TW455567B - Process and apparatus for cracking ammonia present in a gas containing hydrogen sulphide - Google Patents

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55 6 7 經濟部中央標隼局貝工消费合作社印製 A7 B7. 五、發明説明（1) 本發明係關於一種催化裂解存在於含硫化氩之氣態或液 態流體中之氨之方法。它同時係關於一種去除硫化氫的方 法與裝置。 石油已知含峭哚或吡啶類型的含氮分子，在氫處理操作 中，那些分子所含的氮被轉化成氨（NH 3)，氨用水洗滌去 除，而且因爲硫化氫（Η 2 S )的存在，會形成硫化銨水溶液 ’直到最近’以蒸氣濃縮Ν Η 3與Η S後的水溶液，被送去 加以焚化，但因爲環境上的原因（s 〇 2污染），這也無法再 被接受了* .. 煉油廠常將這種產物送至Claus工蔽的熱處理階段，若 氨未被適度燃燒，正如常發生的那樣，像硫化銨或硫酸銨 的固體鹽類將會形成，並在Claus工處的最冷區段形成阻 塞，特別是在硫冷卻器中。爲了適度燃燒銨，必須要均勻 混合氨與空氣’再加上高火焰溫度，然而，生成氣氧化物 會促成二氧化硫氧化成三氧化硫，C丨a u s催化劑變得硫化 而且該單元的冷部份會發生腐蝕》 使用更複雜的焚化系統、已經改善狀況，例如會導引一部 份H^S的單一燃燒器，或者兩個槐燒器，一個用於hj而另 一個用於含氨氣體。這類發明的點爲成本高而且對較難維 持H2S/S〇2的比例在2，而這個比例對Claus工废要達成高 產率是必要尚a、 此外，氨的焚化作用對Claus工廠的轉化率有直接影響： *因爲増加空氣注入量產生稀釋效應； •因爲產生蒸氣而對熱力平衡產生不利效應。 -4- 本纸掁尺度適用中國國家榡準{ CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） ---------^------ΪΓ----^--^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 5 5 5 6 7 A7 _____- BZ_ 五、發明説明（2 ) 18.7%體積比的氨存在於CUus工廠的進料（h，s)，増 加53.7%的排出氣體（主要是氪）流量，而且相較於不含氨 的同量H2S，增加47.8%的含硫產物釋出量（B G G〇ar ,Hydrocarbon Processing，July 1974，pp ! 29- 1 32)。 爲了克服這些缺點，有人已研究一條較有趣的途徑，包 括把氨裂解爲氮與氫。 例如説’美國專利US-Α·4 273 748與US-Α-4 273 749敘述 使用以鐵和鎳爲基礎的催化劍，以分解來自氣化煤的氨。 然而，存在的硫化氫會毒化催化劑，這表示須進行兩個步 .釀： *第一個步驟中，該氣體通過溫度4 5 (TC到7 0 0 °C的催化 劑以實質上去除所有的硫化氫：硫化後的催化劑必須藉 氧化作用再生； •第二個步碟中，經由通過度達到9 〇 〇 3c的催化劑，實質 上可以得到不含氨的純淨氣體。 US-A-4 374 1〇5敘述使用氧化鋅以在h2S的存在下分 解氨’這種催化劑不允許NH3的完全轉化，而且，它還需 要氧化再生步驟。 最後’德國專利DE-A-320 9858敘述一種方法，其中氨 可在硫化氩的存在下催化分解，而其使用的鎳基催化劑溫 度在 1000eC、到 d〇(TC。 本發明之中’利用待處理氣體與加添之燃料氣體之還原 性焚化作用以達成高溫。從處理氨催化分解步驟下游殘餘 硫化氫的觀點而言，混合含氨的待處理氣體與燃料氣醴與 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（2丨0X 29?公釐） ^---^-----¾------it----：--..#. {請先閎讀背面之注意事項再填"本頁) 455567 A 7 -RI_ 五，發侃明㈠） ~~ 空氣，然後對混合物進行還原性焚化作用，會海4 生主嚴重的 不便： ♦焚化燃料氣體會產生大量的水’其表示並非所有離開氨 分解反應器的氣體都可以就此進入Claus工廠a在德 專利中，約三分之二的氣體須冷卻，使水份在分体塔中 冷凝。此外’冷凝產生的水份必定含有某些不純物（微 量的未分解氨’微量的硫化氫， . . . _ )，使其無法不經 前處理就排入環境中·， •燃料氣體（通常由甲烷與其-他輕質啖氲化物組成）的焚化 作用產生大量的二氧化竣，其會與硫化氫形成大量的氧 说化碳與二硫化碳’其決定於氨分解惶化區的條件（高 溫與氫的分恩）。一殺也知道’這類產物特別難於在往 後的C 1 a u S工廠之催化床水解； •最後’焚化步碟中氧化劑的存在，使無法冷凝的氮氣生 成，而稀釋氣體混合物β 本發明的目的之一是要克服先前技藝的不便，其次，在 於排放儘可能少量之毒性污染物於大氣中，再其次是要在 愈長愈好的時間中，使催化劑維持在良好、有用的條件下 ，並避免將其再生。另一個目的係關於使用陶瓷材質的催 化性熱處理壚，特別是適用於催化裂解存在於含硫化氫氣 體中之氨之無處'理壚。 更明確地説，本發明係關於一種催化裂解存在於含硫化 氫流體中之氨之方法，其中該流體被導入一個包含適當催 化劑的反應器中，而且回收催化裂解流出物。該反應區的 -6- 本紙乐尺度適用中國國家橾率（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） I I— I I I n I [ I I i I i 訂 ^ 線 (請先閱讀背面之注意事項再頊寫本頁) 經濟部央樣準局買工消費合作社印11 455567 A7

B-T 濟 部 t 央 標 隼 消 费 合 社 印 製 五、發明説明（4 ) 溫度一般爲1 000°C到1 400°C，而是藉由包括在反應區之 内的加熱或熱交換設備達成該溫度。 待處理氣體與提供分解反應所需熱量的流體不可混合。 輿專利D E - A- 3 2 0 9 8 5 8相反’本發明方法只有該流體導 入反應區，而需要簡單的設備與裝置，使離開氨分解反應 器的氣體可以直接送到C 1 a u s工废而不污·染該氣體。這樣 可以改善轉化率。 最好是，反應區的溫度爲I 1 5 0°C到1 2 5 0 °C。 另一方面，反應區的壓力=般爲流體進入反應區時並與 速化劑接觸時的壓力。 壓力以1.0 5到5絕對巴較方便。 另 方面’流體的注入速率須使催化反應區之内的停留 時間在0.1到1 〇 〇秒的範圍，最好是在〇 · 5到i 〇秒的範圍， 當最後溫度增加時，停留時間會變短。 在這些操作條件時，氨轉化率超過99.5°/。並且在長時間 維持超過9 5 ‘ 5 %，例如超過2 〇 〇 〇小時a 硫化氫的轉化一般維持.在1 0 %以下，在4 %以下較有利 ’且最好在2 %以下。 待處理的進料可以是液體或氣體，他們一般是含ΝΗ4ΟΗ 與H]S的水溶液，或含Nh3、HiS的氣體或蒸氣。這些進 料至少可以表一種選自於由煉油廠程序水之蒸氣設備的塔 頂流出物、煤氣化流出物與生物氣體組成之族群的流出物。 煉焦遠流出物（焦壚氣），其也含有氩氰酸，也可以利用 本發明万法舆設備加以處理。在蒸氣的存在下，氬氛酸依 (請先閱讀背面之注意事項再禎寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 < 5 5567 A 7 —--- - BJ, 五、發明説明（5 ) 已知反應分解生成氮、氫與一氧化碳而非二氧化碳，得到 的氫可促成改良下游Ciaus工廢的轉化率。 去除氨之後，可以用傳統方式破壞硫化氫，例如，當處 理練油威程序水之蒸氣設備的塔頂流出物時，裂解之後， 該氣體可以完全自然地送到C1 a u s工廠的熱處理階段，如 果沒有C丨a u s工廠’任何可純化含硫化氫.之氣體之方法都 可使用，例如化學吸收法。 使用的催化劑可選自一族群，其由至少一 V丨Π族貴金屬 、趸少一 V 11 B族金屬、至少_ 一 v J J B族金屬混合至少一 \ i U族金屬、至少—v [ B族金屬 '至彳'、一 ν τ丨j族非貴金屬 合至少一 VIΒ族金屬與至少一 ν丨π族非貴金屬混合至少 -Υ III族貴金屬。 最好，鈷或鋅與鉬或鎢混合。 V 11 β族金屬中’最好銖單獨或與VI疾貴金屬组合， \111 族包括：Ru ’ Rh，Pd，Os，Ir，或 Pt，而以Re-Pt 較 有利β 叩使用其它催化劑’例t述於歐洲專利Ερ_Α-0 027 069之 催化劑，在此併入作爲參考，亦包含钟。 催化劑可以是金屬態（例如’ W，Μ 〇，或P t線），承載態 (氧化鋁，氧化矽，氧化矽·氧化鋁，氧化鈦，氧化锆，堇 青石），丸狀，'或壓出狀（例如’ Co-Mo的氧化物或硫化物）β 在第一個具體實例中，反應區正常是一個含有催化劑且 能達成高溫的反應器，最好是一個陶瓷反應器，由加熱設 備或熱交換設備加熱，該設備實質上與反應器軸線垂直， 本祅法尺度適用中國國家標孪（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） -----^-----¾------II-------Λ . - ! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) £ 4 »55 6 7 A7 _______________ 五、發明説明（6 ) 也因此與流體流動的方向垂直。更明確地説，本發明係關 於一種催化反應器’其在一軸線上較修長，在第—端包栝 至少一種供應至y —種進料的設備，而在另一端，包括至 少一種抽出產生之流出物之設備，該反應器的加熱設備實 質上爲平行層級配置，決定出實質上垂直於反應器軸線的 橫向區段，以界定出進料與/或流出物在該設備與/或該設 潴之層級之間的循環空間或通路，在第一個具體實例中， 該反應器的特徵爲包括至少一個基本反應區（Zi)，在進料 與/或流出物流動方向的軸線上，有一個含有該加熱設備的 加熱室，接著是一個含有至少一種催化劑的漼化室。 藉由在加熱區然後在催化區輪流循環，氨氣可進行近似 等溫分解，因此氨的轉化率高於德國專利D E - A - 3 2 0 9 8 5 8 所敘述的絕熱反應器。 本反應器可以只包含_個基本反應區Z，其含有一個聯結 至進料供應設備的加熱室，而且在其下游，含有一個聯結 至流出物抽除設備的催化室，特別是當待處理進料中的氨 滾度極低時。 在另一個形式中，該反應器含有數简基本反應區Zi沿軸 線配置，其中i在1到1 0的範圍較有利，且上游區Zi. i的催 化室與下游區Zi的加熱室相鄰，Zil之加熱室之溫度最好 高於上游區之，而該區也高於更上游的Zi_2區，以此類推。 催化劑也可以導入至少部份加熱室之加熱設備之間所界 定的空間，最好導入溫度至少爲600 °C者。 各區的長度及其數目決定於進料中氨的濃度以及選定的 -9- 本纸伕尺度適用中国國家標準（CNS } A4規格（210X297公F1 ~~ ---------；--装------、訂-------旅 (旖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消t合作社印^ A7 455567 五'發明説明（7) 轉化率。 在該裝置的第二個具體實例中，催化反應器的加熱設備 實質上爲平仃層級配g ’決定出實質上垂直於反應器軸線 的橫向區段，以界定出進料與/或流出物在該設備與/或該 設備之層級之間的循環空間或通路，這些空間至少以—種 哉化劑加以填充。 在廷第二個具體實洌之設備中，每個橫加熱區域可包括 至少一個加熱或熱交換裝置。 14 2間可沿整個反應器長度填滿，但泜溫時沒有轉化作 A，因此只有溫度至少爲6〇〇-C的空間含有催化劑較有利 ，最好，溫度超過90(TC的空間以漼化劑填充。這可達成 女要的節省。 與第一個具體實例相反，第二個具體實例中並沒有絕熱 漼化區，溫度分佈型態爲漸增，可以有或沒有高原期。 手行反應器轴線置放一耐火材質壁來分隔氣流較便利 ，該壁會對輻射熱交換有貢獻。 如此，至少可界定出兩個實質上平行的管道，其中當這 些加熱設備含有催化劑時，就能佈置出基本反應區或加熱 設備" 在空間或通路中，該加熱設備一般由實質上與反應器料 線垂直之獨 '立之、連續橫向隔板組成。就反應器的—個面向 來説，加熱設備包括許多套管，其中可置放電阻器，這個 結構敘述於，例如，F R - A - 2 6 6 2 1 5 8，其因此列爲參考 資料。那個專利中，含有氩氮蒸氣的氣體或這些物質的混 -10- 本汍ft尺度速用中國國家標隼（CNS ) Μ規格（210X297公釐） ---------^------，1T--------東 (請先W讀背面之注f項再填寫本頁) 經濟部中央櫺準局負工消費合作社印製 趑濟部中央標聲局員工消費合作社印製 455567 A7 -B7, ____ -- ---- ' '***** " * " 五、發明说明（S〉 合物可以在套管與電阻器的内部空間撺環’其签力一般高 於該反應氣禮在反應内的壓力。 在另一形式中，加熱設備爲至少一 Μ熱交換設備，該詨 備包含一個由至少一個包封形成的管子龙聯結至一個供應 熱交換氣體或氣體混合物的設備，該氣體或氣體混合物乃 用於與循環熱交換設備外面之反應物數種反應物（流出物） 交換熱量5這後者一般包含至少一個可以將已經和流出物 交換熱量的氣體或氣體混合物由出口柚除。這個熱交換設 浅能與一個氣體燃燒器溝通较方便，該氣體燃燒器輿一供 t燃料氣體與一氧化劑氣體的設備聯結，如專利FR-A-2 :.、16 518、FR-A-2 616 520與FR-A-2 715 583所述，其因此列 4參考資料。 控制輿修正電力或熱氣加熱作用的設備通常聯結到每個 基本區的加熱室，更一般地是聯結到每個橫向加熱區段， 乜就是流體循環之含催化劑之空間。 就反應器的一個面向來説，各加熱室獨立供應電能或熱 氣，可隔離供應，或沿縱列供應，或小族群供應，以沿著 加熟室界定出加熱區段，而可以修正整涸區域之長度所供應 的能量的數量。 這些加熱區段的修正可用傳統方式進行：電力加熱的加熱 單元，相應么上的區段，一般經由thyristor調節器組合供 應。變壓器首先可視狀況修正電壓，而調節可用於連續微 調輸入功率。 爲了使該組合可以調節，每個加熱區可以提供一個配有 -11- 衣紙乐疋度適用中國國家梯準{ CNS ) A4規格（21〇χ 297公釐） ----------裝------訂------Λ f請先閱讀背面之!1意事項再填寫本頁} 經濟部中央棣隼局t貝工消费合作社印裝 A7 —---- ------ BJ, 五、發明説明（9 ) 適合該溫度之熱電偶之***式高溫計；這些高溫計佈置於進 料循環的空間，然後資料傳輸到調節器，其可以控制電力 加熱狀況下的t h y r i s t 〇 r調節器。 每個加熱區的溫度分怖型態一般爲漸增，而催化區實質 上是絕熱狀態。 供應到第一個加熱區的電能，須使加熱.室產生—陡峭的 溫度梯度，以使考慮中的加熱室產生一倒相當高的平均進 料溫复，其對轉化反應有利。 衣發明同時係關於在一種整-合方法中，陡用—種本發明 准化反應器，孜整合方法是用於在―種氣體中去除其所 舍之硫化氩與氨，該氣體可能含有氫氰酸， 已知可以除硫CUus型工廠，其包含—個接收含硫化氳 的進料與空氣的燒槐器（B)，其位於c丨aus工廠焚化室 (CC)的入口處。該室的下游爲—涸回收焚化作用累積能量 的鎘壚（Ch)，鍋爐的流出物在硫冷凝器以之中冷卻並回收 硫。冷凝器的氣態流出物被引入至少—淘有流出物專用加 熱器（Ri)之裝I；(Di)，_著是—個ciaus催化床（CRi)， 然後接著一個硫冷凝器（CI)，其可以從不含硫的流出物之 中回收固體硫。 根據本發明，含、NHj與Hz〇而且可能不含水份的 待處理氣體 '，其包含於一氣提劑S之中’並以蒸氣預熱，導 入本發明的催化裂解（分解）反應器（F)之中。 裂解後的氣態流出物，實質上不含氨，而且在極高溫度 可以至少部份地被導引： -12- 农纸張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（：〗0χ297公董） 111 11 I. . K. U 訂. 1 III 旅 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^>56 7 經濟部中央標準局員工消费合作社印^ A7 -B7, 五、發明説明（10 ) 1.到Claus工廠燒燃器（B)的供應處f 該解答在鍋壚（Ch)回收反應器F所輸送的能量，而限制 加添任何燃料氣體； 2 .或是到C1 a u s工廠焚化室c C的出口 = 該解答在鍋壚（C h)回收反應器F所輸送的能量，而特別 使氨分解產生之氫避免焚化，也因此使供應C 1 a u s催化床 (C R i)的氣體限制其稀釋作用，而改良這些床的硫產率·， 3.或是到裝置（Di)的加熱器（Ri)，到拽化床的入口。 這個解答降低C U u s工廠的操作成衣，並簡化設計（加熱 器可用單純地混合熱氣體加以取代）。如同前述狀況，它可 使氨分解產生的氬避免焚化作用， 一旦被冷卻，分解反應器F的熱流出物也可以導引到 Claus尾氣處理單元（TGT)。 當TGT是一個包括氫化步螺（例如，SCOT方法）的方 法’這個解答，加上解2與3，會簡化這個步驟並降低要產 生氫之燃料氣體的消耗量，因爲這已經由氨分解作用產生 。之所以這樣的原因是，碑氩化物，其一般是微量存在（· i %體積比），已經在催化分解壚中轉化成H2 ' CO、co2。 本發明可由附圈而較佳地了解，該附圖以圈例説明本發 明之方法與装置，其中： ♦圖1輿2癩示涪套管軸的反應器縱向區段； • 13顯示加熱室的詳細具體實例，其也被供給套管氣體;輿 翁®4與5顯示一種装置的另一個具體實例，其中橫向加 熱單元之間的空間含有催化劑。 -13- 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X2?7公釐） ----------裝------訂----：--束 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 利 專 請 中 &IU 號 3 5 7^ tdS 8 5# 5 4 ί α 中文說明書修正頁(90年6丨月)/: A/^ η 5 6 7_ί _ & ~ Μ充 五、發明説*明（1 〇a ) ^------———---------- 經濟部中央標準局—工消費合作社印袈 在圖1、2 、4及5中， 1代表 垂直反應器 2代表 分配器 3代表 電力加熱設備 4代表 套管 5代表 鋭孔入口 7代表 高溫熱電偶感應器 8代表 下層部份 1 0代表. 出口銳孔 11代表 第一催化室 1 2代表 濾網 22代表 壁 在圖3中， 3代表 電阻器 4代表 套管 6代表 一組電隅 14代表 絕緣耐火水泥 15代表 金屬甲胄 1 6代表 棒形襯墊系統 17代表 耐火材質 1 8代表 間隔器 23代表 銳孔 24代表 空間 3 0代表 外殼 3 1代表 銳孔 -13a- 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 455567 五、發明説明（1!) ® 1〈具體實例中，一個陶资材質的垂直反應器，其形 狀具有長方形斷面積，包含—個分配器（2)，其用於經由銳 孔入口（ 5 }供應反應氣韹混合物到反應器。這種含有蒸氣、 SOANHJ混合物，已經在—個未顯示於附圏之傳統預 熱區加以預熱，且最好是利用對流作用、該反應器包含兩 J連讀的基本反應區z i與Z 2，每個包含一溷加熱室與一個 值化室，而其一個基本反應區的長度可與另—個不同。反 咚器中每個加熱室包含數個被套管（4)環繞的電力加熱設備 1 3 )，其被平行層級配置並在7個平面上（附圖的平面）形成 -涸方形網目的陣列’這些層級界定出潢向的加熱區段， 其貧質上垂直於進料流向所界定的反應器軸線，每個橫向 ·>熱區段含有至少一個加熱設備。 這些加熱區段以一對電極（未顯示）獨立供應電能；高溫熱 电係感應器（7 )位於套管（4 )之間進料搪環的空間中，使每 沒加熱區段的溫度可以利用未顯示於圖中的傳統調節與修 正裝置加以自動調節。在第一個加熱室中，須加熱套管使 進料的溫度從1 5 0 - 3 0 0 °C (預熱溫度）迅速增到約丨〖〇 〇 β 在一個平面中（附阐的平面），平行層級形成有方形網目 的陣列’如圖1顯示。围1顯示6個平彳亍加熱層級，其界定 出4個橫向加熱區。這些數字可根據待處理氣體的濃度 '特 別是流量加改變：。 在把進料加熱至1110 °C的第一個基本反應區的第一個加 熱室之後，可配置，例如，第一個催化室（1 1 )，其含有， 例如’一種敘述於ΕΡ-Α-0 027 069的蜂巢狀催化劑，其 -14- 才、呔法尺度適用中國围家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐） ^------.1T-------Λ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ；5 5 6 7 A7 五、發明説明（u 位於兩個穿有銳孔的紗網(12)之間，經由這些銳孔加熱到 1 1 1 〇 C的進料可以引導進入催化區c 、在通過第-個催化室之後’溫度下降到約1〇〇〇°C。相應 、和第锢催化室接勒的第二基本反應區z 2，第二加熱室 將流出物加熱到1 2 5 0 =c，在第二催化室的出口，溫度^降 到約 i 2 〇 〇 °C。 ，八回收的流出物，其實質上不含氨，在反應器⑴的下層部 吩（S)加以收集，然後由出口銳孔（1〇)楠出。它主要含有硫 化氫、氫與氮， _ 阐2顯示長形反應器<υ的另一個具體實㈣，其有一個使 圖1相同參考數字的長方形斷面.它包含平行層級配置 : '】套官（4 )，其界定出垂直於反應器軸線的橫向區段，並在 一闱平面上（附圖的平面）形成有方形網目的陣列。一些層 級以陶瓷材質的壁（22)分隔，其實質上平行於軸線，並在 k饲狀況下界定出兩個管道，這些壁的形式在每個套管（4) 水準有許多小槽可創造紊流，反應器的壁也可以包含許多 小槽，如附圈所示。 經濟部中央標準局員工消費合作枉印製 {請先閱讀背面之：ix意事項再填寫本頁) 圖3顯示圖1或2所敘逑之相同之反應器元件；圖3顯示_ 個在一端有銳孔（31)的保護性外殼（30)，由該銳孔可導入 ，例如，含氮的軋體G，在另一端，另一個有閥（未顯示）的 銳孔調節氣艟G的流量。外殼（3 〇 )固定在反應器（丨）的金屬 甲冑上，並環繞著電阻器與包含它們的套管組合物，而電 阻器供應電能之一端除外。棒狀電阻器（3)，藉由陶瓷纖維 ，例如，間隔器（18)，置於套管（4)之内，該套管包含通路 -15- 九紙乐疋度適用中國國家標隼< CNS ) A4規樁（2丨0><297公餐> 455567 A7 BJ, 五、發明説明（13) (2 3 )讓氣體G，f?，;如氮，可穿透在電阻器與套管之間的空 間（2 4)。 氣體G藉著少量的過簦，相|丨於反應器内之反應氣體的壓 力，以確保較佳地控制大氣以及氣體〇對反應氣體循環空 間之較佳控制。 t阻器S間與反應氣體循環空間之間的絕對壓力差，或 過壓，較佳須使電阻器空間的壓力較反應空間的壓力多出 至少、0 . 1 %且通常至y 1 %，—餃不需要一値非常大的過壓 ,逋常電阻器空間之壓力保持，丨.、於反應氣體循環空間之 鸣乃的兩倍。 S3也顯示本發明加熱區的—饱具體實洌的詳細狀況， 電力加熱設備由圓棒狀的電阻器（3)組成，每個電阻在其一 瑞有一冷區’並在一部份的中央區，其爲熱區，代表約Μ %的總長度a 該反應器有一長方形截面積，其週壁由絕緣耐火水泥 趁济部中央標"-局一貝工消f合作社印裝 (1 4 )與金屬甲胄（1 5 )組成，並在緊鄰的兩面壁上穿—圓形 洞，其中陶堯材質的套管⑷可由此通過，纟半經爲電阻器 (3)丰徑的兩倍，套管（4)的定位是以棒形襯墊系統作 用在耐火材質（17)襯墊，例如陶瓷材質概墊之上的金屬甲 冑頸部。電阻器（3)藉間隔器（18)定位在套管（4)上，該間 隔器（18)包括銳孔（23)，可讓含氮氣體g通過由管道^ 導入外殼（3〇)而進入電阻器空間（24)。 電阻器（3)的熱區由一對電偶（6)供應，離開外殼㈠ 一端之定位，須使得它不會穿透貫穿絕緣7]c泥壁的銳孔， -16- — ，一 (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS M4規格（210 X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作枉印製 - 056 7 A 7 ---- B-l ------- ·_ 五、發明説明（14 ) " ~ 在棒狀襯墊系統使用觀墊（1 7)並非重要，這乃作爲定位設 備，而不是把反應器内外的密閉性作爲支要目的^ ^形觀 墊系統可方便地用更簡單的套管定位設傜，則如簡易耐火 材質間隔器，加以取代= 某一數量之套管加熱電阻器因此水平連靖成妹地提供於 壁上，這些排列最好對齊使得他們在壚的則面壁上形成有 方形或長方形網目的陣列、，外殼（3 ())，其只有電阻器的一 端與/或其電力供應（6 )可通過，在其内有氣體G通過，氣體 G因此就循環於套管之内f — 圖4之中’對應於本發明装置的第二拽戽體實合：，反應器 擁有相同的加熱設備，與圖1有相同的參考軚字，差別在所 有在各個套管之間供進料與流出物流動的空間，含有至少 一種以濾網1 2支撐的催化劑。 圈5顯示與圖2相同的加熱設備，以壁2 2分隔流體，相反 的’催化劑配置在加熱套管4之間的空間，並以遽網i 2支 撑。只有加熱區部份，其溫度例如超過6 〇 〇 t，含有溫度 分佈型態由頂部底部漸增的催化劑。 以下實例説明本發明。 實例1 使用一個有長方形截面的水平反應器，其内部义寸如下 -0.5 m X 1 m ’長度4.3公尺。這個反應器内的加熱說備 以二矽化鉬（MoSi2)之電棒電阻器組成；這些電阻器被陶乾 套管包圍，其與環繞電阻器之圓圈之中心同心配1 « 這些套管以碳化矽製成，每個套管，其一端封閉，包固2 -17- I I^I ^--II - —'^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中Sj國家標準（CNS ) A4規格（2丨0>；297公釐） *** 4 5 5 5 6 A7 B7, 五、發明説明（b ) ί固棒狀電阻器，這些實質上平行的套管的定位須與進料循 環的方向垂直。每支電阻棒的長度爲9 〇公分且電阻器的直 徑爲9 mm，陶瓷套管爲1 〇 〇 cm長，其外徑3 2 cm且内徑 3 0 cm ° 反應器有三個基本反應區： β第一個加熱區包含四匍橫向區段，镯立調節且每個包含 —個以氮作套管氣體的加熱套管，每饲加熱室爲丨.8 m 長，溫度升到1 1 〇 〇 ; •第一個催化室，〇 . 3 m長J嫠一種如歐对專利E P - A - 0 〇 2 7 069(實例2)所致述之催化劍，組成拘重量比如下： 鉑：0 ‘ 0 9 % :铷：〇 . 〇 〇 9 % ;鐵：1。。：與绝：3.5 %

其流出物的溫度爲1 ϋ 0 0 °C *第二個加熱室只含一個加熱套管，且爲Ο . 6 m長，溫度 上升到1 1 8 0 eC ; ♦第二個催化室有相同的催化劑且爲〇 . 3 m長，其流出物 的溫度爲1 1 〇 〇 °c ; 參第三個加熱室只含有一個加熱套管且爲〇 6 m長，溫度 上升到1 240°C ; 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) ♦第三個傕化室含有栢同的催化劑且〇 7 m長，其流出物 的溫度爲1 2 0 0 °C。 催化室之蟪長皮爲1.3 m。 停留時間由催化室的總體積決定。 一進料含5 6.4%重量比的硫化氩，1 8，2 %重量比的氨與 25.4 %重量比的水，以241 fcg/h的速率導入，使其在該操 -18- Μί、伕尺度適用申國國家樣準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）

經濟部中央標準局貝工消費合作社印$L 45^56 7 A7 Γ -__ B7. I五、發明説明（16 ) 作溫度與〇 _ i 1 M p a操作簦力下的停留時爲2秒： 根據本發明’氨在1 2 0 0的催化裂解結果與其在9 〇 〇 °c的 對照顯示在下表。

丨時間 ----- Τ 12 00 Τ 900 Ό .........· ΝΗ3裂解? 1 H2S裂解％ >：：^_裂解％ ^^8裂解％ ⑴b、途 99.65 ί I 99.5 1 % ‘ :M i分鐘 99.65 ! I 1 % 5 0 1 % ς .:' 時 99.65 ! j | 1 % - 0 1 % :Γ丨“〇」，時 99.65 ! ί '1% 1 .. ί I -較結果顯示催化劑續正常運作，不項將它再生。 實麫2 反應器内部尺寸如下：1 . 2 m X 1 m且長度3 . 5公尺，且 包含與實例1相同的套管^但在壁之間配置爲兩列。 反庳器包含兩區： ♦第一區是一個預熱室’其包含六個加熱套，兩個調節， 每個加熱套含有氮作爲套管氣：加熱器爲丨5 ηι長，溫 度上升到950Ό ; ♦第二區爲2 m長’被兩個遽網偈限，並包含6個經兩個 調節的加熱套管。橫跨寬度，套管之間與套管與壁之間 的距離爲18.^ cm，且沿長度，套管之間的與套管與遽 網之間的距離爲26 cm。這些距離的選擇須使得在該溫 度與操作I力〇 · 1 1 Μ P a時，停留時間爲2秒。打開反 應器頂蓋前，一種以鈷與钼爲基壤的催化劑被倒入遽網之 -19- 本呔乐尺度適用中围國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） ^------1T----；--β (請先閱讀背面之法意事項再场寫本頁) 455567

五、發明説明（π 間以塡充空間= ^ , 〆，〗8.2 %重量比的氨與 -進料含5 6.4 %重量比的疏化氣h的速率導入，使其在該操 2 5 4 %重量圯的水，以4 8 2 k g 作溫度與Ο 1 1 Μ P a操作壓力下的 器之流出物的溫度爲1 2 2 (TC 张據本發明，氨在122〇。〇的催化裂解結果與其在9〇〇。匸 停留時爲2秒。離開反應 的對照顯示在下表， —_ ------------------..一-I--------- *--- J ' " ' ..... 丨· — — _ .^ I | 1 T 9〇〇cc 時間 T 1 2 0 0 °〇 f~* NH3裂解％ ----------| HA裂解α〇 ! 分 -----—r- 裂解％ | ------------, --^ ___ 1% if)分鐘 — 9 9.85 1 % | 9 9.5 ; 9ϋ妒鐘 99.85 I 1 % 丨 5 0 丨 Ho ?"!、時 99.85 1 °0 0 ί 1 J 1% 2000小時 9 9.85 1 % 1 i 比校結果顯示催化劑繼續正常運作，不須 洋到之流出物可導入一個c U U S工廠。 坤水-- (请先閱请背面之注意事項再读寫本頁) 訂 結濟部中央棣準局κ Η消货合作.社印¾ 20

S N 一讀

Claims (1)

1. !補充 公蠢6102本號妓申通6 7 一-__中矣申牟利範園修正本(90年6月) 农 1. 一種催化存在於含硫化氫流體中之氨之方法，其中該 流體係被導入一個經加熱至〗〇 0 0。〇與〗4 〇 0。0之間且包含 一種適當催化劑之反應區中，而且回收催化裂解流出物， 其特徵為’該反應區包含加熱設備，經配置在實質上平行 層中’決定出實質上垂直於該反應區軸的橫向區段，以在 該設備與/或藉由該設備所形成之層級之間，界定供進料 或流出物循環之空間或通路而該空間含催化劑，或，該反 應區包含至少一個基本反應區2^，位在流體流動方向上， 其含有一個流體加熱室，接著是一個供加熱流體催化的催 化室。 2. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中反應區的溫度為 1 1 5 0 °c 到 1 2 5 0 。 3. 根據申請專利範圍第1或2項的方法，其中反應區的壓力 實質上為進入其中之流體壓力，且噴射的流動速率須使催 化反應區的停留時間在〇 · 1到1 〇 〇秒的範圍内。 4 .根據申請專利範圍第1或2項的方法，其中反應區的壓力 係在1. 0 5至5絕對巴的範圍。 5 .根據申請專利範圍第1或2項的方法，其中反應區的壓力 實質上為進入其中之流體壓力，.且噴射的流動速率須使催 化反應區的停留時間在〇 . 5至1 0秒的範圍内* 6.根據申請專利範圍第1項的方法，其中流體為氣體。 7 根據申請專利範圍第1項的方法，其中流體包含水。 8 根據申請專利範圍第1項的方法，其中流體為至少一種流 出物，選自精煉處理水之蒸氣設備的塔頂流出物、煤氣化 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ------:----t------------#1 (請先閩讀背面之注意事項再填寫本頁·) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 AS B8 C8 D8 j 5 5 S 7 六、申請專利範圍 流出物、煉焦爐流出物或生物氣體組成之族群。 9. 根據申請專利範園第1項的方法，其中催化劑係選自下述 族群，至少一種VIII族贵金屬、至少一種VIIB族金屬、 至少一種VIIB族金屬混合至少一種VIII族金屬、至少一 種VIII族金屬、至少一種VIB族金屬、至少一種VIII族 非貴金屬混合至少一種VIB族金屬及至少一種VIII族非 貴金屬混合至少一種VIII族貴金屬。 10. 根據申請專利範圍第1項的方法，其係使用陶瓷材質的反 應區。 11. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該反應區包含數個 基本反應區Zi，下游區2:之加熱室溫度較佳係高於上游 區加熱室溫度。 12. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中至少一個實質上與 轴平行的壁係界定出至少兩個管道，於其中可配置界定出 該空間與通路的加熱設備。 13·—種催化反應器，其係用以進行根據申請專利範圍第i項 的方法’由耐火材質製成，沿一個軸伸長，其在第一端包 含至少一個供應至少一種進料的設備，在另一端提供至少 一個抽除所產生流出物的設備，該反應器包含加熱設備， 經配置在實質上平行層中，決定出實質上垂直於反應器軸 的橫向區段，以在該設備與/或藉由該設備所形成之層級 間界定供進料及/或流出物循環之空間或通路，該反應器 的特徵為其包括至少一個基本反應區（Zi)，在進料與/或 流出物流動方向上，沿著軸含有一個包含該加熱設備的加 ------r----1------訂------線 *- C请先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉隼局爲工消費合作社印裝 455567 ABCD 六'申請專利範圍 經濟部中央標率局員工消費合作社印裝 熱室’接著是—個含有至少一種催化劑的催化室。 14. 根據申請專利範固第13項的反應器，其中數個基本反應 區Zi係沿轴配置’上游區Zi i的催化室與下游區Zi的加熱 室相鄰。 15. 根據申請專利範圍第丨3或丨4項的催化反應器，其中催化 室包含加熱設備。 16. 根據申請專利範圍第1 3項的反應器，其中加熱控制與修 正設備係連接至加熱設備。 17·根據申請專利範圍第13項的反應器，其中加熱設備包含 配置有電阻器的套管。 18. 根據申請專利範圍第13項的反應器，其中加熱設備由供 應熱交換氣體或氣體混合物的熱交換熱設備組成。 19. 根據申請專利範圍第13項的反應器，其中套管含有一種 套管氣體。 20. 根據申晴專利範圍第1 5項的反應器，其中在加熱室中之 加熱設備間之空間含有催化劑。 21. 根據申請專利範圍第13項的反應器，其中至少一個實質 上與軸平行的壁係界定出至少兩個管道，其中係配置加熱· 設備與/或催化劑。 22_根據申請專利範圍第丨3項之反應器，其係用於在-整合 方法中脫除氣體中所含有之硫化氫、氨以及可能的氫氰酸 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) - n -i