一种利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法。所述方法包括：将煤焦油加氢排出的干气、液化气、酸性水分离提纯硫化氢，将上述硫化氢与稀释气混合稀释至体积浓度<4.3％后，进行两级催化氧化反应，然后将制备的液态硫磺加入到煤焦油加氢反应中。本发明专利技术的方法将煤焦油加氢产生的废气和废水中的硫化氢转化为硫磺，得到的硫磺纯度高，可以直接作为煤焦油加氢中的补硫剂使用，实现了硫化氢的循环利用；同时解决了煤焦油加氢的废气和废水的处理问题：废气经硫化氢分离提取后可以作为燃料气。既解决了硫化氢的环保问题，又不对外消耗硫化剂；绿色环保，节约了资源，降低了能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤焦油加氢废气处理领域，具体涉及一种利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法。
技术介绍
煤焦油是一种组成复杂的混和物，其主要来源于高炉炼焦、煤炭干馏热解及气化过程产生的液体副产品。常见的煤焦油下游利用是生产轻质运输燃料，常用的处理工艺是对煤焦油进行加氢，通过加氢处理技术将煤焦油中的重质焦油组分转化为C1-C4的轻烃、石脑油、柴油等轻组分，同时脱除其中的硫、氮等杂质；当然，也会生成硫化氢、氨气等有毒副产品。煤焦油加氢生成的硫化氢主要有两个去向：进入气体分离系统成为酸性气(干气、液化气)排出；或者进入污水系统成为酸性水。为了达到国家的环保标准，酸性气及酸性水中硫化氢必须处理。工业上处理硫化氢的方法主要有两种：一种是将硫化氢在过量空气中氧化制硫酸，该方法投资及生产成本较低，但要求生产的硫酸有很好的销路；另一种是将硫化氢制成硫磺，对于硫磺的使用去向可以考虑将其部分直接回用于煤焦油加氢体系中作为补硫剂。目前，广泛应用于石油化工和天然气净化中将硫化氢制成硫磺的方法为克劳斯法。克劳斯法经过上百年的开发改良，现有的工艺有数十种，主要有SuperClaus、Seletox、Sulfreen、Clauspol、Clinsulf、MCRC、Hi-Activity等，其主要过程是将含有H2S的酸性气体进入燃烧炉内燃烧，部分H2S氧化成SO2，然后SO2再与剩余的未反应的H2S在催化剂的作用下在较低的反应温度下生成硫磺。虽然克劳斯法可有效解决大规模的硫化氢排放问题，产生的硫磺纯度高，但其一次性投资大，操作复杂且运营成本很高。据估计，只有硫磺产量大于6000吨/年时引进克劳斯法硫处理装置才会有经济效益。而煤焦油加氢项目一般年产量最大不超过50万吨，排放的硫化氢规模不大(通常<4000吨/年)，采用克劳斯法技术上可行但从经济上将难以承受。现有技术中，中国专利文献CN101791517A公开了一种含有硫化氢的酸性气中回收硫的方法，将硫化氢从酸性气体提纯后与热空气混合，采用两级催化氧化法，利用主、辅反应器进行反应得到硫磺，其中O2/H2S摩尔比为1:2，主、辅反应器均采用钛基催化剂，主反应器出口温度>290℃，辅助反应器出口温度要求>240℃,在两级反应器后均设置硫冷凝系统回收硫磺，未反应的H2S尾气进入焚烧炉燃烧排放。该方法提高了硫的回收率，并且可适用于H2S的浓度为1-15％的酸性气回收。但是上述方法制备的硫磺纯度不高，而煤焦油加氢工艺对作为补硫剂的硫磺纯度有较高要求，根据实际经验和研究结果，只有一级品硫磺(纯度>99.5％)用做补硫剂时，装置才能运行稳定、操作容易，反应产品质量不受影响，所以将上述方法制备的硫磺作为补硫剂应用于煤焦油加氢工艺中时效果较差。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的煤焦油加氢工艺中既需要处理废气中硫化氢又需要补充补硫剂，利用废气中的硫化氢生产硫磺品质差，缺乏真正解决硫化氢气体循环利用的方法的缺陷，从而提供一种将硫化氢转化为加氢补硫剂用硫磺，经济、实用的实现硫化氢循环利用的煤焦油加氢的硫化氢气体循环利用的方法。为此，本专利技术的技术方案如下：一种利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法，包括如下步骤：(1)利用烷基醇胺法对煤焦油加氢反应排出的干气、液化气分别进行硫化氢分离；(2)利用稀释气对步骤(1)中分离得到的硫化氢进行稀释，至体积浓度<4.3％；(3)将稀释后的硫化氢气体，进行两级催化氧化反应，制备液态硫磺；所述稀释气由空气和惰性气体组成。上述利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法中，还包括将制备的液态硫磺加入到煤焦油加氢反应中作为补硫剂使用。上述利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法中，所述烷基醇胺法为：控制干气温度为35-45℃、液化气以液态形式，分别与40-50℃的烷基醇胺溶液接触、换热后，烷基醇胺溶液吸收硫化氢，再解吸硫化氢；所述干气温度小于所述烷基醇胺溶液的温度。上述利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法中，利用蒸汽对吸收硫化氢后的烷基醇胺溶液进行解吸，所述蒸汽温度为115-120℃。上述利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法中，所述烷基醇胺溶液为甲基二乙醇胺溶液。上述利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法中，所述步骤(1)还包括对煤焦油加氢反应排出的酸性水进行硫化氢分离，分离过程包括：混液：将酸性水分冷、热两股进入反应器，两股进料重量比控制在0.05-1:1；冷原料水控制温度为40-60℃，压力为0.40-0.55MPa；热原料水控制温度为140-160℃；冷原料水吸收氨气后与热原料水会合；汽提硫化氢：将上述混合后的冷原料水与热原料水与蒸汽进行热交换，汽提硫化氢。上述利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法中，，在硫化氢汽提前将酸性水分离溶解气和除油。上述利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法中，控制汽提硫化氢后的含氨废水为130-140℃进入反应器，汽提氨气。上述利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法中，控制步骤(3)中稀释后的硫化氢气中O2/H2S的摩尔比为0.5-0.9，一级催化氧化反应进口气体温度为150-180℃，出口温度为<280℃。上述利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法中，所述一级催化氧化反应的催化剂中载体为Al2O3-TiO2，活性组分为Fe2O3、Cr2O3、V2O3中的一种或几种。上述利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法中，控制二级催化氧化反应中H2S与SO2的比例为2:1。上述利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法中，所述二级催化氧化反应中催化剂包括活性成分和助剂，所述活性成分为含铁化合物，所述助剂为V2O5，载体为Al2O3，所述含铁化合物为铁的氧化物。上述利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法中，二级催化氧化反后气液分离的气体循环至稀释气。两级催化氧化反应得到的在温度>130℃下加入到加氢反应中。本专利技术所述的液化气为煤焦油加氢反应中所排出的粗液化气，主要含丙烷、丁烷及少量的硫化氢。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法，通过将提纯的硫化氢气体稀释至体积浓度<4.3％，然后进行两级催化氧化生产硫磺，通过精确控制一级、二级催化氧化反应中的用料比、进口和出口温度、催化剂类型等，提高了催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法，包括如下步骤：(1)利用烷基醇胺法对煤焦油加氢反应排出的干气、液化气分别进行硫化氢分离；(2)利用稀释气对步骤(1)中分离得到的硫化氢进行稀释，至体积浓度<4.3％；(3)将稀释后的硫化氢气体，进行两级催化氧化反应，制备液态硫磺；所述稀释气由空气和惰性气体组成。

【技术特征摘要】
1.一种利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法，包括如下步骤：
(1)利用烷基醇胺法对煤焦油加氢反应排出的干气、液化气分别进行硫化氢分离；
(2)利用稀释气对步骤(1)中分离得到的硫化氢进行稀释，至体积浓度<4.3％；
(3)将稀释后的硫化氢气体，进行两级催化氧化反应，制备液态硫磺；
所述稀释气由空气和惰性气体组成。
2.根据权利要求1所述的利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法，其特征在于，还包括将制备的液态硫磺加入到煤焦油加氢反应中作为补硫剂使用。
3.根据权利要求1或2所述的利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法，其特征在于，所述烷基醇胺法为：控制干气温度为35‐45℃、液化气以液态形式，分别与40‐50℃的烷基醇胺溶液接触、换热后，烷基醇胺溶液吸收硫化氢，再解吸硫化氢；所述干气温度小于所述烷基醇胺溶液的温度。
4.根据权利要求3所述的利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法，其特征在于，利用蒸汽对吸收硫化氢后的烷基醇胺溶液进行解吸，所述蒸汽温度为115‐120℃。
5.根据权利要求3或4所述的利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法，其特征在于，所述烷基醇胺溶液为甲基二乙醇胺溶液。
6.根据权利要求1‐5任一项所述的利用煤焦油加氢硫化氢气体副产硫磺的方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括对煤焦油加氢反应排出的酸性水进行硫化氢分离，分离过程包括：
混液：将酸性水分冷、热两股进入反应器，两股进料重量比控制在0.05‐1:1；冷原料水控制温度为40‐60℃，压力为0.40‐0.55MPa；热原料水控制温度为140‐160℃；冷原料...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏玉更，刘斌，张波，王争荣，刘星，贾文婷，白建明，单小勇，陈松，
申请(专利权)人：华电重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11