CN103771347A

CN103771347A - 一种利用无水溶剂使硫化氢转化为结晶硫的方法

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Publication number: CN103771347A
Application number: CN201210402044.8A
Authority: CN
Inventors: 杨建平; 俞健健; 冯亚平; 龚建琴
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Research Institute of Nanjing Chemical Industry Group Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2014-05-07

Abstract

利用无水溶剂使硫化氢转化为结晶硫的方法，属气体净化技术领域，包括经气液分离器处理后的含硫化氢原料气，进入吸收塔与无水脱硫溶剂逆流接触，脱除硫化氢的净化气进气液分离器后放空或外输。吸收了硫化氢的无水脱硫溶剂经溶剂反应槽进入再生塔再生。再生后硫磺溶解在无水溶剂中，进入冷却结晶槽，无水溶剂送入吸收塔循环使用，其中熔融硫经冷却结晶成硫，排出进入分离系统。本方法能直接处理高压含硫气体、循环量低、硫容高、H₂S脱除率高、溶剂消耗低、硫晶粒大纯度高、除了冷却结晶槽外，整个装置中都不存在固体硫磺，无硫堵和发泡的问题，装置具有较好的操作性、可应用天然气、油田伴生气、克劳斯尾气等含硫化氢气体的脱除。

Description

一种利用无水溶剂使硫化氢转化为结晶硫的方法

技术领域

本发明属于气体净化技术领域，具体涉及一种利用无水溶剂使硫化氢转化为结晶硫的方法，适用于天然气、油田伴生气、克劳斯尾气等含硫化氢气体的脱除。

背景技术

硫化氢作为化工企业中常见的有毒气体，会使生产设备、管道腐蚀，使催化剂中毒以至失活，影响产品质量和造成严重的环境污染，所以选择高效、无污染、资源化成为脱硫工艺发展的主流。

脱除H₂S的方法很多，主要有干法脱硫、湿式氧化法脱硫、醇胺法脱硫。干法脱硫由于硫容有限，多用于精脱硫。湿式氧化法脱硫有着较为广泛的应用，以往中小规模酸性气脱硫常用湿法氧化还原过程，其优点是能够将气体中的硫化氢直接转化成硫磺。但由于其设备体积庞大、溶液循环量大、易发生堵塞和雾沫、开停车难等缺点，限制了湿法脱硫在中小规模尤其是含硫油气田和天然气脱硫中的应用。

无水脱硫溶剂打破了中小规模脱硫的障碍，其特点是产生的元素硫以溶解在脱硫溶剂中的液态硫形式存在，而不是固体硫颗粒，类似工艺中的起泡、堵塞及其它操作问题都可避免，因而吸收塔可采用塔板或填料，高压和常压下操作都很可靠。无水脱硫溶剂的沸点高，稳定，不发生螯合物降解，挥发损失也很小。

无水脱硫溶剂容易应对气体中的杂质，如：重烃、二氧化碳、氧、氨及二氧化硫等，且能适应大的调节比。它的脱硫率高，处理克劳斯尾气不需要循环处理H₂S、CO₂ 和SO₂，是天然气炼油厂燃料气、加氢脱硫装置循环氢、克劳斯尾气等其它气体脱硫的经济高效方法。天然气脱硫，容易达到管输气的外输标准。

发明内容

本发明的目的提供一种利用无水溶剂使硫化氢转化为结晶硫的方法。

本发明所述的利用无水溶剂使硫化氢转化为结晶硫的方法，是一步法硫回收工艺，它可以从气相物流中除去硫化氢并将其转化成单体硫。无水脱硫溶剂中的有机碱与原料气中H₂S结合形成质子化的多硫化物，多硫化物再与再生剂SO₂或空气反应，转变成元素硫溶解于脱硫溶剂中，经冷却降温可析出硫磺结晶颗粒。

本发明方法的主要技术方案：利用无水溶剂使硫化氢转化为结晶硫的方法，其特征在于包括以下步骤：

（一）含硫化氢原料气经气液分离器分离液滴后，进入硫化氢吸收塔与无水脱硫溶剂逆流充分接触，脱除硫化氢后的气体进入净化气分离器，经分离器分离液滴后，净化气放空或外输；

（二）无水脱硫溶剂在吸收硫化氢后，由塔底进入溶剂反应槽后进入再生塔，再生后生产的硫磺溶解在无水脱硫溶剂中，并与无水脱硫溶剂从再生塔底部进入冷却结晶槽，无水溶剂经泵送入吸收塔循环使用，溶剂中的熔融硫经冷却结晶成硫，由底部排出进入分离系统；

（三）结晶硫经分离系统分离无水脱硫溶剂后，回收硫磺，同时无水脱硫溶剂送回脱硫系统。

一般地，本发明方法中，所述溶剂反应槽、再生塔均有加热装置。

所述吸收塔的吸收温度在35～70℃，优选55～65℃。

所述再生塔的再生温度在40～70℃，优选55～70℃。

所述再生塔内通入空气或者二氧化硫进行无水脱硫溶剂的再生；再生塔顶部再生气出口安装气液分离装置，再生气无二次污染，不同于一般的有机溶剂脱硫，再生气无需再处理。

所述的无水脱硫溶剂是包含有胺类有机化合物和聚醚类有机物、芳香烃油类化合物的混合有机溶液。胺类有机化合物包括三乙醇胺、叔丁基二甘醇胺、甲基环胺及它们的衍生物的一种或多种混合物。聚醚类有机物、芳香烃油类化合物包括聚乙二醇二甲醚、聚乙二醇甲丁醚、二芳基乙烷导热油及它们的衍生物的一种或多种混合物。

所述的无水脱硫溶剂其有效硫容为3.52～15.23g/L。

本发明特点：

无水脱硫溶剂脱硫技术具有无毒、环境友好等优点，它特点是：能直接处理高压含硫气体、溶液循环量低、硫容高、H₂S脱除率高、化学品消耗低、硫晶粒大纯度高。本方法打破了传统氧化还原脱硫的硫堵障碍，除了冷却结晶槽外，整个工艺中都不存在固体硫磺颗粒，所以无硫堵和发泡的问题，装置具有较好的操作性、可靠性和经济性；本方法不同于以往的胺法、胺/克劳斯等有机脱硫法，本方法再生气中无硫化氢、二氧化硫产生，所以无二次污染；对于直接处理含硫气体，本发明的脱硫费用比胺/液相氧化法低30~40%。

附图说明

图1为本发明实施例利用无水溶剂使硫化氢转化为结晶硫的工艺流程简图。

图中，1—原料气气液分离器，2—净化气气液分离器，3—吸收塔，4—溶剂反应槽，5、9—泵，6—再生塔，7—再生气气液分离器，8—冷却结晶槽。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明方法加以详细描述。

实施例1：原料气气量4L/h，硫化氢含量60～80g/m³，溶剂0.8L/h。

如附图1所示，含硫化氢的原料气经气液分离器1后进入吸收塔3，与无水脱硫溶剂逆流接触，将气体中的硫化氢脱除，脱硫后的净化气由塔顶部出气管口进入净化气气液分离器2，经气液分离后的净化气放空；吸收了硫化氢的无水脱硫溶剂由塔底进入溶剂反应槽4，由泵5打入再生塔6氧化再生，再生后的溶剂从进入冷却结晶槽8，由贫液泵9打入吸收塔循环吸收硫化氢，结晶硫由冷却结晶槽8底部到分离系统，分离无水脱硫溶剂后，回收硫磺，同时无水脱硫溶剂送回脱硫系统。

实施例的再生塔6再生气出口有再生气气液分离器7，再生气无二次污染。

气体经本发明方法处理后，净化气中硫化氢低于20mg/m³，再生气中没有硫化氢，硫磺结晶颗粒大，纯度98.0%

实施例2：原料气气量12L/h，硫化氢含量～25g/m³，溶剂0.78L/h。

气体经本发明方法处理后，净化气中硫化氢低于30mg/m³，再生气中没有硫化氢，结晶硫磺纯度97.8%。

Claims

1.一种利用无水溶剂使硫化氢转化为结晶硫的方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述溶剂反应槽、再生塔均有加热装置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于吸收塔的吸收温度在35～70℃；再生塔的再生温度在40～70℃。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于吸收塔的吸收温度在55～65℃；再生塔的再生温度在55～70℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于再生塔内通入空气或者二氧化硫进行无水脱硫溶剂的再生。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的无水脱硫溶剂是包含有叔胺类有机化合物和聚醚类有机物、芳香烃油类化合物的混合有机溶液；胺类有机化合物包括三乙醇胺、叔丁基二甘醇胺、甲基环胺及它们的衍生物的一种或多种混合物；聚醚类有机物、芳香烃油类化合物包括聚乙二醇二甲醚、聚乙二醇甲丁醚、二芳基乙烷导热油及它们的衍生物的一种或多种混合物。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述无水脱硫溶剂其有效硫容为3.52～15.23g/L。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于再生塔顶部再生气出口安装气液分离装置，再生气无二次污染。