CN110612150A - 利用膜和还原步骤强化克劳斯尾气处理 - Google Patents

利用膜和还原步骤强化克劳斯尾气处理 Download PDF

Info

Publication number
CN110612150A
CN110612150A CN201880030962.8A CN201880030962A CN110612150A CN 110612150 A CN110612150 A CN 110612150A CN 201880030962 A CN201880030962 A CN 201880030962A CN 110612150 A CN110612150 A CN 110612150A
Authority
CN
China
Prior art keywords
membrane
hydrogen sulfide
feed
carbon dioxide
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880030962.8A
Other languages
English (en)
Inventor
让-皮埃尔·R·巴拉盖
米林德·M·维迪雅
费拉斯·哈马德
塞巴斯蒂安·A·杜瓦尔
伊朗·D·查里-普拉达
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saudi Arabian Oil Co
Original Assignee
Saudi Arabian Oil Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saudi Arabian Oil Co filed Critical Saudi Arabian Oil Co
Publication of CN110612150A publication Critical patent/CN110612150A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B01D53/225—Multiple stage diffusion
    • B01D53/226—Multiple stage diffusion in serial connexion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B01D53/229—Integrated processes (Diffusion and at least one other process, e.g. adsorption, absorption)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/265—Drying gases or vapours by refrigeration (condensation)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
    • C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
    • C01B17/0456—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process the hydrogen sulfide-containing gas being a Claus process tail gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/16—Hydrogen sulfides
    • C01B17/164—Preparation by reduction of oxidic sulfur compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/202—Hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/302—Sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/304—Hydrogen sulfide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

一种从硫回收单元(SRU)尾气流中除去含硫化合物的方法，该方法包括以下步骤：将SRU尾气流引入还原单元以产生膜进料，还原单元被配置为将含硫化合物还原成硫化氢；将膜进料引入硫化氢膜单元，硫化氢膜单元包括膜，其中膜进料包含硫化氢；使膜进料接触膜的进料侧，从而使得硫化氢渗透通过膜到达渗透物侧；以及收集未渗透通过膜的渗余气体以产生烟囱进料，其中烟囱进料包含渗余气体。

Description

利用膜和还原步骤强化克劳斯尾气处理
技术领域
本发明涉及用于提高硫回收单元的硫回收率的***和方法。更具体而言，本发明提供了一种用于处理酸性气流并使其中的二氧化硫排放最小化的***和方法。
背景技术
作为天然气加工和石油馏分加氢处理的一部分，产生了大量的硫化氢(H2S)。H2S是有毒的，因此被转化为单质硫(S)，单质硫对于处理和运输而言是更实用且更安全的状态。随着更严格的燃料法规和日益增长的环境关注，以及处理高硫原油和天然气的需要，硫回收已经成为减排中的主要问题之一。单质硫是硫物质回收的最终状态。
在硫回收单元(SRU)中进行H2S向单质硫的转化。由于需要减少从回收单元释放到大气中的硫化合物的量以满足规定的法律限制，所以越来越强调硫回收的水平。对于这种转化，世界上最常用的方法被称为改良的克劳斯(Claus)处理工艺，或可供选择的克劳斯单元或改良的克劳斯单元。
改良的克劳斯处理工艺是用于将气态H2S转化成单质硫的热反应工序和催化反应工序的组合。
克劳斯单元进料气体具有宽范围的组成。大部分进料气体源自使用各种溶剂(胺、物理或混合溶剂)从石油炼制、天然气加工以及沥青砂、煤气化和其他工业的副产物气体中提取硫化氢的吸收处理。H2S的其他气体装置或炼油厂来源为含硫水汽提塔单元。
第一工序是在反应炉中的热反应工序(即，在没有催化剂的情况下)。在反应炉中使用足够的燃烧空气或富含氧气的空气来燃烧化学计量为三分之一的所含的H2S，从而对克劳斯单元的进料气体进行燃烧。在“非预热”运行条件下，反应炉的压力保持在约1.5巴(高于大气压35kPa至70kPa)，并且温度保持在约900℃至1350℃。来自进料气体的H2S连同二氧化硫(SO2)一起被热转化成单质硫。硫产率通常为约65％至72％，这取决于SRU的运行模式。提高反应炉和随后的冷凝器中的单质硫产率是有利的，因为这降低了催化反应器上的后续负荷。考虑到进料组成，通过调节空气/氧气进料、反应温度、压力和停留时间来设计反应炉的运行，以使硫回收最大化。此外，反应炉可以破坏进料气流中存在的污染物，如烃类。这些污染物通过产生可能导致催化剂床堵塞或失活的碳-硫化合物而使催化反应器出现问题。
来自反应炉的含有硫蒸气的热反应产物气体可以用于在废热锅炉中产生高压蒸汽，这也使得产物气体得以冷却。然后，产物气体在热交换器中进一步冷却和冷凝，同时产生另外的低压蒸汽。冷凝的液态硫在冷凝器的出口端与剩余的未反应气体分离，并被送至液硫槽或其他收集区。
然后，分离出的气体进入克劳斯单元的催化反应工序。催化反应工序包括两个至三个催化反应器。在硫冷凝器之后，分离出的气体被再加热并进入第一催化反应器，该第一催化反应器保持在约305℃的平均温度。在第一催化反应中，进料气体中约20％的H2S通过与SO2反应而转化成单质硫。为了避免催化床损坏并出于热力学考虑，温度受限于排气温度。在第二冷凝器中冷却来自第一催化反应器的出口产物气体，第二冷凝器也可以产生蒸汽。再次，冷凝的液态硫在第二冷凝器的出口端与剩余的未反应气体分离，并被送至硫储存装置。将第二冷凝器的分离出的气体送至另一个再加热器，并且在连续降低的反应器温度下，对于第二催化反应器和第三催化反应器重复地依次进行气体再加热、催化反应、冷凝以及将液态硫与未反应的气体分离。进料气体中约5％的H2S在第二反应器中转化成单质硫，并且进料气体中约3％的H2S在第三反应器中转化成单质硫。
最后，气流在通过焚烧炉之后，通过烟道释放到大气中，焚烧炉将所有剩余的硫物质氧化成SO2。此外，烟道气化合物包含水、氮气、氧气、二氧化硫和最终的二氧化碳。最终存在的二氧化碳来自酸性气体组合物(在诸如胺方法之类的脱硫方法中，CO2和H2S回收自天然气)。焚烧炉温度和耐火材料衬里的烟囱中的气体温度足够高(远高于气体露点)，以避免腐蚀并有助于SO2在周围空气中的快速扩散。此外，将烟囱设计成确保地面的SO2浓度低于当地的规章限制。
对于设计良好且运行良好的具有三个催化反应器的克劳斯硫回收装置，根据进料气体组成，总的硫转化率可以达到96％至98％。为了实现更高的转化率，必须添加尾气处理单元以进一步处理焚烧炉上游的废气或作为焚烧炉的替代物。尾气处理单元为精制单元。目前可获得的尾气处理单元可以有效实现高达99.2％的回收率，但是会显著增加克劳斯处理单元的资本成本，通常与克劳斯单元本身的数量级相同。
已经开发的尾气处理技术包括，但不限于，工艺、HighsulfTM、BSR/MDEATM、SultimateTM、Bechtel TGTU和Technip TGTU。所安装的尾气处理单元的选择取决于目标转化率，因为成本与所需的转化率水平直接相关。虽然Scot工艺的硫回收率可以达到99.9％，但是当克劳斯进料没有高浓度硫化氢时，例如除非大于55％，否则增加的成本和单元复杂性使得该方法不可行。除了会提高运行成本和资本成本之外，这些技术可能需要大量的物理占地面积以用于运行所必需的各种处理容器、塔、泵和存储容器。
因此，需要一种使释放到大气中的SO2最小化，而不需要过量的能量、设备和材料或工艺停工的方法。优选地，这种方法将保持克劳斯装置的总的硫生产力(overall sulfurcapacity)，同时提高总的硫回收效率。
发明内容
本发明涉及用于提高硫回收单元的硫回收率的***和方法。更具体而言，本发明提供了一种用于处理酸性气流并使其中的二氧化硫排放最小化的***和方法。
在本发明的一个方面，提供了一种从硫回收单元(SRU)尾气流中除去含硫化合物的方法。该方法包括以下步骤：将SRU尾气流引入还原单元以产生膜进料，该还原单元被配置为将含硫化合物还原成硫化氢；将膜进料引入硫化氢膜单元，该硫化氢膜单元包括膜，膜进料包含硫化氢；使膜进料接触膜的进料侧，从而使得硫化氢渗透通过膜到达渗透物侧；收集未渗透通过膜的渗余气体以产生烟囱进料，其中该烟囱进料包含渗余气体。
在某些方面，膜选自由硫化氢选择性膜和酸性气体选择性膜组成的组。在某些方面，将SRU尾气流引入还原单元以产生膜进料的步骤还包括以下步骤：将SRU尾气流引入还原单元的还原反应器；将还原剂引入还原反应器；使含硫化合物与还原剂在还原反应中进行反应，以产生经还原的料流，其中还原反应将含硫化合物还原成硫化氢，其中经还原的料流包含非冷凝气体和水蒸气；将经还原的料流引入还原分离器；以及在还原分离器中将非冷凝气体与水蒸气分离，以产生膜进料和废水流，其中膜进料包含非冷凝气体，非冷凝气体包含硫化氢，并且废水流包含冷凝水。在某些方面，该方法还包括以下步骤：将吹扫空气进料供应至膜的渗透物侧；收集吹扫空气进料中渗透通过膜的硫化氢，以产生富含硫化氢的空气；以及将富含硫化氢的空气引入硫回收单元，硫回收单元被配置为产生SRU尾气流。在某些方面，该方法还包括以下步骤：将酸性气体进料引入富集单元，其中酸性气体进料包含硫化氢和二氧化碳；使硫化氢与二氧化碳分离以产生经富集的进料和富含二氧化碳的料流，其中经富集的进料包含硫化氢，其中富含二氧化碳的料流包含二氧化碳；以及将经富集的进料引入硫回收单元。在某些方面，该方法还包括以下步骤：将酸性气体进料引入富集单元，其中酸性气体进料包含硫化氢和二氧化碳；将膜再循环料流引入富集单元，其中膜再循环料流包含硫化氢和二氧化碳；使硫化氢与二氧化碳在富集单元中分离以产生经富集的进料和富含二氧化碳的料流，其中经富集的进料包含硫化氢，并且富含二氧化碳的料流包含二氧化碳；将富含二氧化碳的料流供应至硫化氢膜单元的膜的渗透物侧；收集富含二氧化碳的料流中渗透通过膜到达渗透物侧的硫化氢，以产生膜再循环料流；以及将经富集的进料引入硫回收单元，硫回收单元被配置为产生SRU尾气流。在某些方面，该方法还包括以下步骤：由渗透通过硫化氢膜单元的膜的硫化氢形成硫化氢再循环料流，其中硫化氢再循环料流包含硫化氢。在某些方面，该方法还包括以下步骤：将硫化氢再循环料流与空气进料混合以形成经稀释的再循环料流，其中经稀释的再循环料流包含硫化氢和空气；以及将经稀释的再循环料流引入被配置为产生SRU尾气流的硫回收单元。在某些方面，该方法还包括以下步骤：将硫化氢在循环料流引入富集单元；将酸性气体进料引入富集单元，其中酸性气体进料包含硫化氢和二氧化碳；使硫化氢与二氧化碳在富集单元中分离，以产生经富集的进料和富含二氧化碳的料流，其中经富集的进料包含硫化氢，并且富含二氧化碳的料流包含二氧化碳；以及将经富集的进料引入被配置为产生SRU尾气流的硫回收单元。在某些方面，该方法还包括以下步骤：将硫化氢再循环料流与酸性气体进料混合，以产生混合进料，其中混合进料包含硫化氢和二氧化碳；将混合进料引入富集单元；以及使硫化氢与二氧化碳在富集单元中分离，以产生经富集的进料和富含二氧化碳的料流，其中经富集的进料包含硫化氢，并且其中富含二氧化碳的料流包含二氧化碳。在某些方面，该方法还包括以下步骤：将酸性气体进料引入富集单元，其中酸性气体进料包含硫化氢和二氧化碳；使硫化氢与二氧化碳在富集单元中分离，以产生经富集的进料和富含二氧化碳的料流，其中经富集的进料包含硫化氢，其中富含二氧化碳的料流包含二氧化碳；将硫化氢再循环料流与经富集的进料混合以产生混合的经富集的进料；以及将混合的经富集的进料引入被配置为产生SRU尾气流的硫回收单元。在某些方面，该方法还包括以下步骤：将酸性气体进料引入二氧化碳膜单元，二氧化碳膜单元包括二氧化碳选择性膜，其中酸性气体进料包含二氧化碳和硫化氢；使酸性气体进料接触二氧化碳选择性膜的进料侧，从而使得二氧化碳渗透通过二氧化碳选择性膜到达渗透物侧；收集渗透通过二氧化碳选择性膜的二氧化碳，以形成二氧化碳渗透物，其中二氧化碳渗透物包含二氧化碳和硫化氢；收集未渗透通过二氧化碳选择性膜的进料气体，以形成硫化氢渗余物，其中硫化氢渗余物包含硫化氢；将二氧化碳渗透物引入富集单元；使硫化氢与二氧化碳在富集单元中分离，以产生经富集的进料和富含二氧化碳的料流，其中经富集的进料包含硫化氢，其中富含二氧化碳的料流包含二氧化碳；将硫化氢再循环料流、经富集的进料和硫化氢渗余物混合以产生富含硫化氢的进料；以及将富含硫化氢的进料引入被配置为产生SRU尾气流的硫回收单元。在某些方面，该方法还包括以下步骤：将硫化氢再循环料流和酸性气体进料混合以产生混合进料，其中混合进料包含硫化氢和二氧化碳；将混合进料引入二氧化碳膜单元，二氧化碳膜单元包括二氧化碳选择性膜；使酸性气体进料接触二氧化碳选择性膜的进料侧，从而使得二氧化碳渗透通过二氧化碳选择性膜到达渗透物侧；收集渗透通过二氧化碳选择性膜的二氧化碳以形成二氧化碳渗透物；收集未渗透通过二氧化碳选择性膜的进料气体以形成硫化氢渗余物，其中硫化氢渗余物包含硫化氢；将二氧化碳渗透物引入富集单元以产生经富集的进料和富含二氧化碳的料流，其中经富集的进料包含硫化氢，并且其中富含二氧化碳的料流包含二氧化碳；将经富集的进料和硫化氢渗余物混合以产生组合进料；以及将组合进料引入硫回收单元，硫回收单元被配置为产生SRU尾气流。
在第二方面，提供了一种从硫回收单元(SRU)尾气流中除去含硫化合物的方法。该方法包括以下步骤：将SRU尾气流引入还原单元以产生膜进料，还原单元被配置为将含硫化合物还原成硫化氢；将膜进料引入酸性气体膜单元以产生酸性气体渗余物，酸性气体膜单元包括酸性气体选择性膜，使膜进料接触酸性气体选择性膜，从而使得酸性气体渗透通过酸性气体选择性膜到达渗透物侧；将蒸汽进料供应至酸性气体选择性膜的渗透物侧，其中蒸汽进料包含低压脱气蒸汽；收集蒸汽进料中渗透通过酸性气体选择性膜的酸性气体以产生酸性气体渗透物，其中酸性气体渗透物包含酸性气体和水蒸气；收集酸性气体渗余物中未渗透通过膜的渗余气体，其中酸性气体渗余物包含渗余气体；将酸性气体渗透物引入水冷凝器，水冷凝器被配置为从酸性气体中分离出水蒸气；使水蒸气在水冷凝器中冷凝以产生酸性水流和富含酸性气体的料流，其中酸性水流包含冷凝水，并且富含酸性气体的料流包含酸性气体，其中酸性气体包括二氧化碳和硫化氢；将富含酸性气体的料流引入富集单元；使硫化氢与二氧化碳在富集单元中分离，以产生经富集的进料和富含二氧化碳的料流，其中经富集的进料包含硫化氢，其中富含二氧化碳的料流包含二氧化碳；将经富集的进料引入被配置为产生SRU尾气流的硫回收单元。
在某些方面，该方法还包括以下步骤：将酸性气体渗余物引入硫化氢膜单元的进料侧，硫化氢膜单元包括膜；使酸性气体渗余物接触膜，从而使得硫化氢渗透通过膜到达渗透物侧；将吹扫空气进料供应至膜的渗透物侧；收集吹扫空气进料中渗透通过膜的硫化氢，以产生硫回收单元进料；以及将硫回收单元进料引入硫回收单元。
在第三方面，提供了一种从硫回收单元尾气流中除去含硫化合物的装置。该装置包括：还原单元，其被配置为将含硫化合物还原成硫化氢以产生膜进料；以及硫化氢膜单元，其流体连通至还原单元，硫化氢膜单元包括膜，其中膜进料接触膜的进料侧，从而使得膜进料中存在的硫化氢渗透通过膜到达渗透物侧，其中未渗透通过膜的渗余气体作为烟囱进料排出硫化氢膜单元。
在某些方面，还原单元包括还原反应器和还原分离器，还原反应器被配置为使SRU尾气流中存在的含硫化合物与还原剂反应以产生经还原的料流，其中经还原的料流包含硫化氢和水蒸气，还原分离器被配置为冷凝经还原的料流中的水蒸气以产生废水流和膜进料。在某些方面，富集单元流体连通至硫回收单元，富集单元被配置为产生经富集的进料；以及硫回收单元，硫回收单元流体连通至还原单元，硫回收单元被配置为产生SRU尾气流。
在某些方面，所述装置还包括流体连通至富集单元的二氧化碳膜单元，该二氧化碳膜单元包括二氧化碳选择性膜，二氧化碳膜单元被配置为产生二氧化碳渗透物和硫化氢渗余物。
在第四方面，提供了一种从硫回收单元尾气流中除去含硫化合物的装置。该装置包括：还原单元，其被配置为将含硫化合物还原成硫化氢以产生膜进料；以及酸性气体膜单元，其流体连通至还原单元，酸性气体膜单元包括酸性气体选择性膜，其中膜进料接触酸性气体选择性膜的进料侧，从而使得酸性气体渗透通过酸性气体选择性膜到达渗透物侧，其中未渗透通过酸性气体选择性膜的渗余气体作为酸性气体渗余物排出酸性气体膜单元。
在某些方面，该装置还包括：富集单元，其流体连通至硫回收单元，该富集单元被配置为产生经富集的进料；以及硫回收单元，该硫回收单元流体连通至还原单元，硫回收单元被配置为产生SRU尾气流。在某些方面，该装置还包括与富集单元流体连通的二氧化碳膜单元，该二氧化碳膜单元包括二氧化碳选择性膜，二氧化碳膜单元被配置为产生二氧化碳渗透物和硫化氢渗余物。在某些方面，该装置还包括流体连通至酸性气体膜单元的硫化氢膜单元，该硫化氢膜单元包括膜，其中酸性气体渗余物接触膜的进料侧，从而使得硫化氢渗透通过膜到达渗透物侧，其中未渗透通过膜的渗余气体作为烟囱进料从硫化氢膜单元排出。
附图说明
结合以下描述、权利要求和附图，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点。然而，应当指出的是，附图仅仅解释发明的几个实施方案，因此不应当认为是对本发明范围的限制，因为其认可其他等效的实施方案。
图1为回收硫的方法的工艺流程图。
图1a为还原单元20的实施方案的详细工艺流程图。
图2为回收硫的方法的实施方案的工艺流程图。
图3为回收硫的方法的实施方案的工艺流程图。
图4为回收硫的方法的实施方案的工艺流程图。
图5为回收硫的方法的实施方案的工艺流程图。
图6为回收硫的方法的实施方案的工艺流程图。
图7为回收硫的方法的实施方案的工艺流程图。
图8为回收硫的方法的实施方案的工艺流程图。
图9为回收硫的方法的实施方案的工艺流程图。
图10为回收硫的方法的实施方案的工艺流程图。
图11为回收硫的方法的实施方案的工艺流程图。
图12为回收硫的方法的实施方案的工艺流程图。
图13为硫回收单元的工艺流程图。
图14为硫回收单元的工艺流程图。
图15为硫回收单元的工艺流程图。
具体实施方式
虽然会使用几个实施方案对本发明进行描述，但是应当明白，本领域的普通技术人员将会理解，本文所描述的装置和方法的多个例子、变型和改变都在本发明的范围和实质内。因此，本文所述的发明的示例性实施方案是在要求保护的发明下、不丧失一般性、并且不强加限制的条件下进行阐述的。
如本文所用，“含硫化合物”是指包含硫的化合物，其可以为硫回收单元的反应中的产物或反应物。含硫化合物不包括硫化氢，因为这些化合物的存在可以单独地标注。术语含硫化合物是指除硫化氢之外的含硫化合物的集合(catchall)。含硫化合物的实例包括但不限于二氧化硫、羰基硫、二硫化碳以及它们的组合。
如本文所用，“容许的二氧化硫排放极限”是指二氧化硫释放到大气中的速率。该释放速率可以由联邦、州或地方机构来规定。
如本文所用，“空气”是指构成地球大气的集合气体。空气中包含氮气、氧气、氩气、二氧化碳和水蒸气。除非另有说明，否则富氧空气被认为是基于干重、氧含量大于21体积％的空气。除非另有说明，否则术语空气的使用包括所列的所有气体。
如本文所用，“硫的总回收率”或“硫回收率”是指基于酸性气体进料流中存在的硫的量而除去的硫的百分率。回收率99.0％是指酸性气体进料流中99.0％的硫作为回收的硫料流的一部分而被回收。
如本文所用，“渗透通过(permeate)”作为动词是指扩散通过或流动通过或通过膜单元的膜。作为例子，液体和气体可以渗透通过膜。作为名词，渗透物(permeate)可以指已经渗透通过膜单元的膜的液体和气体。
如本文所用，“克劳斯催化段”是指再加热器、催化反应器和冷凝器的组合。在再加热器中加热克劳斯催化段的进料以确保温度高于硫的冷凝点。然后将经加热的料流供给至催化反应器，在催化反应器中，在催化剂上发生由硫化氢和二氧化硫产生单质硫的克劳斯催化反应。将克劳斯催化反应的产物引入冷凝器，在冷凝器中，单质硫被冷凝并作为液态硫从料流中分离。
如本文所用，本文所用的“吹扫”是指连续通过膜的气流，从而使得渗透物不是静止地附着在膜的渗透物侧，而是通过气流而被收集，吹扫可以提供分离的驱动力。
如本文所用，“还原(reducing、reduction)”或“还原反应”是指其中反应物通过获得氢原子而获得电子的化学反应。
本文所述的装置和方法描述了将来自硫回收单元的尾气流中的含硫化合物转化成硫化氢，在硫化氢选择性膜中分离硫化氢，以及使硫化氢再循环至硫回收单元的入口。可以通过还原含硫化合物来实现含硫化合物的转化。在将吹扫空气进料供应至硫回收单元的反应炉之前，可以供应吹扫空气进料以吹扫硫化氢选择性膜的渗透物侧，并且在这样做时，吹扫空气进料成为供应至反应炉的富含硫化氢的空气进料。吹扫空气降低了膜渗透物侧的硫化氢浓度，从而使得更多的硫化氢从膜进料被吸入膜中，并与吹扫空气进料一起被送至硫回收单元。利用吹扫空气进料，使得渗透物侧的硫化氢浓度低于膜进料侧的硫化氢浓度。
通过回收含硫化合物并将富含硫化氢的空气进料引入硫回收单元，吹扫空气和富含硫化氢的空气进料回收了一部分含硫化合物，否则这些含硫化合物将通过焚烧炉烟囱释放到大气中。本方法提供了含硫化合物从焚烧炉到大气的受控下降，以满足环境法规或其他工艺目标。在至少一个实施方案中，使用与硫化氢选择性膜相连的还原单元使来自硫回收***的含硫化合物最小化。在一个实施方案中，在将尾气供给至焚烧炉之前，膜从还原单元的尾气中回收硫化氢。通过用空气流吹扫渗透物侧来收集回收的硫化氢，这产生了富含硫化氢的空气流。在至少一个实施方案中，富含硫化氢的空气流可以与原料空气进料以及酸性气流一起供给至克劳斯方法的反应炉中。在至少一个实施方案中，使用硫化氢选择性膜提高了克劳斯单元的可操作性和效率，以使单质硫回收率最大化并使来***烧炉的含硫化合物的排放最小化。在至少一个实施方案中，无论克劳斯单元和尾气处理单元是怎样的形式，都可以将硫化氢选择性膜和还原单元改装到现有的克劳斯单元或改良的克劳斯工艺中。
有利地，硫回收***可以提高硫回收单元的效率，并且可以降低建造和运行的成本，从而提高硫回收***的总体经济性。
硫化氢选择性膜的使用基于使用膜进行气体成分分离，所述膜表现出持久的高H2S/CO2和H2S/N2选择性。这些选择性膜使可能存在于烟道气中的诸如CO2和N2之类的惰性气体的再循环最小化。硫化氢选择性膜产生硫化氢浓缩的渗透物部分，该部分可以与空气供应一起供给至克劳斯单元的反应炉中。硫化氢选择性膜还产生硫化氢贫化的残余物(渗余物)部分，该部分可以供给至焚烧炉。
除了硫化氢选择性膜之外，硫回收***可以包括二氧化碳选择性膜和酸性气体选择性膜。膜性能的特征在于膜渗透性，并且由特定气体分子的通量和选择性所决定。分离取决于气体与聚合物膜的物理化学相互作用。持久性(permeance)以气体渗透单位(GPU)表示，并且渗透性以Barrer表示。膜的实例包括由聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚磷腈、(聚醚嵌段酰胺)、聚酰胺-聚醚嵌段共聚物、乙酸纤维素、浸渍有TEG-DME的乙酸纤维素、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、117、115、1110、分散体等级(包括D520 D521 D1020 D1021 D2020 D2021)、橡胶状磺化聚酰亚胺、磺化聚合物、离子液体支撑液膜(SILM)、聚碳酸酯、膜接触剂、聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酸酯、环丁砜、聚三甲基硅烷基甲基丙烯酸甲酯(PTMMMA)和3-甲基环丁砜共混膜制成的膜。硫回收***中的膜可以包括促进传递膜。膜的性质示于表1。
表1.具有对H2S/CO2、CO2/H2S和CO2/N2选择性的膜的性质
离子液体膜是掺杂有液体离子化合物(LIC)的膜。优选地，液体离子化合物具有非亲核性阴离子，这种非亲核性阴离子通过LIC的成分的选择性溶解度、渗透性和选择性而提高渗透物中的硫化氢含量。使用LIC作为膜利用了低蒸气压的优点，从而避免了由于从膜的孔隙中蒸发而造成的液体损失，并且利用了硫化氢在离子液体中的选择性溶解度的优点。示例性的SILM膜包括浸渍有羧酸盐基IL(包括单羧酸盐和二羧酸盐)的膜、浸渍有2-甲酰基苯磺酸1-丁基-3-甲基咪唑鎓(BMIM OFBS)的膜、浸渍有2-甲酰基苯磺酸1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓(AMIM OFBS)的膜、聚醚砜(PES)支撑的[N222][二丙二酸盐]IL和聚醚砜(PES)支撑的[emim][BF4]IL。
本领域技术人员将理解，膜的尺寸、渗透性和选择性是基于***要求的设计特征。尽管通常表面积越大，回收率越高，但是存在经济状况使增加膜表面积不可行的临界点。所选择的膜的类型要考虑膜所需的渗透性和选择性、酸性气体进料组成和吹扫用的可用空气。
参照图1，提供了硫回收***。将酸性气体进料100和富含硫化氢的空气进料134引入硫回收单元10。酸性气体进料100可以为任意来源的含有H2S、CO2以及他们的组合的酸性气体或含硫气体。在某些实施方案中，酸性气体进料100可以包含H2O。酸性气体进料100可以包含以下量的H2S浓度：基于干重计算大于1重量％、或者基于干重计算10重量％、或者基于干重计算25重量％、或者基于干重计算大于40重量％、或者基于干重计算大于55重量％、或者基于干重计算大于70重量％、基于干重计算大于75重量％、或者基于干重计算大于80重量％、或者基于干重计算大于99重量％。如本文所用，“基于干重”是指在没有水或水蒸气的情况下计算的。
硫回收单元10可以为常规克劳斯工艺或改良的克劳斯工艺或任意已知的从H2S中回收单质硫的工艺。在一些实施方案中，硫回收单元10可以以直流模式(straight mode)运行，其中酸性气体进料100全部供给至硫回收单元10的反应炉(未示出)。在至少一个实施方案中，酸性气体进料100的H2S浓度在基于干重的50重量％和基于干重的100重量％之间，并且硫回收单元10可以以直流模式运行。在一些实施方案中，硫回收单元10可以以分流模式(split mode)运行，其中，参照图2，酸性气体进料100可以分流成炉进料200和分流进料202。炉进料200可以供给至热单元12的反应炉(未示出)中，而分流进料202可以供给至冷凝器14中。热单元12可以包括反应炉和废热锅炉(未示出)、冷凝器14和催化单元16。酸性气体进料100可以通过本领域已知的任何分流装置(如三通接头或阀)进行分流。在至少一个实施方案中，酸性气体进料100的H2S浓度在基于干重的20重量％和基于干重的50重量％之间，并且硫回收单元10可以以分流模式运行。在至少一个实施方案中，酸性气体进料100的H2S浓度在10重量％和20％之间，并且硫回收单元10可以以分流模式运行，其中在硫回收单元10的上游具有预热段(未示出)以预热炉进料100和分流进料202。
参照图1，硫回收单元10产生了回收的硫料流112和硫回收单元(SRU)尾气流110。回收的硫料流112是送至储存器或液硫槽以进一步使用或处理的单质硫的液体料流。不受特定理论的束缚，据信可作为液体从该处理中分离的硫的稳定形式为S8。SRU尾气流110可以包含未反应的硫化氢、含硫化合物、CO2、空气以及它们的组合。SRU尾气流110可以与还原剂124一起供给至还原单元20。
还原单元20可以为能够将含硫化合物还原成硫化氢的任意***。参照图1a，提供了还原单元20的实施方案。可以将SRU尾气流110和还原剂124引入还原反应器22以产生经还原的料流126。还原反应器22可以为任意类型的反应器，其中可以发生还原反应以将含硫化合物还原成硫化氢。在至少一个实施方案中，含硫化合物转化成硫化氢的转化率等于或大于95％、或者等于或大于99％、或者等于或大于99.5％、或者等于或大于99.9％、或者等于或大于99.99％、或者为100％。在至少一个实施方案中，还原反应器22为氢化反应器。还原反应器22可以包括催化剂。还原剂124可以为含氢的任意气流。还原剂124的实例可以包括氢气料流和燃料气流。
经还原的料流126可以包含硫化氢、水蒸气、CO2、空气以及它们的组合。在至少一个实施方案中，经还原的料流126可以包含痕量的含硫化合物。经还原的料流126可以供给至还原分离器24。
还原分离器24为能够将经还原的料流126中存在的水蒸气冷凝为液态水以便除去经还原的料流126中存在的一部分水，从而产生废水122和膜进料120的任意类型的分离装置。还原分离器的实例可以包括气液分离器、闪蒸罐、气液分离罐(knock-out pot、knock-out drum)和骤冷塔。废水122包含在还原分离器24中冷凝的水。在至少一个实施方案中，废水122可以包含杂质或夹带的气体。可以将废水122输送以进行进一步处理或收集以便储存。膜进料120包含未在还原分离器24中冷凝的那些气体。膜进料120可以供给至硫化氢膜30的进料侧。膜进料120可以包含硫化氢、CO2、空气以及它们的组合。在至少一个实施方案中，膜进料120可以包含未在还原分离器24中冷凝的那部分水蒸气。在至少一个实施方案中，膜进料120可以包含痕量的含硫化合物。
硫化氢膜30为能够从膜进料120中分离硫化氢的任意膜单元。硫化氢膜30中的膜可以为能够从进料混合物中分离一种或多种气体从而产生含有富含特定气体的料流的渗透物的任意膜。在至少一个实施方案中，硫化氢膜30可以包括硫化氢选择性膜，其可以从进料混合物中分离硫化氢从而产生含有富含硫化氢的料流的渗透物。在至少一个实施方案中，硫化氢膜30可以包括酸性气体选择性膜，其可以从进料混合物中分离硫化氢和二氧化碳从而产生含有硫化氢和二氧化碳的渗透物。
膜进料120接触硫化氢膜30的膜的进料侧。在至少一个实施方案中，膜进料120中存在的硫化氢渗透通过硫化氢膜30的硫化氢选择性膜到达膜的渗透物侧。在至少一个实施方案中，膜进料120中存在的硫化氢和二氧化碳渗透通过硫化氢膜30的酸性气体选择性膜到达膜的渗透物侧。将膜的渗透物侧的气体收集在吹扫空气进料132中，以产生富含硫化氢的空气134。
吹扫空气进料132为任意来源的空气、氧气或富氧空气。在本发明的至少一个实施方案中，氧气富集膜***(未示出)可以用于从原料空气流中产生富氧空气，其中氧气富集膜***使用氧气选择性膜从空气流中分离氧气。氧气富集膜***可以为能够从空气流中提取氧气以提供经富集的空气或纯净氧气料流的任意膜***。氧气富集膜***可以为本领域技术人员已知的氧气富集膜***。富氧空气可以用作硫化氢膜30的吹扫空气进料132。吹扫空气进料132提供连续的空气流以吹扫硫化氢膜30的渗透物侧。可以基于整体***或各单元运行的空气需要、酸性气体进料100的组成、硫化氢膜30的膜特性、烟囱进料130中含硫化合物的目标速率、焚烧炉出口物中SO2的容许的二氧化硫排放速率或它们的组合来确定吹扫空气进料132的流速。在至少一个实施方案中，吹扫空气进料132增强了渗透通过硫化氢膜30的膜的硫化氢和二氧化碳的分离和收集。吹扫空气进料132驱动硫化氢从膜进料120跨过硫化氢膜30的膜。在至少一个实施方案中，***中的吹扫空气进料132可以为富氧空气，该***中的硫回收单元10可实现大于94％的硫回收率。在含有21％氧气的空气中，硫化氢的***极限为4.3％；对于富氧空气而言，该***极限小于4.3％。可以基于硫回收单元10的回收效率以及保持低于硫化氢在氧气中的***极限的需要来确定用于吹扫空气进料132的料流。
将到达硫化氢膜30的渗透物侧的气体与吹扫空气进料132混合，并且合并的料流作为富含硫化氢的空气134排出硫化氢膜30。在至少一个实施方案中，富含硫化氢的空气134可以包含硫化氢和空气。在至少一个实施方案中，富含硫化氢的空气134可以包含硫化氢、二氧化碳和空气。在至少一个实施方案中，富含硫化氢的空气134可以包含含硫化合物。富含硫化氢的空气134供给至硫回收单元10的反应炉。硫化氢和空气中存在的氧气是在反应炉中进行克劳斯反应以回收单质硫的反应物。
可以在硫化氢膜30的上游和下游包括压力改变装置，以提高或降低膜进料120或富含硫化氢的空气134的压力。压力改变装置的实例可以包括压缩机、鼓风机、涡轮机等。
进入硫回收单元10的反应炉的燃烧空气的氧气富集改善了(例如提高了)生产力并提高了处理污染物的能力。不受特定理论的束缚，据信由于需要较低的气体流量(料流中的氧气越多，则所需的总流量越低)进入硫回收单元10的反应炉，因而反应炉的生产力随着氧气的富集而提高。利用氧气富集来扩展生产力可以用于以显著降低的资本费用处理额外的酸性气体负荷。硫回收单元10的反应炉中增加的氧气含量提高了火焰温度，这有助于破坏污染物并提高硫回收率。在至少一个实施方案中，氧气选择性膜***优于其他类型的氧气回收单元，因为氧气选择性膜***不需要由于高能量需求所带来的较高的运行成本。
来自膜进料120的未渗透通过硫化氢膜30中的膜的剩余气体形成渗余物，并且作为烟囱进料130排出硫化氢膜30。烟囱进料130可以供给至进一步的处理单元，如热氧化器、SCOT工艺或焚烧炉。用于进一步处理的单元可以为热氧化器或SCOT工艺，以提高硫回收率。有利地，在进一步的处理单元为SCOT工艺的情况下，硫化氢膜30的存在除去了大量的硫化氢，从而降低了SCOT工艺上的负荷。在至少一个实施方案中，焚烧炉可以为能够加热烟囱进料130中的剩余气体以在大气中散布的任意类型的焚烧炉。来***烧炉出口物中的物质可以在焚烧炉中被氧化至其最终氧化状态，使得焚烧炉出口物中的二氧化硫浓度可以小于容许的二氧化硫排放极限、或者小于每小时十亿分之75(ppb/hr)、或者小于50ppb/hr、或者小于10ppb/hr。在本发明的至少一个实施方案中，来***烧炉出口物中的二氧化硫的浓度小于75ppb/hr。有利地，该***可以安装在现有的硫回收单元上，而不需要额外的旋转装置或机器。
回到图2，描述了硫回收单元的实施方案。热单元12包括反应炉(未示出)。将富含硫化氢的空气134和炉进料200引入热单元12的反应炉中。在至少一个实施方案中，热单元12包括废热锅炉，使得反应炉的出口物被引入废热锅炉。废热锅炉可以从反应炉出口物料流中回收热量以产生冷却的出口物212和蒸汽。冷却的出口物212排出废热锅炉并被引入冷凝器14。
冷凝器14将冷却的出口物212中的硫蒸气冷凝以产生冷凝的硫料流224。冷凝的硫料流224包含在冷凝器14中冷凝的液态单质硫。未在冷凝器14中冷凝的气体作为未冷凝的料流214排出冷凝器14。未冷凝的料流214可以包含硫化氢、水蒸气、CO2、空气以及它们的组合。未冷凝的料流214供给至催化单元16中。催化单元16可以包括两个或三个克劳斯催化段。在催化单元16中产生并冷凝的硫作为经处理的硫226排出***。经处理的硫226和冷凝的硫料流224可以混合以产生回收的硫112。可以使用能够混合两种料流的任意混合装置来混合经处理的硫226和冷凝的硫料流224。混合装置的实例包括混合三通、静态混合器和本领域已知的其他混合器。
参照图3，参照图1和图2描述了硫回收***的实施方案。图3提供了这样的实施方案，其中硫回收单元10以分流模式运行，并且硫化氢膜30不存在吹扫料流。在至少一个实施方案中，硫化氢膜30可以为压力驱动膜单元而不存在吹扫进料。在至少一个实施方案中，当硫化氢膜30为压力驱动膜单元时，膜的渗透物侧的压力可以设定在-10磅/平方英寸表压(psig)和10psig之间、或者在-10psig和1psig之间、或者在-7psig和1psig之间。在至少一个实施方案中，当硫化氢膜30为压力驱动膜单元时，膜进料侧的压力可以设定在10psig和80psig之间、或者在16psig和75psig之间。渗透通过硫化氢膜30的膜的硫化氢作为硫化氢再循环料流302排出。可以将硫化氢再循环料流302与空气进料300混合以产生经稀释的再循环料流334。可以将经稀释的再循环料流334引入热单元12的反应炉中。在至少一个实施方案中，与不存在真空的膜相比，使用压力驱动膜单元作为渗透物侧真空的硫化氢膜30能够以更小的膜表面积收集更多的硫化氢。
参照图4，参照图1描述了硫回收***的实施方案。可以包括富集单元40作为硫回收***的一部分，以提高硫回收单元10的进料流中的硫化氢浓度。富集单元40使硫化氢能够大量分离。在至少一个实施方案中，当酸性气体进料100中的硫化氢浓度在基于干重的10重量％和基于干重的40重量％之间时，包括富集单元。在至少一个包括富集单元40的实施方案中，硫回收单元10可以以直流模式运行。在至少一个实施方案中，可以将酸性气体进料100引入富集单元40中以产生富含二氧化碳的料流402和经富集的进料400。富集单元40可以为能够提高出口物料流中的硫化氢浓度的任意酸性气体富集***。在至少一个实施方案中，富集单元40为利用胺的水溶液中从气流中除去硫化氢的酸性气体富集工艺。可以用于富集单元40的胺的实例包括二乙醇胺(DEA)、单乙醇胺(MEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二异丙醇胺(DIPA)和氨基乙氧基乙醇(二甘醇胺)(DGA)。在至少一个实施方案中，富集单元40为利用MDEA的水溶液从气流中除去硫化氢的酸性气体富集工艺。与酸性气体进料100相比，经富集的进料400为含有提高的硫化氢浓度的气流。硫化氢的分离和选择性基于吸收动力学，其中与二氧化碳相比，硫化氢与叔胺的反应时间更快，使得能够大量分离硫化氢。富含二氧化碳的料流402为包含经分离的气体的气流。富含二氧化碳的料流402可以包含二氧化碳、水蒸气和硫化氢。在至少一个实施方案中，富含二氧化碳的料流402包含小于百万分之10重量份(ppmw)的硫化氢。在至少一个实施方案中，富含二氧化碳的料流402可以包括饱和水蒸气。可以将富含二氧化碳的料流402排放到大气中、引入以进一步处理、进料以进行储存或收集、或进行处理以重新注入硫回收***。有利地，从硫回收单元10的进料中分离惰性二氧化碳提高了硫回收单元10中的反应效率。惰性气体的存在降低了反应炉中的火焰温度。反应炉中降低的惰性气体浓度提高了火焰温度，这使得含硫化合物向单质硫的转化率提高以及烃的破坏增加。当不存在从硫回收单元的进料中分离二氧化碳的步骤时，如果反应炉的进料过多富含CO2，则硫回收单元10的进料可能需要预热。在至少一个实施方案中，可以添加富集单元40以回收来自酸性气体进料100的二氧化碳。
在至少一个实施方案中，如图5所示，参照图1和图4，富含二氧化碳的料流402可以用作硫化氢膜30的吹扫料流。富含二氧化碳的料流402可以用作吹扫渗透通过硫化氢膜30的硫化氢的驱动力。由富含二氧化碳的料流402收集硫化氢以产生膜再循环料流404。膜再循环料流404可以供给至富集单元40。使用富含二氧化碳的料流402作为硫化氢膜30中的吹扫料流产生了浓度驱动的分离，因为渗透物侧的硫化氢浓度低于进料侧的硫化氢浓度。由于渗透物侧较低的浓度，浓度驱动的分离使得硫化氢渗透通过硫化氢选择性膜。在至少一个实施方案中，富含二氧化碳的料流402不存在氧气，使得没有额外的氧气将通过膜再循环料流404进入富集单元40。在富集单元40中避免氧气有利于避免胺和氧气之间的副反应，这些副反应会使胺用于分离硫化氢时变得不可用。由于氮气通过硫化氢膜30的低渗透性，因而膜再循环料流404中存在可忽略量的氮气。
参照图6，描述了硫回收***的实施方案，参照图1、图3和图4，硫回收***包括富集单元40。硫化氢膜30不存在吹扫料流。可以将硫化氢再循环料流302引入富集单元40。
参照图7，参照图1和图6描述了硫回收***的实施方案。在至少一个实施方案中，将硫化氢再循环料流302与酸性气体进料100混合以在富集单元40的上游产生混合进料700。可以将混合进料700引入硫回收单元10。在至少一个实施方案中，当需要最大程度地回收来自酸性气体进料100的二氧化碳和硫化氢两者时，可以选择参照图7描述的配置。
基于硫回收单元10的二氧化碳极限，可以选择参照图5、图6和图7描述的配置。在至少一个实施方案中，当硫回收单元10以直流模式运行时，硫回收单元10的进料中的二氧化碳可以保持在小于或等于50重量％。在至少一个实施方案中，当硫回收单元10以分流模式运行时，硫回收单元的进料中的二氧化碳可以保持在小于或等于80重量％。因此，基于所得的硫化氢再循环料流302和膜再循环料流404中的二氧化碳浓度，可以选择参照图5、图6和图7描述的配置，以将二氧化碳浓度维持在低于硫回收单元10的二氧化碳的上限。在至少一个实施方案中，硫化氢膜30包括酸性气体选择性膜，从而得到具有一定二氧化碳浓度的硫化氢再循环料流302。除去硫化氢循环料流302的二氧化碳对于硫回收单元10中的最大转化率是有利的。
参照图8，描述了硫回收***的实施方案，参照图1和图6，可以将硫化氢再循环料流302与经富集的进料400混合以产生混合的经富集的进料800。可以将混合的经富集的进料800引入硫回收单元10中。在至少一个实施方案中，可以选择参照图8描述的配置，使得混合的经富集的进料800的硫化氢浓度为基于干重的至少40重量％。当硫回收单元10以直流模式运行、混合的经富集的进料800中的二氧化碳浓度低于50重量％时，或者当硫回收单元10以分流模式运行、该二氧化碳浓度低于80重量％时，可以选择参照图8描述的实施方案。在至少一个实施方案中，硫化氢膜30包括硫化氢选择性膜，并且硫化氢再循环料流302包含的二氧化碳浓度使得硫化氢再循环料流302可以与经富集的进料400混合，而无需在硫回收单元10之前进行进一步处理。
参照图9，参照图1和图4描述了硫回收***的实施方案。将酸性气体进料100引入二氧化碳膜单元50以产生硫化氢渗余物500和二氧化碳渗透物502。二氧化碳膜单元50可以实现二氧化碳的大量分离。二氧化碳膜单元50可以包括二氧化碳选择性膜。在至少一个实施方案中，二氧化碳膜单元50的进料侧和渗透物侧之间的压力差是用于分离的驱动力。通过在酸性气体进料100上加入压缩机或在二氧化碳渗透物502上加入真空和鼓风机，可以实现压力差。二氧化碳膜单元50中的二氧化碳选择性膜可以为能够从进料混合物中分离一种或多种气体从而产生含有富含特定气体料流的渗透物的任意膜。二氧化碳膜单元50中的二氧化碳选择性膜可以为能够从酸性气体进料100分离二氧化碳以产生含有二氧化碳的渗透物的任意类型的分离膜。用于二氧化碳膜单元50的二氧化碳选择性膜的实例包括无定形氟塑膜、无定形全氟聚合物膜和Dupont 9918聚合物膜。所选择的二氧化碳选择性膜的性质见表1。在至少一个实施方案中，二氧化碳选择性膜的CO2/H2S选择性为约3.0至约8.0。在至少一个实施方案中，二氧化碳膜单元50中的二氧化碳选择性膜不同于硫化氢膜单元30中的硫化氢选择性膜。
二氧化碳从进料侧渗透通过二氧化碳膜单元50的二氧化碳选择性膜到达渗透物侧，并作为二氧化碳渗透物502排出。二氧化碳渗透物502可以包括CO2和H2S。在至少一个实施方案中，在二氧化碳渗透物502中存在少于10重量％的H2S。二氧化碳渗透物502可以供给至富集单元40以进一步从二氧化碳渗透物502中分离硫化氢。
未渗透通过二氧化碳选择性膜的剩余气体作为硫化氢渗余物500排出二氧化碳膜单元50。硫化氢渗余物500富含硫化氢。在至少一个实施方案中，硫化氢渗余物包含大于90重量％的硫化氢、或者大于80重量％的硫化氢、或者大于70重量％的硫化氢、或者大于60重量％的硫化氢、或者大于55重量％的硫化氢。硫化氢渗余物500可以与经富集的进料400和硫化氢再循环料流302混合以产生富含硫化氢的进料900。可以将富含硫化氢的进料900与空气进料300一起引入硫回收单元10的反应炉中。有利地，富集单元40和二氧化碳膜单元50的组合可以实现二氧化碳的大量分离和硫化氢的大量分离。二氧化碳膜单元50中二氧化碳的分离可以使得富集单元40的尺寸更小。
有利地，在二氧化碳膜单元50和富集单元40中从酸性气体进料100分离CO2可以使得克劳斯催化段的尺寸减小或克劳斯催化段的数量减少。有利地，从硫回收单元10的进料中除去二氧化碳减小了各硫回收单元10的装置尺寸和能量消耗，因为通过硫回收单元10的总体积流量减小。有利地，从硫回收单元10的进料中除去二氧化碳减少了在硫回收单元10的反应炉中羰基化合物的形成。在本发明的至少一个实施方案中，回收硫的***包括至少一个但少于三个克劳斯催化段，而不降低总的硫回收率。
参照图10，参照图1、图7和图9描述了硫回收***的实施方案。将混合进料700引入二氧化碳膜单元50。
参照图9和图10描述的配置可以用于除了将硫化氢转化成单质硫之外还需要回收二氧化碳的实施方案中。二氧化碳可以在富集单元40中被共吸收，并且无需额外的处理步骤就可以引入硫回收单元10。回收富含二氧化碳的料流402中的二氧化碳可以提高硫回收单元10的效率，并且可以降低排放到大气中的二氧化碳的量。
参照图11，参照图1和图4描述了硫回收***的实施方案。将膜进料120引入酸性气体膜单元60以产生酸性气体渗余物1102和酸性气体渗透物1104。酸性气体膜单元60可以包括酸性气体选择性膜。酸性气体膜单元60中的酸性气体选择性膜可以为对于硫化氢和二氧化碳的选择性高于膜进料120中的其他气体的任意的膜。蒸汽进料1100可以用于吹扫酸性气体膜单元60的渗透物侧。在至少一个实施方案中，蒸汽进料1100是低压深度脱气蒸汽料流。如在全文中所用，“低压深度脱气蒸汽”是指在120℃的温度和100kPa的压力下具有小于10ppm的氧气的蒸汽料流。使用脱气蒸汽减少了引入富集单元40的氧气。在至少一个实施方案中，蒸汽进料1100不存在氧气。可以通过蒸汽进料1100的吹扫来收集渗透通过酸性气体膜单元60的酸性气体选择性膜的硫化氢和二氧化碳，以产生酸性气体渗透物1104。酸性气体渗透物1104可以包含硫化氢、二氧化碳、水蒸气以及它们的组合。可以将酸性气体渗透物1104引入水冷凝器70以产生富含酸性气体的料流1106和酸性水流1108。水冷凝器70可以为被配置成将酸性气体渗透物1104中的气体与水蒸气分离的任意装置。这些装置的实例包括气液分离器和气液分离罐。酸性水流1108包含在水冷凝器70中冷凝的水。在至少一个实施方案中，酸性水流1108可以包括夹带气体，如硫化氢和二氧化碳。富含酸性气体的料流1106可以包括在酸性气体膜单元60中分离的那些气体。富含酸性气体的料流1106可以包含硫化氢、二氧化碳、水蒸气以及它们的组合。富含酸性气体的料流1106可以供给至富集单元40。可以输送酸性气体渗余物1102以进行进一步处理、储存或送至焚烧炉。酸性气体膜60可以用于提高来自膜进料120的二氧化碳回收率，这可以减少酸性气体渗余物1102中二氧化碳的量，从而可以减少排放到大气中的二氧化碳的量。
在至少一个实施方案中，如图12所示，可以通过将酸性气体渗余物1102引入硫化氢膜单元30从而对酸性气体渗余物1102进行进一步处理。参照图12，并参照图1和图11描述了硫回收***的实施方案。将酸性气体渗余物1102引入硫化氢膜单元30。酸性气体渗余物1102中的硫化氢渗透通过硫化氢膜30中的膜，并被收集在吹扫空气进料132中，以形成膜空气进料1200。可以将膜空气进料1200引入硫回收单元10的反应炉(未示出)。在至少一个实施方案中，将酸性气体膜单元60放置在硫化氢膜单元30的上游以避免来自吹扫空气进料132的空气中的氧气进入富集单元40。在富集单元40中避免氧气是有利的，因为氧气可能改变胺并导致胺工艺中的硫沉积。
相对于酸性气体进料100，本文所述的实施方案可以提高硫回收单元的硫化氢浓度，这可以提高反应炉中的火焰温度并获得提高的转化率。
硫的总回收率可以大于99.0％、或者大于99.2％、或者大于99.4％、或者大于99.6％、或者大于99.8％、或者大于99.9％。在至少一个实施方案中，没有从***中物理除去硫化氢，尽管可以从某些料流中除去硫化氢并在其他料流中回收硫化氢。
通过使用仪器，可监测整个***以使烟囱进料130中排放到焚烧炉的含硫化合物最小化。使烟囱进料130中的含硫化合物最小化使得焚烧炉中产生的二氧化硫最小化，并使得释放到大气中的二氧化硫最小化。仪器可以用于测定包括酸性气体进料100、富含硫化氢的空气134、硫化氢再循环料流302、经富集的进料400、混合的经富集的进料800、富含硫化氢的进料900和组合进料1000在内的硫回收装置10的所有进料和组合进料流中的硫化氢。在至少一个实施方案中，可以监测那些料流的每一个中的空气浓度和硫回收单元10中的空气需求。可以通过调节吹扫空气进料132和空气进料300的流速来调节进入硫回收单元10的空气。在至少一个实施方案中，尾气分析仪可以用于监测工艺料流中的组分浓度。
在至少一个实施方案中，当硫回收***包括富集单元并且使用具有吹扫空气的硫化氢膜来吹扫硫化氢膜的渗透物侧时，包含渗透通过的气体的吹扫空气不供给至富集单元，以避免将氧气引入富集单元。
实施例
实施例说明了膜、还原单元和富集单元对硫回收的贡献。实施例之间的变化为硫回收方法的构成、膜面积和酸性气体进料的组成。基于膜特性、酸性气体进料组成和膜进料的温度和流速确定膜面积。
在所有实施例中，将参考用于各种分离单元的膜的类型。硫化氢选择性膜对硫化氢的选择性高于对二氧化碳的选择性。二氧化碳选择性膜对二氧化碳的选择性高于对硫化氢的选择性。酸性气体选择性膜对硫化氢和二氧化碳的选择性高于对氮气的选择性。表2包括本发明的膜单元中有用的示例性膜的所选性质的列表。表2中的数据是从独立开发的数据收集的。
表2.对于主要成分的膜性质
11GPU＝10-6cm3(STP)/cm2.s.cmHg，或3.35×10-10mol/m2.s.Pa，以SI单位计。持久性(压力归一化通量)单位
这些实施例基于附图中体现的配置并进行描述。
实施例1.实施例1是基于图14中体现的配置、参照所述图2来模拟的，并且是比较例。由于酸性气体进料100中的硫化氢含量低，因而硫回收单元以分流模式运行。该模拟不包括膜和还原单元。该模拟基于具有三个连续的克劳斯催化段的催化单元16。反应炉出口克劳斯工艺具有三个连续的克劳斯催化段。反应炉出口处温度为2097°F(1147℃)。所选料流的成分的最终浓度示于表2。
表3.实施例1的料流的热量和质量平衡。
实施例1中硫的总回收率为94.1％。
实施例2.实施例2是基于图2中体现的配置和上文描述的配置来模拟的。由于酸性气体进料100中的H2S含量低，因而硫回收单元10以分流模式运行。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的催化单元16。反应炉出口处温度为1838.9°F(1004℃)。用吹扫空气进料132中的空气吹扫硫化氢膜30的渗透物。硫化氢膜30中的膜是硫化氢选择性膜区域，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为61,642平方米(m2)。膜进料120的压力为16psig(280.6kPa)。将渗透压力设定为-7psig(53.1kPa)。所选料流的成分的最终浓度示于表4。
表4.实施例2的料流的热量和质量平衡。
实施例2中硫的总回收率为97.3％。与实施例1相比，提高了硫的总回收率。
实施例3.实施例3是基于图3中体现的配置来模拟的。由于酸性气体进料100中的H2S含量低，因而硫回收单元10以分流模式运行。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的催化单元16。反应炉出口处温度为1492.3°F(811℃)。硫化氢膜30中的膜为硫化氢选择性膜区域，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为61,642m2。膜进料120的压力为75psig(618kPa)。将渗透压力设定为1psig(108kPa)。所选料流的成分的最终浓度示于表5。
表5.实施例3的料流的热量和质量平衡。
实施例3中硫的总回收率为97.8％。
实施例4.实施例4是基于图2中体现的配置来模拟的。由于酸性气体进料100中的H2S含量低，因而硫回收单元以分流模式运行。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的催化单元16。反应炉出口处温度为1656.9°F(902.7℃)。硫化氢膜30中的膜为硫化氢选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为31,399m2。用吹扫空气进料132中的空气吹扫硫化氢膜30。膜进料120的压力为75psig(618kPa)。将渗透压力设定为1psig(108kPa)。所选料流的成分的最终浓度示于表6。
表6.实施例4的料流的热量和质量平衡。
实施例4中硫的总回收率为98.0％。
实施例5.实施例5是基于图15中体现的配置、参照所述图1和图4来模拟的，并且是比较例。实施例5不包括膜或还原单元。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2111.2°F(1155.1℃)。空气进料300将空气提供给硫回收单元10的反应炉。富集单元40使用MDEA作为胺。所选料流的成分的最终浓度示于表7。
表7.实施例5的料流的热量和质量平衡。
实施例5中硫的总回收率为98.1％。
实施例6.实施例6是基于图6中体现的和先前描述的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2096.6°F(1147℃)。硫化氢膜30中的膜为硫化氢选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为31,399m2。硫化氢膜30不存在吹扫空气流。膜进料120的压力为16psig(280.6kPa)。将渗透压力设定在-10psig(32.4kPa)。富集单元40使用MDEA作为胺。所选料流的成分的最终浓度示于表8。
表8.实施例6的料流的热量和质量平衡。
实施例6中硫的总回收率为98.6％。
实施例7.实施例7是基于图5中体现的和先前描述的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2042.8°F(1117.1℃)。硫化氢膜30中的膜为硫化氢选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为31,399m2。将富含二氧化碳的料流402用于硫化氢膜30的吹扫。膜进料120的压力为16psig(280.6kPa)。将渗透压力设定为1psig(108kPa)。富集单元40使用MDEA作为胺。所选料流的成分的最终浓度示于表9。
表9.实施例7的料流的热量和质量平衡。
实施例7中硫的总回收率为98.7％。
实施例8.实施例8是基于图5中体现的和先前描述的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为1941.3°F(1060.7℃)。硫化氢膜30中的膜为硫化氢选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为31,399m2。将富含二氧化碳的料流402用于硫化氢膜30的吹扫。膜进料120的压力为16psig(280.6kPa)。将渗透压力设定为1psig(108kPa)。实施例7和实施例8之间的差异为402的流量。富集单元40使用MDEA作为胺。所选料流的成分的最终浓度示于表10。
表10.实施例8的料流的热量和质量平衡。
实施例8中硫的总回收率为98.7％。
实施例9.实施例9是基于图9中体现的和先前描述的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。将硫化氢再循环料流302与经富集的进料400和硫化氢渗余物500混合以产生富含硫化氢的进料900，并将富含硫化氢的进料900引入二氧化碳膜单元50。反应炉出口处温度为2091.5°F(1144.2℃)。硫化氢膜30中的膜为硫化氢选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为36,600m2。硫化氢膜30不存在吹扫料流。膜进料120的压力为20psig(137.9kPa)。将硫化氢再循环料流302中的渗透压力设定为0psig(kPa)。二氧化碳膜单元50中的膜为二氧化碳选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，总面积为106,700m2。富含二氧化碳的渗透物502中的渗透压力为0psig。通过使用压缩机(未示出)来提供用于在二氧化碳膜单元50中进行分离的驱动力，从而将酸性气体进料100中的进料压力模拟为从16.0psig提高至35psig。富集单元40使用MDEA作为胺。所选料流的成分的最终浓度示于表11。
表11.实施例9的料流的热量和质量平衡。
实施例9中硫的总回收率为99.1％。
实施例10.实施例10是基于图10中体现的和先前描述的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。将硫化氢再循环料流302与酸性气体进料100混合以产生混合进料700，并将混合进料700引入二氧化碳膜单元50。反应炉出口处温度为2180.2°F(1193.4℃)。硫化氢膜30中的膜为硫化氢选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为36,600m2。二氧化碳膜单元50中的膜为二氧化碳选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为112,800m2。硫化氢膜30不存在吹扫料流。膜进料120的压力为20psig(137.9kPa)。将硫化氢再循环料流302中的渗透压力设定为0psig(101.3kPa)。通过使用压缩机(未示出)来提供在二氧化碳膜单元50中分离的驱动力，从而将酸性气体进料100中的进料压力模拟为从16.0psig提高至35psig。将富含二氧化碳的渗透物502中的渗透压力设定为0psig。富集单元40使用MDEA作为胺。所选料流的成分的最终浓度示于表12。
表12.实施例10的料流的热量和质量平衡。
实施例10中硫的总回收率为99.1％。
实施例11.实施例11是基于图7中体现的和先前描述的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2138.6°F(1170.3℃)。将硫化氢再循环料流302与酸性气体进料100混合以产生混合进料700，并将混合进料700引入富集单元40。反应炉出口处温度为2180.2°F(1193.4℃)。硫化氢膜30中的膜为硫化氢选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为42,700m2。硫化氢膜30不存在吹扫料流。膜进料120的压力为20psig(137.9kPa)。将硫化氢再循环料流302中的渗透压力设定为0psig(101.3kPa)。富集单元40使用MDEA作为胺。所选料流的成分的最终浓度示于表13。
表13.实施例11的料流的热量和质量平衡。
实施例11中硫的总回收率为98.2％。
实施例12.实施例12是基于图8中体现的和先前描述的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2063.8°F(1128.8℃)。硫化氢再循环料流302与经富集的进料400混合以产生混合的经富集的进料800，并且将混合的经富集的进料800引入富集单元40的反应炉。硫化氢膜30中的膜为硫化氢选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为21,300m2。硫化氢膜30不存在吹扫料流。膜进料120的压力为20psig(137.9kPa)。将硫化氢再循环料流302中的渗透压力设定为0psig(101.3kPa)。富集单元40使用MDEA作为胺。所选料流的成分的最终浓度示于表14。
表14.实施例12的料流的热量和质量平衡。
实施例12中硫的总回收率为98.7％。与实施例11相比，二氧化碳回收率降低，但有利地，富含二氧化碳的料流402中的氮气浓度降低。氮气为惰性气体，因而会降低硫回收单元10的反应炉中的火焰温度，从而导致硫回收单元10中的硫回收效率较低。
实施例13.实施例13是基于图13中体现的配置、参照前述图1来模拟的，并且是比较例。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2251.2°F(1232.9℃)。实施例13不存在还原单元和膜。所选料流的成分的最终浓度示于表15。
表15.实施例13的料流的热量和质量平衡。
实施例13中硫的总回收率为96.5％。
实施例14.实施例15是基于图1和图1a中体现的和先前描述的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2129.3°F(1165.2℃)。硫化氢膜30中的膜为硫化氢选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为61,642m2。吹扫空气进料132中的空气用作硫化氢膜30的吹扫空气。所选料流的成分的最终浓度示于表16。
表16.实施例14的料流的热量和质量平衡。
实施例14中硫的总回收率为98.0％。
实施例15.实施例15是基于图1和图1a中体现的和先前描述的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为1966.3°F(1074.6℃)。硫化氢膜30中的膜为硫化氢选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为61,642m2。将包含空气的吹扫空气进料132用作硫化氢膜30的吹扫空气。所选料流的成分的最终浓度示于表17。
表17.实施例15的料流的热量和质量平衡。
实施例15中硫的总回收率为99.3％。
实施例16.实施例16是基于图1和图1a中体现的和先前描述的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2101.5°F(1149.7℃)。硫化氢膜30中的膜是硫化氢选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为31,399m2。将包含空气的吹扫空气进料132用作硫化氢膜30的吹扫空气。所选料流的成分的最终浓度示于表18。
表18.实施例16的料流的热量和质量平衡。
实施例16中硫的总回收率为98.7％。根据实施例16中实施方案的硫回收***的硫的总回收率高于根据实施例13中实施方案的硫回收***的硫的总回收率。
实施例17.实施例17是基于图13中体现的配置、参照前述图1来模拟的，并且是比较例。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2649.7°F(1454.3℃)。实施例17不存在还原单元和膜。所选料流的成分的最终浓度示于表19。
表19.实施例17的料流的热量和质量平衡。
实施例17中硫的总回收率为96.6％。
实施例18.实施例18是基于前述图1和图1a中体现的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2545.5°F(1396.4℃)。硫化氢膜30中的膜为硫化氢选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为82,831m2。将包含空气的吹扫空气进料132用作硫化氢膜30的吹扫空气。所选料流的成分的最终浓度示于表20。
表20.实施例18的料流的热量和质量平衡。
实施例18中硫的总回收率为98.3％。
实施例19.实施例19是基于图1和图1a中体现的和先前描述的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2444.8°F(1340.4℃)。膜进料120的压力为16psig(280.6kPa)。硫化氢膜30中的膜为硫化氢选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为82,831m2。将包含空气的吹扫空气进料132用作硫化氢膜30的吹扫空气。所选料流的成分的最终浓度示于表21。
表21.实施例19的料流的热量和质量平衡。
实施例19中硫的总回收率为99.5％。
实施例20.实施例20是基于图1和图1a中体现的和先前描述的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2389.6°F(1309.8℃)。硫化氢膜30中的膜为酸性气体选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为82,831m2。将包含空气的吹扫空气进料132用作硫化氢膜30的吹扫空气。所选料流的成分的最终浓度示于表22。
表22.实施例20的料流的热量和质量平衡。
实施例20中硫的总回收率为99.1％。
实施例21.实施例21是基于图1和图1a中体现的和先前描述的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2310.8°F(1266℃)。硫化氢膜30中的膜为酸性气体选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为82,831m2。将包含空气的吹扫空气进料132用作硫化氢膜30的吹扫空气。所选料流的成分的最终浓度示于表23。
表23.实施例21的料流的热量和质量平衡。
实施例21中硫的总回收率为99.5％。
实施例22.实施例22是基于图15中体现的配置、参照前述图1来模拟的，并且是比较例。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2603.48°F(1428.6℃)。实施例22不存在还原单元和膜。所选料流的成分的最终浓度示于表24。
表24.实施例22的料流的热量和质量平衡。
实施例22中硫的总回收率为98.2％。
实施例23.实施例23是基于图12中体现的和先前描述的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2435.6°F(1335.3℃)。酸性气体膜单元60中的膜为酸性气体选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为2,176,000m2。将包含低压脱气蒸汽的蒸汽进料1100用作酸性气体膜单元60的吹扫料流。硫化氢膜30中的膜为硫化氢选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为2,176,000m2。将包含空气的吹扫空气进料132用作硫化氢膜30的吹扫空气。所选料流的成分的最终浓度示于表25。
表25.实施例23的料流的热量和质量平衡。
实施例23中硫的总回收率为99.7％。
实施例24.实施例24是基于图1和图1a中体现的和先前描述的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2313.3°F(1267.4℃)。硫化氢膜30中的膜为酸性气体选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为2,176,000m2。将包含空气的吹扫空气进料132用作硫化氢膜30的吹扫空气。所选料流的成分的最终浓度示于表26。
表26.实施例24的料流的热量和质量平衡。
实施例24中硫的总回收率为99.4％。
实施例25.实施例25是基于图11中体现的和先前描述的配置来模拟的。该模拟基于具有三个克劳斯催化段的硫回收单元10。反应炉出口处温度为2564.6°F(1407℃)。酸性气体膜单元60中的膜为酸性气体选择性膜，其具有表2中指定的渗透性，并且总面积为2,176,000m2。将包含低压脱气蒸汽的蒸汽进料1100用于酸性气体隔膜单元60的吹扫。所选料流的成分的最终浓度示于表27。
表27.实施例25的料流的热量和质量平衡。
实施例22中硫的总回收率为99.3％。
表28.实施例的结果
虽然已经对本发明做了详细说明，但是应当理解的是，在不脱离本发明原则和范围的前提下，可在本文基础上做出各种改变、替换和变型。因此，本发明的范围应当由以下权利要求书及其恰当的法律等价物所确定。
单数形式“一(a、an)”和“该”包括复数对象，除非上下文另有明确说明。
任选的或任选地是指，随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生。该描述包括该事件或情况发生以及不发生的例子。
范围在本文中可表示为从大约一个特定值和/或到大约另一个特定值。当表示这样的范围时，应当理解的是，另一个实施方案是从一个特定值和/或到另一个特定值，以及在所述范围内的所有组合。
如本文以及随附权利要求所用，词语“包含”、“具有”和“包括”及其所有的语法变体各自旨在具有一种开放的、非限制性的含义，这并不排除其他另外的元件或步骤。
如本文所用，术语如“第一”和“第二”是任意地指定，并且仅仅旨在区分装置的两个或多个组件。应当理解的是，词语“第一”和“第二”没有其他目的，也不是组件的名称或说明的一部分，更不是指它们必须定义组件的相对位置或方位。另外，应当理解的是，术语“第一”和“第二”的唯一用途不要求存在任何“第三”组件，尽管这种可能性是在本发明范围下是可预期的。

Claims (23)

1.一种从硫回收单元(SRU)尾气流中除去含硫化合物的方法，该方法包括以下步骤：
将所述SRU尾气流引入还原单元以产生膜进料，所述还原单元被配置为将所述含硫化合物还原成硫化氢；
将所述膜进料引入硫化氢膜单元，该硫化氢膜单元包括膜，其中所述膜进料包含硫化氢；
使所述膜进料接触所述膜的进料侧，从而使得硫化氢渗透通过所述膜到达渗透物侧；以及
收集未渗透通过所述膜的渗余气体以产生烟囱进料，其中所述烟囱进料包含渗余气体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述膜选自由硫化氢选择性膜和酸性气体选择性膜组成的组。
3.根据权利要求1或2的任一项所述的方法，其中将所述SRU尾气流引入还原单元以产生膜进料的步骤还包括以下步骤：
将所述SRU尾气流引入所述还原单元的还原反应器；
将还原剂引入所述还原反应器；
使所述含硫化合物与所述还原剂在还原反应中进行反应，以产生经还原的料流，其中所述还原反应将所述含硫化合物还原成硫化氢，其中所述经还原的料流包含非冷凝气体和水蒸气；
将所述经还原的料流引入还原分离器；以及
在所述还原分离器中将所述非冷凝气体与所述水蒸气分离，以产生所述膜进料和废水流，其中所述膜进料包含所述非冷凝气体，其中所述非冷凝气体包含硫化氢，并且其中所述废水流包含冷凝水。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
将吹扫空气进料供应至所述膜的所述渗透物侧；
收集所述吹扫空气进料中渗透通过所述膜的硫化氢，以产生富含硫化氢的空气；以及
将所述富含硫化氢的空气引入硫回收单元，所述硫回收单元被配置为产生所述SRU尾气流。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括以下步骤：
将酸性气体进料引入富集单元，其中所述酸性气体进料包含硫化氢和二氧化碳；
使所述硫化氢与所述二氧化碳分离以产生经富集的进料和富含二氧化碳的料流，其中所述经富集的进料包含硫化氢，其中所述富含二氧化碳的料流包含二氧化碳；以及
将所述经富集的进料引入所述硫回收单元。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：
将酸性气体进料引入富集单元，其中所述酸性气体进料包含硫化氢和二氧化碳；
将膜再循环料流引入所述富集单元，其中所述膜再循环料流包含硫化氢和二氧化碳；
在所述富集单元中使所述硫化氢与所述二氧化碳分离，以产生经富集的进料和富含二氧化碳的料流，其中所述经富集的进料包含硫化氢，其中所述富含二氧化碳的料流包含二氧化碳；
将所述富含二氧化碳的料流供应至所述硫化氢膜单元的所述膜的所述渗透物侧；
收集所述富含二氧化碳的料流中渗透通过所述膜到达所述渗透物侧的硫化氢，以产生所述膜再循环料流；以及
将所述经富集的进料引入硫回收单元，所述硫回收单元被配置为产生所述SRU尾气流。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
由渗透通过所述硫化氢膜单元的所述膜的硫化氢形成硫化氢再循环料流，其中所述硫化氢再循环料流包含硫化氢。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括以下步骤：
将所述硫化氢再循环料流与空气进料混合以形成经稀释的再循环料流，其中所述经稀释的再循环料流包含硫化氢和空气；以及
将所述经稀释的再循环料流引入硫回收单元，所述硫回收单元被配置为产生所述SRU尾气流。
9.根据权利要求7所述的方法，还包括以下步骤：
将所述硫化氢再循环料流引入富集单元；
将酸性气体进料引入所述富集单元，其中所述酸性气体进料包含硫化氢和二氧化碳；
在所述富集单元中使所述硫化氢与所述二氧化碳分离，以产生经富集的进料和富含二氧化碳的料流，其中所述经富集的进料包含硫化氢，其中所述富含二氧化碳的料流包含二氧化碳；以及
将所述经富集的进料引入硫回收单元，所述硫回收单元被配置为产生所述SRU尾气流。
10.根据权利要求7所述的方法，还包括以下步骤：
将所述硫化氢再循环料流与酸性气体进料混合，以产生混合进料，其中所述混合进料包含硫化氢和二氧化碳；
将所述混合进料引入富集单元；以及
在所述富集单元中使所述硫化氢与所述二氧化碳分离，以产生经富集的进料和富含二氧化碳的料流，其中所述经富集的进料包含硫化氢，其中所述富含二氧化碳的料流包含二氧化碳。
11.根据权利要求7所述的方法，还包括以下步骤：
将酸性气体进料引入富集单元，其中所述酸性气体进料包含硫化氢和二氧化碳；
在所述富集单元中使所述硫化氢与所述二氧化碳分离，以产生经富集的进料和富含二氧化碳的料流，其中所述经富集的进料包含硫化氢，其中所述富含二氧化碳的料流包含二氧化碳；
将所述硫化氢再循环料流与所述经富集的进料混合以产生混合的经富集的进料；以及
将所述混合的经富集的进料引入硫回收单元，所述硫回收单元被配置为产生所述SRU尾气流。
12.根据权利要求7所述的方法，还包括以下步骤：
将酸性气体进料引入二氧化碳膜单元，所述二氧化碳膜单元包括二氧化碳选择性膜，其中所述酸性气体进料包含二氧化碳和硫化氢；
使所述酸性气体进料接触所述二氧化碳选择性膜的进料侧，从而使得二氧化碳渗透通过所述二氧化碳选择性膜到达渗透物侧；
收集渗透通过所述二氧化碳选择性膜的二氧化碳，以形成二氧化碳渗透物，其中所述二氧化碳渗透物包含二氧化碳和硫化氢；
收集未渗透通过所述二氧化碳选择性膜的进料气体，以形成硫化氢渗余物，其中所述硫化氢渗余物包含硫化氢；
将所述二氧化碳渗透物引入富集单元；
在所述富集单元中使所述硫化氢与所述二氧化碳分离，以产生经富集的进料和富含二氧化碳的料流，其中所述经富集的进料包含硫化氢，其中所述富含二氧化碳的料流包含二氧化碳；
将所述硫化氢再循环料流、所述经富集的进料和所述硫化氢渗余物混合以产生富含硫化氢的进料；以及
将所述富含硫化氢的进料引入硫回收单元，所述硫回收单元被配置为产生所述SRU尾气流。
13.根据权利要求7所述的方法，还包括以下步骤：
将所述硫化氢再循环料流和酸性气体进料混合以产生混合进料，其中所述混合进料包含硫化氢和二氧化碳；
将所述混合进料引入二氧化碳膜单元，所述二氧化碳膜单元包括二氧化碳选择性膜；
使所述酸性气体进料接触所述二氧化碳选择性膜的进料侧，从而使得二氧化碳渗透通过所述二氧化碳选择性膜到达渗透物侧，
收集渗透通过所述二氧化碳选择性膜的二氧化碳以形成二氧化碳渗透物；
收集未渗透通过所述二氧化碳选择性膜的进料气体以形成硫化氢渗余物，其中所述硫化氢渗余物包含硫化氢；
将所述二氧化碳渗透物引入富集单元以产生经富集的进料和富含二氧化碳的料流，其中所述经富集的进料包含硫化氢，其中所述富含二氧化碳的料流包含二氧化碳；
将所述经富集的进料和所述硫化氢渗余物混合以产生组合进料；以及
将所述组合进料引入硫回收单元，所述硫回收单元被配置为产生所述SRU尾气流。
14.一种从硫回收单元(SRU)尾气流中除去含硫化合物的方法，该方法包括以下步骤：
将所述SRU尾气流引入还原单元以产生膜进料，所述还原单元被配置为将所述含硫化合物还原成硫化氢；
将所述膜进料引入酸性气体膜单元以产生酸性气体渗余物，所述酸性气体膜单元包括酸性气体选择性膜；
使所述膜进料接触所述酸性气体选择性膜，从而使得酸性气体渗透通过所述酸性气体选择性膜到达渗透物侧；
将蒸汽进料供应至所述酸性气体选择性膜的所述渗透物侧，其中所述蒸汽进料包含低压脱气蒸汽；
收集所述蒸汽进料中渗透通过所述酸性气体选择性膜的酸性气体以产生酸性气体渗透物，其中所述酸性气体渗透物包含酸性气体和水蒸气；
收集酸性气体渗余物中未渗透通过所述膜的渗余气体，其中所述酸性气体渗余物包含所述渗余气体；
将所述酸性气体渗透物引入水冷凝器，所述水冷凝器被配置为将水蒸气与所述酸性气体分离；
使所述水蒸气在水冷凝器中冷凝以产生酸性水流和富含酸性气体的料流，其中所述酸性水流包含冷凝水，并且所述富含酸性气体的料流包含酸性气体，其中所述酸性气体包括二氧化碳和硫化氢；
将所述富含酸性气体的料流引入富集单元；
在所述富集单元中使所述硫化氢与所述二氧化碳分离，以产生经富集的进料和富含二氧化碳的料流，其中所述经富集的进料包含硫化氢，其中所述富含二氧化碳的料流包含二氧化碳；
将所述经富集的进料引入硫回收单元，所述硫回收单元被配置为产生所述SRU尾气流。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括以下步骤：
将所述酸性气体渗余物引入硫化氢膜单元的进料侧，所述硫化氢膜单元包括膜；
使所述酸性气体渗余物接触所述膜，从而使得硫化氢渗透通过所述膜到达渗透物侧；
将吹扫空气进料供应至所述膜的所述渗透物侧；
收集所述吹扫空气进料中渗透通过膜的硫化氢，以产生硫回收单元进料；以及
将所述硫回收单元进料引入所述硫回收单元。
16.一种从硫回收单元尾气流中除去含硫化合物的装置，该装置包括：
还原单元，所述还原单元被配置为将所述含硫化合物还原成硫化氢以产生膜进料；以及
硫化氢膜单元，其流体连通至所述还原单元，所述硫化氢膜单元包括膜，其中所述膜进料接触所述膜的进料侧，从而使得所述膜进料中存在的硫化氢渗透通过所述膜到达渗透物侧，其中未渗透通过所述膜的渗余气体作为烟囱进料排出所述硫化氢膜单元。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述还原单元包括：
还原反应器，所述还原反应器被配置为使所述SRU尾气流中存在的含硫化合物与还原剂反应以产生经还原的料流，其中所述经还原的料流包含硫化氢和水蒸气；
还原分离器，所述还原分离器被配置为冷凝所述经还原的料流中的水蒸气以产生废水流和所述膜进料。
18.根据权利要求16或17任一项所述的装置，还包括：
富集单元，其流体连通至硫回收单元，所述富集单元被配置为产生经富集的进料；以及
所述硫回收单元，所述硫回收单元流体连通至所述还原单元，所述硫回收单元被配置为产生所述SRU尾气流。
19.根据权利要求18所述的装置，还包括：
二氧化碳膜单元，其流体连通至所述富集单元，所述二氧化碳膜单元包括二氧化碳选择性膜，所述二氧化碳膜单元被配置为产生二氧化碳渗透物和硫化氢渗余物。
20.一种从硫回收单元尾气流中除去含硫化合物的装置，该装置包括：
还原单元，所述还原单元被配置为将所述含硫化合物还原成硫化氢以产生膜进料；以及
酸性气体膜单元，其流体连通至所述还原单元，所述酸性气体膜单元包括酸性气体选择性膜，其中所述膜进料接触所述酸性气体选择性膜的进料侧，从而使得酸性气体渗透通过所述酸性气体选择性膜到达渗透物侧，其中未渗透通过所述酸性气体选择性膜的渗余气体作为酸性气体渗余物排出所述酸性气体膜单元。
21.根据权利要求20所述的装置，还包括：
富集单元，其流体连通至硫回收单元，所述富集单元被配置为产生经富集的进料；以及
所述硫回收单元，所述硫回收单元流体连通至所述还原单元，所述硫回收单元被配置为产生所述SRU尾气流。
22.根据权利要求21所述的装置，还包括：
二氧化碳膜单元，其流体连通至所述富集单元，所述二氧化碳膜单元包括二氧化碳选择性膜，所述二氧化碳膜单元被配置为产生二氧化碳渗透物和硫化氢渗余物。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的装置，还包括流体连通至所述酸性气体膜单元的硫化氢膜单元，所述硫化氢膜单元包括膜，其中所述酸性气体渗余物接触所述膜的进料侧，从而使得硫化氢渗透通过所述膜到达渗透物侧，其中未渗透通过所述膜的渗余气体作为烟囱进料排出所述硫化氢膜单元。
CN201880030962.8A 2017-03-13 2018-03-13 利用膜和还原步骤强化克劳斯尾气处理 Pending CN110612150A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/457,338 US9943802B1 (en) 2017-03-13 2017-03-13 Enhancement of claus tail gas treatment with membrane and reducing step
US15/457,338 2017-03-13
PCT/US2018/022116 WO2018169918A1 (en) 2017-03-13 2018-03-13 Enhancement of claus tail gas treatment with membrane and reducing step

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110612150A true CN110612150A (zh) 2019-12-24

Family

ID=61873219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880030962.8A Pending CN110612150A (zh) 2017-03-13 2018-03-13 利用膜和还原步骤强化克劳斯尾气处理

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9943802B1 (zh)
CN (1) CN110612150A (zh)
CA (1) CA3059066A1 (zh)
SA (1) SA519402440B1 (zh)
WO (1) WO2018169918A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116033956A (zh) * 2020-09-03 2023-04-28 沙特***石油公司 从硫回收单元的硫回收尾气流中回收h2的膜工艺和更环保的销售气工艺

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6199918B2 (ja) * 2015-02-26 2017-09-20 三菱重工業株式会社 天然ガスから二酸化炭素を分離するシステム及び方法
KR102684782B1 (ko) * 2019-05-17 2024-07-15 사우디 아라비안 오일 컴퍼니 흡수 및 멤브레인 확산 단계를 포함하는 합성가스 혼합물로부터 개선된 황 포집 공정
EP3946687B1 (en) * 2019-05-17 2023-03-01 Saudi Arabian Oil Company Improving sulfur recovery operation with improved carbon dioxide recovery
CN113120866B (zh) * 2021-03-31 2022-04-22 中南大学 一种利用二氧化硫制备单质硫的方法
US12017180B2 (en) * 2021-06-24 2024-06-25 Saudi Arabian Oil Company Improving sulfur recovery operations with processes based on novel CO2 over SO2 selective membranes and its combinations with SO2 over CO2 selective membranes
US11548784B1 (en) 2021-10-26 2023-01-10 Saudi Arabian Oil Company Treating sulfur dioxide containing stream by acid aqueous absorption
US11530131B1 (en) 2021-11-16 2022-12-20 Saudi Arabian Oil Company Methods and systems of sub-dew point sulfur recovery with interstage membrane units
US11926799B2 (en) 2021-12-14 2024-03-12 Saudi Arabian Oil Company 2-iso-alkyl-2-(4-hydroxyphenyl)propane derivatives used as emulsion breakers for crude oil
US11638898B1 (en) 2022-03-25 2023-05-02 Saudi Arabian Oil Company Enhanced tail gas treatment of sulfur recovery unit with steam swept membranes

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0197289A2 (de) * 1985-03-04 1986-10-15 Salzgitter Lummus Gmbh Verfahren zum Reinigen der Abgase von Claus-Anlagen und zur Wiedergewinnung der in diesen Abgasen enthaltenen Schwefelverbindungen
JPH06277439A (ja) * 1993-03-23 1994-10-04 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd クラウス法テールガスの処理装置
CN101745289A (zh) * 2008-12-12 2010-06-23 南化集团研究院 从含co2的气体混合物中选择性脱除h2s的方法
US20120279728A1 (en) * 2010-01-22 2012-11-08 Northrop Paul S Removal of acid gases from a gas stream, with co2 capture and sequestration
CN102989268A (zh) * 2011-09-15 2013-03-27 中国石油化工股份有限公司 一种采用膜分离处理克劳斯尾气的方法
CN106457126A (zh) * 2014-04-16 2017-02-22 沙特***石油公司 用于处理克劳斯单元中含有btex的低至中摩尔百分比的硫化氢气体供料的改进的硫回收工艺

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3199955A (en) 1962-08-20 1965-08-10 Texas Gulf Sulphur Co Process of reducing sulphur dioxide to elemental sulphur
US3503186A (en) 1968-08-15 1970-03-31 Gen Electric Liquid membrane for sulphur dioxide extraction
US3819806A (en) 1972-04-20 1974-06-25 Gen Electric Facilitated transport of hydrogen sulfide
US3928547A (en) 1972-06-30 1975-12-23 Allied Chem Process for the reduction of sulfur dioxide
DE2613343C3 (de) 1976-03-29 1980-08-28 Davy International Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Gewinnung von Schwefel aus SO2 -haltigen Gasen
US4039650A (en) 1976-05-10 1977-08-02 Allied Chemical Corporation Sulfur dioxide reduction
FI80616B (fi) 1988-10-31 1990-03-30 Tampella Oy Ab Foerfarande foer avlaegsning av svaveldioxid fraon heta roekgaser.
WO1991006363A1 (en) 1989-11-07 1991-05-16 Membrane Technology And Research, Inc. Process for removing condensable components from gas streams
US5205843A (en) 1989-11-07 1993-04-27 Membrane Technology And Research, Inc. Process for removing condensable components from gas streams
US5199962B1 (en) 1989-11-07 1995-02-07 Wijmans Johannes G. Process for removing condensable components from gas streams
US5071451A (en) 1990-12-28 1991-12-10 Membrane Technology & Research, Inc. Membrane process and apparatus for removing vapors from gas streams
US5256296A (en) 1990-12-28 1993-10-26 Membrane Technology & Research Membrane process and apparatus for removing a component from a fluid stream
US5147550A (en) 1990-12-28 1992-09-15 Membrane Technology And Research, Inc. Membrane process and apparatus for removing a component from a fluid stream
US5256295A (en) 1990-12-28 1993-10-26 Membrane Technology & Research Two-stage membrane process and apparatus
US5129921A (en) 1991-05-30 1992-07-14 Membrane Technology & Research, Inc. Membrane gas separation process and apparatus
US5306476A (en) * 1992-06-02 1994-04-26 Electrochem, Inc. Continuous sulfur removal process
US5445669A (en) 1993-08-12 1995-08-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Membrane for the separation of carbon dioxide
US5558698A (en) 1993-10-25 1996-09-24 Membrane Technology And Research, Inc. Acid gas fractionation process
US5851265A (en) 1996-09-03 1998-12-22 Monsanto Company Selective removal and recovery of sulfur dioxide from effluent gases using organic phosphorous solvents
US5755855A (en) 1997-01-24 1998-05-26 Membrane Technology And Research, Inc. Separation process combining condensation, membrane separation and flash evaporation
US7247285B2 (en) 2002-12-02 2007-07-24 Bert Zauderer Reduction of sulfur, nitrogen oxides and volatile trace metals from combustion in furnaces and boilers
CA2744978A1 (en) 2008-11-28 2010-06-03 Arnab Chatterjee Process for the selective oxidation of hydrogen sulphide
WO2011101406A2 (en) 2010-02-18 2011-08-25 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for selective oxidation of hydrogen sulphide

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0197289A2 (de) * 1985-03-04 1986-10-15 Salzgitter Lummus Gmbh Verfahren zum Reinigen der Abgase von Claus-Anlagen und zur Wiedergewinnung der in diesen Abgasen enthaltenen Schwefelverbindungen
JPH06277439A (ja) * 1993-03-23 1994-10-04 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd クラウス法テールガスの処理装置
CN101745289A (zh) * 2008-12-12 2010-06-23 南化集团研究院 从含co2的气体混合物中选择性脱除h2s的方法
US20120279728A1 (en) * 2010-01-22 2012-11-08 Northrop Paul S Removal of acid gases from a gas stream, with co2 capture and sequestration
CN102989268A (zh) * 2011-09-15 2013-03-27 中国石油化工股份有限公司 一种采用膜分离处理克劳斯尾气的方法
CN106457126A (zh) * 2014-04-16 2017-02-22 沙特***石油公司 用于处理克劳斯单元中含有btex的低至中摩尔百分比的硫化氢气体供料的改进的硫回收工艺

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116033956A (zh) * 2020-09-03 2023-04-28 沙特***石油公司 从硫回收单元的硫回收尾气流中回收h2的膜工艺和更环保的销售气工艺

Also Published As

Publication number Publication date
SA519402440B1 (ar) 2022-07-11
WO2018169918A1 (en) 2018-09-20
US9943802B1 (en) 2018-04-17
CA3059066A1 (en) 2018-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110612150A (zh) 利用膜和还原步骤强化克劳斯尾气处理
US10479684B2 (en) Enhancement of claus tail gas treatment by sulfur dioxide-selective membrane technology and sulfur dioxide-selective absorption technology
US10508033B2 (en) Enhancement of claus tail gas treatment by sulfur dioxide-selective membrane technology
US8591846B2 (en) Method and device for processing sour gas rich in carbon dioxide in a Claus process
US7662215B2 (en) Methods for removing sulfur-containing compounds
US7803271B2 (en) Method of extracting the hydrogen sulfide contained in a hydrocarbon gas
US9556030B2 (en) Sulfur recovery unit
US11083994B2 (en) Removal of acid gases from a gas stream, with O2 enrichment for acid gas capture and sequestration
US10323202B2 (en) Method for removing hydrogen sulfide from an acid gas
US20200360855A1 (en) Process of improved sulfur capture from a syngas mixture
CN114072220A (zh) 使用全氟化膜的硫化氢-二氧化碳膜分离方法
US11638898B1 (en) Enhanced tail gas treatment of sulfur recovery unit with steam swept membranes
US12017180B2 (en) Improving sulfur recovery operations with processes based on novel CO2 over SO2 selective membranes and its combinations with SO2 over CO2 selective membranes
CN113939355B (zh) 涉及吸收和膜扩散步骤的从合成气混合物中捕获硫的改进工艺
EP0744377A1 (en) Sulfur recovery enhanced by oxygenenriched gas supplied by gas separation membranes
JP2023540907A (ja) 硫黄回収ユニットの硫黄回収テールガス流から水素を回収するための膜プロセスおよび環境にやさしいセールスガスのためのプロセス
CA3234901A1 (en) Treating sulfur dioxide containing stream by acid aqueous absorption

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20221018

AD01 Patent right deemed abandoned