RU2626351C1 - Installation of gas cleaning from sulfur hydrogen - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: installation including a chelating unit, a thermosyphon device with a steam heater, and a hydrogen sulfide direct oxidation unit consisting of at least one reactor are proposed. During the operation of the plant, the hydrogen sulphide gas is heated with heat carrier vapor, mixed with air and sent to a catalytic reactor in which most of the hydrogen sulfide is oxidized to produce commercial sulfur withdrawn from the plant and the gas with sulfur vapor is directed to a chelate purification unit where hydrogen sulphide is air-oxidised in the presence Chelate complexes of iron, oxidation gases, and purified gas are removed from the unit, and liquid sulfur is fed to the commercial sulfur line. The heat of reaction from the catalytic reactor is withdrawn to the thermosyphon device by circulating the boiling heat carrier, and the excess heat from the plant is removed by circulating the heat transfer medium.

EFFECT: invention allows to reduce metal consumption, energy consumption and increase the purity of sulfur.

1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки газа от сероводорода и может найти применение в различных отраслях промышленности.The invention relates to a device for cleaning gas from hydrogen sulfide and may find application in various industries.

Известен способ получения серы [RU 2508247, опубл. 27.02.2014 г., МПК С01В 17/04, B01D 53/86], осуществляемый на установке, включающей термосифонное устройство с паровым нагревателем сырьевого газа, по меньшей мере две каталитические секции, соединенные с термосифонным устройством линиями подачи теплоносителя, и холодильник-конденсатор серы, последовательно расположенные на линии подачи сырьевого газа.A known method of producing sulfur [RU 2508247, publ. 02/27/2014, IPC С01В 17/04, B01D 53/86], carried out in an installation comprising a thermosiphon device with a steam feed gas heater, at least two catalytic sections connected to the thermosiphon device by coolant supply lines, and a refrigerator-condenser sulfur sequentially located on the feed gas line.

Недостатками известной установки является высокое содержание паров серы в отходящем газе, что при его сбросе в атмосферу может привести к образованию пожаровзрывоопасных аэрозолей, а также большой объем загрузки катализатора из-за отсутствия системы отвода жидкой серы из реакторов каталитических секций.The disadvantages of the known installation is the high content of sulfur vapor in the exhaust gas, which, when released into the atmosphere, can lead to the formation of fire and explosion hazard aerosols, as well as a large amount of catalyst loading due to the lack of a system for removing liquid sulfur from the reactors of the catalytic sections.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ очистки газа от сероводорода абсорбентом на основе хелатных комплексов железа [RU 2568213, опубл. 10.11.2015 г., МПК B01D 53/14], осуществляемый на установке хелатной очистки, оснащенной линиями подачи сероводородсодержащего газа, вывода очищенного газа и жидкой серы, включающей абсорбер, редуцирующее устройство, гидроциклонный дегазатор, сепаратор суспензии серы и сепаратор жидкой серы с нагревателем, а также регенератор абсорбента с системой подачи воздуха.Closest to the proposed invention is a method of purification of gas from hydrogen sulfide absorbent based on chelate complexes of iron [RU 2568213, publ. November 10, 2015, IPC B01D 53/14], carried out on a chelate cleaning plant equipped with hydrogen sulfide gas supply lines, purified gas and liquid sulfur output lines, including an absorber, a reducing device, a hydrocyclone degasser, a sulfur suspension separator, and a liquid sulfur separator with a heater as well as an absorbent regenerator with an air supply system.

Недостатками данной установки являются высокая металлоемкость и высокие энергозатраты при очистке газа, содержащего большое количество сероводорода, из-за большой кратности циркуляции хелатного абсорбента, что не позволяет использовать установку для очистки газа, содержащего более 1-2 тонн сероводорода в сутки. Кроме того, получаемая при этом сера имеет низкую чистоту из-за примесей компонентов хелатного абсорбента.The disadvantages of this installation are the high metal consumption and high energy consumption when cleaning a gas containing a large amount of hydrogen sulfide, due to the high frequency of circulation of the chelated absorbent, which does not allow the use of the installation for gas treatment containing more than 1-2 tons of hydrogen sulfide per day. In addition, the resulting sulfur has a low purity due to impurities of the components of the chelate absorbent.

Задача изобретения - снижение металлоемкости, энергозатрат и повышение чистоты серы.The objective of the invention is to reduce metal consumption, energy consumption and increase the purity of sulfur.

Техническим результатом является снижение металлоемкости и энергозатрат за счет размещения узла прямого окисления сероводорода на линии подачи сероводородсодержащего газа, а также повышение чистоты серы за счет соединения линий вывода товарной серы и жидкой серы из установки хелатной очистки.The technical result is a reduction in metal consumption and energy consumption due to the location of the direct oxidation site of hydrogen sulfide on the supply line of hydrogen sulfide gas, as well as increasing the purity of sulfur by connecting the output lines of marketable sulfur and liquid sulfur from the chelate treatment plant.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей установку хелатной очистки с линиями подачи сероводородсодержащего газа и воздуха, вывода очищенного газа, отработанного воздуха и жидкой серы, особенностью является то, что на линии подачи сероводородсодержащего газа перед установкой хелатной очистки размещены термосифонное устройство с паровым нагревателем сырьевого газа, оснащенное линиями ввода/вывода балансового теплоносителя, и узел прямого окисления сероводорода, состоящий из по меньшей мере одного каталитического реактора с линией подачи воздуха, расположенной перед ним, соединенного линиями подачи теплоносителя с термосифонным устройством и оснащенного линией вывода товарной серы, которая соединена с линией вывода жидкой серы.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed installation, including a chelate treatment unit with supply lines of hydrogen sulfide-containing gas and air, an outlet of purified gas, exhaust air and liquid sulfur, a feature is that a thermosiphon device is placed on the supply line of hydrogen sulfide-containing gas before the chelate treatment installation with a steam feed gas heater, equipped with balanced coolant input / output lines, and a direct hydrogen sulfide oxidation unit, consisting of at least at least one catalytic reactor with an air supply line located in front of it, connected by coolant supply lines to a thermosiphon device and equipped with commercial sulfur output line, which is connected to the liquid sulfur output line.

Количество каталитических секций определяется концентрацией сероводорода и количеством отводимого тепла реакции. В качестве установки хелатной очистки может быть использована любая установка очистки сероводородсодержащего газа абсорбентом на основе хелатных комплексов железа, включающая устройство для плавления серы, известная из уровня техники. В качестве теплоносителя может быть использована вода или кипящий высокотемпературный органический теплоноситель.The number of catalytic sections is determined by the concentration of hydrogen sulfide and the amount of heat removed from the reaction. As a chelate cleaning unit, any unit for the treatment of hydrogen sulfide-containing gas with an absorbent based on iron chelate complexes can be used, including a sulfur melting device known in the art. As the coolant, water or boiling high-temperature organic coolant can be used.

Оснащение установки термосифонным устройством с паровым нагревателем сырьевого газа позволяет нагреть сероводородсодержащий газ до температуры реакции теплом, выделяющимся при окислении сероводорода, за счет чего снизить энергозатраты.Equipping the installation with a thermosyphon device with a steam feed gas heater allows the hydrogen sulfide-containing gas to be heated to the reaction temperature with the heat released during the oxidation of hydrogen sulfide, thereby reducing energy consumption.

Оснащение установки узлом прямого окисления сероводорода позволяет превратить в товарную серу высокой чистоты основное количество сероводорода, более чем на порядок уменьшить нагрузку установки хелатной очистки, снизить циркуляцию хелатного абсорбента и количество серы, загрязненной примесями компонентов хелатного абсорбента, за счет чего снизить металлоемкость и энергозатраты.Equipping the unit with a direct hydrogen sulfide oxidation unit makes it possible to turn the main amount of hydrogen sulfide into commercial high-purity sulfur, reduce the load of the chelate cleaning system more than an order of magnitude, reduce the circulation of the chelate absorbent and the amount of sulfur contaminated with impurities of the components of the chelate absorbent, thereby reducing metal consumption and energy consumption.

Примыкание линии вывода жидкой серы из установки хелатной очистки к линии вывода товарной серы позволяет снизить концентрацию загрязняющих примесей и повысить чистоту получаемой серы.The adjacency of the liquid sulfur output line from the chelate cleaning plant to the commercial sulfur output line allows to reduce the concentration of contaminants and increase the purity of the sulfur obtained.

Предлагаемая установка включает установку хелатной очистки 1, термосифонное устройство 2 с паровым нагревателем газа и узел прямого окисления сероводорода, состоящий из по меньшей мере одного каталитического реактора 3. При работе установки сероводородсодержащий газ, подаваемый по линии 4, нагревают парами теплоносителя в устройстве 2, смешивают с воздухом, подаваемым по линии 5, и направляют в каталитический реактор 3, в котором основную часть сероводорода окисляют с получением жидкой товарной серы, выводимой по линии 6, а газ с парами серы направляют на установку 1, где сероводород доокисляют в присутствии хелатных комплексов железа воздухом, подаваемым по линии 7, газы окисления выводят по линии 8, очищенный газ - по линии 9, а жидкую серу по линии 10 подают в линию 6. Тепло реакции из реактора 3 отводят в термосифонное устройство 2 путем циркуляции кипящего теплоносителя по линиям 11, а избыток тепла с установки выводят путем циркуляции балансового теплоносителя по линиям 12.The proposed installation includes a chelate cleaning unit 1, a thermosiphon device 2 with a steam gas heater, and a direct oxidation site of hydrogen sulfide, consisting of at least one catalytic reactor 3. When the unit is operating, the hydrogen sulfide-containing gas supplied via line 4 is heated by heat carrier vapor in device 2, mixed with air supplied through line 5 and sent to a catalytic reactor 3, in which the main part of the hydrogen sulfide is oxidized to produce liquid marketable sulfur discharged through line 6, and a gas with sulfur vapor sent to installation 1, where hydrogen sulfide is oxidized in the presence of chelate complexes of iron with air supplied through line 7, oxidation gases are discharged through line 8, purified gas through line 9, and liquid sulfur through line 10 is fed to line 6. Reaction heat from reactor 3 divert to a thermosiphon device 2 by circulating a boiling coolant along lines 11, and excess heat from the installation is removed by circulating a balance coolant along lines 12.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет снизить металлоемкость и энергозатраты, повысить чистоту серы и может быть использована в промышленности.Thus, the proposed installation can reduce metal consumption and energy consumption, increase the purity of sulfur and can be used in industry.

Claims (1)

Установка очистки газа от сероводорода, включающая установку хелатной очистки с линиями подачи сероводородсодержащего газа и воздуха, вывода очищенного газа, отработанного воздуха и жидкой серы, отличающаяся тем, что на линии подачи сероводородсодержащего газа перед установкой хелатной очистки размещены термосифонное устройство с паровым нагревателем сырьевого газа, оснащенное линиями ввода/вывода балансового теплоносителя, и узел прямого окисления сероводорода, состоящий из по меньшей мере одного каталитического реактора с линией подачи воздуха, расположенной перед ним, соединенного линиями подачи теплоносителя с термосифонным устройством и оснащенного линией вывода товарной серы, которая соединена с линией вывода жидкой серы.Installation for gas purification from hydrogen sulfide, including a chelate treatment unit with supply lines for hydrogen sulfide-containing gas and air, an outlet for purified gas, exhaust air and liquid sulfur, characterized in that a thermosiphon device with a steam feed gas heater is placed on the supply line for hydrogen sulfide gas, equipped with input / output lines of the balance coolant, and a site for the direct oxidation of hydrogen sulfide, consisting of at least one catalytic reactor with a line air supply, located in front of it, connected by coolant supply lines to a thermosiphon device and equipped with a commodity sulfur output line, which is connected to a liquid sulfur output line.

Images