CN204151069U - 烷基化废硫酸处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烷基化废硫酸处理装置，其包括废酸焚烧炉、水洗塔、电除雾器、酸性气燃烧炉、一级冷凝冷却器、一级反应器、二级冷凝冷却器、一级反应加热器和硫池；本装置充分利用石油炼制工厂现有资源条件，将废酸焚烧裂解生成SO₂后直接送入硫磺回收装置工艺流程的不同位置以增加回收成硫磺产品。既处理了烷基化的废硫酸，节省了常规工艺裂解废酸的大量燃料气，同时回收利用了废酸中聚合油的热量，又最大化利用了现有装置，减少投资，实现了硫资源的高效回收利用，也保护了环境。该装置工艺具有适应性强、工艺流程较短、设备少、投资小、能源消耗低、操作简单等特点。

Description

烷基化废硫酸处理装置

技术领域

本实用新型属于废酸处理领域，具体涉及一种应用于烷基化废硫酸处理制硫磺新装置。 

背景技术

按照国家统一要求,2014年起国内汽油将全面执行国IV标准，2017年底全面推行国V标准。随着国内成品油质量的不断提升,未来汽油调和组分中烷基化汽油的比例必然逐年增加。但在硫酸烷基化工艺生产过程中会产生大量含油的废硫酸溶液，如直接排放，将给生态环境带来严重污染。该废硫酸溶液必须经过处理才能达到环保要求进行排放。相关产业也需研究废酸的无害化处理技术，以适应日益严格的环保法规要求。 

目前，工厂化的烷基化废硫酸处理有以下两种工艺： 

(一 )生产白炭黑和石油防锈剂工艺

首先用水稀释烷基化废酸成稀硫酸(其体积比：酸渣/水约为l/5～14)，以达到静置分离聚合油的目的。分油后的稀硫酸的浓度为7～18%，用硅酸钠溶液中和，接着从生成物硫酸钠溶液中析出水合二氧化硅，经老化、洗涤、过滤、干燥、粉碎得到产品白炭黑。化学反应方程式：Na₂Si0₃+H₂SO₄+(n-1)H₂O→SiO₂.nH₂0+ Na₂S0₄ 。

将废酸中分离出的聚合油进行水洗，除去大部分硫酸，再用碱溶液进行一次皂化,这样基本除去臭味，颜色也由黑变红，静置之后形成双油层，上层是轻聚合油，下层是重聚合油。将分出的轻、重聚合油分别用碱土金属氢氧化物溶液处理,在温度30～70℃下过滤,得到轻质防锈剂和重质防锈剂。其工艺流程如图2所示。 

该工艺的优点：一是对废酸处理较彻底、利用率高；二是工艺成熟，已在荆门炼油厂中型装置获得成功；三是除最初沉降分油所得稀硫酸为强腐蚀介质需用特殊材质设备外，其他工序的介质和操作条件均较缓和。该工艺不足之处：一是产品白炭黑市场需求小，对于低处理量的烷基化装置还是可行的，但对于大规模的烷基化装置而言，生产大量的白炭黑尚待开发更大的市场需求；二是该工艺路线复杂，需要较多的设备，固体产品在设备、管道上易堵塞；三是原料硅酸钠不易得到；四是开发的石油防锈剂是一种新产品，有待开发销售市场。五是生产中产生的稀硫酸和废液如直接排放会污染环境，需要处理达标后才能排放。 

(二) 裂解制工业硫酸 

烷基化废硫酸用天然气做燃料在1000~1100℃的高温下裂解生成SO₂气体，其中的有机物和烃类同时被燃烧成为CO₂。接着将制得的高温SO₂炉气经过废热锅炉冷却到420℃，进入冷却塔中，经冷却塔稀酸喷淋冷却降温后进入洗涤塔中，再经洗涤塔稀酸喷淋冷却，再次降温后的炉气经间冷器降至规定的温度，再经电除雾器除去酸雾后送往干燥塔。在干燥塔中，用93％的浓硫酸进行干燥，干燥后的炉气经二氧化硫风机增压后通过加热器加热，加热后的炉气进入一转化器。从一转化器出来的气体经换热器降至规定温度进入第1吸收塔。第1吸收塔用98％浓硫酸进行一次吸收，一次吸收后的炉气加热至规定温度后进入转化器进行二次转化，二次转化后炉气再通过换热降至规定温度进入第2吸收塔，用98％浓硫酸进行二次吸收。二次吸收后制成的工业硫酸产品可以经装车出厂或烷基化装置回用。二次吸收后的尾气，通过烟囱排入大气。其工艺流程见图3所示。

该工艺技术成熟、所需燃料炼厂能方便提供，对废酸处理的较彻底。但废硫酸制工业硫酸工艺主要缺点是炼油厂没有硫酸处理装置，采用该工艺需增设配套硫酸生产装置，另该流程长，设备多，控制复杂，一次性投资较大， 2.5万吨/年废酸制工业硫酸装置2007年投资需1.3亿（不含尾气净化装置）；二是操作成本高，装置每年消耗大量燃料气及电力，能源消耗多，所需催化剂价格贵；三是环保压力大，此工艺路线烟囱排放的二氧化硫浓度约为760 mg/Nm³，如需满足二氧化硫污染物的排放浓度限值400 mg/Nm³的规定(特定地区小于200 mg/Nm³)的要求，必须新建一套尾气净化装置，如氨法脱硫、碱法脱硫等，这就更增加装置的总投资。 

据预计，随着汽油标准升级的推进（国IV 标准2014 年开始执行；国V 标准2017年底开始执行），我国烷基化油市场空间从2013 年的185 万吨提高到2018 年的750 万吨，年均增长率约32%；在汽油中的比例从2%提升到6%。2014 年和2018 年作为标准升级的关键年份，烷基化油的需求必将大幅增长。 

但硫酸法烷基化过程中每生产1吨烷基化油要产生80~100kg浓度为80~85％的废硫酸，此废酸必须经过处理才能达到环保要求进行排放。废硫酸其成分除硫酸外，还含有8~14％的有机物(聚合油)和水分。该废硫酸是一种粘度较大的胶状液体，其色泽呈黑红色，性质不稳定，散发特殊性臭味，很难处理，如直接排放，将给生态环境带来严重污染。现有工厂化烷基化废酸处理技术主要有生产白炭黑和石油防锈剂工艺及焚烧裂解制工业硫酸工艺，这两种工艺均存在一定的缺点。 

发明内容

本实用新型的目的是在现有技术的基础上，提供一种烷基化废硫酸处理制硫磺新装置。 

本实用新型的技术方案是： 

一种烷基化废硫酸处理装置，其包括废酸焚烧炉、水洗塔、电除雾器、酸性气燃烧炉、一级冷凝冷却器、一级反应器、二级冷凝冷却器、一级反应加热器和硫池；所述废酸焚烧炉的气体入口端连接有废酸燃烧器，所述废酸焚烧炉的气体出口端连接有废酸焚烧炉热量回收系统，所述废酸焚烧炉热量回收系统的气体出口通过管路连接至所述水洗塔的气体入口；所述水洗塔（12）的气体出口通过管路连接所述电除雾器的入口；所述酸性气燃烧炉的酸性气体入口端连接有酸性气燃烧炉烧嘴，酸性气燃烧炉的炉气出口端连接有酸性气燃烧炉废热锅炉，所述电除雾器的出口通过管路分别或择一与所述酸性气燃烧炉烧嘴、酸性气燃烧炉中部或一级反应加热器相连通；所述一级冷凝冷却器的气体入口与所述酸性气燃烧炉废热锅炉的气体出口相通，一级冷凝冷却器的液硫出口通过管路与所述硫池相连接，一级冷凝冷却器的冷凝后气体出口与所述一级反应加热器的待加热气体入口相连，所述一级反应加热器的加热后气体出口连接至所述一级反应器的气体入口，所述一级反应器的反应后气体出口通过管路连接至所述二级冷凝冷却器的气体入口，所述二级冷凝冷却器的液硫出口通过管路与所述硫池相连接。

进一步的，可以在二级冷凝冷却器的冷凝后气体出口与捕集微量硫雾滴的捕集器入口相连接，该捕集器的出口通过管路连接至尾气处理系统，并且在捕集器与尾气处理系统之间的管路上设有H₂S/SO₂在线分析仪。本装置也可以设备二级反应器以及多级（三级及以上）反应器，其中设置二级或多级反应器时，可以对硫磺回收部分做适当调整并增加相应设备。 

本装置还包括二级反应加热器、二级反应器和三级冷凝冷却器，其中所述二级冷凝冷却器的冷凝后气体出口与所述二级反应加热器的待加热气体入口相连，二级反应加热器的加热后气体出口连接至所述二级反应器的气体入口，二级反应器的反应后气体出口与所述三级冷凝冷却器的气体入口相通；所述三级冷凝冷却器的液硫出口通过管路与所述硫池相连接。当只有三级冷凝冷却时，三级冷凝冷却器的冷凝后气体出口与捕集微量硫雾滴的捕集器入口相连接，该捕集器的出口通过管路连接至尾气处理系统，并且在捕集器与尾气处理系统之间的管路上设有H₂S/SO₂在线分析仪。 

本装置还可以包括三级反应加热器、三级反应器和四级冷凝冷却器，其中所述三级冷凝冷却器的冷凝后气体出口与所述三级反应加热器的待加热气体入口相连，三级反应加热器的加热后气体出口连接至所述三级反应器的气体入口，三级反应器的反应后气体出口与所述四级冷凝冷却器的气体入口相通；所述四级冷凝冷却器的液硫出口通过管路与所述硫池相连接。当只有四级冷凝冷却时，四级冷凝冷却器的冷凝后气体出口与捕集微量硫雾滴的捕集器入口相连接，该捕集器的出口通过管路连接至尾气处理系统，并且在捕集器与尾气处理系统之间的管路上设有H₂S/SO₂在线分析仪。 

本装置中还可以包括水洗塔循环泵，该水洗塔循环泵的入口与所述水洗塔的塔底出口相连接，水洗塔循环泵的一个出口连接至所述水洗塔上部的一个水洗入口，在其管道上依次设有过滤器和水冷却器，另一个出口用于排出急冷水废水。 

本装置可以在电除雾器的出口与酸性气燃烧炉烧嘴、酸性气燃烧炉中部或一级反应加热器之间的管路上设有一个用以给气体加压的鼓风机。在废酸燃烧器上可设有用以雾化废硫酸的喷枪，喷枪上设有废硫酸入口与压缩空气入口，废酸燃烧器上还设有空气或氧气入口、燃料气入口以及酸性气入口；在所述酸性气燃烧炉上设有酸性气入口和空气或氧气入口，在所述酸性气燃烧炉上也设有酸性气入口。 

石油炼制工厂一般都配套硫磺回收装置以回收原油中被脱除的硫化氢生产硫磺。本装置充分利用石油炼制工厂现有资源条件，将废酸焚烧裂解生成SO₂后直接送入硫磺回收装置工艺流程的不同位置以增加回收成硫磺产品。首先用硫磺装置需正常处理的含H₂S的酸性气做废酸裂解的燃料来高温焚烧废硫酸，所生产的气体中主要成分SO₂、CO₂、H₂O等组分与硫磺回收装置正常生产的过程气组分相同，其送入硫磺回收装置后硫回收率可达到99.98%，实现元素硫的高效回收利用。这样既处理了烷基化的废硫酸，节省了常规工艺裂解废酸的大量燃料气，同时回收利用了废酸中聚合油的热量，又最大化利用了现有装置，减少投资，实现了硫资源的高效回收利用，也保护了环境。该装置工艺具有适应性强、工艺流程较短、设备少、投资小、能源消耗低、操作简单等特点。 

本装置的工艺是将废酸的处理和硫磺回收装置有机的结合起来，最终将废酸中的硫元素回收为硫磺。废酸在过氧和温度在1000~1100℃的环境下硫酸均被分解为SO₂，有机物全部被分解氧化为CO₂，废酸高温下裂解所需的热量由酸性气过氧燃烧释放的热量提供。其工艺反应原理如下： 

H₂SO₄→SO₂+H₂O+1/2O₂

C_xH_y+（X+Y/4)O₂→XCO₂+Y/2H₂O

H₂S+3/2O₂→SO₂+H₂O 

SO₂+2H₂S→3S+2H₂O

以上工艺组合不仅回收了废酸中的硫元素和有机物的燃烧热量，无污染物产生，同时也增加了硫磺回收装置的硫磺产量。

本装置的实施过程中，经加压的废酸（质量分数H₂SO₄  ~85%，H₂O ~11.5%，油 ~3.5%，压力0.6~0.8MPa）和压缩空气混合，通过喷枪送入废酸裂解炉前端雾化；硫磺回收装置的部分酸性气和空气或氧气通过酸性气烧嘴进入到废酸裂解炉中充分燃烧提供废酸裂解的热量。通过控制酸性气和空气或氧气的流量来控制燃烧炉前段燃烧温度1000~1100℃，以达到废酸裂解的温度。废酸经过焚烧炉后进入废酸焚烧炉热量回收设施将1000~1100℃的高温焚烧炉气温度降为200~400℃后送水洗塔的下部。在水洗塔中洗去炉气中的杂质后炉气从水洗塔顶部出来，经鼓风机加压后，裂解的炉气进入硫磺回收装置的酸性气燃烧炉。水洗塔的水来源是从硫磺回收装置的急冷塔外排的急冷水，如果不足则用工艺水补充。 

经鼓风机加压后的裂解炉气直接进入酸性气燃烧炉中。酸性气和空气或氧气通过酸性气燃烧炉烧嘴混合均与燃烧后进入酸性气燃烧炉。通过控制酸性气和空气或氧气的流量来控制燃烧炉的温度在1000~1300℃。裂解炉气一般从空气或氧气管线加入，也可以从燃烧炉烧嘴加入，或者直接加入到酸性气燃烧炉炉壳的中间部分。通过控制酸性气燃烧炉燃烧所需氧（空气或氧气）的量来控制出口的H₂S/SO₂的mol比值范围在2：1以达到制硫工艺的要求。 

从酸性气燃烧炉出来的高温炉气温度约1000~1300℃经过酸性气废热锅炉回收能量后降温到300~350℃，降温后的炉气进入一级硫冷凝冷却器冷却，炉气在一级冷凝冷却器冷却至160~180℃并经除雾后，液硫从一级冷凝冷却器底部经硫封进入硫池。从一级冷凝冷却器出来的炉气，经过一级反应加热器加热后进入一级反应器，在反应器中进一步使炉气中的部分H₂S、SO₂在催化剂的作用下发生反应生成单质硫。一级反应器的操作条件为230~250℃，一级反应器后的气体在二级硫冷凝冷却器中冷凝，液硫从二级冷凝冷却器底部经硫封进入硫池。本装置可以设备一级反应器、二级反应器或多级反应器，以采用二级反应器为例，从二级硫冷凝冷却器出来的气体经加热后进入二级反应器。二级反应器的操作条件为210~230℃。在酸性气燃烧炉中，总硫的~70%转化为单质硫，经过三次的转化，硫回收率可以达到96%。 

本方案一般采用二个反应器，也可以采用三个反应器来提高硫的回收率。反应器是本方案中必不可少的设备。为了使炉气中的H2S和SO2继续在反应器中反应生成硫，必须在进入反应器前达到一定的温度。反应器加热器可以采用自产的高压蒸汽加热过程气，也可以采用掺和阀工艺即酸性气焚烧炉中的高温炉气加热过程气或者用其它的介质加热等方法。硫冷凝器、反应加热器和反应器等设备的型式可以是多样的，可以是单台的，也可以是多台合并一台型式的。 

本实用新型的有益效果： 

本装置利用烷基化废酸处理+硫磺回收工艺路线，采用硫磺回收装置所需处理的含H₂S的酸性气作燃料，既处理了烷基化的废硫酸，又处理了含H₂S的酸性气同时节省了裂解废酸所需的天然气，回收了废酸中的聚合油的热量，同时又实现了硫元素的充分回收利用，保护了环境，生产的硫磺也具有经济效益。本装置工艺具有适用范围广、工艺流程较短、设备少、投资小、能源消耗低、操作简单等特点。本工艺与裂解废硫酸制工业硫酸工艺相比，以2.5万吨/年废酸裂解制工业硫酸装置为例（不含尾气净化部分）可节约投资1.1亿，节约天然气393Nm³/h，节约电耗1440kW.h/h，节约32% （wt)NaOH 0.4 t/h，节约循环冷却水 1200 t/h，减少操作人员约8人，增加硫磺产量6940吨/年。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。 

图中，1-酸性气燃烧炉烧嘴，2-酸性气燃烧炉，3-酸性气燃烧炉废热锅炉，4-酸性气，5-空气或氧气，6-废硫酸，7-废酸燃烧器，8-废酸焚烧炉，9-压缩空气，10-燃料气，11-废酸焚烧炉热量回收系统，12-水洗塔，13-水洗塔循环泵，14-水洗塔过滤器，15-急冷水废水，16-急冷水冷却器，17-鼓风机，18-一级冷凝冷却器，19-一级反应加热器，20-一级反应器，21-二级冷凝冷却器，22-二级反应加热器，23-二级反应器，24-三级冷凝冷却器，25-捕集器，26-H₂S/SO₂在线分析仪，27-硫池 ，28-电除雾器。 

图2是一种生产白炭黑和石油防锈剂工艺流程图。 

图3是一种裂解制工业硫酸工艺流程图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。 

如图所示，本烷基化废硫酸处理装置包括废酸焚烧炉8、水洗塔12、电除雾器28、酸性气燃烧炉2、一级冷凝冷却器18、一级反应器20、二级冷凝冷却器21、一级反应加热器19和硫池27。其中废酸焚烧炉8的气体入口端连接有废酸燃烧器7，废酸燃烧器7的出口直接，在废酸燃烧器7上设有用以雾化废硫酸的喷枪，喷枪设有废硫酸与压缩空气入口，废酸燃烧器7上还设有空气或氧气入口、燃料气入口以及酸性气入口；废酸焚烧炉8的气体出口端连接有废酸焚烧炉热量回收系统11。废酸焚烧炉热量回收系统11的气体出口通过管路连接至水洗塔12的气体入口。 

与水洗塔12配套的还有水洗塔循环泵13和水洗塔过滤器14，其中水洗塔循环泵13使用急冷水循环利用，其入口与水洗塔12的塔底出口相连接，水洗塔循环泵13的一个出口连接至水洗塔12上部的一个水洗入口，使水循环回水洗塔12；水洗塔循环泵13的一个出口还通过管路与水洗塔过滤器14相连接，经水洗塔过滤器14过滤后返回水洗塔循环泵13至水洗塔12塔顶的管线上；水洗塔循环泵13的一个出口排放废水出系统去污水处理设施。 

本装置的酸性气燃烧炉2的酸性气体入口端连接有酸性气燃烧炉烧嘴1，酸性气燃烧炉烧嘴1的出口直接。在酸性气燃烧炉1上设有酸性气入口和空气或氧气入口，在酸性气燃烧炉2上也可设有酸性气入口。酸性气燃烧炉2的炉气出口端连接有酸性气燃烧炉废热锅炉3。水洗塔12的顶部气体出口通过管路连接所述电除雾器28的入口，电除雾器28的出口通过管路分别或择一与所述酸性气燃烧炉烧嘴1、酸性气燃烧炉2中部或一级反应加热器19相连通，也可以不与一级反应加热器19相连；在水洗塔12的顶部气体出口与酸性气燃烧炉烧嘴1、酸性气燃烧炉2或一级反应加热器19之间的管路上设有一个电除雾器28，除去微量酸雾和水雾后进入气体加压的鼓风机17，压缩后的气体通过管路进入所述的酸性气燃烧炉烧嘴1、酸性气燃烧炉2或一级反应加热器19。 

本装置的一级冷凝冷却器18的气体入口与所述酸性气燃烧炉废热锅炉3的气体出口相通，一级冷凝冷却器18的液硫出口通过管路与所述硫池相连接，一级冷凝冷却器18的冷凝后气体出口与所述一级反应加热器19的待加热气体入口相连，一级反应加热器19的加热后气体出口连接至一级反应器20的气体入口，一级反应器20的反应后气体出口通过管路连接至二级冷凝冷却器21的气体入口，二级冷凝冷却器21的液硫出口通过管路与所述硫池相连接。 

本装置可以采用一级反应器，为了达到较好的回收效果和回收率，该装置可采用两级或多级（三级以上）反应器进行硫回收。当采用一级反应器时，二级冷凝冷却器21的冷凝后气体出口与捕集微量硫雾滴的捕集器入口相连接，该捕集器的出口通过管路连接至尾气处理系统，并且在捕集器与尾气处理系统之间的管路上设有H₂S/SO₂在线分析仪。当采用二级反应器时，如图1所示，该装置进一步包括二级反应加热器22、二级反应器23和三级冷凝冷却器24，其中二级冷凝冷却器21的冷凝后气体出口不与捕集器相连，而是与二级反应加热器22的待加热气体入口相连，二级反应加热器22的加热后气体出口连接至二级反应器23的气体入口，二级反应器23的反应后气体出口与三级冷凝冷却器24的气体入口相通；三级冷凝冷却器24的液硫出口通过管路与所述硫池27相连接。三级冷凝冷却器24的冷凝后气体出口与捕集微量硫雾滴的捕集器25入口相连接，该捕集器25的出口通过管路连接至尾气处理系统，并且在捕集器25与尾气处理系统之间的管路上设有H₂S/SO₂在线分析仪26。 

当采用三级反应器时，该装置还包括三级反应加热器、三级反应器和四级冷凝冷却器，其中三级冷凝冷却器24的冷凝后气体出口不与捕集器相连，而是与三级反应加热器的待加热气体入口相连，三级反应加热器的加热后气体出口连接至所述三级反应器的气体入口，三级反应器的反应后气体出口与所述四级冷凝冷却器的气体入口相通；所述四级冷凝冷却器的液硫出口通过管路与所述硫池相连接。四级冷凝冷却器的冷凝后气体出口与捕集微量硫雾滴的捕集器入口相连接，该捕集器的出口通过管路连接至尾气处理系统，并且在捕集器与尾气处理系统之间的管路上设有H₂S/SO₂在线分析仪。 

本装置中的一级反应加热器、二级反应加热器或三级反应加热器可以设置在酸性气燃烧炉2的外部。该加热器也可以直接为加热掺和阀，各加热掺和阀可设于酸性气燃烧炉上并与炉内相通，这种类型的加热器可以利用酸性气燃烧炉的炉气加热经冷凝器冷凝后的进入反应器之前的气体。 

以图1中的装置为例，本装置的运行状况如下：来自烷基化装置经过加压泵加压到0.6~0.8MPa的废酸6（质量分数）H₂SO₄  ~85%，H₂O ~11.5%，油 ~3.5%，用0.6~0.8MPa的压缩空气9做为雾化介质和废酸6通过废酸燃烧器7一起喷射进废酸焚烧炉8壳体内； H₂S酸性气4分流一部分进入到废酸焚烧燃烧器7，燃料需要的空气或氧气5送入废酸焚烧燃烧器7。在废酸焚烧炉8炉膛中，酸性气4与空气或氧气5控制燃烧至1000~1100℃，且控制废酸焚烧炉出口气体中氧含量在0~10%范围内，在废酸焚烧炉8壳体内废硫酸6将完全热分解成SO₂和H₂O，同时废硫酸6中的烃类物质也完全分解为CO₂。从废酸焚烧炉8壳体出来的高温炉气通过废酸焚烧炉热量回收系统11回收热量降为200~400℃后进入水洗塔12的底部，硫磺回收装置外排的急冷水16从水洗塔塔顶加入，水洗后的炉气从水洗塔12的顶部出来进入电除雾器28捕集酸雾和水雾，脱出雾粒后的炉气经鼓风机17增压后进入硫磺回收装置的空气或氧气5管线，也可以进入酸性气燃烧炉2的中间部分或一级反应加热器19前的管线上。水洗塔16底部出来的急冷水经急冷水循环泵13加压后送至水洗塔16顶部循环洗涤，部分循环水经急冷水过滤器16过滤；部分废水29外排至废水处理设施。 

部分含H₂S酸性气4直接送入酸性气燃烧炉烧嘴1及酸性气燃烧炉2内（根据工艺需要可以全部进入烧嘴、也可以部分进入烧嘴和部分进入酸性气燃烧炉）。在酸性气燃烧炉2内，根据制硫反应需氧量，通过H₂S/SO₂在线分析仪26反馈数据严格控制进炉空气或氧气5量使H₂S/SO₂的mol比值范围在2：1左右。在酸性气燃烧炉2中燃烧温度达到900~1400℃，酸性气4中烃类等有机物将全部分解，在酸性气燃烧炉内约60%~70%(v)的H₂S进行高温克劳斯反应转化为硫，余下的H₂S中约有1/3转化为SO₂。酸性气燃烧炉2排出的高温过程气经过酸性气燃烧炉废热锅炉3回收热量产蒸汽后，冷却至200~400℃，过程气中的H₂S、SO₂在后面的反应器中继续部分反应生成单质硫。从酸性气燃烧炉废热锅炉3出来的炉气经管线进入一级冷凝冷却器18冷却至160~180℃并经除雾后，液硫从一级冷凝冷却器底部经进入硫池27。从一级硫冷凝冷却器18出来的炉气经一级反应加热器19加热至230~250℃后进入一级反应器20，使炉气中的部分H₂S、SO₂在催化剂的作用下发生反应生成单质硫。一级反应器20的操作条件为230~250℃，经一级反应器20后的过程气在二级硫冷凝冷却器21中冷凝，液硫从二级冷凝冷却器21底部进入硫池27。从二级硫冷凝冷却器21出来的气体经二级反应加热器22加热后进入二级反应器23。二级反应器23的操作条件为210~230℃。从二级反应器23出来的气体在三级硫冷凝冷却器24中降温至130~150℃后，液硫从三级冷凝冷却器24底部进入硫池27。从三级冷凝冷却器24出来的气体经过捕集器25捕集微量硫雾滴后进入尾气处理系统。在酸性气燃烧炉2中，总硫的~70%转化为单质硫，再经过二个反应器的转化，硫回收率可以达到~96%。 

Claims (10)

1.一种烷基化废硫酸处理装置，其特征在于其包括废酸焚烧炉（8）、水洗塔（12）、电除雾器（28）、酸性气燃烧炉（2）、一级冷凝冷却器（18）、一级反应器（20）、二级冷凝冷却器（21）、一级反应加热器（19）和硫池（27）；所述废酸焚烧炉（8）的气体入口端连接有废酸燃烧器（7），所述废酸焚烧炉（8）的气体出口端连接有废酸焚烧炉热量回收系统（11），所述废酸焚烧炉热量回收系统（11）的气体出口通过管路连接至所述水洗塔（12）的气体入口，所述水洗塔（12）的气体出口通过管路连接所述电除雾器（28）的入口；所述酸性气燃烧炉（2）的酸性气体入口端连接有酸性气燃烧炉烧嘴（1），酸性气燃烧炉（2）的炉气出口端连接有酸性气燃烧炉废热锅炉（3），所述电除雾器（28）的出口通过管路分别或择一与所述酸性气燃烧炉烧嘴（1）、酸性气燃烧炉（2）中部或一级反应加热器（19）相连通；所述一级冷凝冷却器（18）的气体入口与所述酸性气燃烧炉废热锅炉（3）的气体出口相通，一级冷凝冷却器（18）的液硫出口通过管路与所述硫池相连接，一级冷凝冷却器（18）的冷凝后气体出口与所述一级反应加热器（19）的待加热气体入口相连，所述一级反应加热器（19）的加热后气体出口连接至所述一级反应器（20）的气体入口，所述一级反应器（20）的反应后气体出口通过管路连接至所述二级冷凝冷却器（21）的气体入口，所述二级冷凝冷却器（21）的液硫出口通过管路与所述硫池相连接。

2.根据权利要求1所述的烷基化废硫酸处理装置，其特征在于所述二级冷凝冷却器（21）的冷凝后气体出口与捕集微量硫雾滴的捕集器入口相连接，该捕集器的出口通过管路连接至尾气处理系统，并且在捕集器与尾气处理系统之间的管路上设有H₂S/SO₂在线分析仪。

3.根据权利要求1所述的烷基化废硫酸处理装置，其特征在于该装置还包括二级反应加热器（22）、二级反应器（23）和三级冷凝冷却器（24），其中所述二级冷凝冷却器（21）的冷凝后气体出口与所述二级反应加热器（22）的待加热气体入口相连，二级反应加热器（22）的加热后气体出口连接至所述二级反应器（23）的气体入口，二级反应器（23）的反应后气体出口与所述三级冷凝冷却器（24）的气体入口相通；所述三级冷凝冷却器（24）的液硫出口通过管路与所述硫池（27）相连接。

4.根据权利要求3所述的烷基化废硫酸处理装置，其特征在于所述三级冷凝冷却器（24）的冷凝后气体出口与捕集微量硫雾滴的捕集器（25）入口相连接，该捕集器（25）的出口通过管路连接至尾气处理系统，并且在捕集器（25）与尾气处理系统之间的管路上设有H₂S/SO₂在线分析仪（26）。

5.根据权利要求3所述的烷基化废硫酸处理装置，其特征在于该装置还包括三级反应加热器、三级反应器和四级冷凝冷却器，其中所述三级冷凝冷却器（24）的冷凝后气体出口与所述三级反应加热器的待加热气体入口相连，三级反应加热器的加热后气体出口连接至所述三级反应器的气体入口，三级反应器的反应后气体出口与所述四级冷凝冷却器的气体入口相通；所述四级冷凝冷却器的液硫出口通过管路与所述硫池相连接。

6.根据权利要求5所述的烷基化废硫酸处理装置，其特征在于所述四级冷凝冷却器的冷凝后气体出口与捕集微量硫雾滴的捕集器入口相连接，该捕集器的出口通过管路连接至尾气处理系统，并且在捕集器与尾气处理系统之间的管路上设有H₂S/SO₂在线分析仪。

7.根据权利要求1所述的烷基化废硫酸处理装置，其特征在于该装置还包括水洗塔循环泵（13），该水洗塔循环泵（13）的入口与所述水洗塔（12）的塔底出口相连接，水洗塔循环泵（13）的一个出口连接至所述水洗塔（12）上部的一个水洗入口，其管道上依次设有过滤器（14）和水冷却器（16），另一个出口用于排出急冷水废水（15）。

8.根据权利要求1所述的烷基化废硫酸处理装置，其特征在于在所述电除雾器（28）的出口与酸性气燃烧炉烧嘴（1）、酸性气燃烧炉（2）或一级反应加热器（19）之间的管路上设有一个用以给气体加压的鼓风机（17）。

9.根据权利要求1所述的烷基化废硫酸处理装置，其特征在于在所述废酸燃烧器（7）上设有用以雾化废硫酸的喷枪，喷枪上设有废硫酸入口与压缩空气入口，废酸燃烧器（7）上还设有空气或氧气入口、燃料气入口以及酸性气入口；在所述酸性气燃烧炉（1）上设有酸性气入口和空气或氧气入口，在所述酸性气燃烧炉（2）上也设有酸性气入口。

10.根据权利要求1所述的烷基化废硫酸处理装置，其特征在于所述一级反应加热器（19）设于所述酸性气燃烧炉（2）外部，或者所述一级反应加热器（19）为加热掺和阀，其设于酸性气燃烧炉（2）上并与炉内相通。