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文档简介
国外尾气处理技术商及其专利技术〔1〕
斯科特法克劳斯尾气处理〔SCOT,shell〕
说明
去SCOT工艺的克劳斯尾气,用管道燃烧器或换热器〔1〕加热到250-300℃,同时任意参加H2S或H2/CO混合物,如果没有H2或CO这些原性气体可以用一个管道燃烧器〔1〕按化学计量运行来发生复原性气体。
随后,热气体通过催化剂床层〔2〕,在那里硫化物包括CS2和COS根本上被复原为H2S。然后气体在一个热回收系统〔3〕和和急冷塔〔4〕中大约冷却到40℃。再经胺溶液吸收塔〔5〕吸收.最后,H2S在浓度只有10~400ppm。从溶剂再生塔得到的酸性气再循环到硫磺装置.来回收商品级硫磺。吸收塔的废气进行热燃烧或催化燃烧,燃烧炉废气的热量可以回收,例如用于发生蒸汽或与克劳斯尾气换热〔1〕。这个过程完全是连续的,在克劳斯装置上,进气从设计值到零的弹性范围内。可到达99.7+%的硫回收率,并且操作可靠,非方案停车时间少于1%。SCOT压降是27.6kPa或更低。
经济
SCOT生产可销售硫磺的总回收率〔克劳斯+SCOT〕为99.7+%,SCOT使用的设备及各种装置是炼厂通用的。在很宽的进气硫含量和尾气流量范围内无需操作者格外的留意.时总硫回收率影响很小。
工业装置
巳有130套装置安装在新鲜进料量为3~2100t/d的硫磺回收装置内使用。
专利所有者壳牌国际研究所和壳牌石油公司。
(2)萨费林法处理克劳斯尾气6ulfreen.LurglBamag〕
说明
Sulfreen工艺基于众所周知的克劳斯反响,在该反响中尾气的H多和SO2组分被催化转化为元素硫。该工艺在气相下进行,操作条件即尾气离开上游克劳斯装置的情况。催化剂被装在固定床内.是浸渍过活性组分的氧化铝,性质类似克劳斯催化剂。
尾气在温度120~140C离开克劳斯装置,通过两个反响器〔1〕、〔2〕中的一个,在此,大量H2S在和SO2。被转化成元素硫并吸附在催化剂上。
积满硫的催化剂用局部克劳斯尾气再生。再生气在一个气体/气体的热换器〔6〕中用燃烧炉〔3〕的热废气加热。气体燃料换热器、直接明火加热器或电热器也可用于加热。
含在热再生气中被解吸的硫在硫冷凝器〔4〕、〔5〕内被回收。再生气风机〔7〕用于克服闭合的再生口路的压力降。催化剂床层用净化的尾气冷却后,反响器〔1〕〔2〕再次准备好切换到吸附操作。
如果尾气中预期要出现高浓度COS及CS2可以采用一个名为HYDRO-SULFREEN的工艺变更方案。该HYDROSULFREEN艺包括在一个位于Sulfreen反响器上游的水解和氧化反响器内进行的尾气预处理。为使硫口收率提高到99.9%,可以采用CARBOSULFREEN工艺。该工艺包括在Sd-freen反响器下游增加一个直接氧化步骤。
经济
Sulfreen投资总计;常规方案为克劳斯装置的
30%~45%,改良方案为克劳斯装置的40%~65%。操作费用比溶剂型工艺低得多。
工业装置
几乎有50套用于加工克劳斯装置尾气的Sulfreen装置正在操作或设计中,克劳斯装置规模在5~2200t/d硫磺。
专利所有者鲁奇巴马格公司和斯内尔公司。
〔3〕比文法与其它法联用的硫回收尾气净化〔Unocal&RalPh〕
说明
在Beavon工艺中,实际上是将原料气中所有的硫化物〔SO2、Sx、COS、CS2〕都转化成H2S。原料气首先在〔1〕中与天然气和空气的热燃烧产物混合而被加热到反响温度。这个燃烧过程在空气缺乏的情况下进行,以产生足够的H2和CO,使所有的硫和硫化合物都转化成H2S。然后被加热的气体混合物再通过一个催化剂床层〔2〕,在这里,所有的硫化合物通过加氢和水解被转化成H在。加氢后的气体通过蒸汽发生器〔3〕而被冷却,随后在进入选择性脱除H2S过程之前与缓冲溶液直接接触。
Beavon—MDEA是几种脱除H2S在方法之一,它是利用
MDEA〔甲基二乙醇胺〕溶液或一种近来开发的高选择性稼类溶剂吸收〔5〕。如果采用较新的溶剂,净化气中的H2S含量少于10ppm。当Beavon—MDEA联合工艺用于处理克劳斯尾气时,别离出来的H在可以返回到克劳斯装置。
&avon—Selectox,是一个脱H2S的替换方案〔6〕,通过Selectox工艺将H2S转化成元素硫。
Beavon—Hi—Activity,脱除H2S的另一个替换方案,它是通过Hi—Ac-tivity艺将H2S在直接氧化成元素硫。
操作条件
所有工艺过程的压力都接近常压。Beavon加氢/水解反响器操作温度范围288~399℃,设备材质根本上都是碳钢。克劳斯+Beavon—sc-lectox或克劳斯+Beavon—MDEA的硫回收率分别大于99%和99.9%。
工业装置已有23套以上的Beavon—MDEA装置在世界各地运转,在美国和德国有2套Beavon—selectox装置在运转.在德国和中国有2套Beav-Off—Hi—Activity装置正在安装。
专利所有者加州联合油公司科技部和拉尔夫·埃姆·帕森公司。
〔4〕适于低浓度酸性气的选择氧化硫回收〔Selectox.UOP〕
说明
除厂燃烧室和反响炉被Selectox催化剂固定床〔1〕取代外。Selec-tox及再循环的Selectox装置都与克劳斯装置类似。单程操作Selectox加工的酸性气中H2S为0.3%-5%。在催化剂上.空气将H2S氧化成为SO2,SO2与另外的H2S反响生成元素硫,进入的H2S约有80%以液态硫形态被回收。出口气含有H2S、SO2和硫磺蒸汽.通过一个或多个使用氧化铝催化剂的克劳斯反响器〔2〕.该反响器使硫口收率从90%提高到98%。
再循环Selectoxl艺的酸件气H2S浓度为5%~100%。为控制Selectox反响器内的温升、用-台循环风机〔3〕抽取来自Selectox反响器冷凝器〔4〕的气体稀释酸性气体进料。
在其它方面、再循环Selectox与单程操作Selectox一样。
两类工艺来的尾气均可被燃烧或送入尾气净化工艺中。在这两类装置中.燃烧后的尾气用碱洗涤.以到达彻底脱除。
操作条件
温度:166℃〔入口〕~399℃〔出口〕,硫回收率;90%~98%,尾气燃烧用碱洗可到达>99%的硫脱除率。
经济
处理含H2S15%~25%的酸性气、设计回收率96%~98%硫磺的15.2~20.3t/d的再循环Selectox硫回收装置,估计建设费用为300~400万美元。
工业装置
已有13套装置,硫回收能力从0.51~30.st/d。
专利所有者环球油品公司;分许可证卖方:埃里森及伙伴股份、动力学技术国际公司和拉尔夫·埃姆·帕森公司。
(5〕第三代克劳斯波尔法处理克劳斯尾气〔ClauspolIFP,HRI〕
用途
采用这种克劳斯尾气处理工艺,总的硫回收率可到达99.9%,克劳斯流出物中的H2S在和SO2几乎完全脱除。该工艺不需要氢气仅需要少量的公用工程消耗,所以投资和操作费用都很低,在Clauspol艺中直接产出硫产品,没有物料返回到Claus装置,因此不需要占用克劳斯装置的反响器空间,消除了克劳斯系统的瓶颈,这一点也是具有吸引力的。另外,在Clauspol工艺中,可回收硫的数量不受理论平衡的限制,因此克劳斯硫回收的局部负荷可以转移到Clauspol装置,同时还可维持高的硫回收率。
说明
这是Clauspol第三代工艺,第一代技术在七十年代开发。克劳斯尾气〔1〕进入ClausPol接触塔〔填料床层〕底部。H2S和SO2在这里被循环溶剂吸收。溶剂中有一种廉价的可溶解的催化剂。这种催化剂促进克劳斯反响在液相进行生成元素硫,从溶液中回收的液态硫经过一个专利别离单元〔3〕送到硫贮存区,贫液〔4〕返回接触塔顶部
操作条件
反响在常压和低温〔70~130℃〕下进行,有利于平衡。在反响过程中不断的别离出产品硫就说明了这种工艺的回收率高。由于通过填料床层的压降很小,因此不需要风机。
经济
〔1〕投资基准:用ClausPOI装置处理克劳斯装置的尾气,以1996年美国墨西哥湾地区总计日产100t硫磺的装置为例,界区内投资为500万美元。
〔2〕消耗指标以每天产100t硫磺的装置计,典型值为:催化剂消耗,万美元/年
2.4
冷却水m3/h溶剂装置,万美元/次
13
低压蒸汽t/h耗电,kw·h/h
170
不包括设计和许可费
工业装置
全世界已有48套Clauspol装置领有许可证,克劳斯/Claus-Pol的联合装置,处理能力为10~600t/d。
专利所有者
法国石油研究院,烃研究股份。
〔6〕超级克劳斯硫回收〔Superclaus,Comprlmo
B.V.〕
说明
超级克劳斯〔SuPerclaus〕工艺由热反响段〔1〕和随后的三个催化反响段组成。各段之间有冷凝器(2、4、6、8〕脱除硫磺。二个反响器〔3、5〕装填标准的克劳斯催化剂,第三反响器〔7〕装填新的选择性氧化催化剂。在热反响段,酸性气以亚化学计量控制燃烧空气量,使尾气离开第二反响器时含的H2S为0.8v%~1.5V%,剩余尾气进入烟囱之前,在一个燃烧器〔9〕内被完全氧化。
在第三个反响器内,新催化剂以高于85%的效率将H2S氧化成硫磺,由于新催化剂对H2S直接氧化成硫磺有非常高的选择性,没有硫和水变成H2S和SO2的逆反响发生,所以总硫回收率高于99%。如果要求硫回收率大于99%,要在选择性氧化反响器前面安装附加的克劳斯反响器段。
经济
根底是进料气含93%H2S,100t/d的硫回收装置加催化燃烧设施。消耗指标:电,kw·h
220用作再加热的燃料气,t/h
0.12锅炉进水,t/h
13.5
蒸汽〔装置加热〕t/h
0.4蒸汽〔生产〕t/h
13.5
工业装置
超过25套工业装置已安装或正在建设中。
专利所有者
康普雷姆荷兰公司〔7〕采用内冷式反响器直接氧化脱硫化氢〔Clinsulf,Linde〕
说明
Clinsulf—DO是一个气相催化直接氧化工艺,H2S和O。或SO2之间的催化反响是在一个内冷式反响器中完成的。反响所需要的空气由空气鼓风机(1〕提供。原料气在预热器(2〕中被预热到反响所需要的温度后进入反响器〔3〕,所发生的反响如下:〔X=1~8,指硫聚合物〕
反响后的气体进入硫冷凝器〔4〕,冷却到硫的露点以下,液体硫被收集在别离器中。可以通过NaOH〔5〕,来进一步降低排放量。
操作条件
典型的原料气是在低压下,含有2mol%~20mol%H2S。一级Clinsulf装置的回收率在92%~96%〔对进料〕之间,它也可以用作克劳斯装置下游的尾气处理,使硫回收率高达99.5%。
经济
投资与气体处理量和所需的硫回收率有关,产品是有价值的纯硫和高达4.5MMPa的蒸汽。亚露点工艺对于有两个反响器系统和SRR的典型炼厂应用来说也是可用的,硫回收率可高达99.6%。
工业装置
3套装置在运转。
专利所有者林德公司
〔8〕溶剂法处理克劳斯尾气〔Clintox,Linde〕
说明
该过程利用高效的物理洗涤机理从克劳斯装置的燃烧尾气中除去SO2,所回收的SO2再循环到克劳斯装置的入口。上游克劳斯装置效率的任何降低可用提高Clintox艺收集和再循环未被转化的SO2的效率加以补偿。
简化流程图说明,克劳斯尾气先在(1〕内注水而被急冷,然后进入直接接触式冷却器〔2〕。在洗涤段〔3〕.SO2从气体中被洗脱.净化尾气从顶部排出。
洗涤后的富溶剂经预热后送入再生塔〔4〕,该塔的重沸器在约100℃~140℃下操作,可用上游克劳斯装置最后一台硫磺冷疑器产生的低压蒸汽作为热源。再生器出来的SO2浓缩物经冷却〔与冷却水热交换〕、压缩〔通常用水封泵〕并再循环到克劳斯装置的前部。从再生塔出来的贫溶剂,在返回洗涤塔〔3〕前,向富溶液和冷却水传热。
由于接触式冷却器〔2〕还能收集绝大局部的克劳斯反响生成的水,多余的水可用上游燃烧炉的燃浇空气来加以汽提(5〕。汽提后的水可用作锅炉的补充给水。
操作条件
由于尾气SO2浓度增大时.Clintox物理洗涤塔的效率也增大,这里克劳斯装置的效率允许较低。所以克劳斯和Clintox联合能形成一个在一定程度上可以自我调节的硫磺回收系统,可使硫回收率超过99.9%.或使排放物的总硫含量在10
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