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课题研究目的及其应用价值
近年来，由于环境保护的要求日益严格，世界各国都非常重视硫磺回收技术的开发和应用，硫回收及尾气处理技术已经由单纯的环保技术发展成为兼具环保效益和经济效益的重要工艺技术。我国目前的大气污染物综合排放标准GB16297 1996规定：对1997年1月1日前建成的旧装置最高允许排放SO2质量浓度≤1200 mg/m3，对1997年1月1日后建的新装置最高允许排放SO2质量浓度≤960mg/m3，同时对硫化物排放总量也作了规定，这就要求装置硫回收率只有高于99.5%，才能达到此规定要求，同时对硫化物排放总量也作了规定，这就要求装置硫回收率只有高于99.5%，才能达到此规定要求[1]。为此，硫磺回收工艺的开发和实施势在必行并日趋重要。硫磺回收装置的作用就是对炼油过程中产生的含有硫化氢的酸性气，采用适当的工艺方法回收硫磺，实现清洁生产，达到化害为利，变废为宝，降低污染，保护环境的目的，并同时满足产品质量要求，降低腐蚀，实现装置长周期安全生产等诸多方面要求。
克劳斯硫磺回收工艺
2.1 氧基硫磺回收工艺
氧基硫磺回收技术(简称氧基工艺)是指从提高装置处理能力的角度出发,氧气或富氧空气代替空气来增加装置处理能力的一系列新型克劳斯工艺,如德国Lurgi公司开发的OxyClaus工艺、英国BOC公司的SURE工艺和美国Air Products ChemicalInc公司的COPE工艺等。此类工艺应用迄今已有20余年历史,且近年来更加受到广泛重视[2]。
将氧基工艺应用于克劳斯装置的技术改造或新建装置具有以下优点:(1)在原有装置总压力降[(0.050～0.075)MPa]基本不变的前提下,装置的处理量可大幅度提高；(2)新建装置采用此工艺,对给定的处理量而言,设备尺寸比常规克劳斯工艺缩小约50%,设备投资可减少30%～35%,且硫蒸气和硫雾沫夹带损失也相应减少；(3)装置可以很快从空气改为氧摩尔分数达70%的富氧操作,装置运行平稳,不需增加操作人员；(4)有利于处理H2S含量较低的贫酸性气,且装置的总转化率可提高约2%[3]。
2.2 亚露点硫磺回收工艺
硫磺回收与尾气处理结合一体的亚露点硫磺回收工艺,是近年来硫磺回收工艺重大技术进展之一。20世纪70年代,冷床吸附(CBA)法首次突破了亚露点对操作温度的限制,使克劳斯工艺在低于硫露点的温度下进行,生成的液态硫吸附在低温反应催化剂上。在CBA法的基础上,又开发成功了MCRC、Clinsulf等多种类型的亚露点工艺,从而将克劳斯工艺的总硫回收率提高到约99.2%的水平[4]。
2.3 选择性催化氧化法
Selectox工艺由美国UOP和Parsons公司于20世纪70年代联合开发成功，用于从贫酸气中回收硫磺或硫磺回收尾气的净化，它利用选择性催化氧化反应来解决从贫酸性气中回收硫磺的技术难题，其核心技术是选择性氧化催化剂Selectox32、Selectox33等[5]。在Selectox反应器上部装填一选择性氧化催化剂，将原料气中的H2S选择氧化为SO2；在反应器下部装填有Selectox或活性AL2O3催化剂，H2S和SO2在催化剂作用下反应生成单质硫。
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