的硫吸收溶剂包含的硫化氢的量的范围可以是至少1摩尔%、至少2摩尔%、至少2.6摩尔%、至少4摩尔%或者至少5摩尔%。此外，管线18中的硫化氢富集的硫吸收溶剂含有的硫化氢的量的范围可以小于20摩尔%、小于15摩尔%或者小于10摩尔%。同样地，管线18中的硫化氢富集的硫吸收溶剂含有的硫化氢的量的范围可以是约0.1至约10摩尔%。此外，管线18中的硫化氢富集的硫吸收溶剂可以含有合并浓度范围为约0至约0.1摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。此外，管线18中的硫化氢富集的硫吸收溶剂可以含有单个浓度范围为约0至约0.1摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。
管线18中的硫化氢富集的硫吸收溶剂可以主要在液相中。在一个或多个实施方式中，管线18中至少80摩尔%、至少90摩尔%、至少95摩尔%或者至少99摩尔%的硫化氢富集的硫吸收溶剂可以在液相中。此外，管线18中的硫化氢富集的硫吸收溶剂的压力范围可以是约0至约200kPag。此外，管线18中的硫化氢富集的硫吸收溶剂的温度范围可以是约40°C至约80°C。
离开酸性气体富集区10之后，可以通过酸性气体富集泵20将管线18中的硫化氢富集的硫吸收溶剂经过管线24泵送到酸性气体富集热交换器22。可以操作酸性气体富集热交换器22以提升管线24中的硫化氢富集的硫吸收溶剂的温度。在一个或多个实施方式中，酸性气体富集热交换器22可以使硫化氢富集的硫吸收溶剂的温度上升至少10°C至约50°C。所述酸性气体富集热交换器22可以是本领域已知或者之后发现的任意类型的热交换器。在一个或多个实施方式中，酸性气体富集热交换器22可以包括壳型和管型热交换器。
在热交换之后，可以通过管线26从酸性气体富集热交换器22回收预加热的硫化氢富集的硫吸收溶剂。在一个或多个实施方式中，预加热的硫化氢富集的硫吸收溶剂的温度范围可以是约50°C至约150°C。然后，可以将管线26中的预加热的硫化氢富集的硫吸收溶剂引入到再生区28中。
一旦进入再生区28中，可以对预加热的硫化氢富集的硫吸收溶剂进行再生过程，以去除至少一部分其中所含的硫化氢，从而产生富集硫化氢的废气和再生的硫吸收溶剂。在一个或多个实施方式中，可以操作再生区28，从进入的硫化氢富集的硫吸收溶剂中去除至少50摩尔%、至少70摩尔%、至少90摩尔%或者至少95摩尔%的硫化氢。此外，可以操作再生区28，从硫化氢富集的硫吸收溶剂中去除至少50摩尔%、至少70摩尔%、至少90摩尔%或者至少95摩尔%的二氧化碳。可以采用本领域已知或者之后发现的适用于从硫吸收溶剂中去除至少一部分硫化氢组分的任意再生过程。在一个或多个实施方式中，可以通过从硫吸收溶剂中汽提硫化氢完成硫化氢富集的硫吸收溶剂的再生。该汽提可以通过蒸汽汽提完成。因此，在一个或多个实施方式中，再生区28可以限定在适合进行蒸汽汽提操作的容器中。可以通过重沸器30将用于汽提过程的热供给到再生区28。
再生区28中所采用的反应条件可以是实现本文所述硫吸收溶剂再生的任意合适的条件。在一个或多个实施方式中，再生区28中采用的温度范围可以是约75°C至约175°C。此外，再生区28中采用的压力范围可以是约0至约200kPag。
再生之后，可以通过管线32从再生区28回收再生的硫吸收溶剂。管线32中的再生的硫吸收溶剂可以含有至少5摩尔%浓度的硫吸收溶剂。此外，管线32中再生的硫吸收溶剂可以含有小于0.1摩尔%浓度的硫化氢。此外，管线32中再生的硫吸收溶剂可以含有合并浓度小于0.01摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。在一个或多个实施方式中，管线32中再生的硫吸收溶剂的温度范围可以是约75°C至约175°C。此外，管线32中再生的硫吸收溶剂的压力范围可以是约0至约200kPag。
在从再生区28回收之后，可以通过泵34将管线32中再生的硫吸收溶剂泵送到酸性气体富集加热交换器22，对来自管线24的硫化氢富集的硫吸收溶剂进行加热。之后，可以在冷却器36中对冷却的再生的硫吸收溶剂进行进一步冷却，经过过滤器38进行过滤，并通过管线42进入尾气处理区40。下文对尾气处理区40中使用再生的硫吸收溶剂进行详细讨论。
可以通过管线44对再生区28中产生的富集硫化氢的废气进行回收。可以将管线44中富集硫化氢的废气输送到回流冷凝器46，在该回流冷凝器中产生冷凝的回流和富集硫化氢的物流。可以通过管线48从回流冷凝器46回收冷凝的回流，并输送回再生区28用作回流。可以通过管线50从回流冷凝器46回收富集硫化氢的物流，并输送到硫回收区52。
管线50中富集的硫化氢物流可以包含数种组分，包括，但不限于，硫化氢、二氧化碳、COS、一种或多种类型的硫醇以及水。在一个或多个实施方式中，管线50中富集硫化氢的物流的硫化氢浓度可以为至少10摩尔%、至少20摩尔%、至少30摩尔%或者至少40摩尔%。此外，管线50中富集硫化氢的物流可以含有浓度范围为约10摩尔%至约90摩尔%、约20摩尔%至约70摩尔%或者30摩尔%至50摩尔%的硫化氢。在一个或多个实施方式中，管线50中富集硫化氢的物流的二氧化碳浓度可以为至少10摩尔%、至少20摩尔%、至少30摩尔%或者至少40摩尔%。此外，管线50中富集硫化氢的物流可以含有浓度范围为约10摩尔%至约90摩尔%、约20摩尔%至约70摩尔%或者30摩尔%至50摩尔%的二氧化碳。在一个或多个实施方式中，管线50中富集硫化氢的物流可以含有合并浓度小于0.5摩尔%、小于0.1摩尔%或者小于0.05摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。在一个或多个实施方式中，管线50中富集硫化氢的物流可以含有单个浓度分别小于0.5摩尔%、小于0.1摩尔%或者小于0.05摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。
如上所述，可以将管线50中富集硫化氢的物流进料到硫回收区52。可以操作硫回收区52，将来自管线50中富集硫化氢的物流的至少一部分硫化氢转化为元素硫。在一个或多个实施方式中，可以操作硫回收区52，将来自管线50中富集硫化氢的物流的至少50摩尔%、至少70摩尔%、至少90摩尔%、至少95摩尔%、至少99摩尔%、至少99.5摩尔%或者至少99.9摩尔%的硫化氢转化为元素硫。此外，从硫回收区52回收的元素可以是管线12里的酸性气体中含硫化合物与硫化氢总量的至少70摩尔%、至少80摩尔%、至少90摩尔%、至少95摩尔%、至少99摩尔%、至少99.5摩尔%或者至少99.9摩尔%。可以在硫回收区52中采用适用于将硫化氢转化成元素硫的本领域已知或者之后发现的任意方法。在一个或多个实施方式中，硫回收区52可以采用克劳斯硫回收方法，其在下文结合图2进行更详细说明。
仍参考图1，在回收硫之后，可以通过管线54从硫回收区52中回收硫富集物流，并可以通过管线56回收尾气。管线54中的硫富集物流可以含有至少90摩尔%、至少99摩尔%或者至少100摩尔%的元素硫。在一个或多个实施方式中，通过硫回收区52回收的硫的量可以等于对管线12中的酸性气体中所有含硫化合物的大部分回收量。也就是说，可以操作本发明各种实施方式的硫回收系统，对超过50重量%的进入管线12里的酸性气体中的含硫化合物（例如，硫化氢、COS和硫醇）以元素硫形式进行回收。在其他实施方式中，硫回收系统可以对管线12里的酸性气体中所有进入的含硫化合物的至少70重量%、至少90重量%、至少95重量%、至少99重量%或者至少99.9重量%以元素硫形式进行回收。此外，可以在时间平均的基础上实现所述硫回收。因此，在一个或多个实施方式中，上面列出的最小硫回收率可以分别在至少1小时、至少12小时、至少1天、至少10天或者至少20天的时间内测定，作为平均硫回收率。本文中任意时间平均的测定应该基于所适用的时间段内控时相同的最少5次测量。
管线56中的尾气可以包含各种组分，包括，但不限于，硫化氢、二硫化碳、COS、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳和水。在一个或多个实施方式中，管线56中的尾气可以含有浓度至少为5摩尔%、至少为10摩尔%或者至少为20摩尔%的二氧化碳。此外，管线56中的尾气可以含有浓度范围为约5摩尔%至约50摩尔%、约10摩尔%至约40摩尔%或者20摩尔%至30摩尔%的二氧化碳。
在一个或多个实施方式中，管线56中的尾气可以含有浓度至少为0.1摩尔%、至少为0.4摩尔%或者至少为0.8摩尔%的硫化氢。在其他实施方式中，管线56中的尾气可以含有浓度小于5摩尔%、小于3摩尔%或者小于2摩尔%的硫化氢。此外，管线56中的尾气可以含有浓度范围为约0.1摩尔%至约5摩尔%、约0.4摩尔%至约2摩尔%或者0.8摩尔%至1.2摩尔%的硫化氢。
在一个或多个实施方式中，管线56中的尾气可以含有浓度至少为0.01摩尔%、至少为0.05摩尔%、至少为0.1摩尔%或者至少为0.2摩尔%的COS。在其他实施方式中，管线56中的尾气可以含有浓度小于5摩尔%、小于3摩尔%、小于1摩尔%或者小于0.5摩尔%的COS。此外，管线56中的尾气可以含有浓度范围为约0.01摩尔%至约5摩尔%、约0.05摩尔%至约3摩尔%、约0.1摩尔%至约1摩尔%或者0.2摩尔%至0.5摩尔%的COS。
在一个或多个实施方式中，管线56中的尾气可以含有浓度至少为0.01摩尔%、至少为0.05摩尔%、至少为0.1摩尔%或者至少为0.2摩尔%的二氧化硫。在其他实施方式中，管线56中的尾气可以含有浓度小于5摩尔%、小于3摩尔%、小于1摩尔%或者小于0.5摩尔%的二氧化硫。此外，管线56中的尾气可以含有浓度范围为约0.01摩尔%至约5摩尔%、约0.05摩尔%至约3摩尔%、约0.1摩尔%至约1摩尔%或者0.2摩尔%至0.5摩尔%的二氧化硫。
管线56中的尾气可以主要在气相中。在一个或多个实施方式中，管线56中至少70摩尔%、至少80摩尔%、至少90摩尔%或者至少99摩尔%的尾气可以在气相中。此外，管线56中尾气的温度范围可以是约50°C至约250°C或者100°C至200°C。除此之外，管线56中尾气的压力范围可以是约0至约100kPag或者20kPag至70kPag。
在硫回收区52进行回收之后，可以通过管线58将管线56中的至少一部分尾气输送到混合区60，同时可以通过管线64将余下的部分输送到焚烧区62。可以对来自管线64的尾气进行焚烧并经过烟道66排放到大气中。在一个或多个实施方式中，输送到混合区60的尾气部分可以占从硫回收区52回收的所有尾气的约0至约100摩尔%。
被引入到混合/加热区60中的尾气可以在其中与来自管线16的硫化氢减少的废气合并，所述硫化氢减少的废气是从酸性气体富集区10回收的。可以操作混合区60，对来自管线16的硫化氢减少的废气以及来自管线58的尾气进行加热与混合。可以在混合/加热区60中采用本领域已知或者之后发现的对多种气体进行混合与加热的任意方法。在一个或多个实施方式中，混合/加热区60可以包含混合单元以及内嵌燃烧器或者间接加热器。除了硫化氢减少的废气以及尾气之外，还可以将燃料气体、空气流和/或蒸汽进料到混合区60中，从而对进入的硫化氢减少的废气以及尾气进行燃烧和加热。
在一个或多个实施方式中，可以通过管线68对所得的经混合和加热的气体进行回收，作为氢化进料流。管线68中的氢化进料流可以包含各种组分，包括，但不限于，硫化氢、二硫化碳、COS、二氧化硫、二氧化碳和水。在一个或多个实施方式中，管线68中的氢化进料流可以含有浓度至少为10摩尔%、至少为20摩尔%或者至少为30摩尔%的二氧化碳。此外，管线68中的氢化进料流可以含有浓度范围为约10摩尔%至约70摩尔%、约20摩尔%至约60摩尔%或者30摩尔%至50摩尔%的二氧化碳。
在一个或多个实施方式中，管线68中的氢化进料流可以含有浓度至少为0.1摩尔%、至少为0.3摩尔%或者至少为0.6摩尔%的硫化氢。在其他实施方式中，管线68中的氢化进料流可以含有浓度小于4摩尔%、小于2摩尔%或者小于1摩尔%的硫化氢。此外，管线68中的氢化进料流可以含有浓度范围为约0.1摩尔%至约4摩尔%、约0.3摩尔%至约2摩尔%或者0.6摩尔%至1摩尔%的硫化氢。
在一个或多个实施方式中，管线68中的氢化进料流可以含有合并浓度至少为0.01摩尔%、至少为0.037摩尔%、至少为0.05摩尔%、至少为0.1摩尔%或者至少为0.2摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。在其他实施方式中，管线68中的氢化进料流可以含有合并浓度小于5摩尔%、小于3摩尔%、小于1摩尔%或者小于0.5摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。此外，管线68中的氢化进料流可以含有合并浓度范围为约0.01摩尔%至约5摩尔%、约0.05摩尔%至约3摩尔%、约0.1摩尔%至约1摩尔%或者0.2摩尔%至0.5摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。
在一个或多个实施方式中，管线68中的氢化进料流可以含有单个浓度分别至少为0.01摩尔%、至少为0.05摩尔%、至少为0.1摩尔%或者至少为0.2摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。在其他实施方式中，管线68中的氢化进料流可以含有单个浓度分别小于5摩尔%、小于3摩尔%、小于1摩尔%或者小于0.5摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。此外，管线68中的氢化进料流可以含有单个浓度范围分别为约0.01摩尔%至约5摩尔%、约0.05摩尔%至约3摩尔%、约0.1摩尔%至约1摩尔%或者0.2摩尔%至0.5摩尔%的COS和一种或多种类型的硫醇。
在一个或多个实施方式中，管线68中的氢化进料流可以含有浓度至少为0.01摩尔%、至少为0.05摩尔%或者至少为0.1摩尔%的二氧化硫。在其他实施方式中，管线68中的氢化进料流可以含有浓度小于5摩尔%、小于3摩尔%、小于1摩尔%或者小于0.5摩尔%的二氧化硫。此外，管线68中的氢化进料流可以含有浓度范围为约0.01摩尔%至约3摩尔%、约0.05摩尔%至约1摩尔%或者0.1摩尔%至0.3摩尔%的二氧化硫。
除了前述的组分之外，管线68中的氢化进料流还可以含有氢气和一氧化碳，至少部分来源于在前述内嵌燃烧器中燃烧时产生的气体。在一个或多个实施方式中，管线68中的氢化进料流可以含有浓度至少为0.5摩尔%、至少为1摩尔%、至少为1.5摩尔%或者至少为2摩尔%的氢气。此外，管线68中的氢化进料流可以含有浓度范围为约0.5摩尔%至约20摩尔%、约1摩尔%至约10摩尔%、约1.5摩尔%至约5摩尔%或者2摩尔%至3摩尔%的氢气。在一个或多个实施方式中，管线68中的氢化进料流可以含有浓度至少为0.1摩尔%、至少为0.4摩尔%或者至少为0.7摩尔%的一氧化碳。此外，管线68中的氢化进料流可以含有浓度范围为约0.1摩尔%至约5摩尔%、约0.4摩尔%至约3摩尔%或者0.7摩尔%至1.1摩尔%的一氧化碳。
管线68中的氢化进料流可以主要在气相中。在一个或多个实施方式中，管线68中至少70摩尔%、至少80摩尔%、至少90摩尔%或者至少99摩尔%的氢化进料流可以在气相中。此外，管线68中的氢化进料流的温度范围可以是约100°C至约500°C，约200°C至约400°C或者250°C至350°C。除此之外，管线68中的氢化进料流的压力范围可以是约0至约100kPag或者20kPag至70kPag。
从混合区60回收之后，可以将管线68中的氢化进料流引入到氢化区70中。可以操作氢化区70，将其中至少一部分的各种含硫化合物转化成硫化氢。例如，可以操作氢化区70，使至少一部分的COS、硫醇、含硫蒸汽和/或二氧化硫转化成硫化氢。在一个或多个实施方式中，可以操作氢化区70，将氢化进料流中至少50摩尔%、至少70摩尔%或者至少90摩尔%的COS转化成硫化氢。此外，可以操作氢化区70，将氢化进料流中至少50摩尔%、至少70摩尔%或者至少90摩尔%的所有硫醇（例如甲基硫醇和/或乙基硫醇）转化成硫化氢。此外，可以操作氢化区70，将氢化进料流中至少50摩尔%、至少70摩尔%或者至少90摩尔%的二氧化硫转化成硫化氢。
可以在氢化区70中采用本领域已知或者之后发现的用于将上述含硫化合物转化成硫化氢的方法。在一个或多个实施方式中，可以利用对从管线68进入的氢化进料流中一氧化碳和氢气的消耗，以及利用氢化反应催化剂，促进氢化区70中向硫化氢的转化。适用于氢化区70中的市售可得的氢化反应催化剂的例子包括，但不限于，CRITERION-234或者CRITERION-534（购自美国得克萨斯州休斯敦市标准催化剂和技术公司(Criterion Catalysts&Technologies,Houston,TX)）以及AXENS TG-103或者AXENS TG-107（购自美国得克萨斯州休斯敦市埃克森IFP集团技术公司(Axens IFP Group Technologies,Houston,TX)）。在一个或多个实施方式中，氢化反应催化剂包含VI族和/或VIII族金属硫化物催化剂。
氢化区70中采用的反应条件可以是使上述含硫化合物转化为硫化氢的任意合适的条件。在一个或多个实施方式中，氢化区70中采用的温度范围可以是约200°C至约350°C。此外，氢化区70中采用的压力范围可以是约0至约200kPag。
在氢化区70中发生氢化反应之后，可以通过管线72回收氢化的物流。管线72中氢化的物流可以包含各种组分，包括，但不限于，硫化氢、二硫化碳、COS、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳和水。在一个或多个实施方式中，管线72中氢化的物流可以含有浓度至少为5摩尔%、至少为10摩尔%或者至少为15摩尔%的二氧化碳。此外，管线72中氢化的物流可以含有浓度范围为约5摩尔%至约40摩尔%、约10摩尔%至约30摩尔%或者15摩尔%至20摩尔%的二氧化碳。在一个或多个实施方式中，管线72中氢化的物流可以含有浓度至少为5摩尔%、至少为10摩尔%或者至少为15摩尔%的硫化氢。此外，管线72中氢化的物流可以含有浓度范围为约5摩尔%至约40摩尔%、约10摩尔%至约30摩尔%或者15摩尔%至20摩尔%的硫化氢。在一个或多个实施方式中，管线72中氢化的物流可以含有单个浓度分别小于0.1摩尔%、小于0.05摩尔%、小于0.01摩尔%或者小于0.001摩尔%的COS、二氧化硫和一种或多种类型的硫醇（例如，甲基硫醇和/或乙基硫醇）。在其他实施方式中，管线72中氢化的物流可以基本不含COS、二氧化硫和/或一种或多种类型的硫醇（例如，甲基硫醇和/或乙基硫醇）。
管线72中氢化的物流可以主要在气相中。在一个或多个实施方式中，管线72中至少70摩尔%、至少80摩尔%、至少90摩尔%或者至少99摩尔%的氢化的物流可以在气相中。此外，管线72中氢化的物流的温度范围可以是约50°C至约400°C或者250°C至350°C。除此之外，管线72中氢化的物流的压力范围可以是约200kPag至约500kPag或者300kPag至400kPag。
从氢化区70回收之后，可以将管线72中氢化的物流引入到废热锅炉74中。可以操作废热锅炉74，使来自管线72的氢化的物流至少部分冷却，同时以热的形式回收能量。废热锅炉74可以采用任意已知或之后发现的废热锅炉构造。在废热锅炉74中进行处理之后，可以通过管线76回收冷却的氢化的物流，作为骤冷进料流。在各种实施方式中，可以绕过废热锅炉74。
管线76中的骤冷进料流可以具有与如上所述的管线72中的氢化的物流基本相同的组分。此外，管线76中的骤冷进料流可以主要在气相中。在一个或多个实施方式中，管线76中至少70摩尔%、至少80摩尔%、至少90摩尔%或者至少99摩尔%的骤冷进料流可以在气相中。此外，管线76中的骤冷进料流的温度范围可以是约100°C至约200°C。除此之外，管线76中的骤冷进料流的压力范围可以是约0至约200kPag。
从废热锅炉74回收之后，可以将管线76中的骤冷进料流引入到骤冷区78中。可以操作骤冷区78，以促进相对较冷的水与从管线76进入的骤冷进料流之间的接触，从而对来自管线76的骤冷进料流进行冷却。在一个或多个实施方式中，在骤冷区78中的骤冷进料流的温度可以下降至少50°C、至少75°C或者至少100°C。
可以在骤冷区78中采用已知或者之后发现的用水对基本是气相的物流进行骤冷的任意方法。在一个或多个实施方式中，骤冷区78可以限定在采用底部再循环系统80的骤冷塔中。在一个或多个实施方式中，骤冷区78中所用水的温度范围可以是约25°C至约45°C。此外，骤冷区78中存在的水与来自管线76的骤冷进料流的摩尔比范围可以是约5至约15。
在骤冷区78中经过处理之后，可以通过管线82对尾气处理进料流进行回收。管线82中的尾气处理进料流可以具有与如上所述的管线76中的骤冷进料流基本相同的组分。此外，管线82中的尾气处理进料流可以主要在气相中。在一个或多个实施方式中，管线82中至少70摩尔%、至少80摩尔%、至少90摩尔%或者至少99摩尔%的尾气处理进料流可以在气相中。此外，管线82中的尾气处理进料流的温度范围可以是约25°C至约45°C。除此之外，管线82中的尾气处理进料流的压力范围可以是约0至约200kPag。
从骤冷区78回收之后，可以将管线82中的尾气处理进料流引入到尾气处理区40中。可以操作尾气处理区40，以促进上述来自管线82的尾气处理进料流与通过管线42引入的再生的硫吸收溶剂之间的接触。该接触可以使来自管线82的尾气处理进料流中所含的硫化氢被来自管线42的再生的硫吸收溶剂吸收，从而产生部分负载的硫吸收溶剂和尾气处理废气。在一个或多个实施方式中，来自管线42的再生的硫吸收溶剂与来自管线82的尾气处理进料流之间的接触可足以从尾气处理进料流中去除至少90摩尔%、至少95摩尔%或者至少99.9摩尔%的硫化氢。此外，来自管线42的再生的硫吸收溶剂与来自管线82的尾气处理进料流之间的接触可足以从尾气处理进料流中去除范围为约90摩尔%至约100摩尔%、约95摩尔%至约100摩尔%或者99摩尔%至100摩尔%的硫化氢。
可以在尾气处理区40中采用本领域已知或者之后发现的适合促进所述接触的任意方法和设备。在一个或多个实施方式中，可以将尾气处理区40限定在尾气处理吸收剂容器中，所述尾气处理吸收剂容器配置成促进来自管线82的尾气处理进料流与来自管线42的再生的硫吸收溶剂之间的对流接触。所述尾气处理吸收剂容器可以包含用于接收来自管线42的再生的硫吸收溶剂的上进口和用于接收来自管线82的尾气处理进料流的下进口。在一个或多个实施方式中，可以将尾气处理区40限定在填充塔或者盘式塔中。如果采用盘式塔，则尾气处理区40可以包含多个促进接触的浮阀塔盘。在一个或多个实施方式中，尾气处理区40可以具有范围为约3个至约30个的浮阀塔板。在其他实施方式中，当采用填充塔时，尾气处理区40可以具有范围为约1个至约10个的理论塔板。
尾气处理区40中采用的反应条件可以是本文所述的实现尾气处理的任意合适的条件。在一个或多个实施方式中，尾气处理区40中采用的温度范围可以是约25℃至约45℃。此外，尾气处理区40中采用的压力范围可以是约0至约200kPag。除此之外，上述来自管线82的尾气处理进料流以及来自管线42的再生的硫吸收溶剂可以以约0.01至约1、约0.1至约0.5或者0.15至0.25的摩尔比范围存在于尾气处理区40中。
在经过尾气处理区40的处理之后，可以通过管线84回收部分负载的硫吸收溶剂，并由泵86通过管线14进行泵送，用于上述的酸性气体富集区10中。尽管未示出，但是在将部分负载的硫吸收溶剂引入到酸性气体富集区10之前，可任选地对其进行冷却。可以通过置于泵86和酸性气体富集区10之间的冷却器或者冷凝器进行该冷却。可以通过管线88对尾气处理区40中产生的废气进行回收。管线88中的尾气处理废气可以包含各种组分，包括，但不限于，硫化氢、二硫化碳、COS、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳和水。在一个或多个实施方式中，管线88中的尾气处理废气可以含有浓度至少为10摩尔%、至少为25摩尔%或者至少为40摩尔%的二氧化碳。此外，管线88中的尾气处理废气可以含有浓度范围为约10摩尔%至约90摩尔%、约25摩尔%至约75摩尔%或者40摩尔%至60摩尔%的二氧化碳。在一个或多个实施方式中，管线88中的尾气处理废气可以含有浓度小于0.1摩尔%、小于0.05摩尔%或者小于0.02摩尔%的硫化氢。在一个或多个实施方式中，管线88中的尾气处理废气可以含有单个浓度分别小于0.1摩尔%、小于0.05摩尔%、小于0.01摩尔%或者小于0.001摩尔%的COS、二氧化硫和一种或多种类型的硫醇（例如，甲基硫醇和/或乙基硫醇）。在其他实施方式中，管线88中的尾气处理废气可以基本不含COS、二氧化硫和/或一种或多种类型的硫醇（例如，甲基硫醇和/或乙基硫醇）。
管线88中的尾气处理废气可以主要在气相中。在一个或多个实施方式中，管线88中至少70摩尔%、至少80摩尔%、至少90摩尔%或者至少99摩尔%的尾气处理废气可以在气相中。此外，管线88中尾气处理废气的温度范围可以是约0至约100°C或者20℃至70°C。除此之外，管线88中尾气处理废气的压力范围可以是约10kPag至约50kPag或者15kPag至30kPag。
从尾气处理区40回收之后，可以将管线88中的尾气处理废气引入到焚烧区62中。可以操作焚烧区62，对来自管线88的尾气处理废气进行焚烧。之后，将得到的焚烧过的气体输送到烟道66以排放到大气中。
仍参考图1，上文描述了一种方法，其中可以将硫吸收溶剂从再生区28循环到尾气处理区40，然后从尾气处理区40循环到酸性气体富集区10，然后从酸性气体富集区10循环回到再生区28。在一个或多个实施方式中，硫吸收溶剂的循环速率可以小于80m3/h、小于70m3/h、小于60m3/h或者小于50m3/h。本文所用术语“循环速率”表示硫吸收溶剂在至少两个加工步骤，例如上文所述的酸性气体富集步骤、再生步骤和/或尾气处理步骤之间的时间平均的流速，通过在一小时的时间段内至少进行5次等间隔测量得到。
现在参考图2，显示了硫回收单元110。所述硫回收单元110本质上是克劳斯硫回收系统，并可用于上述参考图1所述的硫回收区52中。在硫回收单元110运行时，首先可以通过管线112将富集硫化氢的物流引入到热反应器114中。富集硫化氢的物流112可以与上面参考图1所述的管线50中富集硫化氢的物流基本相同。
在进行克劳斯硫回收时，可以通过以下过程将来自富集硫化氢的物流的硫化氢转化为元素硫，即首先根据如下反应对一部分硫化氢进行初始氧化：
2H2S+3O2→2SO2+2H2O
之后，根据如下反应使得到的二氧化硫与物流中余下的硫化氢发生反应，以形成元素硫：
2H2S+SO2→3S+2H2O
仍参考图2，可以操作热反应器114，对来自管线112的富集硫化氢的物流进行热氧化。然后，可以将经过氧化的物流通过管线116输送到第一克劳斯冷凝器118，在其中通过管线120回收作为冷凝物的元素硫。管线120中的硫富集的物流可以具有与上面参考图1所述的管线54中硫富集的物流基本相同的组分。可以通过管线122从第一克劳斯冷凝器118回收余下的气相。之后，可以将管线122中的气相流输送到预热器124，对物流进行加热，然后通过管线126将所述物流输送到第一克劳斯反应器128。
在第一克劳斯反应器128中，在催化条件下继续将硫化氢转化为元素硫。适用于第一克劳斯反应器128中的催化剂包括本领域已知或者之后发现的任意克劳斯催化剂。所述催化剂的例子包括，但不限于，活化的氧化铝（III）和氧化钛（IV）。在第一克劳斯反应器128中的反应之后，可以通过管线130将经过处理的物流输送到第二克劳斯冷凝器132，在其中可以通过管线134对作为冷凝物的元素硫进行回收。管线134中的硫富集的物流可以具有与上面参考图1所述的管线54中的硫富集的物流基本相同的组分。可以通过管线136从第二克劳斯冷凝器132回收余下的气相。之后，可以将管线136中的气相流输送到预热器138，对物流进行加热，然后通过管线140将所述物流输送到第二克劳斯反应器142。
在第二克劳斯反应器142中，在催化条件下继续将硫化氢转化为元素硫。适用于第二克劳斯反应器142中的催化剂可以与上述适用于第一克劳斯反应器128中的催化剂相同。在第二克劳斯反应器142中的反应之后，可以通过管线144将经过处理的物流输送到第三克劳斯冷凝器146，在其中可以通过管线148对作为冷凝物的元素硫进行回收。管线148中的硫富集的物流可以具有与上面参考图1所述的管线54中的硫富集的物流基本相同的组分。可以通过管线150从第三克劳斯冷凝器146回收余下的气相，作为克劳斯尾气。管线150中的克劳斯尾气可以具有与上面参考图1所述的管线56中的尾气基本相同的组分。
虽然参考附图所示的实施方式对本发明进行了描述，但是应注意，可以采用等价形式并做出替换而不背离权利要求书所要求的本发明的范围。
选择的定义
应理解以下并不是对限定的术语的排他性罗列。在前述的描述中，可能在上下文中使用限定术语的同时提供了其他的定义。
本文中所用的术语“一个”、“这个”和“所述”表示一个或多个。
文中所用的术语“和/或”在用于两项或多项的罗列时，表示所述项中的任何一项可以单独使用，或者可以使用所述项中的两项或多项的任意组合。例如，如果描述一种组合物含有组分A、B和/或C，则该组合物可只含有A；只含有B；只含有C；含有A和B的组合；含有A和C的组合；含有B和C的组合；或含有A、B和C的组合。
文中使用的术语“包含”是开放的过渡术语，用于从该术语之前叙述的对象过渡到该术语之后叙述的一种或多种要素，其中在该过渡术语之后所列的一种或多种要素未必是构成对象的仅有的要素。
本文中所用的术语“含有”具有与上面提供的“包含”相同的开放性含义。
本文中所用的术语“具有”具有与上面提供的“包含”相同的开放性含义。
本文中所用的术语“包括”具有与上面提供的“包含”相同的开放性含义。
数值范围
本发明说明书使用数值范围来定量描述某些与本发明实施方式相关的参数。应理解，当给出数值范围时，这些范围可以理解为在字面上对仅仅叙述了该范围下限值的权利要求限值和仅仅叙述了该范围上限值的权利要求限值提供了支持。例如，所揭示的10至100的数值范围可以对叙述为“大于10”（无上限）的权利要求和叙述为“小于100”（无下限）的权利要求提供支持。

Claims (34)

1.一种从含硫化氢的酸性气体中回收硫的方法，所述方法包括：使所述酸性气体与部分负载的硫吸收溶剂在酸性气体富集区中发生接触，从而产生硫化氢富集的硫吸收溶剂和硫化氢减少的废气，其特征在于，所述硫化氢减少的废气包含的硫化氢的量至少为0.5摩尔％，在所述接触之前，所述部分负载的硫吸收溶剂包含的硫化氢的量至少为0.01摩尔％，并且所述硫化氢减少的废气包含合并浓度至少为0.037摩尔％的硫化羰和一种或多种类型的硫醇；以及所述方法还包括使至少一部分的所述硫化氢减少的废气氢化，从而将所述硫化氢减少的废气中至少一部分的所述硫醇和/或所述硫化羰转化成硫化氢。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性气体包含浓度至少为1摩尔％的所述硫化氢。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫化氢减少的废气包含的硫化氢的量至少为1.0摩尔％。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性气体包含合并浓度至少为0.05摩尔％的硫化羰和一种或多种类型的硫醇。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述酸性气体中至少80摩尔％的所述硫化羰和所述硫醇随所述硫化氢减少的废气一起离开所述酸性气体富集区。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述硫醇包含甲基硫醇和/或乙基硫醇。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在所述氢化之前，使所述硫化氢减少的废气与克劳斯硫回收过程中产生的克劳斯尾气合并，从而形成氢化进料流。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述氢化进料流包含合并浓度至少为0.05摩尔％的所述硫醇和所述硫化羰，所述氢化将所述氢化进料流中所述硫醇和所述硫化羰的合并浓度的至少50摩尔％转化成硫化氢。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述部分负载的硫吸收溶剂包含的硫化氢的量为0.01-0.6摩尔％。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过使再生的硫吸收溶剂与尾气处理进料流接触，在所述酸性气体富集区上游的尾气处理区中形成所述部分负载的硫吸收溶剂，通过对氢化进料流进行氢化制备所述尾气处理进料流，所述氢化进料流包含在克劳斯硫回收过程中形成的克劳斯尾气以及至少一部分所述硫化氢减少的废气。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述部分负载的硫吸收溶剂包含链烷醇胺。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性气体和所述部分负载的硫吸收溶剂以约0.01:1至约1:1的摩尔比存在。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括将至少一部分所述硫化氢富集的硫吸收溶剂输送到再生区，并在其中从所述硫化氢富集的硫吸收溶剂中分离至少一部分的硫化氢，从而形成富集硫化氢的物流和再生的硫吸收溶剂。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该方法还包括将至少一部分所述富集硫化氢的物流输送到克劳斯硫回收过程，其中所述克劳斯硫回收过程将所述富集硫化氢的物流中的至少一部分的所述硫化氢转化成元素硫，从而产生硫富集的物流和克劳斯尾气。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫化氢富集的硫吸收溶剂含有的硫化氢含量至少为2.6摩尔％。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性气体除了所述硫化氢之外还包含多种含硫化合物，所述硫回收过程从所述酸性气体中以元素硫的形式回收的所述含硫化合物和所述硫化氢占其总量的至少99.5重量％的总量。
17.一种从含硫化氢的酸性气体中回收硫的方法，所述方法包括：
(a)使酸性气体富集区中的所述酸性气体与部分负载的硫吸收溶剂接触，从而产生硫化氢富集的硫吸收溶剂和硫化氢减少的废气；
(b)从所述硫化氢富集的硫吸收溶剂中去除至少一部分的所述硫化氢，从而产生富集硫化氢的物流和再生的硫吸收溶剂；以及
(c)使至少一部分所述再生的硫吸收溶剂与含硫化氢的氢化的物流发生接触，从而产生所述部分负载的硫吸收溶剂，
其特征在于，所述硫化氢富集的硫吸收溶剂的硫化氢含量至少为2.6摩尔％。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述酸性气体包含浓度至少为1.0摩尔％的所述硫化氢，所述酸性气体中至少1.0摩尔％的所述硫化氢随所述硫化氢减少的废气一起离开所述酸性气体富集区。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述硫化氢减少的废气含有的硫化氢的量至少为0.5摩尔％，所述酸性气体包含合并浓度至少为0.025摩尔％的硫化羰和一种或多种类型的硫醇。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述酸性气体中至少80摩尔％的所述硫化羰和所述硫醇随所述硫化氢减少的废气一起离开所述酸性气体富集区。
21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，该方法还包括使至少一部分的所述硫化氢减少的废气氢化，从而将所述硫化氢减少的废气中至少一部分的所述硫醇和/或所述硫化羰转化成硫化氢。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在所述氢化之前，使所述硫化氢减少的废气与克劳斯硫回收过程中产生的克劳斯尾气合并，从而形成氢化进料流。
23.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述部分负载的硫吸收溶剂包含的硫化氢的量小于或等于0.60摩尔％。
24.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述硫吸收溶剂包含链烷醇胺。
25.如权利要求17所述的方法，其特征在于，该方法还包括将至少一部分所述富集硫化氢的物流输送到克劳斯硫回收过程，其中所述克劳斯硫回收过程将所述富集硫化氢的物流中的至少一部分的所述硫化氢转化成元素硫，从而产生硫富集的物流和克劳斯尾气。
26.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述硫化氢富集的硫吸收溶剂的硫化氢含量至少为3.0摩尔％。
27.一种从酸性气体中回收硫的硫回收系统，所述硫回收系统包含：
含有硫吸收溶剂的酸性气体富集吸收剂容器，可以操作所述酸性气体富集吸收剂容器，以从所述酸性气体中去除硫化氢；
硫吸收溶剂再生器，其位于所述酸性气体富集吸收剂容器的下游并与之流体流通，可以操作所述硫吸收溶剂再生器，以从所述硫吸收溶剂中分离硫化氢，并产生富集硫化氢的物流和再生的硫吸收溶剂；
克劳斯硫回收单元，其位于所述硫吸收溶剂再生器的下游并与之流体连通，可以操作所述克劳斯硫回收单元，以从所述富集硫化氢的物流中回收硫；
加热器/混合器单元，其位于所述克劳斯硫回收单元和所述酸性气体富集容器的下游并与它们流体连通，可以操作所述加热器/混合器单元，以对来自所述克劳斯硫回收单元的尾气和来自所述酸性气体富集吸收剂容器的硫化氢减少的废气进行混合与加热；
氢化单元，其位于所述加热器/混合器单元的下游并与之流体连通，可以操作所述氢化单元，以对从所述加热器/混合器单元排出的氢化进料流进行氢化；
骤冷柱，其位于所述氢化单元的下游并与之流体连通；以及
尾气处理吸收剂容器，其位于所述骤冷柱的下游并与之流体连通，可以操作所述尾气处理吸收剂容器，以从氢化的克劳斯尾气和酸性气体富集的废气中去除硫化氢。
28.如权利要求27所述的硫回收系统，其特征在于，所述硫吸收溶剂再生器位于所述尾气处理吸收剂容器的上游并与之流体连通，并且可以操作所述硫吸收溶剂再生器，以将至少一部分的所述再生的硫吸收溶剂递送到所述尾气处理吸收剂容器。
29.如权利要求27所述的硫回收系统，其特征在于，可以操作所述硫回收系统，以从所述酸性气体中回收至少99.5重量％的硫，所述酸性气体包含至少1摩尔％的硫化氢并包含合并浓度至少为0.025摩尔％的硫化羰和一种或多种类型的硫醇。
30.如权利要求27所述的硫回收系统，其特征在于，所述硫吸收溶剂包含链烷醇胺。
31.如权利要求27所述的硫回收系统，其特征在于，所述酸性气体富集吸收剂容器包含酸性气体下进口和硫吸收溶剂上进口，所述酸性气体富集吸收剂容器包含填充材料和/或多块接触塔盘。
32.如权利要求27所述的硫回收系统，其特征在于，所述骤冷柱包含气体下进口，可以操作所述气体下进口以接收骤冷进料流，所述骤冷柱包含填充材料和/或多块接触塔盘，以促进所述骤冷进料流与含水物流之间的接触。
33.如权利要求27所述的硫回收系统，其特征在于，该硫回收系统还包含插在所述氢化单元和所述骤冷柱之间并与它们流体连通的废热锅炉。
34.一种从含硫化氢的酸性气体中回收硫的方法，所述方法包括：使所述酸性气体与部分负载的硫吸收溶剂在酸性气体富集区中发生接触，从而产生硫化氢富集的硫吸收溶剂和硫化氢减少的废气，其特征在于，所述硫化氢减少的废气包含的硫化氢的量至少为0.5摩尔％，在所述接触之前，所述部分负载的硫吸收溶剂包含的硫化氢的量至少为0.01摩尔％，并且其中，通过使再生的硫吸收溶剂与尾气处理进料流接触，在所述酸性气体富集区上游的尾气处理区中形成所述部分负载的硫吸收溶剂，通过对氢化进料流进行氢化制备所述尾气处理进料流，所述氢化进料流包含在克劳斯硫回收过程中形成的克劳斯尾气以及至少一部分硫化氢减少的废气。
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