含硫气体脱硫的反应器和方法、含硫气体连续脱硫的装置和方法

技术领域

本发明涉及含硫气体脱硫技术领域，具体涉及一种含硫气体脱硫的反应器和方法、一种含硫气体连续脱硫的装置和方法。

背景技术

液化气是炼厂中的一种重要的中间产品，其主要成分为C3-C4的烷烃和烯烃，可广泛用于燃气、聚丙烯生产、MTBE生产、烷基化汽油生产等工艺中。液化石油气含有少量但种类繁多的硫化物，如H

目前，国内绝大多数炼厂采用醇胺吸收脱除液化气中硫化氢，然后通过碱液吸收脱除硫醇。这种脱硫工艺还存在一些问题：(1)废碱排放量大，由此会带来废碱处理时释放的硫醇和硫化氢等恶臭大气污染物，从而带来二次环境污染；(2)碱液再生时氧化塔尾气中的二硫化物恶臭将引起区域性大气污染；(3)该工艺对于酸性硫，如H

CN1900232A公开了一种炼油厂液化气的脱硫方法，该方法先从液化气中抽提丙烯、丁烯化工原料单体，然后在临氢气氛下与固定床催化剂接触脱硫；催化剂以γ-Al

CN101705108A公开了一种可深度脱除总硫的液态烃脱硫醇技术，在传统的液态烃抽提氧化脱硫醇过程中，通过采用对循环溶剂实施功能强化、三相混合强化再生、再生催化剂与抽提剂分离和循环剂脱氧等工艺，实现强化硫醇脱除深度、提高羰基硫脱除率、减少或避免在抽提同时形成二硫化物、节能减排等技术效果，从而使得液态烃能够深度脱硫，但该方法仍然产生大量废碱渣需要处理，且对于中性硫(如二甲基二硫)难以脱除。

CN101538480A公开了一种氧化脱除二甲基二硫醚的方法，该方法采用钛硅分子筛、杂多酸或有机酸为催化剂，H

CN107474876A公开了一种含硫原料吸附脱硫的方法，该方法：将含硫原料与第一供氢体从流化床反应器第一入口送入流化床反应器中与吸附脱硫剂接触并进行吸附脱硫反应，得到吸附脱硫产物和待生吸附剂；按照含硫原料的流向，将至少一股第二供氢体从所述流化床反应器第一入口下游的至少一个流化床反应器第二入口送入所述流化床反应器中一起进行所述吸附脱硫反应，该方法能够降低含硫原料的硫含量，并减少吸附脱硫产物辛烷值的损失，即，该方法能明显降低烯烃含量。

随着含硫气体深加工却要求脱硫精度越来越高，再加上环保要求的日益严格，含硫气体脱硫装置的脱硫稳定性和环保性之间的矛盾日益突出，采用加氢吸附方法进行含硫气体脱硫效果好，但容易导致气体中的烯烃发生饱和造成烯烃的损失。因此，亟需一种新的含硫气体脱硫的反应器和方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有含硫气体脱硫工艺中存在脱硫效率低、中性硫难以脱除、含硫气体中烯烃发生饱和造成烯烃损失、脱硫装置稳定性差、产生大量废碱渣需要处理，以及能耗高等问题，提供一种含硫气体脱硫的反应器和方法、一种含硫气体连续脱硫的装置和方法，该反应器设置有非临氢区和临氢区，即采用两段脱硫的方式，能够有效提高含硫气体的脱硫效果，并避免了含硫气体中烯烃的损失。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种含硫气体脱硫的反应器，该反应器的内部被分割设置有非临氢区和临氢区；所述非临氢区设置有装填有脱硫催化剂的脱硫层；所述临氢区设置有至少一个装填有临氢催化剂的临氢催化层，以及至少一个空腔区；其中，所述空腔区设置有氢气入口，所述反应器设置有气体入口和气体出口，且所述气体入口不通入氢气；

所述非临氢区用于将含硫气体与脱硫催化剂接触并进行催化脱硫；

所述临氢区用于将所述催化脱硫的产物和氢气的混合物与临氢催化剂接触并进行临氢脱硫。

本发明第二方面提供一种含硫气体脱硫的方法，该方法在第一方面提供的反应器中进行，

该方法包括：将含硫气体先在非临氢条件下进行催化脱硫，得到的产物再在临氢条件下进行临氢脱硫，得到脱硫气体。

本发明第三方面提供一种含硫气体连续脱硫的装置，该装置包括两个并联的反应器I和反应器II，其中，所述反应器I和反应器II各自独立地为第一方面提供的反应器；

其中，第一控制阀的一端连接所述反应器I的气体入口和反应器II的气体入口，用于调控所述反应器I和反应器II的气体入口进入的物流，当所述反应器I处于停工状态时，所述第一控制阀设置处于停工状态的反应器I中脱硫催化剂和临氢催化剂各自独立地进行再生，并设置所述反应器II处于工作状态。

本发明第四方面提供一种含硫气体连续脱硫的方法，该方法在第三方面提供的装置中进行；

该方法包括：将含硫气体由上到下或由下到上通过所述处于工作状态的反应器II的气体入口进入，与非临氢区中脱硫层装填的脱硫催化剂接触并进行催化脱硫，并将得到的产物，与经过氢气入口进入的氢气混合，与临氢区中临氢催化层装填的临氢催化剂接触并进行临氢脱硫，得到脱硫气体经气体出口引出；

其中，将所述处于停工状态的反应器I中脱硫催化剂和临氢催化剂各自独立地进行再生。

相比现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明提供的反应器，通过将反应器内部被分为非临氢区和临氢区，即，将含硫气体采用两段脱硫的方式进行脱硫，能够有效脱除含硫气体中硫，从而有效提高脱硫效率，并避免了含硫气体中烯烃的损失率；尤其通过控制非临氢区中脱硫催化剂的装填量，以及临氢区中氢气的进料量，更进一步提高含硫气体的脱硫率，以及降低含硫气体中烯烃损失率；

(2)本发明提供的装置，通过设置第一控制阀，用于调控装置中反应器I和反应器II的状态，即，处于停工状态的反应器I中脱硫催化剂和临氢催化剂各自独立地进行再生，反应器II处于工作状态，能够实现含硫气体的连续脱硫，简化装置的同时，提高了脱硫效率；

(3)本发明提供的方法，通过采用两段脱硫的方法，即，首先在非临氢条件下，将含硫气体与脱硫催化剂接触并进行催化脱硫；再在临氢条件下，将催化脱硫的产物、氢气和临氢催化剂接触并进行临氢脱硫，有利于减少含硫气体中烯烃和氢气的接触机会，从而减少烯烃因饱和造成的损失；在实现含硫气体充分脱硫、生产清洁燃料的目的同时，也利于实现生产的连续化和高效化。

附图说明

图1是本发明提供的一种含硫气体脱硫的反应器示意图；

图2是本发明提供的另一种含硫气体脱硫的反应器示意图；

图3是本发明提供的一种含硫气体连续脱硫的装置示意图；

图4是本发明提供的另一种含硫气体连续脱硫的装置示意图。

附图标记说明

I、反应器I II、反应器II III、第一控制阀 IV、第二控制阀

1、气体入口 2、上封头 3、脱硫层 4、气体分布器

5、氢气入口 6、下封头 7、气体出口 8、非临氢区

9、空腔区 10、侧壁 11、上隔板 12、下隔板

13、临氢区 14、临氢催化层

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

在本发明中，没有特殊情况说明下，容器的“顶部”是指容器由上到下的0-10％位置；容器的“上部”是指容器由上到下的10-40％位置；容器的“中部”是指容器由上到下的40-60％位置；容器的“下部”是指容器由上到下的60-90％位置；容器的“底部”是指容器由上到下的90-100％位置。

在本发明中，没有特殊情况说明下，所述“第一”和“第二”既不表示先后次序，也不表示对各个物料或步骤起限定作用，仅是用于对各个物料或步骤进行区分，例如，“第一控制阀”和“第二控制阀”中的“第一”和“第二”，仅是用于区分这不是同一控制阀。

本发明第一方面提供一种含硫气体脱硫的反应器，该反应器的内部被分割设置有非临氢区和临氢区；所述非临氢区设置有装填有脱硫催化剂的脱硫层；所述临氢区设置有至少一个装填有临氢催化剂的临氢催化层，以及至少一个空腔区；其中，所述空腔区设置有氢气入口，所述反应器设置有气体入口和气体出口，且所述气体入口不通入氢气；

所述非临氢区用于将含硫气体与脱硫催化剂接触并进行催化脱硫；

所述临氢区用于将所述催化脱硫的产物和氢气的混合物与临氢催化剂接触并进行临氢脱硫。

在本发明的一些实施方式中，优选地，在所述反应器中，所述非临氢区和临氢区上下设置。没有特殊情况说明下，所述非临氢区和临氢区上下设置取决于物料物流，当物料流向由上到下通过所述反应器，所述反应器的内部由上到下被分为非分临氢区和临氢区；当物料流向由下到上通过所述反应器，所述反应器的内部由下到上被分为非临氢区和临氢区。

在本发明中，没有特殊情况说明下，所述非临氢区中脱硫层的数量为一个。

在本发明的一些实施方式中，优选地，所述反应器还包括：侧壁、上封头和下封头。在本发明中，反应器由侧壁、上封头和下封头构成，其中，侧壁为立式圆柱形侧壁，上封头和下封头各自独立地为球形、椭球形或平板。

在本发明中，对所述反应器的类型具有较宽的选择范围，包括并不局限于本领域常规的反应器类型。优选地，所述反应器为固定床反应器。

在本发明的一些实施方式中，优选地，在所述临氢区中，按照物料流向，所述空腔区设置于所述临氢催化层的上游，且所述空腔区和临氢催化层间隔交替设置。即，当物料流向由上到下通过所述反应器，所述临氢区由上到下依次设置有空腔区、临氢催化层、空腔区、临氢催化层等；当物料流向由下到上通过所述反应器，所述临氢区由下到上依次设置有空腔区、临氢催化层、空腔区、临氢催化层等。

在本发明的一些实施方式中，优选地，所述非临氢区和临氢区的高度比为0.1-0.7：1，例如，0.1:1、0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为0.2-0.6：1。在本发明中，非临氢区在反应器高度的占比小，会使物流在非临氢区停留时间短，无需氢气参与脱硫的烃分子进入临氢区参与临氢脱硫，挤占临氢区临氢催化剂脱硫活性位，为达到相同脱硫效果，增加物流停留时间，进而增加了烯烃饱和；非临氢区在反应器高度的占比大，临氢区中临氢催化剂的催化活性为则少，影响烃的脱硫效果。

在本发明的一些实施方式中，优选地，在所述非临氢区中，所述脱硫层的高度占比为0.5-0.9，例如，0.5、0.6、0.7、0.8、0.9，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为0.7-0.9。其中，高度占比是指非临氢区中脱硫层的高度与非临氢区的高度比。

在本发明的一些实施方式中，优选地，在所述临氢区中，所述临氢催化层的高度总占比为0.5-0.9，例如，0.5、0.6、0.7、0.8、0.9，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为0.7-0.9。其中，高度总占比是临氢区中所有临氢催化层与临氢区的高度比。

在本发明的一些实施方式中，优选地，所述临氢催化层的数量为1-4个，例如，1个，2个，3个，4个，优选为2-4个，更优选为2个。

在本发明的一些实施方式中，优选地，基于所述脱硫催化剂和临氢催化剂的总重量，所述脱硫催化剂的重量占比为0.1-0.7，例如，0.1:1、0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为0.2-0.5。其中，重量占比是指脱硫催化剂的重量与脱硫催化剂和临氢催化剂的总重量比。采用优选的条件，更有利于提高含硫气体在非临氢状态下的脱硫效果，以及进一步避免含硫气体中烯烃饱和。

根据本发明，优选地，所述脱硫层和临氢催化层的顶部各自独立地设置有上隔板，且所述脱硫层和临氢催化层的底部各自独立地设置有下隔板；进一步优选地，所述上隔板和下隔板的下方各自独立地设置有支承横梁，且所述支承横梁设置在所述反应器的内壁，用于支承所述上隔板或下隔板。

在本发明中，所述上隔板和下隔板各自独立地为本领域常用的分布器形式，在此不作特别的限定，只要保证流体均匀通过上/隔板而脱硫层/临氢催化层内装填的脱硫催化剂颗粒/临氢催化剂颗粒不能穿过上/下隔板即可，可采用设有一定开孔率的小孔分布板、金属粉末烧结的分布板、约翰逊网或者金属丝网与多孔板组成的复合体等。

在本发明的一些实施方式中，优选地，所述上隔板和下隔板的开孔率为40-80％，优选为50-80％；孔径为0.1-4mm，优选为0.2-1mm。

根据本发明，优选地，所述脱硫层和临氢催化层的内部各自独立地设置有换热列管，分别用于调控所述脱硫层和临氢催化层的温度。在本发明中，所述换热列管主要用于再生时防止烧焦放热导致催化剂升温较高。

在本发明中，没有特殊情况说明下，所述空腔区是指所述非临氢区紧挨着临氢区的脱硫层与临氢区中临氢催化层形成的区域，以及所述临氢区中任意相邻两个临氢催化层形成的区域。

在本发明的一些实施方式中，优选地，所述空腔区的数量≥1个，优选为2-4个，例如，2个，3个，4个。

根据本发明，优选地，所述空腔区还设置有气体分布器。所述气体分布器可根据需要用来分布进入反应器的气体，例如，氢气、汽提气、含氧气体、还原气体等。

在本发明中，所述氢气入口和气体分布器的数量取决于所述空腔区的数量。优选地，所述氢气入口和气体分布器的数量各自独立地≥1个，优选为2-4个，例如，2个，3个，4个。

根据本发明，优选地，所述临氢区中，按照物料流向，第一个氢气入口中氢气进料量与所述氢气入口中氢气总进料量的体积比为0.1-0.9：1，例如，0.1:1、0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1，以及任意两个数值组成的范围中的任一值，优选为0.1-0.7：1。采用优选的体积比，能够减少大量氢气从第一个氢气入口进入反应器降低反应床层内氢气和含硫气体的比值，减少烯烃饱和。

在本发明的一种具体实施方式中，当所述反应器物料流向为由上到下，所述第一个氢气入口为由上到下第一个空腔区的氢气入口；当所述反应器为由下到上，所述第一个氢气入口为由下到上第一个空腔区的氢气入口。

在本发明中，对所述脱硫催化剂和临氢催化剂的种类具有较宽的选择范围，只要所述脱硫催化剂和临氢催化剂具有催化脱硫效果即可。优选地，所述脱硫催化剂和临氢催化剂的种类可以相同，也可以不同，优选为相同。

在本发明中的一些实施方式中，优选地，所述脱硫催化剂和临氢催化剂各自独立地含有加氢活性组分、硫负载组分和载体；进一步优选地，以所述脱硫催化剂和临氢催化剂各自的总重量为基准，所述加氢活性组分的含量为5-50wt％，优选为5-30wt％；所述硫负载组分的含量为10-70wt％，优选为20-60wt％。

在本发明的一些实施方式中，优选地，所述加氢活性组分选自Co、Ni、Mo和W中的至少一种，优选为Co和/或Ni。

在本发明中，所述硫负载组分选自能够和硫化氢发生反应生成固体物质负载在所述脱硫催化剂上的金属氧化物。优选地，所述硫负载组分为金属氧化物，优选选自氧化锌。

在本发明中，对所述载体具有较宽的选择范围，包括并不局限于本领域常规的催化剂载体种类。优选地，所述载体选自粘土、氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化锰、氧化钛、氧化钙、氧化铬、氧化锡、氧化锑和无定形硅酸铝中的至少一种，优选选自氧化硅、氧化钛和氧化铝中的至少一种。

在本发明中，对所述脱硫催化剂和临氢催化剂的来源具有较宽的选择范围，只要所述脱硫催化剂和临氢催化剂含有上述限定即可，所述脱硫催化剂和临氢催化剂可以通过购买得到，也可以通过制备得到，本发明在此不作赘述。

在本发明的一种具体实施方式中，所述脱硫催化剂和临氢催化剂各自独立地由以下方法制得：先将一定重量比的载体、硫负载组分和粘结剂经混合、挤条成型后焙烧，再浸渍于浓度为20-60％的加氢活性组分的金属盐溶液中，经干燥、焙烧，得到脱硫催化剂/临氢催化剂。

在本发明中，所述脱硫催化剂和临氢催化剂的形式为本领域常用的固定床反应器中催化剂形式，所述脱硫催化剂和临氢催化剂的径向截面形状可以为圆形、三叶草、环形等。

根据本发明，优选地，所述脱硫催化剂和临氢催化剂的堆密度各自独立地为0.4-1g/cm

本发明提供的一种含硫气体脱硫反应器，如图1所述，物料物流由上到下，该反应器的内部由上到下被分割设置有非临氢区8和临氢区13；非临氢区8设置有1个脱硫层3，且脱硫层3装填有脱硫催化剂，临氢区13设置有2个临氢催化层14，且临氢催化层14装填有临氢催化剂；临氢区13设置有2个空腔区9，且空腔区9设置有2个氢气入口5和2个气体分布器4；反应器设置有气体入口1和气体出口7，且气体入口1不通入氢气；非临氢区8用于将含硫气体与脱硫催化剂接触并进行催化脱硫；临氢区13用于将所述催化脱硫的产物和氢气的混合物与临氢催化剂接触并进行临氢脱硫；

其中，反应器还包括：侧壁10、上封头2和下封头6；脱硫层3和临氢催化层14各自独立地设置有上隔板11和下隔板12。

本发明提供的另一种含硫气体脱硫反应器，如图2所述，物料物流由下到上，该反应器的内部由下到上被分割设置有非临氢区8和临氢区13；非临氢区8设置有1个催化层3，且脱硫层3装填有脱硫催化剂；临氢区13设置有1个临氢催化层14，且临氢催化层14装填有临氢催化剂；所述临氢区13设置有1个空腔区9，且所述空腔区9设置有1个氢气入口5和1个气体分布器4；所述反应器设置有气体入口1和气体出口7，且所述气体入口1不通入氢气；所述非临氢区8用于将含硫气体与脱硫催化剂接触并进行催化脱硫；所述临氢区13用于将所述催化脱硫的产物和氢气的混合物与临氢催化剂接触并进行临氢脱硫；

其中，反应器还包括：侧壁10、上封头2和下封头6；脱硫层3和临氢催化层14各自独立地设置有上隔板11和下隔板12。

根据本发明一种特别优选的实施方式，该反应器的内部被分割设置有非临氢区和临氢区；所述非临氢区设置有装填有脱硫催化剂的脱硫层；所述临氢区设置有至少一个装填有临氢催化剂的临氢催化层，以及至少一个空腔区；其中，所述空腔区设置有氢气入口，所述反应器设置有气体入口和气体出口，且所述气体入口不通入氢气；

所述非临氢区用于将含硫气体与脱硫催化剂接触并进行催化脱硫；

所述临氢区用于将所述催化脱硫的产物和氢气的混合物与临氢催化剂接触并进行临氢脱硫；

其中，所述非临氢区和临氢区的高度比为0.1-0.7：1；

其中，基于所述脱硫催化剂和临氢催化剂的总重量，所述脱硫催化剂的重量占比为0.1-0.7；

其中，所述临氢区中，按照物料流向，第一个氢气入口中氢气进料量与所述氢气入口中氢气总进料量的体积比为0.1-0.9：1。

本发明第二方面提供一种含硫气体脱硫的方法，该方法在第一方面提供的反应器中进行，

该方法包括：将含硫气体先在非临氢条件下进行催化脱硫，得到的产物再在临氢条件下进行临氢脱硫，得到脱硫气体。

在本发明中，没有特殊情况说明下，所述反应器，以及脱硫催化剂的种类均依照上述限定，本发明在此不作赘述。

根据本发明，优选地，该方法包括以下步骤：

(1)将所述含硫气体由上到下或由下到上通过所述反应器的气体入口，与非临氢区的脱硫层中装填的脱硫催化剂接触并进行催化脱硫，得到产物；

(2)将所述产物与经过氢气入口进入的氢气混合，与临氢区的临氢催化层中装填的临氢催化剂接触并进行临氢脱硫，得到脱硫气体经气体出口引出。

在本发明的一些实施方式中，优选地，所述含硫气体中硫含量为5-1000μg/g，例如，5μg/g、10μg/g、20μg/g、100μg/g、200μg/g、300μg/g、400μg/g、500μg/g、600μg/g、700μg/g、800μg/g、1000μg/g，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为20-800μg/g。

在本发明中，对所述含硫气体的来源没有特别限定，可以为工厂反应产物，也可以为炼厂的干气、燃料气、液化气中的至少一种。优选地，所述含硫气体中碳原子数≤4，例如，1，2，3，4。

在本发明的一些实施方式中，优选地，将所述含硫气体进行催化脱硫之前，将所述含硫气体进行预热，所述预热后含硫气体的温度为100-600℃，优选为100-450℃。在本发明中，对所述预热的方式不作限定，可以采用至少一级预热，只要满足预热后的温度要求即可。

在本发明中，将预热后的含硫气体由上到下或由下到上通过所述反应器的气体入口进入，经过分布板进入非临氢区，与非临氢区的脱硫层中装填的脱硫催化剂接触并进行催化脱硫，实现脱除部分含硫化合物的脱硫反应；然后将产物与从氢气入口进入的氢气混合，与临氢区的临氢催化层中装填的临氢催化剂接触并进行临氢脱硫，继续脱除较难脱硫的硫化物。催化脱硫和临氢脱硫的反应过程中硫元素被负载在催化剂上，得到的脱硫气体经气体出口引出，并进入后续的处理系统。如果原料为液化气，可能产生会小分子物质，进入后续分离系统分离出小分子物质，如氢气，中间产生C1、C2物质。如果是燃料气，则无需分离。

在本发明的一些实施方式中，优选地，所述催化脱硫和临氢脱硫的条件各自独立地包括：温度为100-600℃，优选为100-450℃；压力为0.1-6MPa，优选为0.1-4MPa；重时空速为0.1-40h

在本发明的一些实施方式中，优选地，所述氢气和含硫气体的摩尔比为0.01-1：1，例如，0.01:1、0.1:1、0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1，以及任意两个数值组成的范围中任一值，优选为0.01-0.4：1。

本发明第三方面提供一种含硫气体连续脱硫装置，该装置包括两个并联的反应器I和反应器II，其中，所述反应器I和反应器II各自独立地为第一方面提供的反应器；

其中，第一控制阀的一端连接所述反应器I的气体入口和反应器II的气体入口，用于调控所述反应器I和反应器II的气体入口进入的物流，当所述反应器I处于停工状态时，所述第一控制阀设置处于停工状态的反应器I中脱硫催化剂和临氢催化剂各自独立地进行再生，并设置所述反应器II处于工作状态。

在本发明中，没有特殊情况说明下，所述反应器I和反应器II的种类均依照上述的限定，本发明在此不作赘述。

在本发明中，没有特殊情况说明下，所述反应器I和反应器II仅是用于区分两个并联的反应器，用于区分两个反应器的状态。即，当反应器I处于停工状态，那反应器II处于工作状态，或者，当反应器I处于工作状态，那反应器II处于停工状态。

在本发明中，没有特殊情况说明下，所述工作状态是指反应器进行脱硫反应；所述停工状态是指反应器中催化剂床层中装填的脱硫催化剂和临氢催化剂处于失活状态，需要对处于失活状态的脱硫催化剂和临氢催化剂进行再生。

在本发明中，所述第一控制阀旨在调控反应器I和反应器II的气体入口进入的物流，至于所述第一控制阀的另一端连接的具体管道，根据反应器的实际工况进行调整。当反应器I处于停工状态，所述第一控制阀设置反应器II处于工作状态，即，处于停工状态的反应器I的气体入口不通入含硫气体，处于工作状态的反应器II的气体入口通入含硫气体。

根据本发明，优选地，第二控制阀的一端连接所述反应器I的气体出口和反应器II的气体出口，用于处理所述反应器I和反应器II的气体出口引出的物流。

在本发明中，所述第二控制阀旨在处于所述反应器I和反应器II的气体出口引出的物流，至于所述第二控制阀的另一端连接的具体管道，根据反应器的实际工况进行调整。

根据本发明，优选地，所述第一控制阀的另一端连接含硫气体的原料气管道，用于向处于工作状态的反应器II中通入所述含硫气体进行脱硫。

根据本发明，优选地，所述第一控制阀的另一端和第二控制阀的另一端还各自独立地连接含氧气体的烧焦气管道，用于向处于停工状态的反应器I中通入所述含氧气体进行烧焦。

根据本发明，优选地，所述第一控制阀的另一端还连接惰性气体的汽提管道，用于向处于停工状态的反应器I中通入所述惰性气体进行汽提。

根据本发明，优选地，所述第一控制阀的另一端还连接还原气体的还原管道，用于向处于停工状态的反应器I中通入所述还原气体进行还原。

根据本发明，优选地，所述第二控制阀的另一端还连接脱硫气体的处理管道，用于处理所述工作状态的反应器II中脱硫气体。

根据本发明，优选地，所述第一控制阀和第二控制阀的另一端还各自独立地连接烧焦产物的处理管道，用于处理所述停工状态的反应器I中烧焦产物。

根据本发明，优选地，所述第二控制阀的另一端还连接汽提产物的处理管道，用于处理所述停工状态的反应器I中汽提产物。

根据本发明，优选地，所述第二控制阀的另一端还连接还原产物的处理管道，用于处理所述停工状态的反应器I中还原产物。

本发明提供的一种含硫气体连续脱硫的装置示意图如图3所示，该装置包括：并联的反应器I和反应器II，反应器I和反应器II的物料流向为由上到下，反应器I和反应器II各自独立地含有侧壁10、上封头1、下封头6，反应器I和反应器II的内部由上到下各自独立地被分割设置有非临氢区8和临氢区13，非临氢区8设置有1个脱硫层3，且脱硫层3装填有脱硫催化剂；临氢区13设置有2个临氢催化层14，且临氢催化层14装填有临氢催化剂；临氢区13设置有2个空腔区9，且空腔区9设置有2个氢气入口5和2个气体分布器4；脱硫层3和临氢催化层14各自独立地设置有上隔板11和下隔板12；反应器I和反应器II各自独立地设置有气体入口1和气体出口7，且气体入口1不通入氢气；

其中，第一控制阀III的一端连接所述反应器I的气体入口和反应器II的气体入口，用于调控所述反应器I和反应器II的气体入口1进入的物流，当所述反应器I处于停工状态时，所述第一控制阀设置处于停工状态的反应器I中脱硫催化剂和临氢催化剂各自独立地进行再生，并设置所述反应器II处于工作状态；

其中，第二控制阀IV的一端连接所述反应器I的气体出口和反应器II的气体出口，用于处理所述反应器I和反应器II的气体出口7引出的物流。

本发明提供的另一种含硫气体连续脱硫的装置示意图如图4所示，该装置包括：并联的反应器I和反应器II，所述反应器I和反应器II的物料流向为由下到上，反应器I和反应器II各自独立地含有侧壁10、上封头1、下封头6，反应器I和反应器II的内部由下到上各自独立地被分割设置有非临氢区8和临氢区13；非临氢区8设置有1个脱硫层3，且脱硫层3装填有脱硫催化剂；临氢区13设置有1个临氢催化层14，且临氢催化层14装填有临氢催化剂；临氢区13设置有1个空腔区9，且空腔区9设置有1个氢气入口5和1个气体分布器4；脱硫层3和临氢催化层14各自独立地设置有上隔板11和下隔板12；反应器I和反应器II各自独立地设置有气体入口1和气体出口7，且气体入口1不通入氢气；

其中，第一控制阀III的一端连接所述反应器I的气体入口和反应器II的气体入口，用于调控所述反应器I和反应器II的气体入口1进入的物流，当所述反应器I处于停工状态时，所述第一控制阀设置处于停工状态的反应器I中脱硫催化剂和临氢催化剂各自独立地进行再生，并设置反应器II处于工作状态；

其中，第二控制阀IV的一端连接反应器I的气体出口和反应器II的气体出口，用于处理反应器I和反应器II的气体出口7引出的物流。

本发明第四方面提供一种含硫气体连续脱硫的方法，该方法在第三方面提供的装置中进行；

该方法包括：将含硫气体由上到下或由下到上通过处于工作状态的反应器II的气体入口进入，与非临氢区中脱硫层装填的脱硫催化剂接触并进行催化脱硫，并将得到的产物，与经过氢气入口进入的氢气混合，与临氢区中临氢催化层装填的临氢催化剂接触并进行临氢脱硫，得到脱硫气体经气体出口引出；

其中，将所述处于停工状态的反应器I中脱硫催化剂和临氢催化剂各自独立地进行再生。

在本发明中，没有特殊情况说明下，所述含硫气体的种类、脱硫催化剂的种类、临氢催化剂的种类、催化脱硫的条件、临氢脱硫的条件均依照上述的限定，本发明在此不作赘述。

在本发明中，将预热后的含硫气体由上到下或由下到上通过所述处于工作状态的反应器II的气体入口进入，经过分布板进入非临氢区，与非临氢区的脱硫层中装填的脱硫催化剂接触并进行催化脱硫，实现脱除部分含硫化合物的脱硫反应；然后将产物与从氢气入口进入的氢气混合，与临氢区的临氢催化层中装填的临氢催化剂接触并进行临氢脱硫，继续脱除较难脱硫的硫化物。催化脱硫和临氢脱硫的反应过程中硫元素被负载在催化剂上，得到的脱硫气体经气体出口引出，并进入后续的产物分离系统。随着反应进行，催化剂因固定较多的硫原子及催化剂结焦导致催化剂逐渐失活。在床层催化剂失活后，将含硫气体原料进入切换进入另一反应器进行脱硫反应，同时对失活催化剂进行汽提、烧焦再生。再生后的催化剂经还原可进行脱硫反应，两个反应器循环进行反应、汽提、再生、还原的切换操作。

根据本发明，优选地，所述再生的过程包括：

(1)向所述处于停工状态的反应器I中通入惰性气体进行第一汽提；

(2)向所述处于停工状态的反应器I中由上到下或由下到上通入含氧气体进行烧焦；

(3)向所述处于停工状态的反应器I中通入惰性气体进行第二汽提；

(4)向所述处于停工状态的反应器I中通入还原气体进行还原。

在本发明中，步骤(1)中，所述第一汽提旨在将处于停工状态的反应器I中催化剂床层内的有机烃类汽提出来。

在本发明中，对所述惰性气体具有较宽的选择范围。优选地，所述惰性气体选自氮气、氦气、氩气和氖气中的至少一种，优选为氮气。

在本发明中，对所述含氧气体的种类具有较宽的选择范围，只要所述含氧气体中含有氧气即可。优选地，所述含氧气体中氧气的含量为5-21体积％，优选为10-21体积％。

在本发明中，步骤(2)中，所述烧焦旨在脱除处于停工状态的反应器I中脱硫催化剂负载的硫和/或碳。在本发明中，所述烧焦采用按催化剂床层分阶段烧焦，即，催化剂床层烧焦可按从气体入口到气体出口的次序进行，也可以按从气体出口到气体入口的次序进行，优选地，催化剂床层烧焦按从气体出口到气体入口的次序进行，即，靠近气体出口的催化剂床层先进行烧焦，逐步远离气体出口的催化剂床层再进行烧焦。

在本发明的一些实施方式中，优选地，所述烧焦包括：一段烧焦和二段烧焦。进一步优选地，所述一段烧焦的条件包括：温度为250-500℃，优选为300-400℃；一段烧焦产物中SO

在本发明中，所述一段烧焦和二段烧焦的温度可以通过控制脱硫层和临氢催化层中换热列管中换热介质和含氧气体流量来控制。

在本发明中，步骤(3)中，所述第二汽提旨在除去处于停工状态的反应器I中残留的含氧气体和烧焦气体。

在本发明中，步骤(4)中，所述还原旨在将再生的脱硫催化剂和临氢催化剂中活性组分各自独立地进行还原。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

制备例1

将作为载体组分的4.8kg拟薄水铝石(山东铝厂生产，Al

制备例2

按照制备例1的方法，不同的是，将浓度为20％硝酸镍溶液替换为浓度为45％硝酸钴溶液，其余步骤相同，得到脱硫催化剂A2。其中，脱硫催化剂A2的性质参数列于表1。

制备例3

按照制备例1的方法，不同的是，载体的制备过程中，不加入ZnO，其余步骤相同，得到脱硫催化剂A3。其中，脱硫催化剂A3的性质参数列于表1。

表1

实施例1

其中，第一控制阀III的一端连接反应器I的气体入口和反应器II的气体入口，用于调控反应器I和反应器II的气体入口1进入的物流，当反应器I处于停工状态时，第一控制阀设置处于停工状态的反应器I中脱硫催化剂和临氢催化剂各自独立地进行再生，并设置反应器II处于工作状态；

其中，第二控制阀IV的一端连接反应器I的气体出口和反应器II的气体出口，用于处理反应器I和反应器II的气体出口7引出的物流；

其中，脱硫层3中脱硫催化剂和每个临氢催化层14中临氢催化剂的装填量均为1.5kg，即，基于脱硫催化剂和临氢催化剂的总重量，脱硫催化剂的重量占比为0.33；

非临氢区8和临氢区13的高度比为0.5：1，非临氢区8中脱硫层3的高度占比为0.9，临氢区13中2个临氢催化层14的高度总占比为0.8；

在临氢区13中，按照物料流向，第一个氢气入口中氢气进料量与两个氢气入口中氢气总进料量的体积比为0.5：1。

该方法包括：将含硫气体由上到下通过处于工作状态的反应器II的气体入口进入，与非临氢区中催化剂床层装填的脱硫催化剂(脱硫催化剂A1)接触并进行催化脱硫，并将得到的产物，与经过氢气入口进入的氢气混合，与临氢区中临氢催化层装填的临氢催化剂(脱硫催化剂A1)接触并进行临氢脱硫，得到脱硫气体S1经气体出口引出；

其中，催化脱硫和临氢脱硫的条件各自独立地包括：温度为400℃；压力为3MPa；重时空速为5h

其中，将所述处于停工状态的反应器I中脱硫催化剂和临氢催化剂各自独立地进行再生，其中，再生的过程包括：向所述处于停工状态的反应器I中通入氮气进行汽提；向所述处于停工状态的反应器I由下到上通入含氧气体进行分段烧焦，一段烧焦的温度为300℃，一段烧焦产物中SO

其中，脱硫气体S1中硫含量为2ppm(以质量计的百万分之一，以下类似)，脱硫效率为98.67％；烯烃含量为35.6体积％，烯烃损失率为1.11％。

表2

实施例2

(1)含硫气体连续脱硫的装置按照实施例1所示的装置，不同的是，将脱硫催化剂和临氢催化剂分别替换为脱硫催化剂A2；

在临氢区13中，按照物料流向，第一个氢气入口中氢气进料量与两个氢气入口中氢气总进料量的体积比为0.6：1。

该方法包括：将含硫气体由上到下通过处于工作状态的反应器II的气体入口进入，与非临氢区中催化剂床层装填的脱硫催化剂(脱硫催化剂A2)接触并进行催化脱硫，并将得到的产物，与经过氢气入口进入的氢气混合，与临氢区中临氢催化层装填的临氢催化剂(脱硫催化剂A2)接触并进行临氢脱硫，得到脱硫气体S2经气体出口引出；

其中，催化脱硫和临氢脱硫的条件各自独立地包括：温度为430℃；压力为2.5MPa；重时空速为6h

其中，将所述处于停工状态的反应器I中脱硫催化剂和临氢催化剂各自独立地进行再生，其中，再生的过程包括：向所述处于停工状态的反应器I中通入氮气进行汽提；向所述处于停工状态的反应器I由下到上通入含氧气体进行分段烧焦，一段烧焦的温度为350℃，一段烧焦产物中SO

其中，脱硫气体S2中硫含量为5ppm，脱硫效率为96.67％；烯烃含量为35.4体积％，烯烃损失率为1.67％。

实施例3

其中，第一控制阀III的一端连接反应器I的气体入口和反应器II的气体入口，用于调控反应器I和反应器II的气体入口1进入的物流，当反应器I处于停工状态时，第一控制阀设置处于停工状态的反应器I中脱硫催化剂和临氢催化剂各自独立地进行再生，并设置反应器II处于工作状态；

其中，第二控制阀IV的一端连接所述反应器I的气体出口和反应器II的气体出口，用于处理反应器I和反应器II的气体出口7引出的物流；

其中，脱硫层3中脱硫催化剂和临氢催化层14中临氢催化剂的装填量均为1.5kg，即，基于脱硫催化剂和临氢催化剂的总重量，脱硫催化剂的重量占比为0.5；

非临氢区8和临氢区13的高度比为0.2：1，非临氢区8中脱硫层3的高度占比为0.8，临氢区13中临氢催化层14的高度占比为0.7；

该方法包括：将含硫气体由下到上通过处于工作状态的反应器II的气体入口进入，与非临氢区中催化剂床层装填的脱硫催化剂(脱硫催化剂A2)接触并进行催化脱硫，并将得到的产物，与经过氢气入口进入的氢气混合，与临氢区中催化剂床层装填的临氢催化剂(脱硫催化剂A2)接触并进行临氢脱硫，得到脱硫气体S3经气体出口引出；

其中，催化脱硫和临氢脱硫的条件各自独立地包括：温度为350℃；压力为1MPa；重时空速为7h

其中，将所述处于停工状态的反应器I中脱硫催化剂和临氢催化剂各自独立地进行再生，其中，再生的过程包括：向所述处于停工状态的反应器I中通入氮气进行汽提；向所述处于停工状态的反应器I由上到下通入含氧气体进行分段烧焦，一段烧焦的温度为350℃，一段烧焦产物中SO

其中，脱硫气体S3中硫含量为7ppm，脱硫效率为95.33％；烯烃含量为35.3体积％，烯烃损失率为1.94％。

实施例4

按照实施例1所示的装置，不同的是，该装置还包括脱除硫化氢单元，且脱除硫化氢单元连接气体出口7。

按照实施例1所示的方法，不同的是，将脱硫催化剂和临氢催化剂分别替换为脱硫催化剂A3，其余步骤相同，得到脱硫气体S4。

其中，脱硫气体S4中硫含量为60ppm，脱硫效率为60.0％；烯烃含量为35.5体积％，烯烃损失率为1.39％。

实施例5

按照实施例1所示的装置，不同的是，基于脱硫催化剂和临氢催化剂的总重量，脱硫催化剂的重量占比为0.7；

按照实施例1所示的方法，得到脱硫气体S5。

其中，脱硫气体S5中硫含量为9ppm，脱硫效率为94.0％；烯烃含量为35.7体积％，烯烃损失率为0.83％。

实施例6

其中，脱硫层3中脱硫催化剂和每个临氢催化层14中临氢催化剂的装填量均为1.5kg，即，基于脱硫催化剂和临氢催化剂的总重量，脱硫催化剂的重量占比为0.33；

非临氢区8和临氢区13的高度比为0.4：1，非临氢区8中脱硫层3的高度占比为0.7，临氢区13中2个临氢催化层14的高度总占比为0.8；

在临氢区13中，按照物料流向，第一个氢气入口中氢气进料量与两个氢气入口中氢气总进料量的体积比为0.5：1。

该方法包括：将含硫气体由上到下通过处于工作状态的反应器II的气体入口进入，与非临氢区中催化剂床层装填的脱硫催化剂(脱硫催化剂A1)接触并进行催化脱硫，并将得到的产物，与经过氢气入口进入的氢气混合，与临氢区中临氢催化层装填的临氢催化剂(脱硫催化剂A1)接触并进行临氢脱硫，得到脱硫气体S6经气体出口引出；

其中，催化脱硫和临氢脱硫的条件各自独立地包括：温度为400℃；压力为3MPa；重时空速为5h

其中，脱硫气体S6中硫含量为4ppm，脱硫效率为97.33％；烯烃含量为35.3体积％，烯烃损失率为1.94％。

对比例1

采用传统碱(氢氧化钠溶液)吸收方法对实施例1中液化气进行脱硫，得到的脱硫气体D1。

其中，脱硫气体D1中硫含量为40ppm，脱硫效率为73.33％；烯烃含量为36.0体积％，烯烃损失率为0％。

对比例2

采用传统加氢的方法对实施例1中液化气进行脱硫，其中，采用脱硫催化剂A3，压力为6MPa，反应温度为350℃，重时空速为6h

其中，脱硫气体D2中硫含量为3ppm，脱硫效率为98％；烯烃含量为33.3体积％，烯烃损失率为7.5％。

对比例3

按照实施例1所示的装置，不同的是，气体入口通入氢气，即，气体入口、第一氢气入口和第二氢气入口通入的氢气的摩尔比为1:1:1；

按照实施例1所示的方法，不同的是，催化脱硫和临氢脱硫的条件各自独立地包括：温度为350℃；压力为2MPa；重时空速为6h

其中，脱硫气体D3中硫含量为3ppm，脱硫效率为98％；烯烃含量为34.5体积％，烯烃损失率为4.17％。

将实施例和对比例进行比较可知，采用本发明提供的反应器能够有效脱除含硫气体中硫含量，并避免含硫气体中烯烃的损失，即，采用本发明提供的反应器具有较高的脱硫效率和较低的烯烃损失率。同时，本发明提供的装置，通过反应器I和反应器II来回切换进行脱硫催化剂的反应、再生等过程，能够实现含硫气体的连续脱硫。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。