專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于脫硫化氫廢堿液深度處理的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于脫硫化氬廢堿液深度處理的新工藝和氧化 反應(yīng)設(shè)備。該工藝可用于煉油廠和/或天然氣中的硫化氬經(jīng)堿液吸收 處理后，廢堿液中無(wú)機(jī)硫化物的深度氧化和揮發(fā)性有機(jī)物的高效氣 提。屬于化工環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在煉油廠裂解氣或汽/柴油催化加氫工段，會(huì)產(chǎn)生大量舍一定濃
度的硫化氫(H2S)尾氣，由于硫化氫的毒性較大，不能直接向大氣 排放。這些尾氣通常采用堿液(^20)3或NaOH)進(jìn)行吸收處理，即通 過(guò)化學(xué)吸收方式將硫化氬轉(zhuǎn)化為Na2S從尾氣中除去。在吸收處理后 的廢堿液中含有大量的硫化鈉和少量高沸點(diǎn)烴類(lèi)物質(zhì)，溶液的C0D高 達(dá)幾十萬(wàn)到上千萬(wàn)卯m。目前，企業(yè)多采用高溫空氣氧化技術(shù)將Na2S 轉(zhuǎn)化為Na2S04,溶液中的部分烴類(lèi)物質(zhì)隨尾氣排出，所采用的設(shè)備為 篩板型/或填料型氧化反應(yīng)器，加熱介質(zhì)為水蒸氣，空氣/水蒸氣和廢 堿液以并流方式從塔底進(jìn)入，氧化后的堿液和含烴類(lèi)物質(zhì)的乏空氣均 從塔頂排出。這種處理技術(shù)具有如下缺點(diǎn)(1)由于液體在反應(yīng)器內(nèi) 的空塔速度4艮低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能將塔內(nèi)少量的固體顆粒(主要為固體懸浮 物及堿液的結(jié)晶物)從頂部帶出，從而引起反應(yīng)器塔板篩孔和混合器 堵塞，需要定期拆塔排渣，影響正常生產(chǎn)；(2)^喊液中Na2S的氧化 效果差；(3)熱空氣對(duì)廢堿液中溶解烴類(lèi)物質(zhì)的氣提效果差，使得處 理后堿液的COD濃度仍然在5000ppm以上，無(wú)法達(dá)標(biāo)排放；(4 )塔頂 乏空氣的氣味大，揮發(fā)性有機(jī)物的濃度高，存在超標(biāo)排放的問(wèn)題。
針對(duì)目前脫好減液氧化處理工藝中存在的問(wèn)題，我們^l是出了 一種 新的工藝，可以完全消除上述問(wèn)題，即(1)消除氧化塔的堵塔現(xiàn)象； (2)顯著提高Na2S的氧化率，出口廢堿液中Na2S的濃度可控制在 10ppm之內(nèi)；(3)顯著提高熱空氣對(duì)廢堿液中揮發(fā)性有機(jī)物的氣提效 果，出口石威液的COD在500卯ra-600ppm之間；(4 )尾氣經(jīng)催化燃燒可 以達(dá)標(biāo)排;故。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有廢堿液氧化工藝中的技術(shù)問(wèn)題，我們^t是出了如下工 藝，其流程如圖1所丁'r。廢石咸液從廢石威罐用堿泵抽出，先經(jīng)廢氣冷凝冷卻器換熱，再通過(guò)
堿液預(yù)熱器預(yù)熱后，再用蒸汽加熱至11()~130°C,進(jìn)入氧化反應(yīng)器 頂部；空氣經(jīng)蒸汽加熱至110~130°C,由氧化反應(yīng)器底部進(jìn)入。氣 液在氧化反應(yīng)器中逆流流動(dòng)并發(fā)生氧化反應(yīng)，將Na2S氧化為Na2S04, 重質(zhì)烴隨塔頂尾氣排出，以降低出口堿液的COD,達(dá)到排放指標(biāo)。出 口堿液進(jìn)入換熱器降溫，再進(jìn)冷卻器冷卻后排力文。
為保證塔內(nèi)操作壓力，氧化反應(yīng)器頂設(shè)有壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制尾 氣排放量，以維持反應(yīng)器內(nèi)操作壓力為().5-0.6MPa。尾氣先進(jìn)入 氣液分離罐，并控制排放壓力(0. 05 ~ 0. IMPa )再送去燃燒。
采用逆流操作后，氧化反應(yīng)器內(nèi)的儲(chǔ)液量采用塔底自動(dòng)調(diào)節(jié)閥用 塔液面控制，以保證液體停留時(shí)間。
氧化反應(yīng)器包括多塊圓形篩孔板，其特征在于，在每塊圓形篩孔 板上均安裝有一根降液管，且降液管兩端不和圓形篩孔板接觸，降液 管穿過(guò)圓形篩孔玲反后分為上部和下部，降液管上部在圓形篩孔板以上 2-6mm的高度處至少設(shè)置一個(gè)孔，用于防止固體懸浮物在篩板上的累 積。
該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證了氣液兩相的逆流接觸，增大了氣/液傳質(zhì)的速 率和反應(yīng)推動(dòng)力。熱空氣通過(guò)篩板孔上行，廢石威液通過(guò)降液管下行， 篩板上的固體懸浮物經(jīng)降液管以及降液管上的開(kāi)孔流入下層塔板，從 而防止了固體懸浮物在塔板的聚集，少量的固體懸浮物隨堿液從塔底 排出。該工藝出來(lái)的含重質(zhì)烴的乏空氣可以直接通過(guò)催化焚燒設(shè)備進(jìn) 行無(wú)害化處理。
本發(fā)明所提供的工藝適用于脫硫化氫廢堿液的無(wú)害化處理，條件 溫和，工藝簡(jiǎn)單，易于操作，具有以下有益效果(l)消除廢堿液氧 化塔的堵塔現(xiàn)象，(2)顯著提高Na2S的氧化率，出口廢堿液中Na2S 的濃度可控制在10ppm之內(nèi)，(3 )顯著提高熱空氣對(duì)廢石成液中揮發(fā)性 有機(jī)物的氣提效果，出口堿液的COD在500ppm之內(nèi)，(4)尾氣經(jīng)催 化燃燒可以達(dá)標(biāo)排;^文。
以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一 步說(shuō)明。


圖1脫硫廢堿液的氧化和重質(zhì)烴氣提脫除的工藝流程圖 圖2深液層氣/液氧化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及塔板內(nèi)構(gòu)件示意圖具體實(shí)施方式
本技術(shù)的核心設(shè)備為氧化反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖2(a)，篩 孔板結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2(b)，降液管結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2(c)和圖2(d)所示。
圖中l(wèi)、廢氣冷凝冷卻器；2、堿液預(yù)熱器；3、氧化反應(yīng)器；4、 氣液分離罐5、篩孔板；6、降液管。圖1.2中的尺寸單位為mm。
對(duì)照例
廢堿液、空氣和水蒸汽按照2t/h， 180 NMVh (折合為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) 條件下)，和200kg/h的流量比例經(jīng)靜態(tài)混合器混合換熱后，使混合 液的溫度達(dá)到ll(TC左右，然后從氧化反應(yīng)塔的底部進(jìn)入。氧化反應(yīng) 塔為篩孔板結(jié)構(gòu)(無(wú)降液管構(gòu)件)，空氣和液堿均通過(guò)篩孔并流上行， 同時(shí)發(fā)生廢石成液的空氣氧化反應(yīng)，整個(gè)反應(yīng)塔的溫度在110-13(TC之 間。處理過(guò)的廢石成液從塔頂排出，進(jìn)入換熱器對(duì)廢堿液進(jìn)行預(yù)熱，然 后再進(jìn)入換熱器冷卻至室溫，調(diào)節(jié)pH值到中性后排放。攜帶有 1100卯m-1500ppm重質(zhì)烴的乏空氣從氧化反應(yīng)塔的塔頂排出，然后直 接排空。
實(shí)驗(yàn)中，待處理廢堿液中COD含量35, OOOppm左右，其中Na2S 含20, OOOppm左右，烴類(lèi)(主要是重?zé)N)約占15, OOOppm左右。堿液 在塔內(nèi)的停留時(shí)間為6小時(shí)，氧化塔內(nèi)塔底和塔頂?shù)臏囟确謩e為110 。C和13(TC左右，廢^f威液流量約2噸/小時(shí)，空氣流量為180標(biāo)方/小 時(shí)。經(jīng)過(guò)上述工藝處理的排放廢堿中COD在5, 000-7, OOOppm之間， 廢堿液的處理量增大時(shí)，廢液COD更高。另外，該反應(yīng)器還常發(fā)生塔 底篩盤(pán)和混合器的阻塞，影響正常生產(chǎn)。
實(shí)施例1
如圖1所示，經(jīng)堿液預(yù)熱器2預(yù)熱的廢堿液(流量為2t/h)與 水蒸氣(流量160kg/h)經(jīng)靜態(tài)混合器混合后纟皮升溫到12(TC，從頂 部進(jìn)入深液層氧化反應(yīng)器。壓力0. 6MPa流量300NM7h的空氣與流量 25kg/h的水蒸氣經(jīng)靜態(tài)混合器混合后#1升溫到125°C，從底部進(jìn)入深 液層氧化反應(yīng)器。廢堿液在氧化反應(yīng)器內(nèi)氧化反應(yīng)(停留時(shí)間)6小 時(shí)后從氧化反應(yīng)器底排出進(jìn)入換熱器回收熱量，再經(jīng)另 一個(gè)換熱器降 到常溫后取樣分析和排放。
氧化反應(yīng)器3為帶降液管6的篩孔板塔。空氣通過(guò)篩孔上行，合 適的氣/液流量比使得篩孔板5不發(fā)生漏液現(xiàn)象。堿液在重力作用下 沿降液管從上層篩孔板流至下層篩孔板，直至從塔底排出。塔板之間 的深液層為氣/液混合良好的氧化反應(yīng)區(qū)，處于高度攪動(dòng)狀態(tài)，反應(yīng)效果好，而且固體懸浮物不會(huì)在塔板沉積，少量的固體懸浮物將從降 液管以及緊鄰篩孔板的降液管上部的開(kāi)孔排入下層塔板。整個(gè)反應(yīng)塔
的溫度比較均勻(在120-135。C之間)。由于熱空氣的逆流氣提作用， 使得塔底堿液中重質(zhì)烴的含量較對(duì)比例大為降低。從塔頂排出的乏空 氣中具有較高含量的重質(zhì)烴和其他揮發(fā)性有機(jī)物，攜帶一定量重質(zhì)烴 的乏空氣從氧化反應(yīng)塔的塔頂排出，經(jīng)廢氣冷凝冷卻器1冷卻后回收 部分高沸點(diǎn)重質(zhì)烴，經(jīng)氣液分離罐4氣液分離然后去尾氣催化焚燒裝 置進(jìn)行無(wú)害化處理。
實(shí)驗(yàn)中，待處理廢堿液中COD含量35，000卯m左右，其中Na2S 含20， OOOppm左右，烴類(lèi)(主要是重?zé)N)約占15，000ppm左右。堿液 在塔內(nèi)的停留時(shí)間為6小時(shí)，氧化反應(yīng)器塔底和塔頂?shù)臏囟确謩e為 125。C和120。C左右，廢^ 咸液流量約2t/h，空氣流量為180麗Vh。經(jīng) 過(guò)上述工藝處理的排放廢堿中COD為500ppm,出口廢堿液中Na2S的 濃度在10ppm之內(nèi)，該反應(yīng)器不會(huì)發(fā)生塔底篩盤(pán)和混合器的阻塞。
實(shí)施例2
如圖1所示，經(jīng)換熱器預(yù)熱的廢^5威液(流量為3t/h)與水蒸氣 (流量250kg/h)經(jīng)靜態(tài)混合器混合后被升溫到125°C，從頂部進(jìn)入 深液層氧化反應(yīng)器。壓力0. 6MPa流量400NMVh的空氣與流量35kg/h 的水蒸氣經(jīng)靜態(tài)混合器混合后被升溫到13(TC,從底部進(jìn)入深液層氧 化反應(yīng)器。廢堿液在氧化反應(yīng)器內(nèi)氧化反應(yīng)(停留時(shí)間)7小時(shí)后從 氧化反應(yīng)器底排出進(jìn)入換熱器回收熱量，再經(jīng)另 一個(gè)換熱器降到常溫 后取樣分析和排^:。
實(shí)驗(yàn)中，初始條件同實(shí)施例l,經(jīng)過(guò)上述工藝處理的排放廢堿中 COD為560ppm，出口廢堿液中Na2S的濃度可控制在13ppm之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用于脫硫化氫廢堿液深度處理的工藝，其特征在于，包括以下步驟含硫化鈉的廢堿液經(jīng)水蒸氣加熱到120℃后進(jìn)入氧化反應(yīng)器的頂部；壓力為0.6MPa的空氣經(jīng)水蒸氣預(yù)熱到125℃后從底部進(jìn)入氧化反應(yīng)器；氣液在氧化反應(yīng)器內(nèi)逆流接觸，塔內(nèi)的溫度介于120-135℃之間；廢堿液在塔內(nèi)的停留時(shí)間6-10小時(shí)，從塔底排出廢堿液，從塔頂排出乏空氣尾氣。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工藝，其特征在于，氧化反應(yīng)器包括多塊圓 形篩孔板，在每塊圓形篩孔板上均安裝有一根降液管，且降液管兩端不和 圓形篩孔板接觸，降液管穿過(guò)圓形篩孔板后分為上部和下部，降液管上部 在圓形篩孔板以上2-6mm的高度處至少設(shè)置一個(gè)孔,用于防止固體懸浮物 在篩板上的累積。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，乏空氣尾氣通過(guò)催化燃 燒工段進(jìn)行無(wú)害化處理，實(shí)現(xiàn)空氣的達(dá)標(biāo)排放。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于脫硫化氫廢堿液深度處理工藝，屬于化工環(huán)保領(lǐng)域。本發(fā)明提供的工藝能提高氧化反應(yīng)效果，改善堿液中重質(zhì)烴的氣提效果，消除篩板型氧化反應(yīng)器的堵塞現(xiàn)象。該工藝采用由篩孔板和降液管組成的深液層反應(yīng)器進(jìn)行脫硫化氫廢堿液的空氣氧化，通過(guò)氣/液逆流接觸提高氣/液的傳質(zhì)和反應(yīng)推動(dòng)力，顯著改善堿液的氧化效果和對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的氣提效果。對(duì)于COD在30,000-50,000ppm的脫硫化氫廢堿液，脫除率在98％以上。特殊設(shè)計(jì)的降液管有助于消除塔板上固體懸浮物的聚集，克服操作過(guò)程中的堵塔現(xiàn)象。本工藝適用于煉油廠裂解氣、催化加氫脫硫尾氣、及各種含硫化氫尾氣經(jīng)NaOH或Na₂CO₃溶液吸收后，廢堿液的深度無(wú)害化處理。
文檔編號(hào)B01D53/48GK101579603SQ20091008778
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者李春喜, 楊祖榮 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)