烷基化廢硫酸處理裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種烷基化廢硫酸處理裝置，其包括廢酸焚燒爐、水洗塔、電除霧器、酸性氣燃燒爐、一級冷凝冷卻器、一級反應(yīng)器、二級冷凝冷卻器、一級反應(yīng)加熱器和硫池；本裝置充分利用石油煉制工廠現(xiàn)有資源條件，將廢酸焚燒裂解生成SO2后直接送入硫磺回收裝置工藝流程的不同位置以增加回收成硫磺產(chǎn)品。既處理了烷基化的廢硫酸，節(jié)省了常規(guī)工藝裂解廢酸的大量燃料氣，同時回收利用了廢酸中聚合油的熱量，又最大化利用了現(xiàn)有裝置，減少投資，實(shí)現(xiàn)了硫資源的高效回收利用，也保護(hù)了環(huán)境。該裝置工藝具有適應(yīng)性強(qiáng)、工藝流程較短、設(shè)備少、投資小、能源消耗低、操作簡單等特點(diǎn)。
【專利說明】烷基化廢硫酸處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于廢酸處理領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于烷基化廢硫酸處理制硫磺新 |101|裝直。

【背景技術(shù)】
[0002]按照國家統(tǒng)一要求，2014年起國內(nèi)汽油將全面執(zhí)行國IV標(biāo)準(zhǔn)，2017年底全面推行國乂標(biāo)準(zhǔn)。隨著國內(nèi)成品油質(zhì)量的不斷提升，未來汽油調(diào)和組分中烷基化汽油的比例必然逐年增加。但在硫酸烷基化工藝生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量含油的廢硫酸溶液，如直接排放，將給生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重污染。該廢硫酸溶液必須經(jīng)過處理才能達(dá)到環(huán)保要求進(jìn)行排放。相關(guān)產(chǎn)業(yè)也需研究廢酸的無害化處理技術(shù)，以適應(yīng)日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求。
[0003]目前，工廠化的烷基化廢硫酸處理有以下兩種工藝:
[0004](一)生產(chǎn)白炭黑和石油防銹劑工藝
[0005]首先用水稀釋烷基化廢酸成稀硫酸(其體積比:酸渣/水約為1/5?14)，以達(dá)到靜置分離聚合油的目的。分油后的稀硫酸的濃度為7?18%，用硅酸鈉溶液中和，接著從生成物硫酸鈉溶液中析出水合二氧化硅，經(jīng)老化、洗滌、過濾、干燥、粉碎得到產(chǎn)品白炭黑?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式:^^3103+4304+(11-1)40 — 81021 沾20十 ^2804。
[0006]將廢酸中分離出的聚合油進(jìn)行水洗，除去大部分硫酸，再用堿溶液進(jìn)行一次皂化，這樣基本除去臭味，顏色也由黑變紅，靜置之后形成雙油層，上層是輕聚合油，下層是重聚合油。將分出的輕、重聚合油分別用堿土金屬氫氧化物溶液處理，在溫度30?70-(:下過濾，得到輕質(zhì)防銹劑和重質(zhì)防銹劑。其工藝流程如圖2所示。
[0007]該工藝的優(yōu)點(diǎn):一是對廢酸處理較徹底、利用率高；二是工藝成熟，已在荊門煉油廠中型裝置獲得成功；三是除最初沉降分油所得稀硫酸為強(qiáng)腐蝕介質(zhì)需用特殊材質(zhì)設(shè)備夕卜，其他工序的介質(zhì)和操作條件均較緩和。該工藝不足之處:一是產(chǎn)品白炭黑市場需求小，對于低處理量的烷基化裝置還是可行的，但對于大規(guī)模的烷基化裝置而言，生產(chǎn)大量的白炭黑尚待開發(fā)更大的市場需求；二是該工藝路線復(fù)雜，需要較多的設(shè)備，固體產(chǎn)品在設(shè)備、管道上易堵塞；三是原料硅酸鈉不易得到；四是開發(fā)的石油防銹劑是一種新產(chǎn)品，有待開發(fā)銷售市場。五是生產(chǎn)中產(chǎn)生的稀硫酸和廢液如直接排放會污染環(huán)境，需要處理達(dá)標(biāo)后才能排放。
[0008]( 二)裂解制工業(yè)硫酸
[0009]烷基化廢硫酸用天然氣做燃料在100(^11001的高溫下裂解生成302氣體，其中的有機(jī)物和烴類同時被燃燒成為(?。接著將制得的高溫302爐氣經(jīng)過廢熱鍋爐冷卻到4201，進(jìn)入冷卻塔中，經(jīng)冷卻塔稀酸噴淋冷卻降溫后進(jìn)入洗滌塔中，再經(jīng)洗滌塔稀酸噴淋冷卻，再次降溫后的爐氣經(jīng)間冷器降至規(guī)定的溫度，再經(jīng)電除霧器除去酸霧后送往干燥塔。在干燥塔中，用93%的濃硫酸進(jìn)行干燥，干燥后的爐氣經(jīng)二氧化硫風(fēng)機(jī)增壓后通過加熱器加熱，力口熱后的爐氣進(jìn)入一轉(zhuǎn)化器。從一轉(zhuǎn)化器出來的氣體經(jīng)換熱器降至規(guī)定溫度進(jìn)入第1吸收塔。第1吸收塔用98%濃硫酸進(jìn)行一次吸收，一次吸收后的爐氣加熱至規(guī)定溫度后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化，二次轉(zhuǎn)化后爐氣再通過換熱降至規(guī)定溫度進(jìn)入第2吸收塔，用98%濃硫酸進(jìn)行二次吸收。二次吸收后制成的工業(yè)硫酸產(chǎn)品可以經(jīng)裝車出廠或烷基化裝置回用。二次吸收后的尾氣，通過煙園排入大氣。其工藝流程見圖3所示。
[0010]該工藝技術(shù)成熟、所需燃料煉廠能方便提供，對廢酸處理的較徹底。但廢硫酸制工業(yè)硫酸工藝主要缺點(diǎn)是煉油廠沒有硫酸處理裝置，采用該工藝需增設(shè)配套硫酸生產(chǎn)裝置，另該流程長，設(shè)備多，控制復(fù)雜，一次性投資較大，2.5萬噸/年廢酸制工業(yè)硫酸裝置2007年投資需1.3億(不含尾氣凈化裝置)；二是操作成本高，裝置每年消耗大量燃料氣及電力，能源消耗多，所需催化劑價格貴；三是環(huán)保壓力大，此工藝路線煙園排放的二氧化硫濃度約為760 1^/他！3，如需滿足二氧化硫污染物的排放濃度限值400 1^/他！3的規(guī)定(特定地區(qū)小于200.118/^3)的要求，必須新建一套尾氣凈化裝置，如氨法脫硫、堿法脫硫等，這就更增加裝置的總投資。
[0011]據(jù)預(yù)計，隨著汽油標(biāo)準(zhǔn)升級的推進(jìn)(國IV標(biāo)準(zhǔn)2014年開始執(zhí)行；國V標(biāo)準(zhǔn)2017年底開始執(zhí)行),我國烷基化油市場空間從2013年的185萬噸提高到2018年的750萬噸，年均增長率約32% ；在汽油中的比例從2%提升到6%。2014年和2018年作為標(biāo)準(zhǔn)升級的關(guān)鍵年份，烷基化油的需求必將大幅增長。
[0012]但硫酸法烷基化過程中每生產(chǎn)1噸烷基化油要產(chǎn)生801001?濃度為80?85%的廢硫酸，此廢酸必須經(jīng)過處理才能達(dá)到環(huán)保要求進(jìn)行排放。廢硫酸其成分除硫酸外，還含有『14%的有機(jī)物(聚合油)和水分。該廢硫酸是一種粘度較大的膠狀液體，其色澤呈黑紅色，性質(zhì)不穩(wěn)定，散發(fā)特殊性臭味，很難處理，如直接排放，將給生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重污染?，F(xiàn)有工廠化烷基化廢酸處理技術(shù)主要有生產(chǎn)白炭黑和石油防銹劑工藝及焚燒裂解制工業(yè)硫酸工藝，這兩種工藝均存在一定的缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本實(shí)用新型的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供一種焼基化廢硫酸處理制硫橫新 |101|裝直。
[0014]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0015]一種烷基化廢硫酸處理裝置，其包括廢酸焚燒爐、水洗塔、電除霧器、酸性氣燃燒爐、一級冷凝冷卻器、一級反應(yīng)器、二級冷凝冷卻器、一級反應(yīng)加熱器和硫池；所述廢酸焚燒爐的氣體入口端連接有廢酸燃燒器，所述廢酸焚燒爐的氣體出口端連接有廢酸焚燒爐熱量回收系統(tǒng)，所述廢酸焚燒爐熱量回收系統(tǒng)的氣體出口通過管路連接至所述水洗塔的氣體入口 ；所述水洗塔(12)的氣體出口通過管路連接所述電除霧器的入口 ；所述酸性氣燃燒爐的酸性氣體入口端連接有酸性氣燃燒爐燒嘴，酸性氣燃燒爐的爐氣出口端連接有酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐，所述電除霧器的出口通過管路分別或擇一與所述酸性氣燃燒爐燒嘴、酸性氣燃燒爐中部或一級反應(yīng)加熱器相連通；所述一級冷凝冷卻器的氣體入口與所述酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐的氣體出口相通，一級冷凝冷卻器的液硫出口通過管路與所述硫池相連接，一級冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與所述一級反應(yīng)加熱器的待加熱氣體入口相連，所述一級反應(yīng)加熱器的加熱后氣體出口連接至所述一級反應(yīng)器的氣體入口，所述一級反應(yīng)器的反應(yīng)后氣體出口通過管路連接至所述二級冷凝冷卻器的氣體入口，所述二級冷凝冷卻器的液硫出口通過管路與所述硫池相連接。
[0016]進(jìn)一步的，可以在二級冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器入口相連接，該捕集器的出口通過管路連接至尾氣處理系統(tǒng)，并且在捕集器與尾氣處理系統(tǒng)之間的管路上設(shè)有43/3(?在線分析儀。本裝置也可以設(shè)備二級反應(yīng)器以及多級(三級及以上)反應(yīng)器，其中設(shè)置二級或多級反應(yīng)器時，可以對硫磺回收部分做適當(dāng)調(diào)整并增加相應(yīng)設(shè)備。
[0017]本裝置還包括二級反應(yīng)加熱器、二級反應(yīng)器和三級冷凝冷卻器，其中所述二級冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與所述二級反應(yīng)加熱器的待加熱氣體入口相連，二級反應(yīng)加熱器的加熱后氣體出口連接至所述二級反應(yīng)器的氣體入口，二級反應(yīng)器的反應(yīng)后氣體出口與所述三級冷凝冷卻器的氣體入口相通；所述三級冷凝冷卻器的液硫出口通過管路與所述硫池相連接。當(dāng)只有三級冷凝冷卻時，三級冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器入口相連接，該捕集器的出口通過管路連接至尾氣處理系統(tǒng)，并且在捕集器與尾氣處理系統(tǒng)之間的管路上設(shè)有氏3#02在線分析儀。
[0018]本裝置還可以包括三級反應(yīng)加熱器、三級反應(yīng)器和四級冷凝冷卻器，其中所述三級冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與所述三級反應(yīng)加熱器的待加熱氣體入口相連，三級反應(yīng)加熱器的加熱后氣體出口連接至所述三級反應(yīng)器的氣體入口，三級反應(yīng)器的反應(yīng)后氣體出口與所述四級冷凝冷卻器的氣體入口相通；所述四級冷凝冷卻器的液硫出口通過管路與所述硫池相連接。當(dāng)只有四級冷凝冷卻時，四級冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器入口相連接，該捕集器的出口通過管路連接至尾氣處理系統(tǒng)，并且在捕集器與尾氣處理系統(tǒng)之間的管路上設(shè)有43/3(?在線分析儀。
[0019]本裝置中還可以包括水洗塔循環(huán)泵，該水洗塔循環(huán)泵的入口與所述水洗塔的塔底出口相連接，水洗塔循環(huán)泵的一個出口連接至所述水洗塔上部的一個水洗入口，在其管道上依次設(shè)有過濾器和水冷卻器，另一個出口用于排出急冷水廢水。
[0020]本裝置可以在電除霧器的出口與酸性氣燃燒爐燒嘴、酸性氣燃燒爐中部或一級反應(yīng)加熱器之間的管路上設(shè)有一個用以給氣體加壓的鼓風(fēng)機(jī)。在廢酸燃燒器上可設(shè)有用以霧化廢硫酸的噴槍，噴槍上設(shè)有廢硫酸入口與壓縮空氣入口，廢酸燃燒器上還設(shè)有空氣或氧氣入口、燃料氣入口以及酸性氣入口 ；在所述酸性氣燃燒爐上設(shè)有酸性氣入口和空氣或氧氣入口，在所述酸性氣燃燒爐上也設(shè)有酸性氣入口。
[0021]石油煉制工廠一般都配套硫磺回收裝置以回收原油中被脫除的硫化氫生產(chǎn)硫磺。本裝置充分利用石油煉制工廠現(xiàn)有資源條件，將廢酸焚燒裂解生成302后直接送入硫磺回收裝置工藝流程的不同位置以增加回收成硫磺產(chǎn)品。首先用硫磺裝置需正常處理的含只23的酸性氣做廢酸裂解的燃料來高溫焚燒廢硫酸，所生產(chǎn)的氣體中主要成分302、002? ！！20等組分與硫磺回收裝置正常生產(chǎn)的過程氣組分相同，其送入硫磺回收裝置后硫回收率可達(dá)到99.98%，實(shí)現(xiàn)元素硫的高效回收利用。這樣既處理了烷基化的廢硫酸，節(jié)省了常規(guī)工藝裂解廢酸的大量燃料氣，同時回收利用了廢酸中聚合油的熱量，又最大化利用了現(xiàn)有裝置，減少投資，實(shí)現(xiàn)了硫資源的高效回收利用，也保護(hù)了環(huán)境。該裝置工藝具有適應(yīng)性強(qiáng)、工藝流程較短、設(shè)備少、投資小、能源消耗低、操作簡單等特點(diǎn)。
[0022]本裝置的工藝是將廢酸的處理和硫磺回收裝置有機(jī)的結(jié)合起來，最終將廢酸中的硫元素回收為硫磺。廢酸在過氧和溫度在100(^11001的環(huán)境下硫酸均被分解為302，有機(jī)物全部被分解氧化為(?，廢酸高溫下裂解所需的熱量由酸性氣過氧燃燒釋放的熱量提供。其工藝反應(yīng)原理如下:
[0023]！！2804 — 802^?。?0^ 1/20^
[0024]^ + (父十丫/佩一父⑶片丫/之郵
[0025]^8+3/202 — 302十??！20
[0026]802^2?。?8 — 38+2^0
[0027]以上工藝組合不僅回收了廢酸中的硫元素和有機(jī)物的燃燒熱量，無污染物產(chǎn)生，同時也增加了硫磺回收裝置的硫磺產(chǎn)量。
[0028]本裝置的實(shí)施過程中，經(jīng)加壓的廢酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)??！2304?85%，！！20 ^11.5%，油?3.5%，壓力0.6^0.81？3?和壓縮空氣混合，通過噴槍送入廢酸裂解爐前端霧化；硫磺回收裝置的部分酸性氣和空氣或氧氣通過酸性氣燒嘴進(jìn)入到廢酸裂解爐中充分燃燒提供廢酸裂解的熱量。通過控制酸性氣和空氣或氧氣的流量來控制燃燒爐前段燃燒溫度100(^11001，以達(dá)到廢酸裂解的溫度。廢酸經(jīng)過焚燒爐后進(jìn)入廢酸焚燒爐熱量回收設(shè)施將100(^11001的高溫焚燒爐氣溫度降為20(^4001后送水洗塔的下部。在水洗塔中洗去爐氣中的雜質(zhì)后爐氣從水洗塔頂部出來，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓后，裂解的爐氣進(jìn)入硫磺回收裝置的酸性氣燃燒爐。水洗塔的水來源是從硫磺回收裝置的急冷塔外排的急冷水，如果不足則用工藝水補(bǔ)充。
[0029]經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓后的裂解爐氣直接進(jìn)入酸性氣燃燒爐中。酸性氣和空氣或氧氣通過酸性氣燃燒爐燒嘴混合均與燃燒后進(jìn)入酸性氣燃燒爐。通過控制酸性氣和空氣或氧氣的流量來控制燃燒爐的溫度在100(^13001。裂解爐氣一般從空氣或氧氣管線加入，也可以從燃燒爐燒嘴加入，或者直接加入到酸性氣燃燒爐爐殼的中間部分。通過控制酸性氣燃燒爐燃燒所需氧(空氣或氧氣)的量來控制出口的的001比值范圍在2:1以達(dá)到制硫工藝的要求。
[0030]從酸性氣燃燒爐出來的高溫爐氣溫度約100(^13001經(jīng)過酸性氣廢熱鍋爐回收能量后降溫到30(^3501，降溫后的爐氣進(jìn)入一級硫冷凝冷卻器冷卻，爐氣在一級冷凝冷卻器冷卻至16(^1801并經(jīng)除霧后，液硫從一級冷凝冷卻器底部經(jīng)硫封進(jìn)入硫池。從一級冷凝冷卻器出來的爐氣，經(jīng)過一級反應(yīng)加熱器加熱后進(jìn)入一級反應(yīng)器，在反應(yīng)器中進(jìn)一步使?fàn)t氣中的部分氏3、802在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)生成單質(zhì)硫。一級反應(yīng)器的操作條件為23(^2501，一級反應(yīng)器后的氣體在二級硫冷凝冷卻器中冷凝，液硫從二級冷凝冷卻器底部經(jīng)硫封進(jìn)入硫池。本裝置可以設(shè)備一級反應(yīng)器、二級反應(yīng)器或多級反應(yīng)器，以采用二級反應(yīng)器為例，從二級硫冷凝冷卻器出來的氣體經(jīng)加熱后進(jìn)入二級反應(yīng)器。二級反應(yīng)器的操作條件為210?230。匕在酸性氣燃燒爐中，總硫的?70%轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，經(jīng)過三次的轉(zhuǎn)化，硫回收率可以達(dá)到96%。
[0031]本方案一般采用二個反應(yīng)器，也可以采用三個反應(yīng)器來提高硫的回收率。反應(yīng)器是本方案中必不可少的設(shè)備。為了使?fàn)t氣中的取3和302繼續(xù)在反應(yīng)器中反應(yīng)生成硫，必須在進(jìn)入反應(yīng)器前達(dá)到一定的溫度。反應(yīng)器加熱器可以采用自產(chǎn)的高壓蒸汽加熱過程氣，也可以采用摻和閥工藝即酸性氣焚燒爐中的高溫爐氣加熱過程氣或者用其它的介質(zhì)加熱等方法。硫冷凝器、反應(yīng)加熱器和反應(yīng)器等設(shè)備的型式可以是多樣的，可以是單臺的，也可以是多臺合并一臺型式的。
[0032]本實(shí)用新型的有益效果:
[0033]本裝置利用烷基化廢酸處理+硫磺回收工藝路線，采用硫磺回收裝置所需處理的含職的酸性氣作燃料，既處理了烷基化的廢硫酸，又處理了含昭的酸性氣同時節(jié)省了裂解廢酸所需的天然氣，回收了廢酸中的聚合油的熱量，同時又實(shí)現(xiàn)了硫元素的充分回收利用，保護(hù)了環(huán)境，生產(chǎn)的硫磺也具有經(jīng)濟(jì)效益。本裝置工藝具有適用范圍廣、工藝流程較短、設(shè)備少、投資小、能源消耗低、操作簡單等特點(diǎn)。本工藝與裂解廢硫酸制工業(yè)硫酸工藝相比，以2.5萬噸/年廢酸裂解制工業(yè)硫酸裝置為例(不含尾氣凈化部分)可節(jié)約投資1.1億，節(jié)約天然氣393跑3作，節(jié)約電耗14401^1.11/11，節(jié)約32% (^)^0? 0.4七/卜，節(jié)約循環(huán)冷卻水1200丨/卜，減少操作人員約8人，增加硫磺產(chǎn)量6940噸/年。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖中，1-酸性氣燃燒爐燒嘴，2-酸性氣燃燒爐，3-酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐，4-酸性氣，5-空氣或氧氣，6-廢硫酸，7-廢酸燃燒器，8-廢酸焚燒爐，9-壓縮空氣，10-燃料氣，11-廢酸焚燒爐熱量回收系統(tǒng)，12-水洗塔，13-水洗塔循環(huán)泵，14-水洗塔過濾器，15-急冷水廢水，16-急冷水冷卻器，17-鼓風(fēng)機(jī)，18-—級冷凝冷卻器，19-一級反應(yīng)加熱器，20-—級反應(yīng)器，21- 二級冷凝冷卻器，22- 二級反應(yīng)加熱器，23- 二級反應(yīng)器，24-三級冷凝冷卻器，25-捕集器，26~！128 7 802在線分析儀，27-硫池，28-電除霧器。
[0036]圖2是一種生產(chǎn)白炭黑和石油防銹劑工藝流程圖。
[0037]圖3是一種裂解制工業(yè)硫酸工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0039]如圖所示，本烷基化廢硫酸處理裝置包括廢酸焚燒爐8、水洗塔12、電除霧器28、酸性氣燃燒爐2、一級冷凝冷卻器18、一級反應(yīng)器20、二級冷凝冷卻器21、一級反應(yīng)加熱器19和硫池27。其中廢酸焚燒爐8的氣體入口端連接有廢酸燃燒器7，廢酸燃燒器7的出口直接，在廢酸燃燒器7上設(shè)有用以霧化廢硫酸的噴槍，噴槍設(shè)有廢硫酸與壓縮空氣入口，廢酸燃燒器7上還設(shè)有空氣或氧氣入口、燃料氣入口以及酸性氣入口 ；廢酸焚燒爐8的氣體出口端連接有廢酸焚燒爐熱量回收系統(tǒng)11。廢酸焚燒爐熱量回收系統(tǒng)11的氣體出口通過管路連接至水洗塔12的氣體入口。
[0040]與水洗塔12配套的還有水洗塔循環(huán)泵13和水洗塔過濾器14，其中水洗塔循環(huán)泵13使用急冷水循環(huán)利用，其入口與水洗塔12的塔底出口相連接，水洗塔循環(huán)泵13的一個出口連接至水洗塔12上部的一個水洗入口，使水循環(huán)回水洗塔12 ；水洗塔循環(huán)泵13的一個出口還通過管路與水洗塔過濾器14相連接，經(jīng)水洗塔過濾器14過濾后返回水洗塔循環(huán)泵13至水洗塔12塔頂?shù)墓芫€上；水洗塔循環(huán)泵13的一個出口排放廢水出系統(tǒng)去污水處理設(shè)施。
[0041]本裝置的酸性氣燃燒爐2的酸性氣體入口端連接有酸性氣燃燒爐燒嘴1，酸性氣燃燒爐燒嘴1的出口直接。在酸性氣燃燒爐1上設(shè)有酸性氣入口和空氣或氧氣入口，在酸性氣燃燒爐2上也可設(shè)有酸性氣入口。酸性氣燃燒爐2的爐氣出口端連接有酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐3。水洗塔12的頂部氣體出口通過管路連接所述電除霧器28的入口，電除霧器28的出口通過管路分別或擇一與所述酸性氣燃燒爐燒嘴1、酸性氣燃燒爐2中部或一級反應(yīng)加熱器19相連通，也可以不與一級反應(yīng)加熱器19相連；在水洗塔12的頂部氣體出口與酸性氣燃燒爐燒嘴1、酸性氣燃燒爐2或一級反應(yīng)加熱器19之間的管路上設(shè)有一個電除霧器28，除去微量酸霧和水霧后進(jìn)入氣體加壓的鼓風(fēng)機(jī)17，壓縮后的氣體通過管路進(jìn)入所述的酸性氣燃燒爐燒嘴1、酸性氣燃燒爐2或一級反應(yīng)加熱器19。
[0042]本裝置的一級冷凝冷卻器18的氣體入口與所述酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐3的氣體出口相通，一級冷凝冷卻器18的液硫出口通過管路與所述硫池相連接，一級冷凝冷卻器18的冷凝后氣體出口與所述一級反應(yīng)加熱器19的待加熱氣體入口相連，一級反應(yīng)加熱器19的加熱后氣體出口連接至一級反應(yīng)器20的氣體入口，一級反應(yīng)器20的反應(yīng)后氣體出口通過管路連接至二級冷凝冷卻器21的氣體入口，二級冷凝冷卻器21的液硫出口通過管路與所述硫池相連接。
[0043]本裝置可以采用一級反應(yīng)器，為了達(dá)到較好的回收效果和回收率，該裝置可采用兩級或多級(三級以上)反應(yīng)器進(jìn)行硫回收。當(dāng)采用一級反應(yīng)器時，二級冷凝冷卻器21的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器入口相連接，該捕集器的出口通過管路連接至尾氣處理系統(tǒng)，并且在捕集器與尾氣處理系統(tǒng)之間的管路上設(shè)有在線分析儀。當(dāng)采用二級反應(yīng)器時，如圖1所示，該裝置進(jìn)一步包括二級反應(yīng)加熱器22、二級反應(yīng)器23和三級冷凝冷卻器24，其中二級冷凝冷卻器21的冷凝后氣體出口不與捕集器相連，而是與二級反應(yīng)加熱器22的待加熱氣體入口相連，二級反應(yīng)加熱器22的加熱后氣體出口連接至二級反應(yīng)器23的氣體入口，二級反應(yīng)器23的反應(yīng)后氣體出口與三級冷凝冷卻器24的氣體入口相通；三級冷凝冷卻器24的液硫出口通過管路與所述硫池27相連接。三級冷凝冷卻器24的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器25入口相連接，該捕集器25的出口通過管路連接至尾氣處理系統(tǒng)，并且在捕集器25與尾氣處理系統(tǒng)之間的管路上設(shè)有43/3(?在線分析儀26。
[0044]當(dāng)采用三級反應(yīng)器時，該裝置還包括三級反應(yīng)加熱器、三級反應(yīng)器和四級冷凝冷卻器，其中三級冷凝冷卻器24的冷凝后氣體出口不與捕集器相連，而是與三級反應(yīng)加熱器的待加熱氣體入口相連，三級反應(yīng)加熱器的加熱后氣體出口連接至所述三級反應(yīng)器的氣體入口，三級反應(yīng)器的反應(yīng)后氣體出口與所述四級冷凝冷卻器的氣體入口相通；所述四級冷凝冷卻器的液硫出口通過管路與所述硫池相連接。四級冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器入口相連接，該捕集器的出口通過管路連接至尾氣處理系統(tǒng)，并且在捕集器與尾氣處理系統(tǒng)之間的管路上設(shè)有43/3(?在線分析儀。
[0045]本裝置中的一級反應(yīng)加熱器、二級反應(yīng)加熱器或三級反應(yīng)加熱器可以設(shè)置在酸性氣燃燒爐2的外部。該加熱器也可以直接為加熱摻和閥，各加熱摻和閥可設(shè)于酸性氣燃燒爐上并與爐內(nèi)相通，這種類型的加熱器可以利用酸性氣燃燒爐的爐氣加熱經(jīng)冷凝器冷凝后的進(jìn)入反應(yīng)器之前的氣體。
[0046]以圖1中的裝置為例，本裝置的運(yùn)行狀況如下:來自烷基化裝置經(jīng)過加壓泵加壓到0.6?0.81？3的廢酸6 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)瓜304?85%，??！20?11.5%，油?3.5%，用0.6?0.81？3的壓縮空氣9做為霧化介質(zhì)和廢酸6通過廢酸燃燒器7 —起噴射進(jìn)廢酸焚燒爐8殼體內(nèi)；酸性氣4分流一部分進(jìn)入到廢酸焚燒燃燒器7，燃料需要的空氣或氧氣5送入廢酸焚燒燃燒器7。在廢酸焚燒爐8爐膛中，酸性氣4與空氣或氧氣5控制燃燒至100(^11001，且控制廢酸焚燒爐出口氣體中氧含量在0?10%范圍內(nèi)，在廢酸焚燒爐8殼體內(nèi)廢硫酸6將完全熱分解成302和！！20，同時廢硫酸6中的烴類物質(zhì)也完全分解為002。從廢酸焚燒爐8殼體出來的高溫爐氣通過廢酸焚燒爐熱量回收系統(tǒng)11回收熱量降為2001001后進(jìn)入水洗塔12的底部，硫磺回收裝置外排的急冷水16從水洗塔塔頂加入，水洗后的爐氣從水洗塔12的頂部出來進(jìn)入電除霧器28捕集酸霧和水霧，脫出霧粒后的爐氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)17增壓后進(jìn)入硫磺回收裝置的空氣或氧氣5管線，也可以進(jìn)入酸性氣燃燒爐2的中間部分或一級反應(yīng)加熱器19前的管線上。水洗塔16底部出來的急冷水經(jīng)急冷水循環(huán)泵13加壓后送至水洗塔16頂部循環(huán)洗滌，部分循環(huán)水經(jīng)急冷水過濾器16過濾；部分廢水29外排至廢水處理設(shè)施。
[0047]部分含酸性氣4直接送入酸性氣燃燒爐燒嘴1及酸性氣燃燒爐2內(nèi)(根據(jù)工藝需要可以全部進(jìn)入燒嘴、也可以部分進(jìn)入燒嘴和部分進(jìn)入酸性氣燃燒爐)。在酸性氣燃燒爐2內(nèi)，根據(jù)制硫反應(yīng)需氧量，通過在線分析儀26反饋數(shù)據(jù)嚴(yán)格控制進(jìn)爐空氣或氧氣5量使43/3(?的11101比值范圍在2:1左右。在酸性氣燃燒爐2中燃燒溫度達(dá)到90(^14001，酸性氣4中烴類等有機(jī)物將全部分解，在酸性氣燃燒爐內(nèi)約609^7096(4的進(jìn)行高溫克勞斯反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫，余下的43中約有1/3轉(zhuǎn)化為302。酸性氣燃燒爐2排出的高溫過程氣經(jīng)過酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐3回收熱量產(chǎn)蒸汽后，冷卻至200?400 V，過程氣中的、802在后面的反應(yīng)器中繼續(xù)部分反應(yīng)生成單質(zhì)硫。從酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐3出來的爐氣經(jīng)管線進(jìn)入一級冷凝冷卻器18冷卻至16(^1801并經(jīng)除霧后，液硫從一級冷凝冷卻器底部經(jīng)進(jìn)入硫池27。從一級硫冷凝冷卻器18出來的爐氣經(jīng)一級反應(yīng)加熱器19加熱至23(^2501后進(jìn)入一級反應(yīng)器20，使?fàn)t氣中的部分?。?3、302在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)生成單質(zhì)硫。一級反應(yīng)器20的操作條件為23(^2501，經(jīng)一級反應(yīng)器20后的過程氣在二級硫冷凝冷卻器21中冷凝，液硫從二級冷凝冷卻器21底部進(jìn)入硫池27。從二級硫冷凝冷卻器21出來的氣體經(jīng)二級反應(yīng)加熱器22加熱后進(jìn)入二級反應(yīng)器23。二級反應(yīng)器23的操作條件為21(^2301。從二級反應(yīng)器23出來的氣體在三級硫冷凝冷卻器24中降溫至13(^1501后，液硫從三級冷凝冷卻器24底部進(jìn)入硫池27。從三級冷凝冷卻器24出來的氣體經(jīng)過捕集器25捕集微量硫霧滴后進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)。在酸性氣燃燒爐2中，總硫的?70%轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，再經(jīng)過二個反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化，硫回收率可以達(dá)到、6%。
【權(quán)利要求】
1.一種烷基化廢硫酸處理裝置，其特征在于其包括廢酸焚燒爐(8)、水洗塔(12)、電除霧器(28)、酸性氣燃燒爐(2)、一級冷凝冷卻器(18)、一級反應(yīng)器(20)、二級冷凝冷卻器(21)、一級反應(yīng)加熱器(19)和硫池(27);所述廢酸焚燒爐(8)的氣體入口端連接有廢酸燃燒器(7)，所述廢酸焚燒爐(8)的氣體出口端連接有廢酸焚燒爐熱量回收系統(tǒng)(11)，所述廢酸焚燒爐熱量回收系統(tǒng)(11)的氣體出口通過管路連接至所述水洗塔(12)的氣體入口，所述水洗塔(12)的氣體出口通過管路連接所述電除霧器(28)的入口 ；所述酸性氣燃燒爐(2)的酸性氣體入口端連接有酸性氣燃燒爐燒嘴(1)，酸性氣燃燒爐(2)的爐氣出口端連接有酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐(3)，所述電除霧器(28)的出口通過管路分別或擇一與所述酸性氣燃燒爐燒嘴(I)、酸性氣燃燒爐(2)中部或一級反應(yīng)加熱器(19)相連通；所述一級冷凝冷卻器(18)的氣體入口與所述酸性氣燃燒爐廢熱鍋爐(3)的氣體出口相通，一級冷凝冷卻器(18)的液硫出口通過管路與所述硫池相連接，一級冷凝冷卻器(18)的冷凝后氣體出口與所述一級反應(yīng)加熱器(19)的待加熱氣體入口相連，所述一級反應(yīng)加熱器(19)的加熱后氣體出口連接至所述一級反應(yīng)器(20)的氣體入口，所述一級反應(yīng)器(20)的反應(yīng)后氣體出口通過管路連接至所述二級冷凝冷卻器(21)的氣體入口，所述二級冷凝冷卻器(21)的液硫出口通過管路與所述硫池相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烷基化廢硫酸處理裝置，其特征在于所述二級冷凝冷卻器(21)的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器入口相連接，該捕集器的出口通過管路連接至尾氣處理系統(tǒng)，并且在捕集器與尾氣處理系統(tǒng)之間的管路上設(shè)有H2S/S02在線分析儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烷基化廢硫酸處理裝置，其特征在于該裝置還包括二級反應(yīng)加熱器(22)、二級反應(yīng)器(23)和三級冷凝冷卻器(24)，其中所述二級冷凝冷卻器(21)的冷凝后氣體出口與所述二級反應(yīng)加熱器(22)的待加熱氣體入口相連，二級反應(yīng)加熱器(22)的加熱后氣體出口連接至所述二級反應(yīng)器(23)的氣體入口，二級反應(yīng)器(23)的反應(yīng)后氣體出口與所述三級冷凝冷卻器(24)的氣體入口相通；所述三級冷凝冷卻器(24)的液硫出口通過管路與所述硫池(27)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的烷基化廢硫酸處理裝置，其特征在于所述三級冷凝冷卻器(24)的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器(25)入口相連接，該捕集器(25)的出口通過管路連接至尾氣處理系統(tǒng)，并且在捕集器(25)與尾氣處理系統(tǒng)之間的管路上設(shè)有H2S/S02在線分析儀(26)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的烷基化廢硫酸處理裝置，其特征在于該裝置還包括三級反應(yīng)加熱器、三級反應(yīng)器和四級冷凝冷卻器，其中所述三級冷凝冷卻器(24)的冷凝后氣體出口與所述三級反應(yīng)加熱器的待加熱氣體入口相連，三級反應(yīng)加熱器的加熱后氣體出口連接至所述三級反應(yīng)器的氣體入口，三級反應(yīng)器的反應(yīng)后氣體出口與所述四級冷凝冷卻器的氣體入口相通；所述四級冷凝冷卻器的液硫出口通過管路與所述硫池相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的烷基化廢硫酸處理裝置，其特征在于所述四級冷凝冷卻器的冷凝后氣體出口與捕集微量硫霧滴的捕集器入口相連接，該捕集器的出口通過管路連接至尾氣處理系統(tǒng)，并且在捕集器與尾氣處理系統(tǒng)之間的管路上設(shè)有h2s/so2在線分析儀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烷基化廢硫酸處理裝置，其特征在于該裝置還包括水洗塔循環(huán)泵(13)，該水洗塔循環(huán)泵(13)的入口與所述水洗塔(12)的塔底出口相連接，水洗塔循環(huán)泵(13)的一個出口連接至所述水洗塔(12)上部的一個水洗入口，其管道上依次設(shè)有過濾器(14 )和水冷卻器(16 )，另一個出口用于排出急冷水廢水(15 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烷基化廢硫酸處理裝置，其特征在于在所述電除霧器(28)的出口與酸性氣燃燒爐燒嘴(I)、酸性氣燃燒爐(2)或一級反應(yīng)加熱器(19)之間的管路上設(shè)有一個用以給氣體加壓的鼓風(fēng)機(jī)(17)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烷基化廢硫酸處理裝置，其特征在于在所述廢酸燃燒器(7)上設(shè)有用以霧化廢硫酸的噴槍，噴槍上設(shè)有廢硫酸入口與壓縮空氣入口，廢酸燃燒器(7)上還設(shè)有空氣或氧氣入口、燃料氣入口以及酸性氣入口 ；在所述酸性氣燃燒爐(I)上設(shè)有酸性氣入口和空氣或氧氣入口，在所述酸性氣燃燒爐(2)上也設(shè)有酸性氣入口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烷基化廢硫酸處理裝置，其特征在于所述一級反應(yīng)加熱器(19)設(shè)于所述酸性氣燃燒爐(2)外部，或者所述一級反應(yīng)加熱器(19)為加熱摻和閥，其設(shè)于酸性氣燃燒爐(2)上并與爐內(nèi)相通。
【文檔編號】C01B17/06GK204151069SQ201420537704
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】王奎, 邢亞琴, 李明軍, 汪群, 張傳玲, 陳寧 申請人:中石化南京工程有限公司, 中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司