DE2352425A1 - Katalytische behandlung von schwefelerzeugungs-beschickungsgas zum entfernen von hcn und nh tief 3 - Google Patents

Katalytische behandlung von schwefelerzeugungs-beschickungsgas zum entfernen von hcn und nh tief 3

Info

Publication number
DE2352425A1
DE2352425A1 DE19732352425 DE2352425A DE2352425A1 DE 2352425 A1 DE2352425 A1 DE 2352425A1 DE 19732352425 DE19732352425 DE 19732352425 DE 2352425 A DE2352425 A DE 2352425A DE 2352425 A1 DE2352425 A1 DE 2352425A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
volume
ammonia
nitrogen
hydrogen
sulfur
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
DE19732352425
Other languages
English (en)
Inventor
David Kent Beavon
Paul Christophe Cramer
John Edward Kaufman
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.)
Parsons Government Services Inc
Original Assignee
Ralph M Parsons 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 Ralph M Parsons Co filed Critical Ralph M Parsons Co
Publication of DE2352425A1 publication Critical patent/DE2352425A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C01B17/05—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by wet processes
    • 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
    • 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
    • C01B17/0408—Pretreatment of the hydrogen sulfide containing gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/02—Preparation of nitrogen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

EISENFÜHR & SPEISER Patentanwälte
DlPL-lNG. GÜNTHER EISENFÜHR
' Oipl.-Inq. DIETER K. SPEISER
BREMEN Da REH NAT HORST ZINNGREBE
UNS. ZEICHEN: P 79 . 2352425
ANMELDER/iNH: The Ralph M. Parsons Company
Aktenzeichen: Neu anmei dung
datum 12. Oktober. 19 73
THE RALPH M. PARSONS COMPANY, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Nevada, 617 West Seventh Street, Los Angeles, Kalifornien 90017 (Vereinigte Staaten von Amerika)
Katalytische Behandlung von Schwefelerzeugungs-Beschickunasgas zum Entfernen von HCN und NH0.
O .
Die Erfindung betrifft die Behandlung von schwefelwasserstoffhaltigen Gasen, die auch Cyanwasserstoff (HCN) und/oder Ammoniak (NH3) enthalten und zur Beschickung einer modifizierten Claus-Anlage oder eines Schwefelerzeugungs-Ver— fahrens dienen, bei dem Schwefelwasserstoff in einer alkalischen Lösung absorbiert und dann zu elementarem Schwefel oxydiert wird, wie z.B. im Stretford-Verfahren.
Saure Gase, die Cyanwasserstoff und/oder Ammoniak enthalten, entstammen aus verschiedenen Quellen. Sie können überwiegend Schwefelwasserstoff enthalten oder überwiegend inert sein, z.B. beträchtliche Mengen Kohlendioxyd, Stickstoff, Kohlenwasserstoffe und Wasserdampf enthalten. Der Schwefelwasserstoffgehalt solcher Gase kann von wenigen Zehntel-Prozent bis etwa 99 % (Volumen) betragen«,
KG/ei 4098 197 1022
Eine typische Quelle ist ein saures Gas, das erhalten wird, wenn man Absorptionslösungen strippt, die Monoäthanolamin, Diäthanoiamin, Diisopropylamin, Kaliumcarbonat und dergleichen enthalten und die dazu verwendet wurden, Schwefelwasserstoff, Kohlendioxyd, Cyanwasserstoff und/oder Ammoniak zu absorbieren.
Ein anderes Beispiel eines sauren Gases ist Koksofengas, das von einem Bruchteil eines Prozent bis zu mehreren Prozent Schwefelwasserstoff enthält« Ein solches saures Gas wird im allgemeinen durch ein nasses alkalisches Absorptions-Oxydations-Verfahren behandelt, wie das Stretford-Verfahren zur Schwefelgewinnung, bevor es in die Atmosphäre gelassen wird.
Es hat sich gezeigt, daß Cyanwasserstoff oder Ammoniak in den sauren Gasen das modifizierte Claus—Verfahren oder das alkalische Absorptions-Oxydations-Verfahren schwerwiegend beeinträchtigen.
In dem modifizierten Claus—Verfahren wird das saure Gas mit genügend Luft als.Sauerstoffguelle für folgende exotherme Reaktion aemischt:
2H2S + O2 r2S + 2H2O (1)
Die Reaktion erfolgt in einer Flammzone bei einer Temperatur von etwa 815 bis 1370°C (1500 bis 2500° F).
Ist Cyanwasserstoff anwesend, so wird dies weitgehend in der Flammzone gemäß folgender Gleichung in Ammoniak umgewandelt:
HCN + H2O ■ r NH3 + CO (2)
409819/102
Das vorhandene oder so gebildete Ammoniak tendiert zur Zersetzung gemäß z.B° folgender Gleichung:
(3)
Die Zersetzung ist jedoch normalerweise unvollständig, da die Reaktion (3) relativ langsam bei den üblichen Flammtemperaturen von 982 bis 1200°C (1800 bis 22000P) ist. Sie ist besonders unvollständig bei Temperaturen von.815 bis 982°C (1500 bis 18000F).
Das Ammoniak, das die, Flammzone übersteht, gelangt weiter zu einem oder mehreren katalytischen Umwandlungsstufen des Verfahrens, die bei Temperaturen von 370 C (700 F) oder niedriger arbeiten. Bei diesen Temperaturen geht das Ammoniak z.B. folgende Reaktionen ein:
(4)
SO3 + NH3 + H2O NH4HSO4 (5)
SO3 + 2NH3 + H2O ψ (NH4)2SO4 (6)
Die Produkte aus den Reaktionen (5) und (6) beein- ■ trächtigen das Claus-Verfahren, da die festen Produkte den CIc^s-Katalysator vergiften und die Wärmeaustausch-Oberflächen besitzen. Gelegentlich wird dadurch der Gasfluß durch die Claus-Anlage unterbrochen.
Diese Schwierigkeiten sind so schwerwiegend, daß vielfach der Schluß gezogen wird,' daß eine modifiziertes Claus-Verfahren nicht mit Gasen betrieben werden kann, die nennenswerte Mengen Cyan-Wasserstoff und/oder Ammoniak
4 0 9 8 19/1022
enthalten. Eine andere Meinung ist, daß das saure Gas weniger als ein Volumenteil Cyanwasserstoff und/oder Ammoniak pro 200 Volumenteile Schwefelwasserstoff enthalten muß, um das Verfahren nicht zu beeinträchtigen.
Andererseits bewirken Cyanwasserstoff und Ammoniak andere schwerwiegende Probleme, wenn ein nasses, alkalisches Absorptions-Oxydations-Verfahren zur Umwandlung von Schwefelwasserstoff in Schwefel verwendet wird.
Cyan-Wasserstoff reagiert z.B.- mit den anwesenden Carbonaten gemäß folgender Reaktion:
HCN + S + NaHCO3 > NaCNS + H3O + CO3 (7)
Diese Reaktion verbraucht beträchtliche Chemikalien und erhöht die Verfahrenskosten. Die erhaltenen Lösungen stellen ein ernstes Abfallproblem dar, denn der Gehalt an NaCNS macht sie für Lebewesen im Wasser giftig. Sie sind sehr schwierig in eine nicht-giftige Form zu bringen.
Ammoniak wird auch vom Stretford-Verfahren nur in begrenztem Maß toleriert. Ist zuviel anwesend, so erhöht es die Alkalinität der Lösung auf unerwünschte Werte, die folgende Reaktionen begünstigen:
HS" + 2 NaVO-, ^ S + NanVnO,. + 0H~ (8) ' NaCO3 + 2S + O2 ^ Na2S2O3 + CO2 (9)
Diese Reaktionen sind unerwünscht, denn sie verbrauchen wertvolles Natriumcarbonat, bilden ein inertes Salz, das ständige Lösungsaufbereitung erfordert und Abwasserprobleme aufwirft.
409819/1022
Folglich werden saure Gase, die nennenswerte Mengen Cyanwasserstoff und/oder Ammoniak enthalten, nicht im modifizierten Claus-Verfahren oder in einem alkalischen Absorptions-Oxydations-Verfahren, wie im Stretford-Verfahren verwendet. Vielmehr werden diese Gase üblicherweise abgebrannt« Luftverschrautzung'ist die Folge mit der Abgabe von Schwefeldioxyd an die Atmosphäre,,
Mit dem in den Ansprüchen beschriebenen Verfahren wird vorhandener Cyanwasserstoff in Ammoniak und dieses in Stickstoff umgewandelte .
Beim bevorzugten Verfahren enthält der Katalysator ein oder mehrere'Sulfide der Metalle Eisen, Nickel·, Kobalt, Molybdän,, Vanadium und Thorium, die auf dem Träger aufge» bracht oder auf einer Unterlage zusammen ausgefällt sindo
Eine Temperatur von etwa 538°C (10Ö0°F) oder mehr ist erforderlich, um eine gute Umwandlung zu erzieleno Das Verfahren kann bei Temperaturen von etwa 538 bis 10930C (1000 bis 20000F) oder darüber, vorzugsweise bei etwa 649 bis 815°C (1200 bis 1500°F) ausgeführt werdeno
Der so behandelte Gasstrom kann dann in ein modifiziertes ' Claus-Verfahren zur Schwefelgewinnung eingebracht werden, oder aber er wird abgekühlt und in eine konventionelles alkalisches Absorptions-Oxydations-Verfahren zur Umwand= lung von Schwefelwasserstoff in elementaren Schwefel geleitet» '
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur völligen Ent= \ fernung des vorhandenen oder gebildeten Ammoniaks führen, gebildet aus der Hydrolyse von Cyanwasserstoff zu Ammoniako
409819/1022
Fig, 1 der Zeichnung zeigt ein Sqhema zum Vorbehandeln eines sauren Gasstroms zur Umwandlung von Cyanwasserstoff und/oder Ammoniak in inerten Stickstoff, bevor das Gas in eine Schwefelgewinnungsanlage geleitet wird;
Figo 2 zeigt ein anderes Fließschema mit indirekte® Aufheizen des Gasstroms zur Umwandlung von enthaltenem Cyanwasserstoff und/oder Ammoniak in inerten Stickstoffe
Mit "saurem Gas" ist ein Gasstrom gemeint, der als Hauptschwefelbestandteil Schwefelwasserstoff enthält. Der Rest des Gases ist im wesentlichen inert und besteht ζοΒ. aus Kohlendioxyd5 Stickstoff, Kohlenwasserstoffen, Wasserdampf und dergleichen«, Solche Gase werden auf verschiedene Art gewonnen, Z0B0 durch Dampf-»Strippen von Äbsorptionslösungen, in denen Schwefelwasserstoff von etwa 10 bis 99 % des Gas·es .ausgemacht hat^ oder Koksofengase, die von wenigen ZeHitel % bis zu mehreren % Schwefelwasserstoff enthalten.
Besonders betrifft die Erfindung die Behandlung von sauren Gasströmen, die auch Cyan-Wasserstoff und/oder Ammoniak enthalten, welche beide für Schwefelgewinnungsverfahren, wie das modifizierte Claus-Verfahren und alkalische Absorptions-Oxydations-Verfahren,wie das Stretford-Verfah. 3n, schädlich sind.
Besonders von Interesse sind Gasströme, in denen Cyanwasserstoff und Ammoniak zusammen mehr als ein Volumenteil pro 200 Volumenteile Schwefelwasserstoff ausmachen und die bis zu 10 Volumenteile oder mehr Cyanwasserstoff und/oder Ammoniak zusammengenommen pro ein Volumenteil Schwefelwasserstoff enthalten können»
Der Gasstrom wird erfindungsgemäß ausreichend lange mit
0-98 19/10
dem Katalysator auf dem Träger zusammengebracht, um praktisch vollständig den enthaltenen Cyan-Wasserstoff und/ oder das Ammoniak gemäß folgenden Reaktionen in Stickstoff umzuwandeln:
HCN + HpO ^ NH3 +CO (2)
(3)
Ist nur Ammoniak vorhanden, so wird dies direkt in Stickstoff umgewandelt. Cyan-Wasserstoff wird zunächst in Ammoniak und Kohlenmonoxyd durch Hydrolyse umgewandelt und das gebildete Ammoniak wird seinerseits zu Stickstoff gemäß Reaktion (3) umgewandelt. Dies ist normalerweise die langsamere der beiden Reaktionen.
Im allgemeinen und in Abhängigkeit von der Konzentration der Stickstoffverbindungen in dem Gasstrom betragen die Durchflußgeschwindigkeiten für die Reaktionen von etwa 500 bis etwa 5000 Volumenteile Gas pro Einheitsvolumen Katalysator pro Stunde. Die Reaktionstemperatur und die Katalysatorzusammensetzung beeinflussen ebenfalls die Durchflußgeschwindigkeit oder Verweilzeit.
Um die Wirksamkeit des Verfahrens zur Umwandlung von Cyanwasserstoff und Ammoniak zu Stickstoff zu zeigen, wurde ein Gasstrom mit etwa 1/3 % Ammoniak, 1/3 % Schwefelwassers torf und mit Wasser als Restanteil mit einem Katalysator aus Eisensulfid auf aktiviertem Aluminium-, oxyd bei einer Durchflußgeschwindigkeit von 3000 Volumenteilen pro Katalysator Volumeneinheit pro Stunde zusammengebracht. Die Temperatur betrug 760°C (14000F). Unter diesen Bedingungen wurden etwa 99,5 % des enthaltenen Ammoniaks in Stickstoff umgewandelt.
4 0 9 8 19/1022
Nach Vorbehandlung des Gasstroms zur Umwandlung von Cyan-Wasserstoff und/oder Ammoniak in Stickstoff wird er in ein Schwefelgewinnungsverfahren eingebracht, wie das modifizierte Claus-Verfahren, oder abgekühlt und in ein alkalisches Absorptions-Oxydations-t-Verf ahren geleitet, wie das Stretford—Verfahren.
Ohne die Erfindung einschränken zu wollen, sind in der Zeichnung zwei Schema zur Vorbehandlung von saurem Gas zur Entfernung von Cyan-Wasserstoff und Ammoniak dargestellt.
Gemäß Fig. 1 wird ein Beschickungsgas, das Schwefel-Wasserstoff und Cyan-Wasserstoff und/oder Ammoniak enthält, in Rohre 10 geleitet, die sich in einem Ofen 12 befinden. Der Ofen 12 wird durch Verbrennen eines Heizgases mit Luft geheizt, um den Katalysator in den Rohren 10 auf einer Temperatur zu halteny die ausreichend für die Umwandlung des Cyan-Wasserstoffes und des Ammoniaks zu Stickstoff gemäß den Reaktionen (2) und (3) ist.
Die Verweilzeit des Beschickungsgases in den Rohren 10 hängt, wie gesagt, von der Temperatur ab, auf welche das Gas durch Verbrennung im Ofen 12 geheizt wurde, sowie von der Zusammensetzung des 'Katalysators und von dem geforderten Umwandlungsgrad von HCN und NH-. Allgemein sollte die Verweilzeit ausreichend lang sein, um beide Stickstoffverbindungen im Gasstrom auf mindestens.etwa ein Volumenteil pro 200 Volumenteile HpS oder weniger zu vermindern.
Die heißen Gase, die die Rohre 10 verlassen, gelangen direkt in die Flammzone 14 der kombinierten Flammzonen- und Abwärmeboiler-Einheit 16, in der Luft oder Sauerstoff für die Reaktion (1) zugesetzt wird. Zusätzlicher Schwefel-
40981 9/1022
Zusätzlicher Schwefelwasserstoff kann, wenn er frei von Cyan-Wasserstoff und Ammoniak ist oder nur geringe Mengen davon enthält, ebenfalls in die Flaromzone 14 mit entsprechenden Mengen Luft oder Sauerstoff eingeführt werden.
Obgleich die Gleichung (1) die-Gesamt-Stöchiometrie der modifizierten Claus-Reaktion beschreibt, wurde nun gefunden, daß der. Mechanismus der Reaktion in der Hauptsache besser durch folgende zwei Reaktionen beschrieben wirds
2HOS + 30o===~3-> 2Ho0 + 2S0„ (10)
■ 4HOS + 2SCy ^4H0O + 6S - (11)
C. C. C. .
Die Summe der Reaktionen ist Reaktion (!-)„
Es wurde gefunden, daß Reaktion (10) relativ schnell. Reaktion (11) langsam ist» Wird die Flammzone bei einer Temperatur gehalten, die relativ hoch ist,nämlich im Bereich von etwa 12000C (22000F) oder darüber, so' beträgt die Menge an in der Flammzone gemäß Reaktion (11) gebildetem Schwefel etwa 90 % des Gleichgewichtswertes ο Bei relativ niedrigen Flammtemperaturen, nämlich im Bereich von 982°C (18000F), kann die Ausbeute von. Schwefel aus der Flaromzone selbst nur etwa 10 % betragen, obgleich das theoretische Gleichgewicht eine Ausbeute von etwa 60% ermöglichen würdeo Daraus ist ersichtlich, daß das Ausmaß an Schwefelerzeugung in der Flammzone stark mit einem Anstieg der Flammzonentemperatur zunimmto Nach einer erfindungsgemäßen Vorbehandlung des Gasstromes zur Entfernung von Cyanwasserstoff und/oder Ammoniak wird der. Gasstrom ohne Kühlung direkt der Flammzone zugeführt, um die Flamm— zonentemperatur zu erhöhen sowie die Wirksamkeit der Piaram·=
4098 19/1022
zone zur Schwefel erzeugung«,
Die Vorzüge einer Vorbehandlung des Gasstroms zeigen sich besonders, wenn der Gasstrom beträchtliche Mengen inerter Stoffe enthältj, wie Kohlendioxyd, Stickstoff, Wasser und dergleichen« Sind gleichviel oder mehr inerte Stoffe enthalten wie Volumenteile Schwefelwasserstoff in dem Beschickungsgas für die Claus-Anlage^ so itfird die Flammzonentemperatur bis zu einem Punkt vermindert, an dem nur wenig Schwefel in der Flammzone gemäß Reaktion (11) gebildet wird*. Erfindungsgemäß wird aber durch die hohe Temperatur des eintretenden Gases die Flammzonen-Temperatur beträchtlich erhöht und folglich auch die Menge an in der Flammzone gebildetem Schwefelo Damit wird der Gesamtwirkungsgrad der Claus-Anlage verbessert=
Ein anderer unerwarteter Vorteil der Vorbehandlung zeigl sich„ wenn .Kohlenwasserstoffe in dem sauren Gas enthalten sind, und zwar von wenigen Hundertstel % bis zu mehreren %. Dies neigen normalerweise dazu, Kohlenstoff oder Kohlenstoff-Schwefel-Verbindungen in der Flammzone bei verminderter Flammzonentemperatur zu bilden«, Die Vorbehandlung gemäß der Erfindung bringt andere Vorzüge mir sich»
Der Katalysator, der für die Umwandlung von Cyan-Wasserstoff und Ammoniak zu Stickstoff verwendet wird, beschleunigt auch die Reaktionen für die Vergasung von Kohlenstoff durch Reaktionen wie;
CH. -s- H>0-"-> ¥*■> CO + 3HO (12)
4-2 2
CS2. + 4H2 (13)
40981 9/1022
352425
Aufgrund einer höheren Flammzonentemperatur wegen der Vorbehandlung des sauren Gases zur Entfernung von Cyanwasserstoff und Ammoniak wird die Umwandlung der Kohlen wasserstoff~Schwefel-Verbindungen, die gebildet werden, durch Reaktionen gefördert wie;
3S (14) ,
Der Gasstrom aus der Flammzone 14 gelangt dann durch einen Abwärmeboiler 18 der Einheit 16 in einen ersten Schwefelkondensator 20, in dem der in der Flammzone 14 gebildete Schwefel gewonnen wirdο Der Gasstrom, der unumgewandelte Schwef el bildungs=-V erbindungen enthält, gelangt dann in eine Heizung 22S in der er auf die Temperatur erhitzt wird9 die normalerweise zur Beschickung einer Claus-Katalysator-Umwandlungszone 24 nötig ist. Dort wird weiterer Schwefel bei Temperaturen von 370 C (7000F) oder darunter gebildet« Der Gasstrom und der enthaltene Schwefel gelangen dann in einen zweiten Schwefelkondensator 269 in dem der Schwefel gewonnen wird, der in der katalytischen Claus-Umwandlungszone 24 gebildet wurdet. Der restliche .Gasstrom gelangt dann durch eine Leitung 28 in eine oder mehrere zusätzliche Cl aus=»Umv?andlungs zonen und Schwefelkondensatoren9 oder, wenn der Gehalt an Schwefelwasserstoff genügend klein ist, in eine herkömmliche alkalische Absorptions-Oxydations-Einheit,. bevor. Gas in die Atmosphäre gelassen wird»
Fig. 2 zeigt eine andere Art der Vorbehandlung von saurem Gas, das Cyan-Wasserstoff und/oder Ammoniak enthält. Ein Kohlenwasserstoffbrennstoff und Luft werden in einen Heißgasgenerator 30 geleitet, in dem der Brennstoff mit Luft zur Erzeugung heißer Gase verbrannt wird. Diese Gase werden mit dem sauren Gas gemischt, um die
409819/1022
Temperatur des sauren Gases ausreichend für die katalytische Umwandlung von HCN und NII, in der katalytischen Umwandlungszone 32 zu erhöhen. Nach Durchgang durch die katalytische Umwandlungszone 32 wird der Gasstrom einer Claus-Anlage zugeführt gemäß Schema in Figur 1.
Unabhängig davon, welches Schema zur Vorbehandlung des sauren Gases zum Entfernen von Cyanwasserstoff und Ammoniak angewandt wird, ist das Nettoresultat ein Gas, das es gestattet, eine modifizierte Claus-Anlage ohne Vergiftung des Claus-Katalysators oder Verstopfung der Anlage mit Ammoniumsulfat zu betreiben.
Eine Alternative zur Beschickung des vorbehandelten sauren Gases in eine Claus-Anlage, insbesondere wenn der Schwefelwasserstoffgehalt des sauren Gases bereits niedrig ist, besteht darin, das saure Gas nach der Vorbehandlung zur Entfernung von Cyanwasserstoff und Ammoniak durch deren katalytische Umwandlung in Stickstoff gemäß Figur 1 oder 2 in eine beliebige Anzahl von. Anlagen zu leiten, in denen zur Gewinnung von Schwefel H„S in alkali-· sehen Lösungen absorbiert wird, die kontinuierlich durch Oxidation regeneriert werden.
Dies erfordert natürlich ein Abkühlen des vorbehandelten sauren Gasstroms auf eine Temperatur, bei der solche Verfahren normalerweise arbeiten, wobei zugleich, wenn erwünscht, Wasser kondensiert und abgetrennt wird.
Z. B. kann der abgekühlte Gasstrom durch alkalische Absorptionslösungen geleitet werden, die kontinuierlich durch Oxidation regeneriert werden, um elementaren Schwefel zu gewinnen. Dabei werden als Katalysatoren Natriumvanadat, Natriumanthrachinon-Disulfonat, Natrium-Arsinat, Natriumferroeyanid, Eisenoxyd, Jod und dergleichen verwendet.
Das bevorzugte Verfahren ist das Stretford-Verfahren, das die Verwendung einer Lösung vorsieht, die Natriumcarbonat, Natriumvana- und Natriuinanthrachynon-Disulfonsäure als Absorptionsmittel
4098 19/1022
für Schwefelwasserstoff in dem Gasstrom enthält„ Der absorbierte Schwefelwasserstoff wird dann durch Natriumvanadat oxydiert, um in dem Absorber und einem angeschlossenen Tank Schwefel zu bilden. Die Absorptionslösung wird dann durch Oxydation mit Luft regeneriert. Der Schwefel wird in üblicher Weise aus der Lösung gewonnen, z.B. durch Flotation, Filtration, Schmelzen, Dekantieren unter Druck und dergl» Diese Extraktionsmethode kann den Schwefelwasserstoffgehalt des Gasstroms auE etwa 16,2 mg pro 2,832 m (0,25 grains pro 100 Kubikfuß) senken.
Das Stretford-Verfahren ist besonders geeignet„ wenn der Gasstrom beträchtliche Mengen Kohlendioxyd enthält. Dieser Bestandteil wird in Absorptionssystemen nicht entfernt, und die Materialanforderungen sind größer.
Die Absorption kann aber auch ohne eine besondere Abkühlung des Gasstroms zur Wasserkondensation erfolgen«, Natriumcarbonat/ Natriumarsenat-Absorptionssysteme arbeiten bei erhöhter Temperatur. Der Gasstrom braucht lediglich auf etwa den Taupunkt des Wassers abgekühlt zu werden, so daß das Wasser unter den angewandten. Bedingungen kondensiert. Dies verhindert eine Lösungsverdünnung und den Verbrauch wertvoller Chemikalien.
BEISPIEL ·
Ein Gasstrom,, der etwa 33 Mol % Ammoniak, etwa 33 Mol % Wasser und etwa 33 Mol % Schwefelwasserstoff enthält, wird durch ein Katalysatorbett geleitet, das Eisensulfid auf aktiviertem Aluminiumoxyd enthält. Die Durchflußgeschwindigkeit ist 3 000 Volumenteile Gas pro Volumenteil Katalysator pro Stunde» Bei einer Reaktionstemperatur von 760° C (1400° F) werden etwa 99,5 % des vorhandenen Ammoniaks in dem Gasstrom zu Stickstoff umgewandelt.
409819/1022

Claims (1)

  1. ANSPRÜCHE
    Verfahren zum Vorbehandeln von sauren Gasströmen, die in ein Schwefelgewinnungsverfahren eingeführt werden sollen, enthaltend zusätzlich zu Schwefelwasserstoff und Wasser Stickstoff Verbindungen, wie Cyanwasserstoff und/oder Ammoniak, dadurch gekennzeichnet, daß der saure Gasstrom bei über etwa 5 38 C (1000 F) mit einem Katalysator zusammengebracht wird, der mindestens ein Sulfid eines Metalls aus der Gruppe Va, VI a, der dritten Periode der Gruppe VIII oder der seltenen Erden des Perioden-Systems auf einem Trägermaterial wie Siliciumdioxyd, Aluminiumoxyd,, Silicium-Aluminium-Oxyd oder Mischungen davon, enthält, um die Stickstoffverbinaungen in inerten Stickstoff umzuwandeln.
    2. Verfahren nach Jnspruch 1 ,- dadurch gekennzeichnet, daß ...as Metallsulfid ein Sulfid von Eisen, Nickel;, Kobalt, Molybdän, Vanadium und/oder Thorium ist,
    3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial aktiviertes Aluminiumoxyd ist.
    4ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die katalytische Umwandlung der Stickstoffverbindungen in Stickstoff bei Temperaturen von etwa 538 - 109 3° C (10OO - 2OOO° F) durchgeführt wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung
    führt wird.
    Umwandlung bei etwa 649 - 815° C (1200 - 1500° F) durchge-
    6c Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der saure Gasstrom mehr als 1 Volumenteil Stickstoffverbindungen pro 2OC Volumer.teile Schwefelwässer stoff enthalte
    408819/102 2
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß. man das Gas mit dem Katalysator ausreichend lange zusammenbringt, um mindestens den vorhandenen Cyanwasserstoff zu Ammoniak zu hydrolysieren und das Ammoniak zu Stickstoff zu dissoziieren, um den Gehalt an Stickstoffverbindungen auf weniger als 1 Volumenteil pro 200 Volumenteile Schwefelwasserstoff zu senken.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des Gasstroms an Stickstoffverbindungen von etwa 1 Volumenteil zu 200 Volumenteilen Schwefelwasserstoff bis etwa 10 Volumenteile zu 1 Volumenteil Schwefel-
    - Wasserstoff beträgt,
    9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung von Stickstoffverbindungen in Stickstoff bei einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 500 - 5 00Ö Volumenteilen saurem Gas pro Volumenteil Katalysator pro Stunde durchgeführt wird.
    409819/1.0 22
    Leerseite
DE19732352425 1972-10-30 1973-10-19 Katalytische behandlung von schwefelerzeugungs-beschickungsgas zum entfernen von hcn und nh tief 3 Pending DE2352425A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US30248372A 1972-10-30 1972-10-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2352425A1 true DE2352425A1 (de) 1974-05-09

Family

ID=23167905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19732352425 Pending DE2352425A1 (de) 1972-10-30 1973-10-19 Katalytische behandlung von schwefelerzeugungs-beschickungsgas zum entfernen von hcn und nh tief 3

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS5748967B2 (de)
CA (1) CA1004030A (de)
DE (1) DE2352425A1 (de)
GB (1) GB1435619A (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2321536A1 (fr) * 1975-08-22 1977-03-18 Still Carl Procede pour convertir l'ammoniac et l'hydrogene sulfure contenus dans les gaz de fours a coke respectivement en azote et eau et en soufre
DE2708035A1 (de) * 1976-02-27 1977-09-01 Hitachi Ltd Verfahren zur entfernung schaedlicher bestandteile aus gas
US4360504A (en) 1980-11-03 1982-11-23 Basf Aktiengesellschaft Simultaneous destruction of trace components in the reaction off-gas from the synthesis of melamine
DE3209858A1 (de) * 1982-03-18 1983-09-29 Carl Still Gmbh & Co Kg, 4350 Recklinghausen Verfahren zur gewinnung von schwefel aus dem schwefelwasserstoff des kokereigases
US4769224A (en) * 1984-05-18 1988-09-06 Shell Oil Company Process for the removal of hydrogen cyanide from a gas stream
US4810475A (en) * 1987-08-18 1989-03-07 Shell Oil Company Removal of HCN, and HCN and COS, from a substantially chloride-free gaseous stream

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5700914B2 (ja) * 2009-04-03 2015-04-15 光洋サーモシステム株式会社 排ガス処理装置およびそれを備えた排ガス処理設備

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2321536A1 (fr) * 1975-08-22 1977-03-18 Still Carl Procede pour convertir l'ammoniac et l'hydrogene sulfure contenus dans les gaz de fours a coke respectivement en azote et eau et en soufre
DE2708035A1 (de) * 1976-02-27 1977-09-01 Hitachi Ltd Verfahren zur entfernung schaedlicher bestandteile aus gas
US4360504A (en) 1980-11-03 1982-11-23 Basf Aktiengesellschaft Simultaneous destruction of trace components in the reaction off-gas from the synthesis of melamine
DE3209858A1 (de) * 1982-03-18 1983-09-29 Carl Still Gmbh & Co Kg, 4350 Recklinghausen Verfahren zur gewinnung von schwefel aus dem schwefelwasserstoff des kokereigases
US4769224A (en) * 1984-05-18 1988-09-06 Shell Oil Company Process for the removal of hydrogen cyanide from a gas stream
US4810475A (en) * 1987-08-18 1989-03-07 Shell Oil Company Removal of HCN, and HCN and COS, from a substantially chloride-free gaseous stream

Also Published As

Publication number Publication date
GB1435619A (en) 1976-05-12
JPS4974661A (de) 1974-07-18
JPS5748967B2 (de) 1982-10-19
CA1004030A (en) 1977-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2459615C3 (de) Verfahren zur gleichzeitigen Behandlung von Abwässern und Abgasen aus Ammoniak-Synthesegas herstellenden Anlagen
DE69910049T2 (de) Verfahren zur rückgewinung von schwefel aus schwefelwasserstoff enthaltenden gasen
DE3223828A1 (de) Verfahren zur gewinnung von nickel
DE2135522C2 (de) Verfahren zur Verringerung des Gesamtschwefelgehaltes von Schwefeldioxid enthaltenden Abgasen, die aus einer Claus-Anlage stammen
DE2214939A1 (de) Verfahren zur verminderung des gesamtschwefelgehalts von claus-abgasen
DE2750006C2 (de)
DE2352425A1 (de) Katalytische behandlung von schwefelerzeugungs-beschickungsgas zum entfernen von hcn und nh tief 3
DE3535815A1 (de) Verfahren zum reinigen von schwefelwasserstoff und schwefeldioxid enthaltendem abgas
DE2149291C2 (de) Verfahren zur Erzeugung von Wärme
DE2225293B2 (de) Verfahren zur Gewinnung eines Gemisches von Schwefeldioxid und Ammoniak
DE2166916A1 (de) Verfahren zur herstellung von schwefel
DE2429942C2 (de) Gewinnung von Schwefel aus H↓2↓S-haltigem Gas mit niedriger Schwefelwasserstoff-Konzentration
DE954907C (de) Verfahren zur kombinierten Reinigung und Methanisierung von Kohlenoxyde und Wasserstoff neben anderen Bestandteilen enthaltenden Gasgemischen
DE2447221C3 (de) Verfahren zur Vernichtung von Cyanwasserstoff gas
DE68906871T2 (de) Abtrennen von Schwefelwasserstoff aus einer Gasmischung.
DE2537451A1 (de) Verfahren zum umsetzen des in koksofengasen enthaltenen ammoniaks in stickstoff und wasser und des schwefelwasserstoffs zu schwefel
DE2658208A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur energieerzeugung
DE3247583A1 (de) Verfahren zur reduktion von schwefeldioxid
DE2555815A1 (de) Verfahren zur entfernung von schwefeldioxid aus einem gas
DE3586728T2 (de) Methode zum vergasen von kohle und/oder koks.
DE3621333C2 (de) Verfahren zum Abbau von Abfall-Gips
DE2251296C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure aus der bei der Entschwefelung von Koksofengas unter Verwendung von Ammoniak anfallenden Waschlösung
DE2122000A1 (de) Verfahren zur Umwandlung von Schwe felwasserstoff in freien Schwefel
DE2337364A1 (de) Verfahren zur behandlung eines schwefelwasserstoff enthaltenden gases
DE752821C (de) Gewinnung von Schwefel und Schwefeldioxyd aus schwefelwasserstoffhaltigen Gasen

Legal Events

Date Code Title Description
OHJ Non-payment of the annual fee