DE2459897B2 - Verfahren zur Entschwefelung von schwefelwasserstoffhaltigen Gasen - Google Patents
Verfahren zur Entschwefelung von schwefelwasserstoffhaltigen GasenInfo
- Publication number
- DE2459897B2 DE2459897B2 DE2459897A DE2459897A DE2459897B2 DE 2459897 B2 DE2459897 B2 DE 2459897B2 DE 2459897 A DE2459897 A DE 2459897A DE 2459897 A DE2459897 A DE 2459897A DE 2459897 B2 DE2459897 B2 DE 2459897B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- absorption solution
- concentration
- solution
- ppm
- hydrogen sulfide
- 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.)
- Ceased
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
- B01D53/14—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 absorption
- B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
-
- 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
- B01D53/52—Hydrogen sulfide
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entschwefelung von schwefelwasserstoffhaltigen Gasen unter
Bildung von elementarem Schwefel durch Behandlung der Gase mit einer wäßrig-alkalischen Absorptionslösung mit einem pH-Wert von 8 bis 10, die ein Sulfonat
eines aromatischen Chinons und eine Verbindung eines Metalls mit variabler Wertigkeit enthält, anschließende
Oxydation der Absorptionslösung mit einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Gas und Rückführung
mindestens eines Teils der Absorptionslösung zur Behandlung der schwefelwasserstoffhaltigen Gase.
Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich, schwefelwasserstoffhaltige Gase, wie Koksofengas, aus der
Erdölcrackung stammende Gase, Naturgas oder Abgase aus Anlagen, unter Gewinnung von elementarem
Schwefel zu reinigen.
Es sind bereits verschiedene Naßverfahren zur Entfernung und Wiedergewinnung von Schwefelwasserstoff in Form von elemenfarem Schwefel aus
schwefelwasserstoffhaltigen Gasen bekannt bei denen sogenannte organische Redox-K3talysatoren verwendet werden. Beispiele hierfür sind das Stretford-Verfahren, das Fumax-Verfahren und das Takahax-Verfahren.
Das Stretford-Verfahren ist beispielsweise in »Chemistry and Industry«, 19. Mai 1962, Seiten 883 bis 885
und in »Chemical Engineering«, 20. JaIi 1961, Seiten 128
bis 130. beschrieben. Bei diesem Verfahren v,ird das Schwefelwasserstoff enthaltende Gas mit einer wäßrigalkalischen Lösung, die 2,6- und 2,7-Anthrachinondisulfonsäure, Natriummetavanadat und Kaliumnatrium-tartrat enthält, gewaschen, wobei der Schwefelwasserstoff
in Form von Natriumhydrogensulfid in die Absorptionslösung übergeht. Das in der Absorptionslösung enthaltene Natriumhydrogensulfid wird durch das fünfwertige
Vanadin zu elementarem Schwefel reduziert, während das in Form des Vanadats vorliegende fünfwertige
Vanadin in vierwertiges Vanadin übergeführt wird. Das reduzierte Vanadin wird dann mit Hilfe des Natriumanthrachinondisulfonats wieder unter Bildung von fünfwertigem Vanadat rückoxydiert. Das in dieser zuletzt
genannten Reaktion reduzierte Natriumanthrachinondisulfonat wird dann erneut durch Sauerstoff rückoxydiert.
Bei diesem bekannten Verfahren ist es aber erforderlich, daß die Absorptionslösung eine ziemlich
große Menge des Vanadats und eine große Menge von Kaliumnatriumtartrat oder von Natriumglukonat (als
Komplexbildner) enthält. Weiterhin ist es bei diesem
Verfahren erforderlich, die Abfallflüssigkeit mittels
eines Ionenaustauschers zu behandeln, um das Vanadat zu entfernen, da es nicht zulässig ist, die Abwässer so,
wie sie sind, auszutragen. Dazu kommt noch, daß bei diesem Verfahren große Oxydationsvorrichtungen und
große Luftmengen für die Oxydation erforderlich sind, weil durch den verwendeten Redox-Katalysator, der aus
Anthrachinondisulfonat und einem Vanadat besteht, nur
geringe Oxydationsgeschwindigkeiten erreicht werden können.
Das Fumax-Verfahren ist darin von Nachteil, daß die
bei dem Verfahren als Oxydationskatalysator verwendete Picrinsäure explosiv ist und daß die Picrinsäure
beim Betrieb in großen Mengen zugeführt werden muß, da die Nitrogruppen der Picrinsäure zu Nitroso-,
Hydroxylamino- und schließlich Aminogruppen reduziert werden, wodurch die Aktivität verloren geht
Bei dem Takahax-Verfahren wird als Katalysator Natriumnaphthochinonsulfonat verwendet Die Ergebnisse in der Praxis sind bei der Entschwefelung von
Stadtgas, Koksofengas und ähnlichen schwefelwasserstoffhaltigen Gasen als hoch bezeichnet worden. Dieses
Verfahren ist weiterhin durch eine hohe Entschwefelungsleistung und durch hohe Betriebssicherheit cha-
rakterlsiert Es wird in der FR-PS 14 62 810 (JP-PS
4 27 094 - Auslegeschrift 1015/1964) beschrieben. Der Entschwefelungsmechanismus ist bekannt und kam.
durch die folgenden Gleichungen dargestellt werden. Wenn Natriumhydroxid als alkalische Substanz verwen-
ο det wird, dann wird gasförmiger Schwefelwasserstoff in
einer wäßrigen Natriumhydroxidlösung absorbiert wodurch gemäß Gleichung I Natriumhydrogensulfid
gebildet wird.
H2S + NaOH
NaSH + H2O
Das Natriumhydrogensulfid wird in der wäßrigen Lösung durch Einwirkung des Katalysators Natrium
naphthochinonsulfonat oxydiert, wodurch elementarer Schwefel abgeschieden wird. Dies wird in der Gleichung
II dargestellt:
NaSH
OH
SO3Na
H2O
NaOH
SO3Na
OH
Im Ergebnis wird der Katalysator somit zum Natriumnaphthohydrochinonsulfonat reduziert, obgleich er
durch molekularen Sauerstoff wieder zu Natriumnapthochinonsulfonat oxydiert wird, wie sich aus folgender
Gleichung III ergibt:
SO3Na
OH
SO3Na
OH
Wahrscheinlich wirkt Natriumnaphthochinonsulfonat, wie oben erwähnt wurde, als Katalysator des
Redox-Typs mit der Abscheidung von elementarem Schwefel.
Dieses Verfahren wird in einer Anlage durchgeführt,
die üblicherweise eine Absorptionskolonne, in der Schwefelwasserstoff durch eine wäßrige alkalische
Lösung absorbiert wird, und eine Oxydationskolonne, in
welcher das absorbierte Hydrosulfid durch ein molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas, gewöhnlich Luft, in
Gegenwart eines Katalysators zur Abscheidung von elementarem Schwefel oxydiert wird, umfaßt Bei der
technischen Durchführung dieses Verfahrens werden als Alkaliquellen für die Absorptionslösung im allgemeinen
Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat und ähnliche Alkalien und als Katalysator das Natriumoder Kaliumsalz von l,4-Naphthochinon-2-sulfonat
verwendet.
Ein Nachteil des obigen Verfahrens ist aber, daß es das Vorhandensein eines großen Überschusses von
molekularem Sauerstoff, d. h. die Zuführung eines großen Luftüberschusses, in der Oxydationsstufe in die
Oxydationskolonne erfordert, weil nur eine niedrige Reaktionsgeschwindigkeit, d. h. eine niedrige Abschei
dungsgeschwindigkeit, des elementaren Schwefels vorliegt. Zur Behandlung von großen Gasvolumina, z. B.
von Koksofengas, sind daher unvermeidbarerweise sehr
H2O
(HD
große teure Anlagen erforderlich und es müssen Gegenmaßnahmen gegen Korrosionserscheinungen
und andere Schwierigkeiten getroffen werden.
Der zweite Nachteil dieser Verfahren besteht darin,
daß es zur Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit erforderlich ist, die Konzentration des Katalysators in
der Absorptionslösung zu erhöhen, was zu einer Zunahme der Menge des verwendeten Katalysators
so führt Bekanntlich treten weiterhin bei der Entfernung
von Schwefelwasserstoff aus Gasen und dessen nachfolgende Oxydation zu elementarem Schwefel in
großem Ausmaß Nebenreaktionen auf, die zu Thiosuifa- :en, Sulfaten und im Falle von cyanhaltigcn Gasen, wie
Koksofengasen, zu Rhodanaten führen, wodurch es erforderlich wird, einen Teil der Absorptionslösung
abzunehmen, um eine Akkumulierung von Nebenprodukten in der Absorptionslösung zu vermeiden. Die
Entfernung eine* Teils der Absorptionslösung wird
jedoch notwendigerweise von einer Austragung eines Teils des Katalysators begleitet, der in der Lösung
enthalten ist Daraus ergibt sich, daß die Konzentration des Katalysators in der Absorptionslösung so niedrig
wie möglich gehalten werden sollte.
Es wäre daher sehr erwünscht, die vorgesehene Oxydation und die entsprechenden Reaktionen, d. h die
Abtrennung von elementarem Schwefel und die Regenerierung des Katalysators, unter Verwendung
von geringeren Mengen des Katalysators und von molekularem Sauerstoff durchzuführen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entschwefelung von schwefelwasserstoffhaltigen
Gasen zur Verfügung zu stellen, bei dem > eine Absorptionslösung hoher Kapazität eingesetzt
wird und die Entschwefelung unter Verwendung von geringeren Mengen eines Katalysators durchgeführt
werden kann, als bei dem bekannten Verfahren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, in
daß in der Absorptionslösung ein spezifischer Katalysator in Verbindung mit einer als Promotor wirksamen
Metallverbindung vorliegt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entschwefelung von schwefelwasserstoffhaltigen Gasen ι >
unter Bildung von elementarem Schwefel durch Behandlung der Gase mit einer wäßrig-alkalischen
Absorptionslösung mit einem pH-Wert von 8 bis 10, die „;~ c.K,-
Absorptionslösung, die absorbierten Schwefelwasserstoff enthält, mit einem molekularen Sauerstof
enthaltenden Gas in Berührung, um elementarer Schwefel zu isolieren und hierdurch die Hydrosulfidio
nenkonzentration in der Absorptionslösung auf 70 pprr oder weniger zu erniedrigen, worauf man die Absorp
tionslösung zum Kontakt mit dem Schwefelwasserstof enthaltenden Gas rezirkuliert
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die obengenannten Nachteile der bekannten Verfahrer
eliminiert werden und die oben erwähnten Vorteile erreicht werden. Darüber hinaus werden noch weitere
Vorteile realisiert, z. B. eine Unterdrückung der Bildung von Thiosulfaten und von Sulfaten durch Nebenreaktio
nen, die Verminderung des Verbrauchs der alkalischen Verbindung und eine Erhöhung der Schwefelausbeute
indem man die Katalysatorzusammensetzung und die Absorptionslösung mit der oben beschriebenen Zusam
Verbindung eines Metalls mit variabler Wertigkeit 2»
enthält, anschließende Oxydation der Absorptionslösung mit einem molekularen Sauerstoff enthaltenden
Gas und Rückführung mindestens eines Teils der Absorptionslösung zur Behandlung der schwefelwasserstoffhaltigen
Gase, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Absorptionslösung verwendet, die mit Hilfe
von Ammoniak auf einen pH-Wert von 8 bis 10 eingestellt wurde und die ein Naphthochinonsulfat
enthält.
Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auftretende Realctionsmechanismus unterscheidet sich von
dem für das Stretford-Verfahren bekannten Reaktionsmechanismus. So reagiert bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren das vorliegende Naphthochinonsulfonat (NQS) direkt mit dem absorbierten Natriumhydrogen- Ji
sulfid unter Ausfällung von elementarem Schwefel, wobei die reduzierte Form von Naphthochinonsulfonat
gebildet wird. Diese reduzierte Form wird anschließend durch Sauerstoff wieder in Naphthochinonsulfonat
übergeführt. Die in der erfindungsgemäßen Absorptionslösung vorliegende geringe Menge einer Metallverbindung
mit variabler Wertigkeit wirkt als Promotor für diese Reaktion, nicht jedoch als Reaktanz wie bei
dem bekannten Stretford-Verfahren.
Aufgrund dieser unterschiedlichen Reaktionsmechanismen
werden bei dem bekannten Stretford-Verfahren einerseits und bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
andererseits die Komponenten der Absorptionslösung in unterschiedlichen Mengen eingesetzt Bei dem
Stretford-Verfahren werden Natrium-Anthrachinon-2.7-disulfonat
und vanadat in äquimolaren Mengen in der Absorptionslösung angewendet
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es dagegen ausreichend, daß die Mengenverhältnisse von mehrwertiger
Metallverbindung und Naphthochinon sehr gering sind. So kann Naphthochinonsulfonat in einer Menge
von 10 bis 2000 ppm und die mehrwertige Metallverbindung
in einer Menge von 0,01 bis 1000 ppm eingesetzt werden, was selbstverständlich zu wesentlichen Verbesserungen
des Verfahrens führt
Somit erfolgt gemäß der Erfindung die Entschwefelung des schwefelwasserstoffhaltigen Gases in der
Weise, daß man das schwefelwasserstoffhaltige Gas mit einer Absorptionslösung in Berührung bringt, deren
pH-Wert mit Ammoniak auf 8 bis 10 eingestellt worden ist und die als Katalysatorkomponenten ein Naphthochinonsulfonat
und eine Verbindung eines Metalls mit variierbarer Wertigkeit enthält Sodann bringt man die
tionslösung, die als Katalysator ein Naphthochinonsulfonat in Kombination mit einer Metallverbindung mit
variierender Wertigkeit enthält und deren pH-Wert mit Ammoniak auf eine ammoniakalische Alkalinität eingestellt
worden ist, führt zu einer hohen Oxidationsgeschwindigkeit der Hydrosulfide, die in der Absorptionslösung absorbiert sind, und zu verminderten Mengen
des Katalysators und von molekularem Sauerstoff, um die gleich ; prozentuale Entschwefelung zu erhalten, wie
bei Verwendung einer Absorptionslösung, die ein Naphthochinonsulfonat enthält und die durch Natriumhydroxid
alkalisch gemacht worden ist, wie es nach dem Stand der Technik der Fall ist
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung stellt ein Fließschema einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Naphthochinonsulfonat kann leicht erhalten
werden, z. B. indem man Naphthochinon mit einem Bisulfit in Gegenwart von Wasser umsetzt, wie es in
Journal of American Chemical Society, 57, 491 bis 494 (1935) beschrieben wird. Gewöhnlich wird es in Form
eines Gemisches aus einem Naphthohydrochinon-2-sulfonat und einer geringen Menge von l-Oxo-4-oxy-23-dihydronaphthalin-2,4-disulfonat
verwendet Das ver wendete Naphthochinonsulfonat und Naphthohydrochinonsulfonat
kann jedes beliebige wasserlösliche Salz von Naphthochinonsulfonsäure und Naphthohydrochinonsulfonsäure
sein, obgleich man üblicherweise die Natrium-, Kalium-, Lithium- und ähnliche Alkalimetall
salze und die Ammoniumsalze verwendet
In der ammoniakalisch-alkalischen Absorptionslösung kann das Naphthochinonsulfonat oder das
Gemisch aus Naphthochinonsulfonat und Naphthohydrochinonsulfonat in einer auf das Gewicht bezogenen
Konzentration von 10 bis 2000, vorzugsweise 30 bis 1500
und insbesondere 30 bis 800 ppm, verwendet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können sehr gute Ergebnisse erhalten werden, wenn man als
Cokatalysator eine Verbindung eines Metalls mit variierbarer Wertigkeit verwendet, um die katalytische
Aktivität des Naphthochinonsulfonats hoch zu halten. Repräsentative Beispiele für Metalle mit variierbarer
Wertigkeit sind Eisen, Chrom, Mangan, Vanadin,
Kupfer, Kobalt und Nickel. Diese Metalle können in Form von Verbindungen verwendet werden, die in der
ammoniakalisch-alkalischen Absorptionslösung keine unlöslichen Niederschläge bilden. Sie werden gewöhn-
lieh in Form von Salzen von organischen oder
anorganischen Säuren, Salzen von Metallsäuren, Komplexsalzen oder Chelaten verwendet. Einzelbeispiele
sind: Eisen(lll)-natriumoxid (NaFeO2), Eisen(ll)-thiocyanat,
Eisen(lll)-thiocyanat, Natriumammoniumferricyanid, Ammoniumferrocyanid, Ammoniumferricyanid,
Natriumferricyanid, Natriumferrocyanid, Kaliumferricyanid Kaliumferrocyanid, Natriumkaliumferricyanid.
Eisenäthylendiamintetraacetat (das Äthylendiamintetraacetat
wird nachstehend als EDTA abgekürzt). Mangan(ll)-sulfat, Ammoniummangan(ll)-S'ilfat. Mangan(lV)-chlorid.
Ammonium-, Natrium-, Kalium-, Calcium- und Bariinnsalze der Permangansäure. Ammonium-,
Natrium- und Kaliumsalze der Mangansäure. Kniiumhexacyanomanganit, Manganacetal, Manganacetylacetonat.
Mangan-EDTA. Natriumvanadat, Ammoniummetavanadal.
Kaliummetavanadat. Vanadinsulfat, Vanadylsulfa!, Vanadinchlorid, Vanadylchlorid. Kupfersulfat.
Kaliumtetracyanokuprit. Kupferfnthiocy.mat.
Kupferphthalocyanin, Kupfer-EDTA, Kupferacetylacetonat, Ammonium-, Natrium- und Kaliumsalze von
Chromsäure. Ammonium-, Natrium- und Kaliumsalze von Dichromsäure. Ammoniumtetrathiocyanatdiaminchromat,
Chrom-EDTA. Ammoniumkobalt(II)-sulfat. Ammoniumkobaltchlorid. Kobaltacetat. Kaliumhexacvanokobaltat,
Natriumhexacyanokobaltat. Kobalt-EOTA, Ammoniumnickel(ll)-sulfat. Ammoniumnikkelchlorid,
Nickelsulfat, Kaliumtetracyanoniccolat und Nickel-EDTA. Diese Verbindungen können entweder
für sich oder im Gemisch in einer auf das Gewicht bezogenen Gesamtmenge von 0.01 bis 1000. vorzugsweise
0,1 bis 100 ppm. in der wäßrigen Absorptionslösung
verwendet werden.
Der pH-Wert der Absorptionslösung wird zuvor mit Ammoniak auf 8 bis 10. vorzugsweise 8.5 bis 9.i
eingestellt. Das Ammoniak wird bei der Erfindung aus folgenden Gründen als pH-Einstellungsmittel verwendet:
(a) Das Ammoniak, das in einem zu behandelnden Gas enthalten ist, kann wirksam als Alkaliquelle für die
Aufrechterhaltung des pH-Werts verwendet werden,(b) diese Verbindung ist im Handel billig erhältlich, (c) diese
Verbindung hat eine gewisse Pufferwirkung, um den ->H-Wert der umlaufenden Lösung konstant zu halten,
■jnd (d) die Verbindung hat eine große Absorptionskapazität
für Schwefelwasserstoff und erhöht die Oxidationsgeschwindigkeit der HS--Ionen.
Die schwefelwasserstoffhaltigen Gase, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden, sind
z. B. Koksofengas, Erdölcrackgas. Naturgas und verschedene Abgase. Diese Gase enthalten außer Schwefelwasserstoff
Cyanwasserstoff, Wasserstoff, Methan. Ammoniak, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und weitere
gasförmige Verbindungen. Unter diesen Bestandteilen werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Schwefelwasserstoff,
Cyanwasserstoff und Ammoniak wirksam entfernt So wird der Schwefelwasserstoff mit einer
Rate von 99% oder mehr und der Cyanwasserstoff mit einer Rate von 93% oder mehr entfernt Diese
Verbindungen werden in Form von elementarem Schwefel bzw. als Rhodanat gewonnen. Wenn ein zu
behandelndes Gas Ammoniak enthält, dann wird das gefährliche Ammoniak gleichfalls absorbiert und geeigneterweise
als Alkaliquelle für die Aufrechterhaltung des pH-Werts der Absorptionslösung verwendet
Bei der im Fließschema gezeigten Ausführungsform
ucf Ei linuüng Wifu uäS SCiiWciciWaSScrätGiuiäitigc GaS.
das behandelt werden soll, durch ein Rohr t in eine Absorptionskolonne 2 eingeführt Die Absorptionsko
lonne 2 kann eine gepackte Kolonne, eine Plattenkolonne,
eine Gitterkolonne, eine Sprühkolonne oder eine Kolonne eines beliebigen anderen Typs sein. Obgleich
das in die Absorptionskolonne eingeführte Gas gewöhnlich Schwefelwasserstoff (H2S) in einer Konzentration
von 1 bis 10g/m> enthält, kann es auch
Cyanwasserstoff (HCN) als zu sammelnde Verbindung in einer Konzentration von 0,2 bis 5 g/mJ enthalten. Die
Oberseite der Absorptionskolonne ist mit einer Düse 4 versehen, durch die eine Absorptionslösung, deren
pH-Wert mit Ammoniak auf 8 bis 10, vorzugsweise 8,5 bis 9,5, eingestellt worden ist und die ein Naphthochinonsulfonat
und/oder ein Naphthohydrochinonsulfonat und eine Verbindung eines Metalls mit variierender
Wertigkeit als Cokatalysator enthält, in die Kolonne mit
einem Gas-Flüssigkeits-Verhältnis (Zuführungsrate der
Lösung/Zuführungsrate des zu behandelnden Gases) von 5 bis 30 l/m3 eingesprüht wird. Der Flüssigkeits-Gas-Kontakt
wird bei einer Temperatur von etw:i 5 bis etwa 800C. vorzugsweise etwa 15 bis etwa 500C.
insbesondere von etwa 20 bis 40" C. vorgenommen. Die Verweilzeit des Gases in der Absorptionskolonne 2
beträgt 10 bis 90 see. In der Kolonne werden
Schwefelwasserstoff und Cyanwasserstoff der Beschikkung durch die Absorptionslösung absorbiert und darin
fast ausschließlich in Form von Hydrosulfidionen IHS -)
und von Cyanionen (CN ) aufgefangen. Die Absorptionslösung, die auf diese Weise absorbierte HS -Ionen
oder sowohl HS-Ionen als auch CN~-Ionen enthält, wird mittels einer Pumpe 5 vom Boden der Absorptionskolonne
abgezogen und durch ein Rohr 6 in eine Oxidationskolonne 7 geleitet. Andererseits wird das Gas
von der Absorptionskolonne 2. aus dem mindestens 99% des H2S und mi idestens 93% des enthaltenen
HCN durch Kontakt mit der Absorptionslösung entfernt worden sind, von der Oberseite der Absorptionskolonne
durch das Abgasrohr 3 an die Außenseite des Systems abgelassen.
Die in den Boden der Oxidationskoionne 7 eingefuhrte
Absorptionslösung, die HS" und CN" gewöhnlich in
einer Konzentration von 70 bis 2000 ppm bzw. 1 bis 1000 ppm enthält, wird mit Blasen eines molekularen
Sauerstoff enthaltenden Gases in Berührung gebracht, das von einem Gaseinpreßrohr 8 zugeführt wird,
welches im Boden der Oxidationskolonne 7 angebracht ist. Nach dem Kontakt werden die HS~-Ionen durch das
Naphthochinonsulfonat zu elementarem Schwefel oxidiert und die CN--Ionen werden durch eine Rhodanierung
in ein Rhodanat umgewandelt.
Das als Katalysator verwendete Naphthochinorsulfonat wird zu einem Naphthohydrochinonsulfonat reduziet'L
Die als Cokatalysator verwendete Verbindung eines Metalls mit variierender Wertigkeit dient nicht
nur als Beschleuniger für die Oxidation der Hydrosulfidionen, sondern auch als Sauerstoffträger für die
Oxidationsreaktion des Reduktionsprodukts Naphthohydrochinonsulfat durch molekularen Sauerstoff und
beschleunigt somit die Redox-Reaktion. Da Thiosulfate, Thiocyanate, Hydrosulfite und ähnliche reduzierende
Substanzen in der Absorptionslösung vorhanden sind, bildet sich ein Gleichgewicht zwischen dem Naphthochinonsulfonat
Naphthohydrochinonsulfonat und dem gelösten Sauerstoff aus. Selbst, wenn als Katalysatorkomponente
ein Naphthohydrochinonsulfonat verwendet wird, wird nach Erreichen eines stetigen Zuütands
das gleiche Gleichgewicht durch Einwirkung des gelösten Sauerstoffs ausgebildet.
Als Oxidationskolonne 7 kann eine Blasen- oder
030 148/156
Sprühkolonne verwendet werden. Als molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas, das mittels eines Geblases
9 dem Gaseinpreßrohr 8 zugeführt wird, kann gewöhnlich Luft verwendet werden. Die Luft wird mit
einer solchen Geschwindigkeit zugeführt, daß der molekulare Sauerstoff mit der höchstens 12fachen
Volumengeschwindigkeit der Absorptionslösung, vorzugsweise der ü,2- bis I fachen Volumengeschwindigkeit,
zugeführt wird. Vorzugsweise wird eine Volumengeschwindigkeit gewählt, die höchstens das lOfache,
vorzugsweise das I - bis 5fache der Volumenziiführungsgeschwindigkeit
der Absorptionslösung beträgt. Obgleich sie entsprechend der Kontakttemperatur in der
Absorptionskolonne 2 variiert, kann sich die Beschikkungstemperatur
des molekularen Sauerstoff enthaltenden Gases zwischen etwa 5 bis etwa 80°C, vorzugsweise
von 15 bis 5O0C, insbesondere von 20 bis 4O0C,
erstrecken. Die Verweilzeit der Absorptionslösung in der Üxidationskoionne beträgt etwa 15 bis 45 min. Die
durch den Gas-Flüssigkeits-Kontakt gut behandelte Absorptionslösung wird von der Oberseite der Oxidationskolonne
durch das Rohr 10 überfließen gelassen. Andererseits wird das bei der Oxidation verwendete
Gas von der Oberseite der Kolonne durch den Ablaß 16 an die Außenseite des Systems abgegeben.
Durch die Oxidation wird die Konzentration der HS~-lonen, die in der Absorptionslösung enthalten sind,
auf 70 ppm oder weniger, z. B. 30 bis 70 ppm. am Überfluß vermindert. Ein Teil der übergeflossenen
Lösung oder die ganze übergeflossene Lösung wird durch das Rohr 12 zu einem Filter 13 geleitet, worin in
der Oxidationskolonne 7 ausgefallener elementarer Schwefel abfiltriert wird. Sodann wird durch die Leitung
14 abgelassen. Das Filtrat wird mit dem Katalysator und dem Cokatalysator durch die Leitung 14 und mit
wäßrigem Ammoniak durch die Leitung 15 für die pH-Einstellung versetzt und sodann mittels der Pumpe
18 zu der Düse 4 der Absorptionskolonne 2, im Falle, wenn ein Teil de- Absorptionslösung filtriert ist,
zusammen mit dem unfiltrierten Rest der Absorptionslösung, die durch das Rohr 11 transportiert wird,
zurückgeführt.
Es ist als überraschend anzusehen, daß die Konzentration der HS~-Ionen in der Absorptionslösung, die aus
der Oxidationskolonne 7 ausgetragen wird, bei dem niedrigen Wert von 70 ppm oder weniger gehalten
werden kann, wenn man einen Vergleich mit den hohen Werten der Verfahren nach dem Stand der Technik
durchführt. Es wurde gefunden, daß — wenn die Konzentration der HS--Ionen in der Absorptionslösung
über 70 ppm hinausgeht — eine Freisetzung von gasförmigem H2S erfolgt und daß dann die Absorptionskapazität der Absorptionslösung nicht auf einem hohen
Wert gehalten werden kann. Bei dem Verfahren nach dem Stand der Technik ist es schwierig, die Konzentration
der HS--lonen, die in der die Oxidationskolonne verlassenden Absorptionslösung enthalten sind, auf
70 ppm oder weniger zu halten, selbst wenn man einen großen Überschuß des molekularen Sauerstoff enthaltenden
Gases verwendet. Demgegenüber kann dies gemäß der Erfindung beim Betrieb unter Verwendung
einer vereinfachten billigen Anlage leicht erreicht werden. Daraus ergibt sich die Überlegenheit des
erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den bekannten Verfahren. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht darin, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Beladung der Hydrosulfidionen
auf dem Naphthochinonsulfonat sehr hoch gemacht werder kann, so daß der Katalysator bei einem
niedrigen Molverhältnis von Katalysatorkonzentration zu Hydrosulfidionenkonzentration am Einlaß der
Oxidationskolonne (NQS-Salz/SH ) von 0,01 bis 0,35 ■. immer noch wirksam ist, dem ein wirksamer Bereich bei
den bekannten Verfahren von 0,4 bis 1,5 entgegensteht. Es hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße
Verfahren die folgenden Vorteile mit sich bringt: Verminderung des Katalysatorverbrauchs (verminderte
κι Ergänzung aufgrund Zersetzungen oder Verluste), Verminderung der Nebenproduktbildung von Thiosulfaten
und Verminderung des Alkaliverbrauchs, Erhöhung der Schwefelgewinnung und Erhöhung der
Rhodanatausbeute bei der Decyanisierung.
ii Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Dann
sind sämtliche ppm-Angaben auf das Gewicht bezogen.
In der Anlage gemäU dem HielJschema wurde ein
.'ii Gas, das Schwefelwasserstoff in einer Konzentration
von 6 g/m3 und Cyanwasserstoff in einer Konzentralion von 1,0 g/m' enthielt und das durch Vermischen eines
Mischgases aus 5 Vol.-% Kohlendioxid und 95 Vol.-% Stickstoff mit den genannten Verbindungen erhalten
>ϊ worden war, durch das Rohr 1 mit einer Geschwindigkeit
von 2001/Std. in die Absorptionskolonne 2 eingeführt. Diese bestand aus einem ummantelten
Glasrohr mit einem Innendurchmesser von 55 mm und einer Höhe von 1500 mm, die mit Glaskugeln eines
ίο Durchmessers von 6 mm bis zu einer Höhe von
1000 mm bepackt war. Durch den Mantel wurde warmes Wasser mit einer Temperatur von (25±2)°C
zirkulieren gelassen. Eine wäßrige Absorptionslösung, die ein Gemisch aus Ammoniumnaphthohydrochinon-
)> sulfonat und Ammoniumnaphthochinonsulfonat (nachstehend
als NQS-NH4 abgekürzt) als Katalysatorkomponenten
mit einer Konzentration von 130 ppm. Kaliumferrocyanid in einer Konzentration von 10 ppm
und Kaliumpermanganat in einer Konzentration von 9 ppm enthielt und die mit Ammoniak auf einen
pH-Wert von 8,5 eingestellt worden war, *urde mit einer Geschwindigkeit von 3,0 1/Std. durch die in der
Oberseite der Absorptionskolonne 2 angebrachte Düse 4 zur Absorption von H2S und HCN eingesprüht. Das in
■ti der Absorptionskolonne 2 behandelte Gas wurde durch
das Ablaßrohr 3 nach der Außenseite des Systems abgelassen. Das Abgas wurde mit einem Kitagawa-Detektorrohr
analysiert und die Katalysatorkomponenten wurden zu der Absorptionslösung gegeben, die zu der
Düse 4 geleitet wurde. Zur gleichen Zeit wurde der pH-Wert der Absorptionslösung mit wäßrigem Ammoniak
eingestellt, so daß die Entschwefelung bei mindestens 99% und die Decyanisierung bei mindestens
93% gehalten wurde. Vom Boden der Absorptionskolonne
2 wurde die Absorptionslösung mittels einer konstanten Beschickungspumpe 5 entnommen und
durch das Rohr 6 in den Boden der Oxidationskolonne 7 geleiteL Diese bestand aus einem ummantelten Glasrohr
mit einem Innendurchmesser von 34 mm und einer Höhe von 1120 mm. Durch den Mantel wurde warmes
Wasser mit einer Temperatur von (25 ± 2)" C zirkulieren
gelassen. Durch das Gaseinpreßrohr 8, das am Boden der Kolonne 7 angebracht war, wurde Luft mit einer
Geschwindigkeit von 41/Std. eingeblasen, um die
bb Oxidation der Absorptionslösung durchzuführen. Die
von der Oberseite der Oxidationskolonne 7 abfließende Absorptionslösung wurde durch das Rohr to geleiteL
Die Hälfte davon wurde durch das Rohr 12 zu dem
Il
Filter 13 geleitet, worin ausgefällter elementarer Schwefel abgetrennt wurde. Das Filtrat wurde mit
Katalysatorkomponenten und wäßrigem Ammoniak durch die Leitungen 14 und 15 versetzt. ·ιπι die
Katalysatorkonzentration und den pH-Wert einzustellen. Sodann wurde das Filtrat mit der anderen Hälfte der
Absorptionslösung kombiniert und zu der Düse 4 der Absorptionskolonne 2 geleitet. Die zur Oxidation
verwendete Luft wurde durch den Ablaß 16 abgegeben. In der Ablaßluft wurden weder H2S noch HCN oder
NH) festgestellt. Die Hydrosulfidionenkon/entration,
die alle lOStd. in der Absorptionslösung bestimmt
wurde, welche von dem Rohr 10 abgenommen wurde, war im Bereich von 35 bis 45 ppm konstant geblieben.
Der obige Versuch wurde 125 Std. weitergeführt. Sodann wurden die Mengen des ausgefällten elementaren
Schwefels, des gebildeten Rhodanats und des als
Nebenprodukt erhaltenen Thiosulfats bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle I zusammengestellt.
Beispiele 2 bis 5
Es wurde wie im Beispiel 1 verfahren mit der Ausnahme, daß die Konzentration von Ammoniumnaphthohydrochinonsulfonat
als Katalysator, der Cokatalysator und seine Konzentration, der pH-Wert der Absorptionslösung, die Beschickungsgeschwindigkeit
des /11 behandelnden Gases, die Konzentrationen von
HjS und HCN, die Beschickungsgeschwindigkeit der
Absorptionslösung in die Absorptionskolonne, das Gas-Flüssigkeits-Verhältnis und die Beschickungsgeschwindigkeit
der Oxidationsluft in die Oxidationskolonne gemäß Tabelle I variiert wurden.
Heispiel Nr. 1 |
2 | 3 | 4 | 5 | |
Katalysator | NQS-NlI1 (130) |
NQS-NII1 (100) |
NQS-NH4 (80) |
NQS-NH4 (100) |
NQS-NH1 (80) |
Komponenten | K4[Fe(CN),,] (10) |
K4[Fe(CN),] (10) |
K4[Fe(CN),) (10) |
Cu-EDTA (15) |
Cu-EDTA (15) |
(ivonz., ppm) | KMnO1 (9) |
KMnO1 (9) |
KMnO4 (9) |
Mn-EDTA (10) |
MnSO4 (10) |
pH-Einstellungsmittel | Ammoniak | Ammoniak | Ammoniak | Ammoniak | Ammoniak |
pH Gasbeschickung (l/std) |
8.5 200 |
8,5 200 |
8,5 200 |
9.0 150 |
9,0 370 |
H:S-Konz. (g/m3) | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 10,0 | 2,0 |
IICN-Konz. (g/m3) | 1,0 | 1.0 | 1.0 | 30 | 0,3 |
Beschickung der Absorptions lösung (l/std) |
3,0 | 2,0 | 2.0 | 3.0 | 2.0 |
Luftbeschickung (l/std) | 4.0 | 3.0 | 4,0 | 3,0 | 2.0 |
Lösung/Gas-Verhältnis (1 Lösung/m3 Gas) |
15 | 10 | 10 | 20 | 5 |
Verhältnis der Oxidationsluft (I Luft/1 Lösung) |
1,33 | 1.5 | 2.0 | 1,0 | 1,0 |
Molverhältnis von NQS/HS" am Einlaß der Oxidationskolonne |
0,043 | 0,022 | 0,019 | 0,027 | 0.029 |
HS -Konzentration am Auslaß der Öxidationskolonne (ppm) |
38,1 | 54,7 | 53.0 | 41.8 | 41,1 |
Zeit des kontinuierlichen Betriebs (std) |
125 | 120 | 122 | 110 | 111 |
Entschwefelung (Mol-%) | >99 | >99 | >99 | >99 | >99 |
Decyanisierung (Mol-%) | 93 | 93 | 94 | 94 | 94 |
Katalysatorverbrauch (Mo!/kg H2S) |
0,008 | 0,009 | 0,008 | 0,009 | 0,C07 |
Schwefelgewinnung (Mol-%) | 70,8 | 68,1 | 69,3 | 45,5 | 74,1 |
Alkaliverbrauch (kg/kg H2S) | 0,361 | 0,388 | 0,391 | 0,590 | 0,340 |
umwandlung zu Thiosulfat (Mol-%) |
7,2 | 8,1 | 8,3 | 8,8 | 7,1 |
60,6
61.0
108
31.0
Es wurde wie im Beispiel 1 verfahren mit der Ausnahme, daß ein Gemisch aus Natriumnaphthohydro-
Kt[Cu(CN)0] in einer Konzentration von 20 ppm und
Kaliumpermanganat in einer Konzentration von 9 ppm
chinonsulfonat und Natriumnaphthochinonsulfonat 5 verwendet wurden. Dabei wurden die in Tabelle Il
(nachstehend als NQS-Na abgekürzt) in einer Konzentration
von 260 ppm, Kaliumhexacyanocuprat
zusammengestellten Ergebnisse erhalten.
Beispiele 7 bis 12
Es wurde wie im Beispiel 6 verfahren mit der Ausnahme, daß die Konzentration von Natriumnaphthohydrochinonsulfonat
als Katalysator, die Art und Konzentration des Cokatalysators, der pH-Wert der
Absorptionslösung, die Beschickungsgeschwindigkeit des zu behandelnden Gases, die Konzentrationen von
HiS und HCN, die Beschickungsgeschwindigkeit der
Absorptionslösang in die Absorptionskolonne 2, da·
Gas-Flüssigkeits-Verhältnis und die Beschickungsgeschwindigkeit der Oxidationsluft in die Oxidationskolonne
7 entsprechend Tabelle II variiert wurden. Dabe wurden die in Tabelle I zusammengestellten Ergebnisse
erhalten.
Tabelle II | Beispiel Nr. 6 |
7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
NQS-Na (260) |
NQS-Na (130) |
NQS-Na (130) |
NQS-Na (130) |
NQS-Na (130) |
NQS-Na (130) |
NQS-Na (130) |
|
Katalysator | K4[Cu(CNU (20) |
NH4VO, (8) |
NH4VO, (8) |
NH4VO3 (8) |
(NH4J2CrO4 (10) |
Co-EDTA (10) |
Ni-EDTA (10) |
Komponenten | KMnO4 (9) |
KMnO4 (5) |
Mn-EDTA (5) |
NaMnO4 (5) |
KMnO4 (5) |
K4[Mn(CN)6I (10) |
NaMnO4 (5) |
(Konz., ppm) | Ammoniak | Ammoniak | Ammoniak | Ammoniak | Ammoniak | Ammoniak | Ammoniak |
pH-Einstellungsmittel | 8,5 | 8.5 | 9.0 | 9,0 | 8.5 | 8,5 | 8,5 |
pH | 200 | 200 | 120 | 370 | 200 | 200 | 200 |
Gasbeschickung (l/std) | 6.0 | 6.0 | 10.0 | 2.0 | 6.0 | 6.0 | 6,0 |
H2S-Konz. (g/m3) | 1.0 | 1.0 | 3.0 | 0.3 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
HCN-Konz. (g/mJ) | 3,0 | 2.0 | 3.0 | 3,0 | 3,0 | 3.0 | 3.0 |
Beschickung der Absorp tionslösung (l/std) |
4.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 4,0 | 4.0 | 4,0 |
Luftbeschickung (l/std) | 15 | 10 | 25 | 8 | 15 | 15 | 15 |
Lösung/Gas-Verhältnis (I Lösung/m' Gas) |
1.33 | 1,5 | 1.0 | 1.0 | 1.33 | 1.33 | 1.33 |
Verhältnis der Oxidations luft (1 I Luft/l Lösung) |
0,085 | 0.028 | 0,042 | 0.069 | 0,085 | 0,085 | 0.085 |
Molverhältnis von NQS/HS" am Einlaß der Oxidations kolonne |
50.7 | 53.1 | 54.2 | 42,9 | 55,3 | 50,2 | 56,3 |
HS -Konzentration am Auslaß der Oxidations kolonne (ppm) |
125 | 101 | 85 | 88 | 85 | 85 | 85 |
Zeit des kontinuierlichen Betriebs (std) |
>99 | >99 | >99 | >99 | >99 | >99 | >99 |
Entschwefelung (Mol-%) | 93 | 94 | 95 | 98 | 93 | 94 | 93 |
Decyanisierung (MoI-Vo) | 0.011 | 0.011 | 0.012 | 0.010 | 0,013 | 0,013 | 0.015 |
Katalysalorverbrauch (Mol/kg H2S) |
71.1 | 69.9 | 27.3 | 71.0 | 68.8 | 69.0 | 67,0 |
Schwefelgewinnung (MoI-"") | 0.341 | 0.352 | 0.544 | 0.312 | 0.332 | 0.352 | 0.331 |
Alkaliverbrauch (kg/kg H,S) |
ft. I | 7.3 | 8.5 | 7.6 | 8.8 | 9.2 | 10.1 |
Umwandlung /u Thiosulfa! (Mol-%) |
ftO.S | 4H.fi | '»4.8 | 2.1.8 | 43.5 | 42.1 | 45.5 |
Khodanataushculc (g) | |||||||
Es wurde wie im Beispiel 1 verfahren, jedoch mit der
Ausnahme, daß eine Absorptionslösung verwendet wurde, die NQS-NH4 als Katalysator in einer
Konzentration von 30 ppm, Kaliumferrocyanid in einer Konzentration von 20 ppm und Kaliumpermanganat in
einer Konzentration von 9 ppm enthielt. Die Absorptionslösung wurde in die Absorptionskolonne 2 mit
einer Geschwindigkeit von 2,01/Std. eingeleitet und die
Oxidationsluft wurde in die Oxidationskolonne 7 mit einer Geschwindigkeit von 2,0 1/Std. eingeleitet Nach
12stündigem kontinuierlichen Betrieb erreichte die Hydrosulfidionenkonzentration in der die Oxidationskolonne 7 verlassenden Absorptionslösung 83 ppm. Die
prozentuale Entschwefelung war 95% und die prozentuale Decyanisierung 90%. Die erhaltenen Ergebnisse
sind in Tabelle III zusammengestellt.
Es wurde wie im Beispiel 6 verfahren mit der Ausnahme, daß eine Absorptionslösung verwendet
wurde, die 40 ppm Natriumnaphthochinonsulfonat als Katalysator, 2&ppm Tetrakaliumhexacyanocuprat und
9 ppm Kaliumpermanganat enthielt. Die Beschickungsgeschwindigkeit der Absorptionslösung in die Absorptionskolonne betpjg 2,01/Std. Die Beschickungsgeschwindigkeit der Oxidaticnsluft in die Oxidationskolonne 7 betrug 2,01/Std. Nach 11 stündigem kontinuierlichen Betrieb erreichte die Hydrosulfidionenkonzentration in der die Oxidationskolonne 7 verlassenden
Absorptionslösung 98 ppm. Die prozentuale Entschwefelung betrug 89% und die prozentuale Decyanisierung
85%. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt.
Es wurde wie im Beispiel 1 verfahren mit der Ausnahme, daß ein Gas verwendet wurde, welches H2S
in einer Konzentration von 2,0 g/m3 und HCN in einer Konzentration von 1,0 g/m3 enthielt und das durch
Vermischen eines Mischgases aus 5 Vol.-% Kohlendi-
M) oxidgas und 95 Vol.-% Stickstoffgas mit den zwei
genannten Verbindungen erhalten worden war. Es wurde eine Absorptionslösung verwendet, die
NQS-Na allein enthielt und deren pH-Wert mit Natriumhydroxid auf 9,0 eingestellt worden war. Die
ι ί Beschickungsgeschwindigkeit des Gases in die Absorptionskolonne 2, die Beschickungsgeschwindigkeit der
Absorptionslösung und die Beschickungsgeschwindigkeit der Oxidationsluft in die Oxidatio.iskolonne 7
wurden gemäß Tabelle IH variiert. Es wurden die in
Beim Vergleichsbeispiel 4 erreichte nach lOstündigem
kontinuierlichen Betrieb die Hydrosulfidionenkonzentration in der Absorptionslösung, die die Oxidationskolonne 7 verließ, 76 ppm. Die prozentuale Entschwefe-
Ji lung und die prozentuale Decyanisierung fiel auf 95%
bzw. 75% ab. Beim Vergleichsbeispiel 3 waren aufgrund der Verwendung von Natriumnaphthochinonsulfonat in
sehr hoher Konzentration zwar die prozentuale Entschwefelung und die prozentuale Decyanisierung
j» hoch, doch war der Katalysatorverbrajch lOmal so hoch
wie in den Beispielen. Außerdem war die Schwefelgewinnung nur niedrig. Beim Vergleichsbeispiel 3 war die
Umwandlung zu Thiocyanaten hoch.
Vergleichs beispiel 1
Katalysator
Komponenten
(Konz., ppm)
Komponenten
(Konz., ppm)
pH-Einstellungsmittel
pH
Gasbeschickung (l/std)
H2S-Konz. (g/m3)
HCN-Konz. (g/m3)
Beschickung der Absorptionslösung (l/std)
Lösung/Gas- Verhältnis
(I Lösung/m3 Gas)
Verhältnis der Oxidationsluft
(I Luft/l Lösung)
am Einlaß der Oxidationskolonne
HS -Konzentration am Auslaß
der Oxidationskolonne (ppm)
NQS-NH4 (30) |
NQS-Na (40) |
NQS-Na (800) |
K4[Fe(CN)6] (20) |
K4[Cu(CN)6] (20) |
|
KMnO4 (9) |
KMnO4 (9) |
|
Ammoniak | Ammoniak | NaOH |
8,5 | 8,5 | 9,0 |
200 | 200 | 120 |
6,0 | 5,0 | 2,0 |
1,0 | 1,0 | 1,0 |
2,0 | 2,0 | 3,0 |
2,0 | 2,0 | 12,0 |
10 | 10 | 25 |
1,0 | 1,0 | 4,0 |
0,007 | 0.007 | 1,30 |
83 | 98 | 70 |
NQS-Na (400)
NaOH
9,0
200
2,0
1,0
3,0
6,0
15
2,0
0,39
76
17 18
Fortsetzung
Vergleichsbeispiel ] |
Hierzu 1 Blatt | 2 | 3 | 4 | |
Zeit des kontinuierlichen Betriebs (std) |
12 | 11 | 120 | 10 | |
Entschwefelung (Mol-%) | 95 | 89 | 98 | 95 | |
Decyanisierung (Mol-%) | 90 | 85 | 93 | 75 | |
Katalysatorverbrauch (Mol/kg H2S) |
— | — | 0,112 | - | |
Schwefelgewinnung (Mol-%) | - | - | 23,3 | - | |
Alkaliverbrauch (kg/kg H2S) | - | - | 0,424 | - | |
Umwandlung zu Thiosulfat (Mol-%) |
— | - | 18,1 | - | |
Rhodanatausbeute (g) | — | — | 26,8 | - | |
Zeichnungen |
Claims (15)
1. Verfahren zur Entschwefelung von schwefelwasserstoffhaltigen Gasen unter Bildung von elementarem Schwefel durch Behandlung der Gase mit
einer wäßrig-alkalischen Absorptionslösung mit einem pH-Wert von 8 bis 10, die ein Sulfonat eines
aromatischen Chinons und eine Verbindung eines Metalls mit variabler Wertigkeit enthält, anschließende Oxydation der Absorptionslösung mit einem
molekularen Sauerstoff enthaltenden Gas und Rückführung mindestens eines Teils der Absorptionslösung zur Behandlung der schwefelwasserstoffhaltigen Gase, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Absorptionslösung verwendet,
die mit Hilfe von Ammoniak auf einen pH-Wert von
8 bis 10 eingestellt wurde und die ein Naphthochinonsulfonat enthält
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß man als Verbindung eines Metalls mit
variabler Wertigkeit eine in der Absorptionslösung lösliche Verbindung von mindestens einem der
Metalle Eisen, Chrom, Mangan, Vanadin, Kupfer, Kobalt und/oder Nickel verwendet
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß man die in der Absorptionslösung
lösliche Verbindung in Foim eines Salzes, eines Metallsäuresalzes, eines Komplexsalzes und/oder
einer Chelatverbindung einsetzt
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß man die Verbindung
des Metaiis mit variabler Wertigkeit in der Absorptionslösung ir. einer 'Lonzentration von 0,01
bis 1000 ppm verwendet
5. Verfahren nach Anspruii 4, dadurch gekennzeichnet daß man die Verbindung des Metalls mit
variierender Wertigkeit in der Absorptionslösung in einer Konzentration von 0,1 bis 100 ppm verwendet
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Naphthochinonsulfonat in der Absorptionslösung in einer
Konzentration von 10 bis 2000 ppm, vorzugsweise von 30 bis 1500 ppm verwendet
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Naphthochinonsulfonat ir. der
Absorptionslösung in einer Konzsntration von 30 bis 800 ppm verwendet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche ! bis 7, dadurch gekennzeichnet daß man ein Molverhältnis
der Naphthochinonsulfonatkonzentration zu der Hydrosulfidionenkonzentration (NQS/HS-) von
0,01 bis 035 anwendet.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Verhältnis der
Beschickungsgeschwindigkeit der Absorptionslösung zu der Beschickungsgeschwindigkeit des zu
behandelnden schwefelwasserstoffhaltigen Gases von 5 bis 301 Lösung/m3 Gas anwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man einen pH-Wert der
Absorptionslösung von 8,5 bis 9,5 anwendet.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man ein schwefelwasserstoffhaltiges Gas verwendet, das Schwefelwasserstoff in einer Konzentration von 1 bis 10 g/m3 b5
enthält.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet daß man ein schwefelwas
serstoffhaltiges Gas verwendet, das Schwefelwasserstoffin einer Konzentration von 1 bis 10 g/m3 und
Cyanwasserstoff in einer Konzentration von 0,2 bis 5 g/m3 enthält
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet daß man als Naphthochinonsulfonat ein Ammonium-, Natrium-, Kalium- und/oder
Lithiumsalz von Naphthohydrochinonsulfonsäure verwendet
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß man als molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas Luft verwendet
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet daß man elementaren
Schwefel aus der Absorptionslösung gewinnt in der er sich durch katalytische Oxidation abscheidet.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP48140284A JPS5092294A (de) | 1973-12-18 | 1973-12-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2459897A1 DE2459897A1 (de) | 1975-06-26 |
DE2459897B2 true DE2459897B2 (de) | 1980-11-27 |
Family
ID=15265186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2459897A Ceased DE2459897B2 (de) | 1973-12-18 | 1974-12-18 | Verfahren zur Entschwefelung von schwefelwasserstoffhaltigen Gasen |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4002727A (de) |
JP (1) | JPS5092294A (de) |
DE (1) | DE2459897B2 (de) |
FR (1) | FR2254361A1 (de) |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5250303A (en) * | 1975-10-20 | 1977-04-22 | Tokyo Gas Co Ltd | Method for removing hydrogen sulfide and hydrogen cyanide from gas |
DE2605608C2 (de) * | 1976-02-12 | 1983-07-21 | Nobuyasu Tokyo Hasebe | Absorptionsmittel zur Entfernung von Schwefelwasserstoff und/oder Cyanwasserstoff und/oder Schwefeloxiden aus Gasen |
ZA7928B (en) * | 1978-01-17 | 1980-07-30 | Murex Ltd | Soluble compound of vanadium |
US4251493A (en) * | 1978-07-21 | 1981-02-17 | Ciba-Geigy Corporation | Gas purification process |
DE2906056A1 (de) * | 1979-02-16 | 1980-08-28 | Linde Ag | Verfahren zur rueckgewinnung der salze der anthrachinondisulfonsaeure aus einem waschfluessigkeitsstrom |
US4199553A (en) * | 1979-04-18 | 1980-04-22 | Tatsuya Kawada | Gas purification process |
US4325936A (en) * | 1979-06-20 | 1982-04-20 | Union Oil Company Of California | Method for removing hydrogen sulfide from gas streams |
US4432962A (en) * | 1979-06-20 | 1984-02-21 | Union Oil Company Of California | Method for removing hydrogen sulfide from gas streams |
US4400361A (en) * | 1982-03-30 | 1983-08-23 | Purtec Systems, Inc. | Method of removing H2 S from a gas stream utilizing boron-vanadium and iron complexes |
US4483843A (en) * | 1982-08-16 | 1984-11-20 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. | Desulfurization process for hydrogen sulfide containing gases |
US4552735A (en) * | 1983-04-20 | 1985-11-12 | Aquafine Corporation | Process for removing total reduced sulfur compounds from industrial gases using manganese dioxide |
US4581128A (en) * | 1985-01-14 | 1986-04-08 | Marathon Oil Company | Hydrocarbon desulfurization process |
US4592905A (en) * | 1985-01-14 | 1986-06-03 | Marathon Oil Company | Conversion of hydrogen sulfide to sulfur and hydrogen |
US5149459A (en) * | 1985-08-23 | 1992-09-22 | Shell Oil Company | H2 S removal composition |
US5149460A (en) * | 1985-08-23 | 1992-09-22 | Shell Oil Company | Composition for H2 S removal |
US4614644A (en) * | 1985-09-13 | 1986-09-30 | The Dow Chemical Company | Process for removal of H2 S from geothermal steam and the conversion to soluble sulfur compounds |
US4891205A (en) * | 1986-02-24 | 1990-01-02 | The Dow Chemical Company | Stabilized chelating agents for removing hydrogen sulfide |
US5096691A (en) * | 1986-02-24 | 1992-03-17 | Bedell Stephen A | H2 S abatement with stabilized chelates in geothermal drilling |
US4808385A (en) * | 1986-03-10 | 1989-02-28 | The Dow Chemical Company | Process for the removal of H2 S from fluid streams using a water soluble polymeric chelate of an oxidizing polyvalent metal |
US4839154A (en) * | 1986-12-29 | 1989-06-13 | Conoco Inc. | Process for converting sulfide ion to innocuous, solubile sulfur species |
US5736117A (en) * | 1995-09-29 | 1998-04-07 | Marathon Oil Company | Sulfur debonding agent enhancing sulfur recovery from a hydrogen sulfide conversion process |
US5698171A (en) * | 1996-01-10 | 1997-12-16 | Quaker Chemical Corporation | Regenerative method for removing sulfides from gas streams |
US6287873B2 (en) * | 1996-05-20 | 2001-09-11 | Arctech Inc. | Microbiological desulfurization of sulfur containing gases |
US5885538A (en) * | 1997-07-02 | 1999-03-23 | Quaker Chemical Corporation | Method and composition for the regeneration of an aminal compound |
US6558646B1 (en) * | 2000-08-30 | 2003-05-06 | Tosco Corporation | Method for increasing the lifetime of stretford solution |
US7431902B2 (en) * | 2006-02-08 | 2008-10-07 | Sundance Resources Inc. | Separation of ammonia from sulfur compounds |
WO2008053421A2 (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-08 | Sasol Technology (Proprietary) Limited | Removal of hydrogen cyanide from synthesis gas |
WO2011056941A1 (en) * | 2009-11-07 | 2011-05-12 | Saudi Arabian Oil Company | Hydrocarbon recovery from sulfones formed by oxidative desulfurization process |
US8372365B2 (en) * | 2010-10-27 | 2013-02-12 | Merichem Company | High pressure reduction-oxidation desulfurization process |
US10661220B2 (en) * | 2018-02-27 | 2020-05-26 | Merichem Company | Hydrogen sulfide removal process |
CN111983134B (zh) * | 2019-05-24 | 2022-08-05 | 中国石油天然气股份有限公司 | 液体硫磺中硫化氢和多硫化氢含量的测定方法 |
CN112058044A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-11 | 四川沃兹凯兰科技有限公司 | 一种选择性湿法脱硫剂及制备方法 |
CN113637503B (zh) * | 2021-08-13 | 2023-10-20 | 曲靖大为焦化制供气有限公司 | 一种湿法氧化脱硫用双金属fmg脱硫剂 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA672084A (en) * | 1963-10-08 | Nicklin Thomas | Removal of hydrogen sulphide | |
GB341684A (en) * | 1929-12-21 | 1931-01-22 | Richard Kuhn | Process for catalytically oxidising hydrogen sulphide |
DE714749C (de) * | 1939-08-26 | 1941-12-05 | Dr Kalman Von Szombathy | Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasen unter gleichzeitiger Gewinnung von Schwefel |
US2819950A (en) * | 1952-03-27 | 1958-01-14 | Texas Gulf Sulphur Co | Conversion of hydrogen sulfide to sulfur with quinones |
GB958078A (en) * | 1961-12-12 | 1964-05-13 | Ici Ltd | Process for the removal of hydrogen sulphide from gases |
US3459495A (en) * | 1965-04-14 | 1969-08-05 | Tokyo Gas Co Ltd | Method for the removal of hydrogen sulfide in the air of waste gas |
JPS5078592A (de) * | 1973-11-16 | 1975-06-26 | ||
JPS5821012B2 (ja) * | 1975-09-17 | 1983-04-26 | 住友電気工業株式会社 | ドウデンヨウドウゴウキン |
-
1973
- 1973-12-18 JP JP48140284A patent/JPS5092294A/ja active Pending
-
1974
- 1974-12-16 US US05/532,856 patent/US4002727A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-12-18 FR FR7441865A patent/FR2254361A1/fr active Granted
- 1974-12-18 DE DE2459897A patent/DE2459897B2/de not_active Ceased
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4002727A (en) | 1977-01-11 |
FR2254361A1 (en) | 1975-07-11 |
JPS5092294A (de) | 1975-07-23 |
DE2459897A1 (de) | 1975-06-26 |
FR2254361B1 (de) | 1978-10-13 |
AU7652874A (en) | 1976-06-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2459897B2 (de) | Verfahren zur Entschwefelung von schwefelwasserstoffhaltigen Gasen | |
DE69210671T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von H2S mit getrennten Absorbierung und Oxidierung und eine Reaktionskammer dazwischen | |
DE2641230C2 (de) | Verfahren zur Abscheidung und Gewinnung von Quecksilber aus Gasen | |
DE2619145C3 (de) | Verfahren zum Abscheiden von Stickstoffoxiden oder von Stickstoffoxiden und Schwefeloxiden aus Abgasen | |
DE60117939T2 (de) | Verfahren zur Entfernung von Quecksilber aus Rauchgasen | |
EP0168453A1 (de) | Verfahren zur abscheidung von stickstoffoxiden und schwefeloxiden sowie gegebenenfalls anderen schadstoffen aus den rauchgasen von verbrennungsanlagen | |
DE2451274B2 (de) | Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus Abgasen | |
DE2445445B2 (de) | Verfahren zum Entfernen von Schwefeldioxid aus Verbrennungsabgasen | |
DE3018279A1 (de) | Verfahren zur reinigung eines schwefelwasserstoff enthaltenden gases | |
DE2520540C3 (de) | Verfahren zum Entfernen von Stickoxiden aus Verbrennungsabgasen | |
DE2353528A1 (de) | Verfahren zur behandlung von abgasen | |
DE2630175C3 (de) | Verfahren zur Reinigung von Stickstoffoxide und Schwefeloxide enthaltenden Industrieabgasen | |
DE2304494C2 (de) | Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxyd aus Gasströmen | |
DE3216161A1 (de) | Verfahren zur entfernung von schwefelwasserstoff aus gasgemischen | |
DE2433076A1 (de) | Verfahren zur entfernung von stickstoffoxyden aus abgasen | |
DE2404361C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von schwefelwasserstoffhaltigem Gas | |
DE2557560B2 (de) | Verfahren zum gleichzeitigen Entfernen von Stickstoffoxiden und Schwefeldioxid aus Rauchgasen | |
DE3525241A1 (de) | Verfahren zur entfernung von organischen schwefelverbindungen oder schwefeloxiden und stickoxiden aus solche enthaltenden gasen | |
DE2264097B2 (de) | Verfahren zur Reinigung von Cyanwasserstoff, Schwefelwasserstoff und Ammoniak enthaltendem Gas | |
DE2249874B2 (de) | Verfahren zum Entfernen von Schwefeldioxid aus Verbrennungsabgasen | |
WO1985003238A2 (en) | Process for stripping nitrogen oxides and sulphur oxides as well as optionally other noxious elements of flue gas from combustion plants | |
DE1028102B (de) | Verfahren zur Abtrennung von Ammoniak | |
EP0217945A1 (de) | Verfahren zur reinigung von rauchgasen | |
DE2502079B2 (de) | Verfahren zum Entfernen von Schwefeldioxid aus Verbrennungsabgasen | |
DE2726257C2 (de) | Verfahren zur Entschwefelung von Schwefeloxide enthaltenden Abgasen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8263 | Opposition against grant of a patent | ||
8228 | New agent |
Free format text: VON FUENER, A., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. EBBINGHAUS, D., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
|
8228 | New agent |
Free format text: STREHL, P., DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING. SCHUEBEL-HOPF, U., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
|
8235 | Patent refused |