一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410321708.7

申请日:

2014.07.08

公开号:

CN104119947A

公开日:

2014.10.29

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C10G 11/00申请日:20140708|||公开

IPC分类号:

C10G11/00; C10K1/08; B01D53/75; B01D53/96; B01D53/52; C02F1/74; C01B17/05

主分类号:

C10G11/00

申请人:

宁夏宝塔石化科技实业发展有限公司

发明人:

杨晓丽; 王千里

地址:

750002 宁夏回族自治区银川市金凤区宁安大街88号宝塔石化大厦

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明提供了一种催化裂化烟气脱硫及其后处理方法,先采用硫转移剂将催化裂化烟气中的含硫化合物转移至催化裂化气体产物干气和液化气中,再通过醇胺脱硫法将干气和液化气中的H2S脱除,脱除的H2S再经碱液吸收、空气催化氧化,最终将硫化物形成单质硫,达到脱硫的目的。空气催化氧化催化剂可直接用空气再生,含硫污水经脱硫后,还可继续当做吸收液使用。

权利要求书

1.  一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺,其特征在于包括以下步骤:
将硫转移剂按一定比例掺入催化裂化催化剂中,在正常催化裂化工艺操作条件下,将再生烟气中的H2S转移到催化裂化反应产物干气和液化气中,催化裂化产物经分馏分离后,将干气、液化气和粗汽油产物送入吸收稳定系统继续分离,分离出的干气和液化气分别经醇胺脱硫,脱除H2S,再将脱除的H2S尾气送入吸收溶解塔,利用碱水吸收H2S气体,使其在吸收溶解塔中形成含硫污水,再将未溶解的尾气和含硫污水分别送入空气催化氧化塔,空气催化氧化塔中加有空气催化氧化催化剂填料,向空气催化氧化塔通入压缩空气和蒸汽,保持空气催化氧化塔的温度和压力,使含硫污水中的硫化物氧化为硫单质从而脱除了含硫污水中的硫。

2.
  如权利要求1所述的一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺,其特征在于吸收H2S尾气的吸收液为Na2CO3或NaOH。

3.
  如权利要求1所述的一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺,其特征在于吸收液Na2CO3的浓度为2.5 g/L ~8g/L,NaOH浓度为1 g/L ~6g/L。

4.
  如权利要求1所述的一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺,其特征在于空气催化氧化催化剂可以是镍盐、铁氰化物、氧化铁、氢氧化铁、醌类化合物、酚类化合物、或锰、铜、铁、钴等金属的络合物。

5.
  如权利要求1所述的一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺,其特征在于H2S尾气经吸收液吸收后形成的含硫污水其硫含量为1500mg/m3-2500mg/m3,pH控制在8.2~9.2。

6.
  如权利要求1所述的一种催化裂化烟气脱硫剂后处理工艺,其特征在于空气催化氧化塔操作温度为35℃~55℃,压力0.1 MPa ~1.2MPa。

说明书

一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺
技术领域
本发明属于环保技术领域,特别是涉及催化裂化再生烟气脱硫及酸性尾气处理工艺。 
背景技术
催化裂化是炼油工业中最重要的一种二次加工工艺,在炼油生产中占有重要地位。催化裂化装置排放大量尾气,对环境造成严重的大气污染。催化裂化装置的排放源是催化裂化催化剂再生器的烟气。催化裂化原料中所含硫的45%~55%在反应器中以H2S形式存在,其余35%~45%的硫进入液体产品中,另外约5%~10%沉积在待生催化剂的焦炭中。在催化裂化再生器中,焦炭上的硫约有95%氧化成SO2,约5%~10%氧化成SO3。再生烟气主要污染物为SO2、NOx、颗粒物、镍及其化合物、非甲烷总烃、CO等。催化裂化再生烟气中的SO2浓度约在400mg/m3-600mg/m3范围内,再生烟气需进行治理。 
目前,降低催化裂化烟气中的硫含量的主要手段有四种: 
第一种是催化裂化原料加氢预处理技术,即将催化裂化原料采用加氢处理的手段,降低催化裂化原料的硫含量,达到降低催化裂化烟气中硫氧化物排放量的目的;第二种是烟气洗涤脱硫技术,即烟气通过后处理技术降低硫氧化物的排放,是将催化裂化烟气通过特定的洗涤工艺流程,除去其中的硫氧化物;第三种是硫转移剂技术,即在催化裂化装置中加入脱硫助剂,在再生器中吸收硫氧化物形成硫酸盐,然后在反应器中以硫化氢的形式释放出可吸收的硫,达到降低硫氧化物的排放的目的;第四种是采用有机胺脱硫,脱硫除尘系统主要分为SO2的气体净化、吸收与解吸两大部分,其中气体净化部分包括烟气的除尘和冷却;吸收与解吸部分主要由吸收塔、CO2解吸塔、SO2解吸塔、吸收液加热器等组成。脱出的SO2气体可以用来制硫酸,也可以用来生产液体二氧化硫,可以将脱出的二氧化硫气体进行压缩,再经过冷凝和精制生产合格的液体二氧化硫产品。
以上几种催化裂化烟气脱硫技术,采用硫转移剂脱硫的方法是成本最低的。 
采用硫转移剂脱硫,将烟气中的硫转移到了催化裂化气体产物中,后续依然要进行脱硫,最终的硫还是需要进行硫磺回收或制硫酸。由于催化裂化烟气中的硫含量并不是很高,单纯为了催化裂化烟气脱硫上硫磺回收装置或制硫酸装置费用投资较大。 
发明内容
本发明的目的是开发一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺,避免了酸性气硫磺回收装置或酸性气制硫酸装置投资大的问题。 
本发明采用硫转移剂将催化裂化烟气中的含硫化合物转移至干气和液化气中,再通过醇胺脱硫法将干气和液化气中的H2S脱除,H2S再经碱液吸收、空气催化氧化脱硫、最终达到脱硫的目的。 
本发明的工艺过程如下: 
在催化裂化装置中,根据催化裂化催化剂的用量,按一定比例掺入硫转移剂,在正常催化裂化工艺操作条件下,再生烟气中的H2S被转移到催化裂化反应产物干气和液化气中,催化裂化产物经分馏装置分离后,将干气、液化气和粗汽油送入吸收稳定系统继续分离,分离出的干气和液化气分别经醇胺脱硫,将干气和液化气气体中的H2S脱除,再将脱除的H2S尾气送入吸收溶解塔,利用碱水吸收H2S气体,使其在吸收溶解塔中形成含硫污水,未溶解的尾气和含硫污水分别再送入空气催化氧化塔,在空气催化氧化塔中加有空气催化氧化催化剂填料,向空气催化氧化塔中通入压缩空气和蒸汽,保持空气催化氧化塔的温度和压力,使含硫污水中的硫化物氧化为硫单质,然后送入泡沫池回收硫。
所述吸收H2S尾气的吸收液为Na2CO3或NaOH。 
所述吸收液Na2CO3的浓度为2.5~8g/L,NaOH浓度为1~6g/L。 
所述空气催化氧化催化剂可以是镍盐、铁氰化物、氧化铁、氢氧化铁、醌类化合物、酚类化合物、或锰、铜、铁、钴等金属的络合物。 
所述H2S尾气经吸收液吸收后形成的含硫污水其硫含量为1500 mg/m3-2500mg/m3,pH控制在8.2~9.2。 
所述空气催化氧化塔操作温度为30~50℃,压力0.1 MPa ~1.2MPa。 
采用Na2CO3吸收H2S尾气形成含硫污水的过程,反应方程式为。 
H2S + H2O = HS+ H+ H2
HS+ H+ 2Na+ CO32- = NaHS + NaHCO3
含硫污水进入空气催化氧化塔中,在空气催化氧化催化剂作用下,与空气中的氧气反应,其反应方程式为。
2NaHS + O2 = NaOH + S↓ 
NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O
采用NaOH吸收H2S尾气形成含硫污水的过程,反应方程式为:
H2S + H2O = HS+ H+ H2O
HS+ H+ Na+ OH= NaHS + H2O
含硫污水进入空气催化氧化塔中,在空气催化氧化催化剂作用下,与空气中的氧气反应,其反应方程式为:
2NaHS + O2 = NaOH + S↓
含硫污水经脱硫后,可返回到吸收液中,作为H2S吸收液继续使用。
催化氧化塔中的空气催化氧化催化剂在整个反应过程中的变化如下。 
催化剂(氧化态)+ H2S = 催化剂(还原态)+ S↓ 
催化剂(还原态)+ 1/2O2(空气)= 催化剂(氧化态)+ H2O
空气催化氧化催化剂直接用空气再生,可循环使用。
空气催化氧化塔生成的单质硫以泡沫形式存在,将其溢出至泡沫槽中回收,然后可精制成硫磺外售。 
本发明避免了含硫酸性气采用硫磺回收装置或制硫酸装置投资大的问题。给低含硫量的催化裂化烟气脱硫提供了一种新的脱硫工艺。 
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。 
图中各编号代表的意义如下: 
1:催化剂;2:硫转移剂;3:原料油;4:脱硫烟气;5:催化裂化产物;6:干气、液化气;7:粗汽油;8:柴油;9:油浆;10:汽油;11:干气;12:液化气;13:脱硫干气;14:脱硫液化气;15:H2S尾气;16:吸收液;17:含硫污水;18:蒸汽;19:空气;20:空气氧化催化剂;21:脱硫后的污水;22:硫单质。
1-1:催化裂化装置;1-2:分馏装置;1-3:吸收稳定系统;1-4:醇胺脱硫系统;1-5;吸收溶解塔;1-6:空气催化氧化塔;1-7:泡沫槽。 
具体实施方式
以以下原料油作为催化裂化装置原料,具体参数如下:  

将硫转移剂加入到催化裂化装置中,控制硫转移剂加入量在装置总藏量的2.0%~4.0%。
催化裂化反应再生系统主要操作条件如下: 

与未使用硫转移剂相比,未脱硫的再生烟气中的硫含量达200 mg/m3~600mg/m3,脱硫后的再生烟气中的硫含量可降到50mg/m3以下。干气和液化气中的硫含量分别由6800mg/m3增加到9200mg/m3,液化气中的硫含量分别从6700mg/m3增加到8200mg/m3
再采用醇胺脱硫法将干气和液化气中的H2S脱除,脱硫后的干气和液化气其硫含量分别降到200mg/m3以下和50mg/m3以下。 
再将醇胺脱硫后的H2S尾气送至吸收溶解塔,用5g/L 的Na2CO3溶液作为吸收液,吸收液由吸收溶解塔顶部进入,H2S尾气由吸收溶解塔底部进入,气液逆流接触,控制含硫污水pH在8.2~8.5,使含硫污水硫含量在2000mg/m3~2500mg/m3,未溶解的气体以及溶解后的含硫污水送入空气催化氧化塔中,向空气催化氧化塔通入空气和蒸汽,控制塔内温度在35℃左右,在对苯二酚催化剂作用下,含硫污水中的硫化物被氧化为单质硫,在空气催化氧化塔顶部通过溢流槽溢流至泡沫槽中回收。脱硫后的污水,其硫含量降至1mg/L以上时,可以送吸收溶解塔作为吸收液继续使用,当脱硫后的污水中硫含量降至1mg/L以下时,可排放。 

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1、10申请公布号CN104119947A43申请公布日20141029CN104119947A21申请号201410321708722申请日20140708C10G11/00200601C10K1/08200601B01D53/75200601B01D53/96200601B01D53/52200601C02F1/74200601C01B17/0520060171申请人宁夏宝塔石化科技实业发展有限公司地址750002宁夏回族自治区银川市金凤区宁安大街88号宝塔石化大厦72发明人杨晓丽王千里54发明名称一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺57摘要本发明提供了一种催化裂化烟气脱硫及其后处理方法,先采用硫。

2、转移剂将催化裂化烟气中的含硫化合物转移至催化裂化气体产物干气和液化气中,再通过醇胺脱硫法将干气和液化气中的H2S脱除,脱除的H2S再经碱液吸收、空气催化氧化,最终将硫化物形成单质硫,达到脱硫的目的。空气催化氧化催化剂可直接用空气再生,含硫污水经脱硫后,还可继续当做吸收液使用。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页10申请公布号CN104119947ACN104119947A1/1页21一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺,其特征在于包括以下步骤将硫转移剂按一定比例掺入催化裂化催化剂中,在正常催化裂化工艺操作条件。

3、下,将再生烟气中的H2S转移到催化裂化反应产物干气和液化气中,催化裂化产物经分馏分离后,将干气、液化气和粗汽油产物送入吸收稳定系统继续分离,分离出的干气和液化气分别经醇胺脱硫,脱除H2S,再将脱除的H2S尾气送入吸收溶解塔,利用碱水吸收H2S气体,使其在吸收溶解塔中形成含硫污水,再将未溶解的尾气和含硫污水分别送入空气催化氧化塔,空气催化氧化塔中加有空气催化氧化催化剂填料,向空气催化氧化塔通入压缩空气和蒸汽,保持空气催化氧化塔的温度和压力,使含硫污水中的硫化物氧化为硫单质从而脱除了含硫污水中的硫。2如权利要求1所述的一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺,其特征在于吸收H2S尾气的吸收液为NA2CO3。

4、或NAOH。3如权利要求1所述的一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺,其特征在于吸收液NA2CO3的浓度为25G/L8G/L,NAOH浓度为1G/L6G/L。4如权利要求1所述的一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺,其特征在于空气催化氧化催化剂可以是镍盐、铁氰化物、氧化铁、氢氧化铁、醌类化合物、酚类化合物、或锰、铜、铁、钴等金属的络合物。5如权利要求1所述的一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺,其特征在于H2S尾气经吸收液吸收后形成的含硫污水其硫含量为1500MG/M32500MG/M3,PH控制在8292。6如权利要求1所述的一种催化裂化烟气脱硫剂后处理工艺,其特征在于空气催化氧化塔操作温度为3555,。

5、压力01MPA12MPA。权利要求书CN104119947A1/4页3一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺技术领域0001本发明属于环保技术领域,特别是涉及催化裂化再生烟气脱硫及酸性尾气处理工艺。背景技术0002催化裂化是炼油工业中最重要的一种二次加工工艺,在炼油生产中占有重要地位。催化裂化装置排放大量尾气,对环境造成严重的大气污染。催化裂化装置的排放源是催化裂化催化剂再生器的烟气。催化裂化原料中所含硫的4555在反应器中以H2S形式存在,其余3545的硫进入液体产品中,另外约510沉积在待生催化剂的焦炭中。在催化裂化再生器中,焦炭上的硫约有95氧化成SO2,约510氧化成SO3。再生烟气主要污染。

6、物为SO2、NOX、颗粒物、镍及其化合物、非甲烷总烃、CO等。催化裂化再生烟气中的SO2浓度约在400MG/M3600MG/M3范围内,再生烟气需进行治理。0003目前,降低催化裂化烟气中的硫含量的主要手段有四种第一种是催化裂化原料加氢预处理技术,即将催化裂化原料采用加氢处理的手段,降低催化裂化原料的硫含量,达到降低催化裂化烟气中硫氧化物排放量的目的;第二种是烟气洗涤脱硫技术,即烟气通过后处理技术降低硫氧化物的排放,是将催化裂化烟气通过特定的洗涤工艺流程,除去其中的硫氧化物;第三种是硫转移剂技术,即在催化裂化装置中加入脱硫助剂,在再生器中吸收硫氧化物形成硫酸盐,然后在反应器中以硫化氢的形式释放。

7、出可吸收的硫,达到降低硫氧化物的排放的目的;第四种是采用有机胺脱硫,脱硫除尘系统主要分为SO2的气体净化、吸收与解吸两大部分,其中气体净化部分包括烟气的除尘和冷却;吸收与解吸部分主要由吸收塔、CO2解吸塔、SO2解吸塔、吸收液加热器等组成。脱出的SO2气体可以用来制硫酸,也可以用来生产液体二氧化硫,可以将脱出的二氧化硫气体进行压缩,再经过冷凝和精制生产合格的液体二氧化硫产品。0004以上几种催化裂化烟气脱硫技术,采用硫转移剂脱硫的方法是成本最低的。0005采用硫转移剂脱硫,将烟气中的硫转移到了催化裂化气体产物中,后续依然要进行脱硫,最终的硫还是需要进行硫磺回收或制硫酸。由于催化裂化烟气中的硫含。

8、量并不是很高,单纯为了催化裂化烟气脱硫上硫磺回收装置或制硫酸装置费用投资较大。发明内容0006本发明的目的是开发一种催化裂化烟气脱硫及后处理工艺,避免了酸性气硫磺回收装置或酸性气制硫酸装置投资大的问题。0007本发明采用硫转移剂将催化裂化烟气中的含硫化合物转移至干气和液化气中,再通过醇胺脱硫法将干气和液化气中的H2S脱除,H2S再经碱液吸收、空气催化氧化脱硫、最终达到脱硫的目的。0008本发明的工艺过程如下在催化裂化装置中,根据催化裂化催化剂的用量,按一定比例掺入硫转移剂,在正常催说明书CN104119947A2/4页4化裂化工艺操作条件下,再生烟气中的H2S被转移到催化裂化反应产物干气和液化。

9、气中,催化裂化产物经分馏装置分离后,将干气、液化气和粗汽油送入吸收稳定系统继续分离,分离出的干气和液化气分别经醇胺脱硫,将干气和液化气气体中的H2S脱除,再将脱除的H2S尾气送入吸收溶解塔,利用碱水吸收H2S气体,使其在吸收溶解塔中形成含硫污水,未溶解的尾气和含硫污水分别再送入空气催化氧化塔,在空气催化氧化塔中加有空气催化氧化催化剂填料,向空气催化氧化塔中通入压缩空气和蒸汽,保持空气催化氧化塔的温度和压力,使含硫污水中的硫化物氧化为硫单质,然后送入泡沫池回收硫。0009所述吸收H2S尾气的吸收液为NA2CO3或NAOH。0010所述吸收液NA2CO3的浓度为258G/L,NAOH浓度为16G/。

10、L。0011所述空气催化氧化催化剂可以是镍盐、铁氰化物、氧化铁、氢氧化铁、醌类化合物、酚类化合物、或锰、铜、铁、钴等金属的络合物。0012所述H2S尾气经吸收液吸收后形成的含硫污水其硫含量为1500MG/M32500MG/M3,PH控制在8292。0013所述空气催化氧化塔操作温度为3050,压力01MPA12MPA。0014采用NA2CO3吸收H2S尾气形成含硫污水的过程,反应方程式为。0015H2SH2OHSHH2OHSH2NACO32NAHSNAHCO3含硫污水进入空气催化氧化塔中,在空气催化氧化催化剂作用下,与空气中的氧气反应,其反应方程式为。00162NAHSO2NAOHSNAHCO。

11、3NAOHNA2CO3H2O采用NAOH吸收H2S尾气形成含硫污水的过程,反应方程式为H2SH2OHSHH2OHSHNAOHNAHSH2O含硫污水进入空气催化氧化塔中,在空气催化氧化催化剂作用下,与空气中的氧气反应,其反应方程式为2NAHSO2NAOHS含硫污水经脱硫后,可返回到吸收液中,作为H2S吸收液继续使用。0017催化氧化塔中的空气催化氧化催化剂在整个反应过程中的变化如下。0018催化剂(氧化态)H2S催化剂(还原态)S催化剂(还原态)1/2O2(空气)催化剂(氧化态)H2O空气催化氧化催化剂直接用空气再生,可循环使用。0019空气催化氧化塔生成的单质硫以泡沫形式存在,将其溢出至泡沫槽。

12、中回收,然后可精制成硫磺外售。0020本发明避免了含硫酸性气采用硫磺回收装置或制硫酸装置投资大的问题。给低含硫量的催化裂化烟气脱硫提供了一种新的脱硫工艺。附图说明0021图1为本发明的工艺流程图。说明书CN104119947A3/4页50022图中各编号代表的意义如下1催化剂;2硫转移剂;3原料油;4脱硫烟气;5催化裂化产物;6干气、液化气;7粗汽油;8柴油;9油浆;10汽油;11干气;12液化气;13脱硫干气;14脱硫液化气;15H2S尾气;16吸收液;17含硫污水;18蒸汽;19空气;20空气氧化催化剂;21脱硫后的污水;22硫单质。002311催化裂化装置;12分馏装置;13吸收稳定系统。

13、;14醇胺脱硫系统;15;吸收溶解塔;16空气催化氧化塔;17泡沫槽。具体实施方式0024以以下原料油作为催化裂化装置原料,具体参数如下将硫转移剂加入到催化裂化装置中,控制硫转移剂加入量在装置总藏量的2040。0025催化裂化反应再生系统主要操作条件如下说明书CN104119947A4/4页6与未使用硫转移剂相比,未脱硫的再生烟气中的硫含量达200MG/M3600MG/M3,脱硫后的再生烟气中的硫含量可降到50MG/M3以下。干气和液化气中的硫含量分别由6800MG/M3增加到9200MG/M3,液化气中的硫含量分别从6700MG/M3增加到8200MG/M3。0026再采用醇胺脱硫法将干气和。

14、液化气中的H2S脱除,脱硫后的干气和液化气其硫含量分别降到200MG/M3以下和50MG/M3以下。0027再将醇胺脱硫后的H2S尾气送至吸收溶解塔,用5G/L的NA2CO3溶液作为吸收液,吸收液由吸收溶解塔顶部进入,H2S尾气由吸收溶解塔底部进入,气液逆流接触,控制含硫污水PH在8285,使含硫污水硫含量在2000MG/M32500MG/M3,未溶解的气体以及溶解后的含硫污水送入空气催化氧化塔中,向空气催化氧化塔通入空气和蒸汽,控制塔内温度在35左右,在对苯二酚催化剂作用下,含硫污水中的硫化物被氧化为单质硫,在空气催化氧化塔顶部通过溢流槽溢流至泡沫槽中回收。脱硫后的污水,其硫含量降至1MG/L以上时,可以送吸收溶解塔作为吸收液继续使用,当脱硫后的污水中硫含量降至1MG/L以下时,可排放。说明书CN104119947A1/1页7图1说明书附图CN104119947A。

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