CZ4899A3 - Způsob získávání síry z plynů obsahujících oxid siřičitý - Google Patents
Způsob získávání síry z plynů obsahujících oxid siřičitý Download PDFInfo
- Publication number
- CZ4899A3 CZ4899A3 CZ9948A CZ4899A CZ4899A3 CZ 4899 A3 CZ4899 A3 CZ 4899A3 CZ 9948 A CZ9948 A CZ 9948A CZ 4899 A CZ4899 A CZ 4899A CZ 4899 A3 CZ4899 A3 CZ 4899A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sulfur
- claus
- liquid sulfur
- gas
- catalyst
- Prior art date
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
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8603—Removing sulfur compounds
- B01D53/8612—Hydrogen sulfide
- B01D53/8615—Mixtures of hydrogen sulfide and 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
- C01B17/0426—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 characterised by the catalytic conversion
- C01B17/0439—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 characterised by the catalytic conversion at least one catalyst bed operating below the dew-point of sulfur
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
Oblast techniky:
V řadě procesů, jako rafinace ropy, čistění zemního plynu a výroba syntézního plynu z uhlí nebo olejových zbytků, se uvolňuje plyn obsahující síru, zejména H2S. Tento H2S se před použitím zmíněných plynů odstraňuje. Nejdůležitějším důvodem odstraňování H2S je zabránění vzniku emisí SO2 při spalování H2S. Je také dobře známo, že H2S je velmi toxický plyn s nepříjemným zápachem.
Dosavadní stav techniky:
Nejběžnějším průmyslovým způsobem je odstraňování H2S prostřednictvím absorbčních kapalin, pomocí nichž se H2S zakoncentruje a poté se regenerovaný I12S převede na elementární síru, která je neškodná.
V mnoha případech je také možné přeskočit první krok, to jest zakoncentrování H2S, a převést H2S přímo na elementární síru.
Jedním z nejznámějších a široce užívaných způsobů přeměny H2S na elementární síru je tzv. Clausův způsob. Clausův způsob se provádí různými postupy v závislosti na obsahu H2S ve výchozím plynu.
Podle nej obecnějšího provedení se část H2S spálí na SO2, který dále reaguje se zbylým H2S za vzniku elementární síry.
Clausův způsob je detailně popsán vR.N. Maddox „Gas and Liquid Sweetening“; Campbell Petroleum Series (1977) str. 239 až 243 a v H. G. Paskall „Capabilities of the Modifíed Claus Process“, publikováno ve Western Research & Development, Calgary, Alberta, Canada (1979).
Clausův způsob je založen na následujících reakcích:
H2S + 3 O2 -> 2 H2O + 2 SO2 (1)
4H2S + 2 SO2
4H2O + 6/n S, (2)
Reakce (1) a (2) dávají úhrnnou rakei:
H2S + O2 -...........2 H2O + 2/n Sn (3)
Clausovo zařízení vhodné pro zpracování plynů obsahujících 50 až 100 % H2S se obvykle skládá z teplotního stupně (hořák, spalovací komora, nádoba na zbytkový plyn a chladič síry), po němž následuje několik, obvykle dva nebo tři reaktorové stupně (zahřívání plynu, reaktor naplněný katalyzátorem a chladič síry). V teplotním stupni probíhají reakce (1) a (2), zatímco v reaktorovém stupni pouze reakce (2) známá jako Clausova reakce. Clausovým způsobem však H2S není zcela převeden na elementární síru díky tomu, že Clausova rovnovážná reakce (2) není dovedena do konce.
A tak určité množství H2S a SQ2 zbývá. Spalování tohoto zbytkového plynu není déle dovoleno z hlediska přísných požadavků na prostředí. Tento tzv. zbytkový plyn musí být dále desulfurizován. Způsoby zpracování zbytkového plynu jsou známy všem odborníkům v oboru a jsou popsány např. v B. G. Goar, Tail Gas Clean-up Processes, přehledný referát, předneseno na 33rd Annual Gas Conditioning Conference, Norman, Oklahoma, 7. až 9. březen, 1983.
Nejznámějším a dodnes nejefektivnějším způsobem desulíurizaee zbytkového plynu je způsob SCOT, který je popsaný vMaddoxově „Gas and liquid sweetening“ (1977). Způsob SCOT dosahuje 99,8 až 99,9% obnovy síry. Nevýhodou způsobu SCOT jsou vysoké investiční náklady a velká spotřeba energie.
Jiným způsobem zvyšujícím účinnost Clausova způsobu je způsob SUPERCLAUS ®. Tímto způsobem se účinnost Clausova způsobu zvýší z 94 až 97 % na více než 99 %.
Způsob SUPERCLAUS® je popsán v „SUPERCLAUS®, the answer to Claus plant limitations“ publikovaném na 38ύι Canadian Chem. Eng. Conference, 25. října 1988, Edmonton, Alberta, Canada.
Způsob SUPERCLAUS® je levnější než ostatní známé způsoby zabývající se zpracováním zbytkového plynu. Při způsobu SUPERCLAUS® se při reakci (2) pracuje v teplotním stupni a Clausových reakčních stupních s přebytkem H2S, takže v plynu opouštějící poslední Clausův reakční stupeň je obsah H2S 1 % objemové a obsah SO2 0,02 % objemových. V protiproudém reaktorovém stupni spojeném s tímto posledním Clausovým reaktorovým stupněm se H2S • · · · ···· ·· » <
» « • · <
selektivně oxiduje na speciálním selektivním oxidačním katalyzátoru na elementární síru podle této rovnice:
H2S + O2 -> 2 H2O + 2/n S„ (4)
I
Tyto katalyzátory jsou popsány v evropských patentech 0242920 a 0 409 353.
Zbytkový plyn z reaktorového stupně SUPERCLAUS® pak obsahuje ještě 0,02 % objemových H2S, 0,2 % objemových SO2 a 0,2 až 0,5 % objemových O2.
Jiný Clausův způsob je popsán v U. S. patentu 4,280,990 od Jagodzinského a spol., kde Clausova reakce (2) probíhá v kapalné síře za přítomnosti standartního Clausova katalyzátoru za zvýšeného tlaku bez kondenzace vody.
Při tomto způsobu se v teplotním stupni pracuje při tlacích 5.105 až 5.106 Pa (5 až 50 bar), ze kterého jsou výstupní plyny při stejném tlaku vháněny do reaktoru, který je naplněn katalyzátorem. Reakce mezi H2S a SO2 tedy probíhá při tlacích mezi 5.105 až 5.106 Pa (5 až 50 bar), díky jimž síra kondenzuje na katalyzátoru. Kapalná síra cirkulací na povrchu katalyzátoru rozptyluje reakční teplo. Plyn z teplotního stupně obsahuje 7,9 % objemových H2S a 3,95 % objemových SO2, takže poměr H2S : SO2 je 2:1. Reakční teplota v první vrstvě, která je nastavena jako výstupní, je 275 °C. Výstupní teplota v druhé vrstvě je nastavena na 195 °C. Z příkladu tohoto způsobu vyplývá, že konverze těchto vysokých procentuálních zastoupení H2S a SO2 probíhá lépe při zvýšeném tlaku. Eventuelně se stejná metoda navrhuje pro desulfurizaci Clausova zbytkového plynu. V takovém případě se Clausův zbytkový plyn přivádí za značně velkého tlaku.
Nevýhodou tohoto desulfurizačního způsobu, jak plynu z Clausova procesu tak Clausova zbytkového plynu, jsou vysoké náklady na kompresory H2S (Clausův přívodní plyn) a vzduchu, vysoké náklady na kompresor zbytkového plynu, vysoká spotřeba energie těchto kompresorů, nebezpečí úniků toxického H2S z těchto kompresorů a jiných částí zařízení a provozní spolehlivost těchto kompresorů.
Toto je důvod, proč se tento způsob doposavad neobjevil v komerční aplikaci. Ve způsobu popsaném v U. S. patentu 4,280,990 se používá standardní Clausův katalyzátor. V době výše zmíněných patentů se jako Clausovy katalyzátory používaly aktivované aluminy s velikostí povrchu 300 m2/g a s průměrnou velikostí pórů 5 nm (50 Angstromů). Takové katalyzátory jsou také popsány v U. S. patentu 4,280,990.
• · • · · · · • · · · · · · · • · ·
Vletech, kdy byl tento způsob vyvinut, se do Clausových reaktorů obvykle instaloval standardní aluminiový katalyzátor. Je tedy možné, že nebyl prováděn žádný další výzkum s jinými typy katalyzátorů, nebo že tyto katalyzátory nebyly dostupné, nebo že nebyly doposud vyvinuty. Ale také nebyl uskutečněn žádný výzkum zabývající se závislostí požadovaného pracovního tlaku na koncentraci H2S a SO2. Většina experimentů popsaných v U. S. patentu 4,280,990 se provádí s 2,5 % objemovými H2S a 1,2 % objemovými SO2.
U. S. patent 3,447,903 uveřejňuje jiný způsob, který je také založen na aplikaci Glausova způsobu v kapalné síře. Podle tohoto způsobu se reakce katalyzuje přítomností malého množství bazické dusíkaté sloučeniny. Z příkladů vyplývá, že se použilo 1 až 50 ppm této látky. Tento postup nebyl doposud komerčně využit.
Podstata vynálezu:
Záměrem tohoto vynálezu je poskytnout zdokonalený způsob získání síry ze zbytkových plynů, pomocí něhož se H2S a SO2 odstraní co možná nejvíce. Záměrem vynálezu je zejména poskytnout metodu , pomocí níž jsou obvyklé metody obnovy síry zdokonaleny takovým způsobem, že se v průmyslovém měřítku dosahuje více než 99,5% regenerační účinnosti.
Vynález poskytuje způsob získávání síry z proudu plynů obsahujících SO2 prostřednictvím katalytické přeměny na elementární síru vyznačující se tím, že se SO2 a H2S přeměňuje v přítomnosti kapalné síry a katalytického systému založeném na heterogenním katalyzátoru katalyzujícím Clausovu reakci, zatímco se v kapalné síře vyskytuje bazická dusíkatá sloučenina jako promotor Clausovy reakce.
Kupodivu se zjistilo, že způsobem podle vynálezu využívajícím specifický promotor heterogenního katalyzátoru se dosahuje zdokonalené účinnosti přeměny na elementární síru. Použití kapalné síry jako takové jako media pro reakci bylo známo déle. Nicméně pouze způsobem podle vynálezu vzniká možnost provádět tuto metodu při nízkých tlacích t.j. při atmosférickém nebo mírně zvýšeném tlaku.
Způsob se může provádět několika postupy Nezbytné je, že katalyzátor je v přímém kontaktu s kapalnou sírou, která se dodává z vnějších zdrojů. Je upřednostňováno, když tato kapalná síra už obsahuje určité množství H2S, který má být přeměněn, protože účinnost přeměny se tím zřetelně zvýší. Je tedy možné dodávat jak H2S tak SO2 z plynné fáze, ale tento postup poskytuje nižší účinnost.
• · · ·
Způsobem podle vynálezu se reakce mezi H2S a SO2 , v poměru H2S : SO2 = 2:1, produkující síru a vodu provádí v přítomnosti kapalné síry s vhodným katalyzátorem při tlaků ležícím nejlépe mezi 1.105 a 5.105 Pa (1 a 5 bar) a teplotě ležící nejlépe mezi 120 a 250 °C.
Ve způsobu podle vynálezu mají vhodné katalyzátory strukturu s velkými makropóry. Tyto katalyzátory zahrnují takové aktivované aluminy, které mají malé mikropórovité struktury a velký objem meso a makropórů. Tyto aktivované aluminy mají meso, makro a ultrastrukturu, která zaujímá více než 65 % celkového objemu pórů. Je také možné použít katalyzátor mající tyto vlastnosti jako nosič, který bývá naimpregnován aktivním materiálem např. oxidem kovu. Tyto katalyzátory se často označují jako aktivované katalyzátory.
Obecně lze uvést, že použitelné jsou katalyzátory katalyzujíeí Clausovu reakci. Kromě již diskutovaných aktivovaných oxidů hlinitých jsou známy další katalyzátory vhodné pro tuto reakci, jako oxid titaničitý nebo oxidy kovů na nosiči.
Bylo zjištěno, že když se vodní pára přidává do plynu, který se zpracovává pri tlacích nižších než 5.105 Pa (5 bar), nebo když se v plynu již nachází, tak podporuje reakci mezi H2S a SO2 za vzniku síry a vody. Navíc může být účinnost značně zvýšena vhodnou volbou doby zdržení.
Bylo také stanoveno, že při tlacích nižších než 5.105 Pa (5 bar) reagují polysulfidy přítomné v síře s SO2 stejným způsobem jako H2S za vzniku síry a vody. Bylo zjištěno, že když plyn obsahuje kyslík, tak tento kyslík stěží reaguje s H2S nebo přítomnou sírou za vzniku SOi, reaguje-li vůbec.
Hlavní výhodou způsobu podle vynálezu je reakce při nízkém tlaku, což je výsledek odstraňující všechny nevýhody způsobu podle U. S. patentu 4,280,990.
Způsobem podle vynálezu je také možné zpracovávat plyny obsahující SO2 přidáním plynného H2S do těchto plynů nebo přednostním rozpuštěním H2S v kapalné síře.
Způsobem podle vynálezu se zjistilo, že když se H2S přednostně rozpustil v kapalné síře, tak způsob poskytoval vyšší konverzi vzhledem k SO2 a poskytoval výhodu značného zjednodušení kontroly požadovaného H2S na přeměnu SO2, protože rozpuštěný, nevyužitý H2S zůstává v síře, která poté může být opět nasycena H2S.
Kupodivu se zjistilo, že přítomností malého množství bazické dusíkaté sloučeniny v síře se způsobem podle vynálezu značně zvýší účinnost přeměny H2S a SO2 na síru a vodu dokonce do stavu, kdy se pri dané teplotě dosáhne prakticky kompletní rovnováhy.
·· ···· ί*· ·♦· · · · · • · ··· · ·· ······ • * · · · ···· · ·
Vhodné bazické dusíkaté sloučeniny jsou aminy ( jako např. alkylaminy), alkanolaminy (jako např. MEA, DGA, DEA, DIPA, MDEA, TEA), amoniak, amoniové soli, aromatické dusíkaté sloučeniny (jako např. chinolin, morfolin).
S výhodou se požívají terciární alkanolaminy, protože netvoří amidosírany, mají vysokou teplotu varu a protože jsou relativně levné.
Vynález bude nyní dále objasňován s odkazem na výkres. Na Obr. 1 se plyny obsahující H2S a SO2 přivádějí potrubím I do reaktoru 2, ve kterém se nachází katalyzátor 3.
Kapalná síra se přivádí potrubím 4 a společně se vstupním plynem se zavádí na katalyzátor. Kapalná síra vzniká na katalyzátoru reakcí mezi H2S a SO2. Výstupní plyn se po reakci mezi H2S a SO2 odvádí potrubím 5.
Kapalná síra se odvádí potrubím 6 z reaktoru do chladiče 7, kde se spotřebuje reakční teplo. Pomocí čerpadla 8 se síra recirkuluje do reaktoru 2 potrubím 4. Vznkající síra se odvádí potrubím 9.
Na Obr. 2 se plyn obsahující více něž 90 % objemových H2S přivádí potrubím i do Clausova zařízení JO, sestávajícího z teplotního stupně a následně dvou katalytických reaktorových stupňů.
Vzduch potřebný pro Clausovu reakci se přivádí potrubím Id. Síra vznikající v teplotním stupni a reaktorových stupních se odvádí potrubím 12. Zbytkový plyn z druhého katalytického stupně, který ještě obsahuje H2S a SO2, se přivádí potrubím 13 do reaktoru 2, kde se nachází katalyzátor 3. Kapalná síra se přivádí na povrch katalyzátoru potrubím 4. Po reakci H2S s SO2 na povrchu katalyzátoru za vzniku síry, opouští zbytkový plyn reaktor potrubím 5. Kapalná síra opouští reaktor potrubím 6 a přes chladič 7 se recirkuluje do reaktoru 2. Vznikající síra se odvádí potrubím 9. Bazická dusíkatá sloučenina se eventuelně přidává potrubím 14.
Na Obr. 3 je popsáno výhodné provedení způsobu podle vynálezu, kde se plyny obsahující H2S přivádějí potrubím J do Clausova zařízení 10 sestávajícího z teplotního a následně dvou katalytických reaktorových stupňů.
Vzduch potřebný pro Clausovu reakci se přivádí potrubím 11. Síra vznikající v teplotním stupni a reaktorových stupních se odvádí potrubím 12. Zbytkový plyn z druhého katalytického reaktorového stupně, který ještě obsahuje H2S a SO2, se přivádí potrubím 13 do zařízení SUPERCLAUS 15.
• · · · • 9 ···«
Potrubím 16 se přivádí vzduch pro selektivní oxidaci, zatímco kapalná síra se odvádí potrubím 17. Zbytkový plyn se přivádí potrubím Π do reaktoru 2, ve kterém se nachází katalyzátor 3. Kapalná síra se přivádí na povrch katalyzátoru potrubím 4.
- Tato kapalná síra přichází z kolony 18, ve které dochází ke kontaktu síry s plynem obsahujícím H2S, který se přivádí potrubím i z Clausova zařízení. V koloně 18 se část H2S z plynu vmíchá do kapalné síry. Poté na povrchu katalyzátoru reaguje H2S rozpuštěný v kapalné síře s SO2 za vzniku síry, přičemž zbytkový plyn opouští reaktor potrubím 5. Kapalná síra opouští reaktor 2 potrubím 6 a pomocí čerpadla 8 se recirkuluje potrubím 19 do kolony 18. Vznikající síra se odvádí potrubím 9.
V koloně síra opět přibírá H2S a přivádí se potrubím 20 do reaktoru 2, čerpadla 21, chladiče 22 a potrubí 4. Je-li potřeba, tak se potrubím 14 zavádějí do kapalné síry bazické dusíkaté látky.
Vynález je dále objasněn následujícími příklady.
Příklady provedení vynálezu:
Příklad 1
Clausova reakce se provádí v zařízení popsaném na Obr. 2 t.j. vClausově zařízení se dvěma katalytickými stupni. Do teplotního stupně se přivádí Clausův plyn obsahující 90 % objemových H2S, což odpovídá 36 kmol/h, 3,5 % objemových CO2, 2 % objemová uhlovodíku, 4,5 % objemových H2O a 19,5 kmol/h kyslíku ve formě vzduchu. Obsah H2S ve zbytkovém plynu po druhém katalytickém stupni je 0,58 % objemových, zatímco obsah SO2 ve stejném plynu je 0,29 % objemových a obsah vody ve stejném plynu je 33,2 % objemových. Účinnost získávání síry v Clausově zařízení je 94 %.
Zbytkový plyn v množství 120 kmol/h o teplotě 150 °C a tlaku 1,13.105 Pa (1,13 bar) se přivádí na vrstvu katalyzátoru, jak je načrtnuto na Obr. 2. Katalyzátor 3 je aktivovaná alumina s velkou meso a makroporézní strukturou. Na vrstvě katalyzátoru cirkuluje kapalná síra v množství 50 m3/h při teplotě 150 °C. Teplota cirkulující síry se udržuje konstantní rozptýlením vzniklého reakčního tepla v chladiči. Aby hladina síry v reaktoru nenarůstala příliš rychle, Čas od času se síra odčerpává ze systému. Obsah H2S v plynu opouštějící povrch katalyzátoru je 0,188 % objemových, zatímco obsah SO2 ve stejném plynu je 0,088 % objemových. V reaktoru je tedy konverze H2S na síru 68 % a konverze SO2 je 70 %.
·· ···· • · • · · · • ·
• · ♦ · • 0 0 ·
Celková účinnost získávání síry v Clausově zařízení řízeném těmito reaktorovými stupni, ve kterých probíhá reakce mezi H2S a SO2 v kapalné síře, je potom více než 97,7 %.
Příklad 2
Ve stejném zařízení, které je popsáno na Obr. 2, se do cirkulující síry přidá potrubím 14 aromatický amin (chinolin). Množství přídavku chinolinu je takové, aby jeho koncentrace v proudu síry v reaktoru byla 500 ppm hmotnostních.
Clausův plyn je v teplotním stupni stejný jako v příkladu 1, ale nyní se přidává 19,85 kmol/h kyslíku ve formě vzduchu, aby se ve zbytkovém plynu po druhém katalytickém stupni získalo tolik SO2 jako H2S. Obsah jak SO2 tak H2S ve zbytkovém plynu je potom 0,46 % objemových a obsah vody je ve stejném plynu 33 % objemových. Obsah H2S zbytkovém plynu odcházejícím z povrchu katalyzátoru je 0,046 % objemových, zatímco obsah SO2 ve stejném plynu je 0,018 % objemových. V reaktoru je tedy konverze H2S na síru 90 % a konverze SO2 je 96 %.
Celková účinnost získávání síry v Clausově zařízení řízeném těmito reaktorovými stupni, ve kterých probíhá reakce mezi H2S a SO2 v kapalné síře, je potom více než 99,0 %.
Příklad 3
V zařízení, jak je popsané na Obr. 3, se za druhý katalytický stupeň Clausova zařízení zařazuje reaktorový stupeň SUPERCLAUS, aby umožnil selektivní oxidaci H2S na síru vplynu z druhého katalytického stupně. Zbytkový plyn ze stupně SUPERCLAUS se přivádí na vrstvu katalyzátoru, jak je načrtnuto na Obr. 3. Před tím než se Clausův plyn zavede do teplotního stupně, je nejprve v protiproudem kontaktu s proudem síry ve směšovací nádobě. Clausův přívodní plyn, který proudí do této kontaktní nádoby, je stejný jako v příkladu 1. V kontaktní nádobě se v síře rozpustí 0,193 kmol/h H2S. Tím se H2S odstraní z Clausova přívodního plynu, který se zavádí do teplotního stupně. Do teplotního stupně se přivádí 18,87 kmol/h kyslíku ve formě vzduchu. Dalších 1,40 kmol/h kyslíku ve formě vzduchu se přivádí do stupně SUPERCLAUS. Obsah H2S ve zbytkovém plynu po stupni SUPERCLAUS je 0,032 % objemových, zatímco obsah SO2 ve stejném plynu je 0,189 % objemových a obsah O2 ve stejném plynu je 0,5 % objemových. Zbytkový plyn ze stupně SUPERCLAUS v množství 122 kmol/h, o teplotě 130 °C a tlaku 1,13.105 Pa (1,13 bar) absolutně se přivádí na vrstvu katalyzátoru, jak je načrtnuto na Obr. 3. Přes vrstvu prochází kapalná síra přicházející z kontaktní nádoby. Terciární alkanolamin (TEA) se přidává ke kapalné síře.
Síra se poté vrací do kontaktní nádoby. Velikost cirkulujícího proudu se nastaví tak, že sě dostatek H2S ve vztahu k SO2 přivádí na povrch katalyzátoru tak, aby poměr H2S : SO2 byl minimálně 1:1.
Koncentrace H2S v odplynu z vrstvy katalyzátoru je 0,015 % objemových, zatímco obsah SO2 ve stejném plynu je 0,011 % objemových. V reaktoru je tedy konverze H2S na síru 92 % a konverze SO2 je 94 %.
Celková účinnost získávání síry v Clausově zařízení s reaktorovým stupněm SUPERCLAUS řízeném tímto reaktorovým stupněm, ve kterém probíhá reakce mezi H2S a SO2 v kapalné síře, je potom více než 99,5 %.
Průmyslová využitelnost:
Vynález poskytuje způsob získávání síry z proudu plynů obsahujících SO2 prostřednictvím katalytické přeměny na elementární síru vyznačující se tím, že se SO2 a H2S přeměňuje v přítomnosti kapalné síry a katalytického systému jsou založeném na heterogenním katalyzátoru katalyzujícím Clausovu reakci, zatímco se v kapalné síře vyskytuje bazická dusíkatá sloučenina jako promotor Clausovy reakce.
Claims (14)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob získávání síry z proudu plynů obsahujících SO2 prostřednictvím katalytické přeměny na elementární síru vyznačující se tím, že se SO2 a H2S přeměňuje v přítomnosti kapalné síry a katalytického systému založeném na heterogenním katalyzátoru katalyzujícím Clausovu reakci, zatímco se v kapalné síře vyskytuje bazická dusíkatá sloučenina jako promotor Clausovy reakce.
- 2. Způsob podle nároku 1 vyznačující Se tím, že promotor se vybírá ze skupiny sestávající z aminů, alkanolaminů, amoniaku, amoniových solí a aromatických dusíkatých sloučenin.
- 3. Způsob podle nároku 2 vyznačující se tím, že promotor se vybírá ze skupiny sestávající z monoethanolaminu, diethanolaminu, DGA, DIPA, MDEA a triethanolaminu.
- 4. Způsob podle nároku 2 nebo 3 v y z n a č u j í c í se t í m, že se používá terciární amin.
- 5. Způsob podle nároků 1 až 4 vyznačující se tím, že se jako Glausova aktivního heterogenního katalyzátoru použije porézní alumina nebo porézní alumina vybavená oxidem kovu.
- 6. Způsob podle nároku 5 v y z n a č u jí c í se tím, že alumina má velikost povrchu alespoň 150m2/g.
- 7. Způsob podle nároku 6 vyznačující se t í m, že objem pórů existující v pórech o průměru 5 nm nebo méně, stanovený dusíkem, je méně než 35 % objemových.
- 8. Způsob podle nároků 1 až 7 vyznačující se tím, že se provádí při tlaku 1.105 až 5.105 Pa.
- 9. Způsob podle nároků 1 až 8 vyznačující se t í m, že se provádí při teplotě 120 až 250 °C.
- 10. Způsob podle nároků 1 až 9 v y z n a č u j í e í se t í m, že H2S se rozpouští v kapalné síře, která je pak ve styku s SO2.
- 11. Způsob podle nároku 10 vyznačující se tím, že se plyn mající obsah H2S alespoň 0,5 % objemových kontaktuje s kapalnou sírou, čímž se část H2S rozpustí v síře a potom se proud plynu obsahující H2S přivádí do Clausova zařízení, pomocí něhož se část H2S teplotně přemění na SO2 a kde potom v jednom nebo více stupních vzniká v Clausově katalytickém zařízení síra a směs plynů tím získaná se po separaci síry přemění přímo nebo je-li to žádoucí po selektivním oxidačním kroku v přítomnosti kapalné síry obsahující rozpuštěný H2S.*♦ φφφφ «φφφ » · Φ 4 «♦ ΦΦ •Φ *Φ • 9 9 99 9 9 9ΦΦΦ ΦΦΦΦ ΦΦΦ 99
- 12. Způsob podle nároků 1 až 10 vy z n a č u j í c í se tím, že zbytkový plyn katalytického stupně Clausova zařízení mající obsah H2S alespoň 0,25 % objemových se kontaktuje s kapalnou sírou, čímž se část H2S rozpustí v kapalné síře, kde se poté uvedená kapalná síra obsahující H2S kontaktuje s plyny obsahující SO2 v přítomnosti katalytického systému založeném na heterogenním katalyzátoru katalyzujíeím Clausovu reakci, zatímco se v kapalné síře vyskytuje bazická dusíkatá sloučenina jako promotor Clausovy reakce.
- 13. Způsob podle nároků 1 až 12 vy značuj í cí se t í m, že množství promotoru založeném na hmotnosti kapalné síry je mezi 1 a 1000, nejlépe mezi 1 a 50 ppm.
- 14. Způsob podle nároků 1 až 14 vy zn ačuj í cí se t í m, že reakce se provádí na pevném povrchu katalytických částic nebo jiných těles, na kterých se katalyzátor dodává a vyznačující se tím, že tyto částice nebo tělesa jsou zavlaženy kapalnou sírou.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP96201891 | 1996-07-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ4899A3 true CZ4899A3 (cs) | 1999-07-14 |
Family
ID=8224151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ9948A CZ4899A3 (cs) | 1996-07-08 | 1997-07-07 | Způsob získávání síry z plynů obsahujících oxid siřičitý |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0910545A1 (cs) |
JP (1) | JP2000514389A (cs) |
CN (1) | CN1230158A (cs) |
AR (1) | AR007727A1 (cs) |
AU (1) | AU3361297A (cs) |
BR (1) | BR9710240A (cs) |
CA (1) | CA2259946A1 (cs) |
CZ (1) | CZ4899A3 (cs) |
EA (1) | EA199900090A1 (cs) |
HU (1) | HUP9904020A3 (cs) |
ID (1) | ID18897A (cs) |
PL (1) | PL331044A1 (cs) |
SK (1) | SK2199A3 (cs) |
TW (1) | TW382617B (cs) |
WO (1) | WO1998001387A1 (cs) |
ZA (1) | ZA975859B (cs) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104627966A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-05-20 | 中南大学 | 一种以二氧化硫烟气为原料制备纳米硫的方法 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109534297B (zh) * | 2017-09-21 | 2021-07-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种硫化氢和二氧化硫反应脱硫的方法 |
CN109529573B (zh) * | 2017-09-21 | 2021-07-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 硫化氢和二氧化硫液相脱硫的工艺装置和工艺方法 |
CN109529578B (zh) * | 2017-09-21 | 2021-07-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 硫化氢和二氧化硫液相反应脱硫的工艺装置及工艺方法 |
CN109529579B (zh) * | 2017-09-21 | 2021-07-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种硫化氢和二氧化硫反应脱硫的工艺装置和工艺方法 |
CN109529580B (zh) * | 2017-09-21 | 2021-07-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 二氧化硫和硫化氢液相反应脱硫的工艺装置和工艺方法 |
CN109529567B (zh) * | 2017-09-21 | 2021-07-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种硫化氢和二氧化硫反应脱硫的工艺 |
CN109772134B (zh) * | 2019-01-10 | 2021-12-28 | 昆明理工大学 | 一种循环脱除h2s和so2并回收硫的方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3447903A (en) * | 1966-10-27 | 1969-06-03 | Freeport Sulphur Co | Sulphur production |
CA1142326A (en) * | 1979-12-11 | 1983-03-08 | Hudson's Bay Oil And Gas Company Limited | High pressure process for recovery of sulphur from gases |
-
1997
- 1997-07-01 ZA ZA9705859A patent/ZA975859B/xx unknown
- 1997-07-04 AR ARP970103010A patent/AR007727A1/es unknown
- 1997-07-07 CA CA002259946A patent/CA2259946A1/en not_active Abandoned
- 1997-07-07 PL PL97331044A patent/PL331044A1/xx unknown
- 1997-07-07 EA EA199900090A patent/EA199900090A1/ru unknown
- 1997-07-07 WO PCT/NL1997/000392 patent/WO1998001387A1/en not_active Application Discontinuation
- 1997-07-07 HU HU9904020A patent/HUP9904020A3/hu unknown
- 1997-07-07 JP JP10505090A patent/JP2000514389A/ja active Pending
- 1997-07-07 BR BR9710240-7A patent/BR9710240A/pt not_active Application Discontinuation
- 1997-07-07 EP EP97929589A patent/EP0910545A1/en not_active Withdrawn
- 1997-07-07 CZ CZ9948A patent/CZ4899A3/cs unknown
- 1997-07-07 CN CN97197730A patent/CN1230158A/zh active Pending
- 1997-07-07 AU AU33612/97A patent/AU3361297A/en not_active Abandoned
- 1997-07-07 SK SK21-99A patent/SK2199A3/sk unknown
- 1997-07-08 ID IDP972355A patent/ID18897A/id unknown
- 1997-08-27 TW TW086109609A patent/TW382617B/zh active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104627966A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-05-20 | 中南大学 | 一种以二氧化硫烟气为原料制备纳米硫的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW382617B (en) | 2000-02-21 |
HUP9904020A3 (en) | 2000-06-28 |
CN1230158A (zh) | 1999-09-29 |
WO1998001387A1 (en) | 1998-01-15 |
BR9710240A (pt) | 2000-01-11 |
EP0910545A1 (en) | 1999-04-28 |
CA2259946A1 (en) | 1998-01-15 |
AU3361297A (en) | 1998-02-02 |
ID18897A (id) | 1998-05-20 |
HUP9904020A2 (hu) | 2000-03-28 |
JP2000514389A (ja) | 2000-10-31 |
PL331044A1 (en) | 1999-06-21 |
AR007727A1 (es) | 1999-11-10 |
EA199900090A1 (ru) | 1999-08-26 |
ZA975859B (en) | 1998-02-03 |
SK2199A3 (en) | 2000-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100810188B1 (ko) | 황화수소 함유 가스 스트림의 처리방법 | |
US8926737B2 (en) | Process for producing purified natural gas | |
WO2002032810A1 (en) | Method and apparatus for removing sulfur compound in gas containing hydrogen sulfide, mercaptan, carbon dioxide and aromatic hydrocarbon | |
GB2072525A (en) | Process for the removal of acid gases from a gas mixture mainly consisting of methane | |
MX2007001094A (es) | Proceso para remover mercaptanos de una corriente que comprende gas natural o un gas inerte. | |
JP4652399B2 (ja) | 排出ガスの処理のための構成および方法 | |
WO2007065765A1 (en) | Process for producing a purified gas stream | |
JP3602268B2 (ja) | 天然ガス等に含まれる硫黄化合物の除去方法およびその装置 | |
NL1002135C2 (nl) | Werkwijze voor het verwijderen van zwavelbevattende verontreinigingen, aromaten en koolwaterstoffen uit gas. | |
CZ4899A3 (cs) | Způsob získávání síry z plynů obsahujících oxid siřičitý | |
NL1002134C2 (nl) | Werkwijze voor het verwijderen van zwavelbevattende verontreinigingen, aromaten en koolwaterstoffen uit gas. | |
KR20100035335A (ko) | 이산화탄소 분리 회수 장치 및 그의 공정 방법 | |
EP3288667A1 (en) | Removal of aromatic hydrocarbons from lean acid gas feed for sulfur recovery | |
CA2932261A1 (en) | Improved corrosion control in acid gas removal equipment by the situ generation of polysulfide ions | |
US20180290100A1 (en) | Removal of aromatic hydrocarbons from lean acid gas feed for sulfur recovery | |
MXPA98005795A (en) | Method for removing contaminants containing sulfur, aromatic compounds and hydrocarbons apparatus of a | |
MXPA98005793A (en) | Method to remove contaminants containing azufre, aromatic substances and hydrocarbons, from a | |
MXPA98005764A (en) | Method for revesting dryers yanquee contradesga |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |