Способ извлечения серы из сероводородсодержащих газов

 

Изобретение касается способа очистки от серы газа, содержащего сероводород, включающего окисление сероводорода кислородом, с последующим взаимодействием полученного при этом окислении газа с образующимся на термической стадии диоксидом серы с использованием по меньшей мере двух каталитических стадий. С целью упрощения процесса и увеличения выхода серы согласно изобретению концентрацию сероводорода, выходящего из последней каталитической стадии, поддерживают в пределах 0,8-3,0 об.% путем уменьшения количества воздуха, подаваемого для поддержания горения или для окисления на окислительную стадию, до 94-96,7% от стехиометрии и/или путем отвода части сероводородсодержащего исходного газа в количестве 9% в обход окислительной стадии и подачи его в газ. поступающий на каталитическую стадию. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.(Лс

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 01 В 17/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

OO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬПИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4202432/26 (22) 16.04.87 (31) 8600960 (32) 16.04,86 (33) VL (46) 30.01.92.Бюль 4 (71) Вег-Газинститут Н.B. и Компримо Б,В. (ML) (72) Ян Адольф Лагас Йоханнес Борсбом, Питер Хильдегардус Бербен и Джон Вильхельм ГЗС (NL) (53) 661.217(088.8) (56) Патент Японии М 22936, кл. 14 J 3, 1972. (54) СПОСО ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРЫ ИЗ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ (57) Изобретение касается способа очистки от серы газа, содержащего сероводород, включающего окисление сероводорода кисИзобретение относится к способам очистки газов от сероводорода с получением элементарной серы по методу Клауса.

Целью изобретения является упрощение процесса и повышение выхода серы.

На чертеже изображена схема поясняющая осуществление предлагаемого способа.

Исходное газообразное сырье с содержанием сероводорода 10-90 по трубопроводу t подают в горелку камеры 2 сгорания.

Количество воздуха, поддерживающего горение, контролируемого дозирующим регулятором 3 и анализатором сероводорода, подают по трубопроводу 4 к горелке. Тепло, выделяющееся в процессе горения газа (1200 С), снимают в бойлере 5 нагретым от,, Ж,, 1709900 А3 лооодом, с последующим взаимодействием полученного при этом окислении газа с образующимся на термической стадии диоксидом серы с использованием по меньшей мере двух каталитических стадий. С целью упрощения процесса и увеличения выхода серы согласно изобретению концентрацию сероводорода, выходящего из последней каталитической стадии, поддерживают в пределах 0,8-3,0 об.% путем уменьшения количества воздуха, подаваемого для поддержания горения или для окисления на окислительную стадию, до 94-96,7 от стехиометрии и/или пу ем отвода части сероводородсодержащего исходного газа в количестве 9% в обход окислительной стадии и подачи его в газ, поступающий на каталитическую стадию, 3 з.п. ф-лы, 1 ил. работанным газом, образующим поток. выпускаемый по трубопроводу б.

Реакция Клауса протекает в горелке и камере сгорания, Образующаяся сера конденсируется в бойлере 5 (150 С) и выгружается r«o трубопроводу 7. Газ поступает по трубопроводу 8 к нагревателю 9, в котором он нагревается до требуемой температуры реакции — 250 С, после чего подается по трубопроводу 10 к первому реактору 11 Клауса. В реакторе 11 снова протекает реакция

Клауса, при этом образуется сера. Газ отводят по трубопроводу 12 в серный конденсатор 13. Ожиженную серу (150 С) выгружают по трубопроводу 14. После этого газ пропускают по трубопроводу 15 на следующую стадию реактора, которая включает нагреватель 16, реактор 17 и серный конденсатор

1709900

18. В этом реакторе снова протекает реакция Клауса, Конденсированную серу выгружают по трубопроводу 19. Пар, образующийся в серных конденсаторах, выпускают по трубопроводам 20 и 21, Концентрацию сероводорода в трубопроводе остаточного газа контролируют анализатором 23 сероводорода и поддерживают в интервале 0,8-3,0 об.%, Анализатор 23 сероводорода контролирует р,-боту распределительного клапана на трубопроводе 24 для подачи воздуха, поддерживающего орение, или распределительного клапана нз Tp /áÎëpoBÎÄe 25 Для пОдачи сероводорода. По трубопроводу 25 часть сероводорода может поступать непосредственно на первую каталитическую стадию, минуя термическую стадию. ОстатОчный газ пропускают далее по трубопроводу 22 на стадию 26 удаления серы. Стадия удаления серы представляет собой известный процесс удаления серы, например стадия окисления в сухом слое, абсорбционная стадия или стадия окисления в жидкой фазе. Воздух необходимый для окисления, поступает по трубопроводу

27, Образующуюся серу выгружают по трубопроводу 28, а газ по трубопроводу 29 через форсажную камеру 30 выпуска от в вентиляционную трубу 31.

Пример 1, Согласно предлагаемой схеМе процесс проводят в конверторе Клауса, имеющем две каталитические зоны. Исходный газ, подаваемый на термическую стадию, содержит 90 об. $ сероводорода, соответствующих 90 кмоль/ч, 5 об. углекислого газа и 5 об. 4 ввооддыы, а также 43,33 кмоль/ ч кислорода (" дефицит" в 3.3) в виде кислорода воздуха. Содержание сероводорода в остаточном газе после второй каталитической стадии — 0,8, а содержание двуокиси серы в нем — 0,03%.

Осуществляют Окисление 5О в сухом слое с использованием нечувствительного к воде катализагора окисления, включающего носитель — а-окись алюминия (Флюк=., удельная поверхность 6,5 м2/г), на который наносится 4,5 мас, Ее Оз и 0,5 мас.

Сг783 KBK каталитически активного материала, который после гранулирования и прокаливания имеет удельную поверхность по

БЭТ 6,94 м /г и менее чем 1 от общего

Объема пор составляют поры радиусом менМ5ООА. При использовании такого катализатора, обеспечивающего эффективность окисяения 80%, достигается общее извлечение серы 99,1;ь.

Пример 2, Процесс осуществляют в конверторе Клауса, имеющем две каталитические зоны. На термическую стадию подают газ. содержащий 90 об. сероводорода, 5 об. углекислорода (" дефицит" ) 6,0 в виде кислорода воздуха. Содержание сероводорода в остаточном газе после второй каталитической стадии — 2,03, содержание двуокиси серы в нем было неизмеримо малым, содержание воды — 35,8 об., Окисление в сухом слое проводят с испо ьзованием нечувствительного к воде ка10 . алиэатора окисления, содержащего нo"èòeëü из а-окиси алюминия (удельная поверхность 6,5 м /г), на который было на2 н есено 4,5 мас.% Ре20з и 0,5 мас. Сг20З в качестве каталитически активного материа:5 ла, который после гранулирования и обжига имеет удельную поверхность, определенную методом БЭТ, равную 6,94 м /r, и менее

1,0ф от Общего объел а пор составляют поры, имеющие радиус 5-500 А. Используя

20 этот катализатор с эффективностью окисления 90%, пол» ают 99.2% извлечение серы.

Пример 3. Процесс Осуществляют аналогично примерам 1 и 2, однако остаточное содержание И Я в газе после 2-й ката25 литической стадии составляет 3,0 об, .

Осуществляют окисление в сухом слое с использованием нечувствительного к Окислению катализатора. включающего носиель — cx-окись алюминия (Флюка, удельная

30 oîâepxèoñTü 6,5 м /г), на котором наносятся

-":„5 мас.$ Ге Оз и 0,5 мас.ф, Сг20з как каталитически активного материала, который ловле гранулирования и прокаливания имеет удельную поверхность по 53Т 6,94 м /г, 35 и менее 1% От общего объема пор составляют поры радиусом менее 500 А. При использовании такого катализатора, обеспечивающего эффективность окисления

95, достигае ся общее извлечение серы

4Q 99 1

Пример 4, Процесс проводят на конверторе Клауса, имеющем две каталитические зоны. На термическую стадию подают газ, содержащий 90 Об.% сероводо45 рода, соответствующих 81 кмаль/ч, 5 об, углекислого газа и 5 об. воды, а также

40,95 кмоль/ч кислор да (т.е. нет "дефицита"), Однако по трубопроводу 25 в первую каталитическую зону подают 8,1 кмоль/ч се50 роводорода (9,0ф, исходного газа). Обьемное содержание сероводорода в остаточном газе после второй каталитической стадии сос-гавляло 3,13%, содержание двуокиси серы в нем было неизмеримо мало.

5ц

После удаления серы и воды и использования процесса окисления в жидкой фазе для поглощения и окисления сероводорода г ри абсорбционно-окисл ител ьн Ой эффек1709900

Составитель Л.Темирова

Редактор T.Лазоренко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Заказ 439 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тивности 95% была достигнута общая десульфурация газа 99,5%, Способ согласно изобретению позволяет упростить процесс за счет исключения необходимости контроля соотношения HzS 5 и 502, а также за счет того, что содержащийся в газе избыток H2S снижает возможность сульфатиэации катализатора и тем самым увеличивает срок службы катализатора.

Кроме того, способ повышает степень 10 извлечения серы до 99,1-99,5% против

97,1% по прототипу.

Формула изобретения

1. Способ извлечения серы из сероврдородсодержащих газов, включающий терми- 15 ческую стадию окисления сероводорода кислородом воздуха, выделение серы иэ реакционных газов охлаждением их, последующее каталитическое взаимодействие сероводорода с образую.цимся на термиче- 20 ской стадии диоксидом серы по меньшей мере на двух стадиях с промежуточным отделением серы после каждой стадии и дополнительное окисление остаточного сероводорода в серу в присутствии катали- 25 затора, нанесенного на носитель, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения выхода серы, в газе, выходящем из последней каталитической стадии, поддерживают концентрацию сероводорода 0,8-3 об.% путем снижения количества воздуха, подаваемого на термическую стадию, или путем введения в газовую смесь перед первой каталитической ступенью дополнительного количества исходного сероводородсодержащего газа.

2. Способ по п1, отличающийся тем, что на термическую стадию воздух подают в количестве 94-96,7% от стехиометрии.

3. Способ по и 1, от л и ч а ю шийся тем, что в газовую смесь перед первой каталитической стадией вводят 9 об.% исходного газа.

4. Способ по и 1, отличающийся тем, что на стадии дополнительного окисления остаточного сероводорода используют железохромоксидный катализатор, содержащий оксид железа 4,5 мас.% и оксид хрома 0,5 мас.%, остальное — носитель, с удельной поверхностью 6,94 м /г и с обьемом пор радиусом 5 — 500 А в количестве менее 1% от общего обьема пор.