CN111569624B - 含硫醇的恶臭气的处理装置及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含硫醇的恶臭气的处理装置及处理方法。该处理装置包括提升管反应装置、加氢装置和干气脱硫装置，提升管反应装置设置有第一恶臭气入口和催化裂化产物出口，第一恶臭气入口与第一恶臭气供应管路相连通；加氢装置设置有催化裂化产物入口，催化裂化产物入口与催化裂化产物出口通过催化裂化产物输送管路相连通，干气脱硫装置设置在催化裂化产物输送管路上。通过上述处理能够将恶臭气中的硫元素转化为硫化氢气体，进而实现消除恶臭气中的臭味的目的。采用上述处理装置对含硫醇的恶臭气进行处理时，整个工艺流程简单，费用较低，不存在频繁换剂的情况，同时还具有较高的脱硫效果。
Description
技术领域
本发明涉及石油炼制技术领域，具体而言，涉及一种含硫醇的恶臭气的处理装置及处理方法。
背景技术
含有低分子硫醇的恶臭气对环境造成影响，引起公众的投诉。随着原油劣质化、含硫原油比例增大，恶臭污染日益突出，恶臭气体的产生、控制和治理已成为石油石化企业环境保护重中之重。
炼化企业原有的模式是专门设置处理含有低分子硫醇恶臭气体的治理装置，如含有吸附剂的吸附脱硫装置。但这种装置存在着运行费用高、恶臭剂失效快、换剂频繁且工作量大的缺点，同时换剂过程中还存在恶臭气体泄露和失效的吸附剂处置费用高等弊端。也有一部分企业将恶臭气用于制备硫磺，已达到资源回收和除臭的目的，但是上述方法对于恶臭气的组成要求较为苛刻，因而无法应用于烃含量较高的恶臭气的脱硫处理工艺。
鉴于上述问题的存在，非常有必要提供一种含硫醇的恶臭气的处理装置及处理方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种含硫醇的恶臭气的处理装置及处理方法，以解决现有脱硫除臭装置对含烃量较高的恶臭气进行处理时存在脱硫较差、费用较高及劳动强度大的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种含硫醇的恶臭气的处理装置，该处理装置包括提升管反应装置、加氢装置和干气脱硫装置，提升管反应装置设置有第一恶臭气入口和催化裂化产物出口，第一恶臭气入口与第一恶臭气供应管路相连通，以使含硫醇的恶臭气进行催化裂化反应；加氢装置设置有催化裂化产物入口，催化裂化产物入口与催化裂化产物出口通过催化裂化产物输送管路相连通；干气脱硫装置设置在上述催化裂化产物输送管路上。
进一步地，在竖直方向上，提升管反应装置包括第一提升区和第二提升区，且第一提升区位于第二提升区的下方，且第一提升区设置有第一恶臭气入口。
进一步地，第二提升区还设置有第二恶臭气入口，第二恶臭气入口与恶臭气供应装置通过第二恶臭气供应管路相连通。
进一步地，上述处理装置还包括恶臭气供应装置，恶臭气供应装置与第一恶臭气入口通过第一恶臭气供应管路相连通。
进一步地，处理装置还包括增压装置，该增压装置设置在第一恶臭气供应管路上；优选地，增压装置为蒸汽喷射装置。
进一步地，处理装置还包括第一压力表，第一压力表设置在增压装置与恶臭气供应装置之间的第一恶臭气供应管路上。
进一步地，处理装置还包括焚烧装置，焚烧装置与恶臭气供应装置通过第二恶臭气供应管路相连通。
进一步地，处理装置还包括吸附脱硫装置，吸附脱硫装置与恶臭气供应装置通过第三恶臭气供应管路相连通。
进一步地，干气脱硫装置设置有硫化氢回收口，该硫化氢回收口用于输出再生后得到的硫化氢，上述处理装置还包括硫磺制备装置，硫磺制备装置设置有加料口，上述加料口与硫化氢回收口相连通。
本发明的另一方面还提供了一种含硫醇的恶臭气的处理方法，该处理方法包括：采用上述处理装置对恶臭气进行处理，将至少部分含硫醇的恶臭气输送至提升管反应装置进行催化裂化反应，得到催化裂化产物，催化裂化反应的反应温度为460～690℃；将催化裂化产物输送至加氢装置中进行加氢反应，以将催化裂化产物中的硫元素脱除。
进一步地，催化裂化反应的反应温度为500～690℃。
进一步地，以占含硫醇的恶臭气的百分含量计，含硫醇的恶臭气包括：90～98wt％烃、2.0～5.0wt％硫醇和0.02～0.04wt％硫化氢及0.03～0.05wt％有机硫，且各组分的重量百分含量之和为100wt％。
应用本发明的技术方案，恶臭气中含有烃类有机物、硫醇和有机硫，恶臭气进入提升管反应装置后，通过催化裂化反应将有机硫和硫醇转化为硫化氢。而上述生成的硫化氢中约有3～6wt％以硫醇和噻吩的形式进入液态烃和汽油中，其余部分主要为硫化氢进入产品中干气中。将上述催化裂化反应产物通入干气脱硫装置中进行脱硫化氢，然后将剩余的气体(大分子硫醇和/或噻吩)输送至加氢装置中进行加氢反应，进行脱硫。采用上述处理装置对含硫醇的恶臭气进行处理时，整个工艺流程简单，费用较低，不存在频繁换剂的情况，同时还具有较高的脱硫效果。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的一种优选的实施方式提供的含硫醇的恶臭气的处理装置的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、提升管反应装置；20、加氢装置；30、恶臭气供应装置；40、增压装置；41、第一压力表；50、焚烧装置；60、吸附脱硫装置；70、硫磺制备装置；80、干气脱硫装置。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术所描述的，采用现有脱硫除臭装置对含烃量较高的恶臭气进行处理时存在脱硫较差、费用较高及劳动强度大的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种含硫醇的恶臭气的处理装置，该处理装置包括提升管反应装置10、加氢装置20和干气脱硫装置80，提升管反应装置10设置有第一恶臭气入口和催化裂化产物出口，第一恶臭气入口与第一恶臭气供应管路相连通，以使含硫醇的恶臭气进行催化裂化反应；加氢装置20设置有催化裂化产物入口，催化裂化产物入口与催化裂化产物出口通过催化裂化产物输送管路相连通；干气脱硫装置80设置在上述催化裂化产物输送管路上。
恶臭气中含有烃类有机物、硫醇和有机硫，恶臭气进入提升管反应装置10后，通过催化裂化反应将有机硫和硫醇转化为硫化氢。而上述生成的硫化氢中约有3～6wt％以硫醇和噻吩的形式进入液态烃和汽油中，其余部分主要为硫化氢进入产品中干气中。将上述催化裂化反应产物通入干气脱硫装置80中进行脱硫化氢，然后将剩余的气体(大分子硫醇和/或噻吩)输送至加氢装置20中进行加氢反应，进行脱硫。
通过上述处理能够将恶臭气中的硫元素转化为硫化氢气体，进而实现消除恶臭气中的臭味的目的。同时在加氢装置20的上游流路上设置干气脱硫装置80有利于提高催化裂化产物的加氢效率，从而有利于提高脱硫率。采用上述处理装置对含硫醇的恶臭气进行处理时，整个工艺流程简单，费用较低，不存在频繁换剂的情况，同时还具有较高的脱硫效果。
优选地，干气脱硫装置80中盛放有胺液，催化裂化反应产物中的硫化氢被胺液吸收，从而将硫化氢从催化裂化产物中分离出来。然后将上述吸收有硫化氢的胺液进行再生，可以回收上述硫化氢气体。
在一种优选的实施方式中，上述处理装置还包括恶臭气供应装置30，恶臭气供应装置30与第一恶臭气入口通过第一恶臭气供应管路相连通。将恶臭气供应装置30与第一恶臭气入口相连通能够省去恶臭气的搬运及储存等工作，从而能够大大降低整个处理过程的劳动强度。
在一种优选的实施方式中，在竖直方向上，提升管反应装置10包括第一提升区和第二提升区，且第一提升区位于第二提升区的下方，且第一提升区设置有第一恶臭气入口。从提升管反应器下部预提升区域(第一提升区)的第一恶臭气入口注入恶臭气体，第一提升区可以提供较高的反应温度和较大的空速，从而有利于提高硫化物转化为硫化氢的转化率。
在一种优选的实施方式中，第二提升区还设置有第二恶臭气入口，第二恶臭气入口与恶臭气供应装置30通过第二恶臭气供应管路相连通。恶臭气从第二提升区的第二恶臭气入口注入时，其可以在较低的温度(如480℃)和重时空速下进行催化裂化反应，有利于节约能源，但硫化物转化为硫化氢的转化率较低。
在一种优选的实施方式中，上述处理装置还包括增压装置40，增压装置40设置在第一恶臭气供应管路上。在第一恶臭气供应管路上设置增压装置40有利于提高恶臭气的压强和流速，进而有利于尽可能多地将恶臭气输送至提升管反应装置10中进行催化裂化反应，进而提高脱硫效率。为了进一步提高催化裂化过程的脱硫效率，优选地，上述增压装置40为蒸汽喷射器。
在一种优选的实施方式中，上述处理装置还包括第一压力表41，第一压力表41设置在增压装置40与恶臭气供应装置30之间的第一恶臭气供应管路上。设置第一压力表41能实时监测第一恶臭气供应管路中恶臭气的压力，同时有利于根据需要及时通过增压装置40调整第一恶臭气供应管路中的压力。
当恶臭气中硫含量较低时，也可以采用其他的脱硫方式。在一种优选的实施方式中，上述处理装置还包括焚烧装置50，焚烧装置50与恶臭气供应装置30通过第二恶臭气供应管路相连通。由于恶臭气中硫含量较低，因而恶臭气在焚烧装置50中进行焚烧后，可以将焚烧烟气直接排放至空气中。
当恶臭气较少时，也可以采用其他的脱硫方式。在一种优选的实施方式中，上述处理装置还包括吸附脱硫装置60，吸附脱硫装置60与恶臭气供应装置30通过第三恶臭气供应管路相连通。
在一种优选的实施方式中，干气脱硫装置80设置有硫化氢回收口，该硫化氢回收口用于输出再生后得到的硫化氢，上述处理装置还包括硫磺制备装置70，硫磺制备装置70设置有加料口，上述加料口与硫化氢回收口相连通。
本申请的另一方面还提供了一种含硫醇的恶臭气的处理方法，该处理方法包括：采用上述处理装置对恶臭气进行处理，将至少部分含硫醇的恶臭气输送至提升管反应装置进行催化裂化反应，得到催化裂化产物，催化裂化反应的反应温度为460～690℃；将催化裂化反应的产物体系输送至加氢装置20中进行加氢反应，以将催化裂化产物中的硫元素脱除。
恶臭气中含有烃类有机物、硫醇和有机硫，恶臭气进入提升管反应装置10后，在上述温度范围内，进行催化裂化反应，并通过催化裂化反应将有机硫转化为硫化氢，然后烃类有机物和少量硫化氢反应生成硫醇和/或噻吩，得到含硫化氢、硫醇和/或噻吩的催化裂化反应产物。将上述催化裂化反应产物通入干气脱硫装置80中进行脱硫化氢，然后将剩余的气体(大分子硫醇和/或噻吩)输送至加氢装置20中进行加氢反应，进行脱硫。通过上述处理能够将恶臭气中的硫元素转化为硫化氢气体，进而实现消除恶臭气中的臭味的目的。采用上述处理装置对含硫醇的恶臭气进行处理时，整个工艺流程简单，费用较低，不存在频繁换剂的情况，同时还具有较高的脱硫效果。
催化裂化反应过程中的反应温度低于460℃时，通过催化裂化反应实现脱硫的效果较差。
为了进一步提高脱硫效率，优选地，进入提升管反应装置10中的恶臭气体总量不得超过原有提升管反应器的进料总量的3％，同时恶臭气体中有机硫化物含量不超过40％。
上述处理装置可以对任何组成的含硫醇的恶臭气进行处理，优选地，以占含硫醇的恶臭气的百分含量计，含硫醇的恶臭气包括：90～98wt％烃、2.0～5.0wt％硫醇、0.02～0.04wt％硫化氢及0.03～0.05wt％有机硫，且各组分的重量百分含量之和为100wt％。
采用上述处理方法对含硫醇的恶臭气进行处理时，优选地，催化裂化反应的反应温度为460～530℃。将催化裂化反应的反应温度限定在上述范围内有利于提高催化裂化反应中烃类有机物和硫化氢的反应速率，进而有利于提高后续的脱硫率。为了更进一步提高恶臭气的脱硫率，优选地，催化裂化反应的反应温度为500～530℃。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
催化裂化实验
实施例1
采用图1所示的装置对恶臭气进行处理。将恶臭气通过从恶臭气供应装置30中输出经增压装置40(蒸汽喷射装置)送至提升管反应装置10，在上述提升管反应装置10中将恶臭气组份分解掉(将有机硫转化为H2S)，从而达到了处理恶臭气的效果。恶臭气的用量及组成，催化裂化反应的温度以及经催化裂化处理后生成物的组成见表1。
表1
实施例2
与实施例1的区别为：对含丙硫醇的恶臭气进行催化裂化处理。
恶臭气的用量及组成、催化裂化反应的温度以及经催化裂化处理后生成物的组成见表2。
表2
实施例3
与实施例1的区别为：催化裂化的反应温度为480℃。
恶臭气的用量及组成、催化裂化反应的温度以及经催化裂化处理后生成物的组成见表3。
表3
对比例1
与实施例1的区别为：催化裂化的反应温度为430℃。恶臭气的用量及组成、催化裂化反应的温度以及经催化裂化处理后生成物的组成见表4。
表4
由实施例1和2中的结果可知，将恶臭气体全部进入提升管反应装置10后，对汽油和液态烃的硫含量影响较小，不会造成硫份大幅度增加或者硫形态复杂化；主要硫化物将转化为硫化氢在干气中表现出来，将会导致干气中硫化氢增加。由实施例1和3及对比例1中的结果可知，催化裂化的反应温度会影响脱硫效率。
硫醇加氢反应
将含有硫醇的催化裂化产物先通过干气脱硫装置80进行脱硫，然后再通入加氢装置20中进行反应，反应后对反应产物的流量及含硫量的进行检测，并计算出含硫量的增量，具体见表5。
表5
| 组分 | 流量，kg/h | 增加硫份，kg/h | 增加比例，ppm |
| 汽油 | 60980 | 0.230615 | 3.782 |
| 液态烃 | 21400 | 0.003203 | 0.150 |
| 干气 | 3930 | 3.15145 | 801.896 |
由表5可知，经过加氢反应使硫醇反应生成硫化物，同时汽油和液体烃中的含硫量也有所增加，但硫元素大部分转移至干气中。由此可见，采用本申请提供的处理装置能够将恶臭气中的大部分硫元素转移至干气中，进而实现降低尾气臭味的目的。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种含硫醇的恶臭气的处理装置，其特征在于，所述处理装置包括：
提升管反应装置（10），所述提升管反应装置（10）设置有第一恶臭气入口和催化裂化产物出口，所述第一恶臭气入口与第一恶臭气供应管路相连通，以使所述含硫醇的恶臭气进行催化裂化反应；在竖直方向上，提升管反应装置（10）包括第一提升区和第二提升区，且第一提升区位于第二提升区的下方，且第一提升区设置有第一恶臭气入口；
加氢装置（20），所述加氢装置（20）设置有催化裂化产物入口，所述催化裂化产物入口与所述催化裂化产物出口通过催化裂化产物输送管路相连通；及
干气脱硫装置（80），所述干气脱硫装置（80）设置在所述催化裂化产物输送管路上。
2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括恶臭气供应装置（30），所述恶臭气供应装置（30）与所述第一恶臭气入口通过所述第一恶臭气供应管路相连通。
3.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述第二提升区还设置有第二恶臭气入口，所述第二恶臭气入口与所述恶臭气供应装置（30）通过所述第二恶臭气供应管路相连通。
4.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括增压装置（40），所述增压装置（40）设置在所述第一恶臭气供应管路上；所述增压装置（40）为蒸汽喷射装置。
5.根据权利要求4所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括第一压力表（41），所述第一压力表（41）设置在所述增压装置（40）与所述恶臭气供应装置（30）之间的所述第一恶臭气供应管路上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括焚烧装置（50），所述焚烧装置（50）与所述恶臭气供应装置（30）通过第二恶臭气供应管路相连通。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括吸附脱硫装置（60），所述吸附脱硫装置（60）与所述恶臭气供应装置（30）通过第三恶臭气供应管路相连通。
8.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述干气脱硫装置（80）设置有硫化氢回收口，所述硫化氢回收口用于输出再生后得到的硫化氢，所述处理装置还包括硫磺制备装置（70），所述硫磺制备装置（70）设置有加料口，所述加料口与所述硫化氢回收口相连通。
9.一种含硫醇的恶臭气的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：
采用权利要求1至8中任一项所述的处理装置对所述恶臭气进行处理，将至少部分所述含硫醇的恶臭气输送至催化裂化装置进行催化裂化反应，得到催化裂化产物，所述催化裂化反应的反应温度为460～690℃；
将所述催化裂化产物输送至加氢装置中进行加氢反应，以将所述催化裂化产物中的硫元素脱除。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述催化裂化反应的反应温度为500～690℃。
11.根据权利要求10所述的处理方法，其特征在于，以占所述含硫醇的恶臭气的百分含量计，所述含硫醇的恶臭气包括：90～98wt%烃、2.0～5.0wt%硫醇、0.02～0.04wt%硫化氢及0.03～0.05wt%有机硫，且各组分的重量百分含量之和为100wt%。
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