Способ извлечения серы из сероводородсодержащих газов

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Ян Адольф Лагас Йоханнес Борсбом.Питер Хильдегардус Бербен и Джон Вильхельм ГЭС (МЦ(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРЬ ИЗ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ(57) Изобретение касается способа очистки от серы газа. содержащего сероводород. включающего окисление сероводорода кис Изобрвтение относится к способам очистки газов от сероводорода с получением элементарной серы по методу Клауса.Целью изобретения является упрощение процесса и повышение выхода серы.На чертеже изображена схема поясня Ющая ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ предлагаемого СПОСОба.КОЛИЧЕСТВО БОЗДУХЗ. ПОДДВОЖИВЗЮЩВГО Зрение. контролируемого дозирующим реУпятором 3 и анализатором сероводорода.Одают по трубопроводу 4 к горелке. Тепло.лородом. с последующим взаимодействием полученного при этом окислении газа с образующимся на термической стадии диоксидом серы с использованием по меньшей мере двух каталитических стадий. С целью упрощения процесса и увеличения выхода серы согласно изобретению концентрацию сероводорода. выходящего из последней каталитической стадии. поддерживают в пределах О.8-3.О 06131, путем уменьшения количества воздуха. подаваемого для поддержания горения или для окисления на окислительную стадию. до 94-967), от стехиометрии и/или путем отвода части сероводородсодержащего исходного газа в количестве 9 в обход окислительной стадии и подачи его в газ. поступающий на каталитическую стадию. 3 зп. ф-лы, 1 ил.работанным газом. образующим поток выпускаемый по трубопроводу б.Реакция Клауса протекает в горелке и камере сгорания. Образующаяся сера конденсируется в бойлере 5 (150 С) и выгружается по трубопроводу 7. Газ поступает по трубопроводу 8 к нагреватепю 9. в котором он нагревается до требуемой температуры реакции 250 С. после чего подается по трубопроводу 10 к первому реактору 1 1 Клауса. В реакторе 11 снова протекает реакция Клауса. при этом образуется сера. Газ отводят по трубопроводу 12 в серный конденсатор 13. Ожиженную серу (15 ОС) выгружают по трубопроводу 14. После этого газ пропускают по трубопроводу 15 на следующую стадию реактора. которая включает нагреватель 16. реактор 17 и серный конденсатор18. В этом реакторе снова протекает реакция Клауса. Конденсированную серу выгружают по трубопроводу 19. Пар.образующийся в серных конденсаторах. выпускают по трубопроводам 20 и 21.Концентрацию сероводорода в трубопроводе остаточного газа контролируют анализатором 23 сероводорода и поддерживают в интервале 0.8-3.0 0651,. Анализатор 23 сероводорода контролирует работу распределительного клапана на трубопроводе 24 для подачи воздуха. поддерживающего горение. или распределительного клапана на трубопроводе 25 для подачи сероводорода. По трубопроводу 25 часть сероводорода может поступать непосредственно на первую каталитическую стадию. МИНУЯ термическую СТЗДИЮ.Остаточный газ пропускают далее по трубопроводу 22 на стадию 26 удаления серы. Стадия удаления серы представляет собой известный процесс удаления серы. например стадия окисления в сухом слое. абсорбционная стадия или стадия окисления в жидкой фазе. Воздух необходимый для окисления. поступает по трубопроводу 27. Образующуюся серу выгружают по трубопроводу 28. а газ по трубопроводу 29 через форсажную камеру 30 выпускают в вентиляционную трубу 31.П р и м е р 1. Согласно предлагаемой схеме процесс проводят в конвертере Клауса. имеющем две КЭТЗЛИТИЧЕСКИВ ЗОНЫ. ИС ходный газ. подаваемый на термическую стадию. содержит 90 06.1, сероводорода. соответствующих 90 кмоль/ч. 5 06.1, углекислого газа и 5 06.1, воды. а также 43.33 кмопь/ч кислорода (дефицит в 3.3) в виде кислорода воздуха. Содержание сероводорода в остаточном газе после второй каталитической стадии 0,8. а содержание двуокиси серы в нем 0.03.Осуществляют окисление 502 в сухом слое с использованием нечувствительного к воде катализатора окисления. включающеГО НОСИТЕЛЬ (ГОКИСЬ ЗПЮМИНИЯ (ФПЮКЭ. удельная поверхность 6.5 м 2/г). на который наносится 4,5 мас., Ре 2 Оз и 0.5 мас. СгтОз как каталитически активного материада-который после гранулирования и проКЗЛИБЗНИЯ имеет УДЗПЬНУЮ ПОВЕОХНОСТЬ ПО БЭТ 6.94 м 2/г и менее чем 1 от общего обьема пор составляют поры радиусом менеЕ-БООА, При использовании такого катализатора. обеспечивающего эффективность окисления 80. достигается общее извлечечие серы 99.1 Ъ.П р и м е р 2. Процесс осуществляют в конвертере Клаусв. имеющем две каталитические зоны. На термическую стадию под 2800ают газ. содержащий 90 об. сероводорода. 5 06.1, углекислорода (дефицит) 6,0 в виде кислорода воздуха. Содержание сероводорода в остаточном газе после второй каталитической стадии - 2.03. содержание двуокиси серы в нем было неизмеримо малым, содержание воды - 35.8 06.70.Окисление в сухом слое проводят с использованием нечувствительного к воде катализатора окисления. содержащего носитель из (х-окиси алюминия (Удельная поверхность 6.5 м 7/г). на который было нанесено 4,5 масд, Ре 2 О 3 и 0.5 мас. Сг 2 О 3 в качестве каталитически активного материала. который после гранулирования и обжига имеет удельную поверхность. определенную методом БЭТ. равную 6.94 м 2/г. и менее 1.01, от общего обьема пор составляют поры. имеющие радиус 5-500 А. Используя этот катализатор с эффективностью окисления 90. получают 992 извлечение серы.П р и м е р 3. Процесс осуществляют аналогично примерам 1 и 2. однако остаточное содержание Н 2 в газе после 2-й каталитической стадии составляет 3.0 об, Осуществляют окисление в суком слое с использованием нечувствительного к окислению катализатора. включающего носитель а-окись алюминия (Флюка. удельная поверхность 8.5 м 2/г) на котором наносятся 4.5 масд, Ре 2 Оз и 0.5 мас. Сг 203 как каталитически активного материала. который после гранулирования и прокаливания имеет удельную поверхность по БЭТ 6.94 м 2/г. и менее 1 от общего обьема пор составляют поры радиусом менее 500 д. При использовании такого катализатора, обеспечивающего эффективность окисления 95. достигается общее извлечение серы 99,1П р и м е р 4. Процесс проводят на конвертере Кпауса. имеющем две каталитические зоны. На термическую стадию подают газ. содержащий 90 06.1, сероводорода. соответствующих 81 кмоль/ч. 5 06 углекислого газа и 5 об. воды. а также 40.95 кмоль/ч кислорода (т.е. нет дефицита). Однако по трубопроводу 25 в первую каталитическую зону подают 8.1 кмоль/ч сероводорода (9.0 исходного газа). Обьемное содержание сероводорода в остаточном газе после второй каталитической стадии составляло 3.13. содержание двуокиси серы в нем было неизмеримо малоПосле удаления серы и воды и использования процесса окисления в жидкой фазе для поглощения и окисления сероводорода при абсорбционно-окислитепьной эффек г 5тивности 95 быладостигнута общая десульфурация газа 99.51,.Способ согласно изобретению позволяет упростить процесс за счет исключения необходимости контроля соотношения Н 2 и 02. а также за счет того. что содержащий ся е теге избыток Н 25 снижает возможностьсульфатизации катализатора и тем самым увеличивает срок службы катализатора.Кроме того. способ повышает степень извлечения серы до 9511-9951, против 97.1 Ъ по прототипу.1. Способ извлечения серы из сероводородсодержвщих газов. включающий термическую стадию окисления сероводорода кислородом воздуха. выделение серы из реакционных газов охлаждением их. последующее каталитическое взаимодействие сероводорода с образующимся на термической стадии диоксидом серы по меньшей мере на двух стадиях с промежуточным отделением сери после каждой стадии и допол нительное окисление остаточного сероводорода в серу в присутствии катализатора. нанесенного на носитель. о т л и ч а 2800ю щ и й с я тем, что. с цепью упрощения процесса и повышения выхода серы. в газе. выходящем из последней каталитической стадии, поддерживают концентрацию сероводорода 0.8-3 06.1, путем снижения количества воздуха. подаваемого на термиЧВСКУЮ СТЭДИЮ. ИЛИ путем ВВЕДЕНИЯ В ГЭЗБ вую смесь перед первой каталитической ступенью дополнительного количества исходного сероводородсодержащего газа. 2.Способпоп.1.отличающийся тем. что на термическую стадию воздух подают в количестве 94-9671, от стехиометрии. 3.Способпоп.1.отличающийся тем. что в газовую смесь перед первой каталитической стадией вводят 9 об. исходного газа. 4.Способпоп.1.отличающийся тем. что на стадии дополнительного окисле ния остаточного сероводорода используют железохромоксидный катализатор. содержащий оксид железа 4.5 мас. и оксид хрома 0.5 мас.. остальное носитель. с удельной поверхностью 691 м 2/г и с объемом пор радиусом 5 500 А в количестве менее 1 от общего объема пор.Верстка Казпатснт, Исполнитель Д.Л.Горбунов Ответственный за выпуск Э.3.ФаИзова