一種脫硫劑可連續(xù)再生的氧化脫硫工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種脫硫劑可連續(xù)再生的氧化脫硫工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著化學(xué)合成工業(yè)的日益發(fā)展，工業(yè)原料氣、各種煤氣、天然氣、合成原料氣的消 費(fèi)量大幅增加，以及環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，對(duì)于各種工業(yè)以及民用氣源提出了更為嚴(yán) 格的要求，即在工藝氣體實(shí)現(xiàn)工業(yè)和民用應(yīng)用前必須進(jìn)行有效凈化，尤其是含硫氣體的脫 除，其中硫化氫的脫除尤為重要。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)外脫除硫化氫的方法很多，主要有濕法和干法兩種。濕法脫硫一般適合 含硫較高的原料，但脫硫精度差，僅只作粗脫硫使用，且投資多、工藝流程長(zhǎng)、操作復(fù)雜、能 耗高、占地大、廢棄脫硫液處理困難、易造成二次污染。干法脫硫由于設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、操 作平穩(wěn)、脫硫精度高等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前在干法脫硫中，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用 眾多的脫硫劑按物系可分為：鐵系脫硫劑、活性炭脫硫劑、鋁系脫硫劑、鋅系脫硫系和分子 篩脫硫劑。鐵系脫硫劑因?yàn)槠鋬r(jià)廉易得、資源豐富、脫硫速率高、硫容高、易再生而成為應(yīng)用 廣泛的一種脫硫劑。
[0004] 干法脫硫是使硫化氫氧化成元素硫或硫的化合物的一類方法。在干法脫硫的工藝 中，鐵系脫硫劑在使用一定周期后，需要進(jìn)行再生以保證脫硫劑的使用壽命。再生方法一般 分為：塔外再生和塔內(nèi)再生，即通入空氣將生成的可再生硫化物進(jìn)行氧化，使脫硫劑恢復(fù)活 性，而脫硫反應(yīng)中生成的不可再生硫磺不斷地聚集在脫硫劑的表面或黏附、填充在廢脫硫 劑顆粒微孔中，同樣會(huì)使脫硫劑失去活性，因此鐵系脫硫劑再生次數(shù)一般不超過(guò)3次。脫 硫劑失活后，形成的廢脫硫劑的處理也比較困難，廢脫硫劑中含有部分有害物質(zhì)(如萘、蒽、 醌、苯類、酸類及噻吩等）及易燃的硫，廢脫硫劑堆積會(huì)造成對(duì)土壤、水質(zhì)和大氣的污染。廢 脫硫劑的處理方法大多通過(guò)將其與工業(yè)垃圾混堆填埋方式進(jìn)行處置，會(huì)污染環(huán)境，不僅浪 費(fèi)了大量資源，處理費(fèi)用也很高。
[0005] CN101985069A公開(kāi)了一種廢脫硫劑無(wú)害化處理工藝，以甲苯為萃取液，通過(guò)空氣 和水的混合蒸汽對(duì)廢脫硫劑處理，并將硫蒸汽帶出，冷凝回收單質(zhì)硫，使脫硫劑再生并再次 投入使用，脫硫率達(dá)809T85%。
[0006] CN101898108A公開(kāi)了一種可重復(fù)再生利用的脫硫劑，其中涉及了廢脫硫劑的兩種 再生方法：方法一，首先制備廢脫硫劑的漿液，然后通空氣氧化，生成無(wú)定形羥基氧化鐵和 單質(zhì)硫，利用CS 2萃取溶劑對(duì)硫進(jìn)行回收；方法二，首先制備廢脫硫劑的漿液，是通過(guò)浮選槽 利用其中加入的浮選助劑，通空氣氧化，生成無(wú)定形羥基氧化鐵和單質(zhì)硫，單質(zhì)硫、添加劑 和粘結(jié)劑隨空氣流溢出浮選槽，沉淀為無(wú)定形羥基氧化鐵。
[0007] 以上方法處理的廢脫硫劑雖然能夠再次投入使用，但是這些方法工作量很大，操 作繁瑣，所使用的有機(jī)溶劑對(duì)人體和環(huán)境有嚴(yán)重危害，對(duì)空氣、水環(huán)境及水源可造成污染， 廢溶劑的處理也有一定困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種脫硫劑可連續(xù)再生的氧化脫硫工藝。該工 藝脫硫精度高、脫硫劑使用壽命長(zhǎng)、操作簡(jiǎn)單、成本低。
[0009] 本發(fā)明脫硫劑可連續(xù)再生的氧化脫硫工藝，包括如下內(nèi)容：在固定床反應(yīng)器中含 硫化氫氣體、含氧氣體與脫硫劑在脫硫劑床層接觸，進(jìn)行氧化脫硫及脫硫劑再生反應(yīng)，凈化 氣從反應(yīng)器頂部排出，反應(yīng)過(guò)程中通入催化裂化柴油，將再生反應(yīng)生成的單質(zhì)硫溶解，溶解 了單質(zhì)硫的催化裂化柴油從反應(yīng)器流出，經(jīng)固液分離后循環(huán)使用。
[0010] 本發(fā)明工藝中，所述的含硫化氫氣體為各種含硫化氫廢氣、煉廠氣、天然氣、煤氣 和克勞斯尾氣等的一種或混合氣體。含硫化氫氣體中硫化氫的濃度為5(T8000mg/m 3。
[0011] 本發(fā)明工藝中，所述的含氧氣體中氧氣在氣相中的體積分?jǐn)?shù)為0. 19T100%，優(yōu)選 10 4 0 %，含氧氣體選自純氧氣、氧氣與氮?dú)獾幕旌衔铩⒀鯕馀c惰性氣體的混合物或空氣中 的一種，優(yōu)選空氣。
[0012] 本發(fā)明工藝中，所述的脫硫劑為以氧化鐵、無(wú)定形羥基氧化鐵、氧化鋅或氧化銅為 活性組分的脫硫劑中的一種或幾種。
[0013] 本發(fā)明工藝中，所述的催化裂化柴油的餾程范圍為18(T380°C內(nèi)任意餾分，優(yōu)選 24(T330°C內(nèi)任意餾分。
[0014] 本發(fā)明工藝中，所述的催化裂化柴油中雙環(huán)芳烴含量為30wt9T8〇 Wt%。
[0015] 本發(fā)明工藝中，含硫化氫氣體中的硫化氫與含氧氣體中的氧氣的體積比為1 : 1?1 :4。
[0016] 本發(fā)明工藝中，氧化脫硫反應(yīng)和脫硫劑再生反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。
[0017] 本發(fā)明工藝中，氧化脫硫和脫硫劑再生的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度25~100°C，反 應(yīng)壓力為0. l~4MPa，含硫化氫氣體的體積空速為SOOlOOOtT1，含氧氣體的體積空速為 lolootT 1，催化裂化柴油的體積空速為fiotr1。
[0018] 本發(fā)明工藝中，催化裂化柴油在脫硫劑床層的停留時(shí)間為6飛0分鐘，優(yōu)選1(T30 分鐘。
[0019] 本發(fā)明工藝中，所述的含硫化氫氣體由反應(yīng)器底部進(jìn)入，在脫硫劑床層進(jìn)行氧化 脫硫反應(yīng)；含氧氣體可以與含硫化氫氣體預(yù)先混合然后進(jìn)入反應(yīng)器，也可以單獨(dú)自脫硫劑 床層下方進(jìn)入，進(jìn)行脫硫劑的再生反應(yīng)。
[0020] 本發(fā)明工藝中，所述的催化裂化柴油自脫硫劑床層上方進(jìn)入，與脫硫劑接觸，溶解 生成的單質(zhì)硫，然后從脫硫劑床層下方排出反應(yīng)器，進(jìn)行固液分離。
[0021] 本發(fā)明工藝中，所述的催化裂化柴油采取連續(xù)或間歇式通入的方式。
[0022] 本發(fā)明工藝中，所述的固定床反應(yīng)器也可以一備一用，當(dāng)其中一反應(yīng)器通入催化 裂化柴油進(jìn)行溶解硫磺時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換到另一反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)。
[0023] 本發(fā)明工藝中，可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)含硫化氫氣體進(jìn)行本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的水 飽和處理，以提高脫硫效果。
[0024] 本發(fā)明工藝中，所述的固液分離過(guò)程在固液分離器中進(jìn)行，通過(guò)固液分離器外部 的冷凝水或其他冷卻劑進(jìn)行冷卻，單質(zhì)硫從催化裂化柴油中析出并回收，催化裂化柴油循 環(huán)使用，其中冷卻分離溫度一般為(T20°C，優(yōu)選5~10°C。
[0025] 本發(fā)明工藝的氧化脫硫和再生反應(yīng)原理如下：以氧化鐵脫硫劑為例， 脫硫反應(yīng)式：Fe203 ? H