Способ очистки газов от сероводорода Советский патент 1983 года по МПК B01D53/14 C01B17/04 

ел

00

ел Изобретение относится к области жидкофазных окислительных способов очистки газов от сероводорода. Известен способ очистки газа от сероводорода путем контакгирования с раствором сульфита или сульфата марганца . , Недостатком этого способа являет ся невозможность проведения процесса при рН среды больше 8,5, так как при этом элементарная сера не образуется и резко падает скорость окис ления сероводорода. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очи стки газа от сероводорода путем абсорбции поглотительным раствором, содержащим щелочной агент и- металлIфталоцианин, в частности фталоцйанин кобальта, с последующей регенерацией насыщенного поглотителя продувкой ва здухом с образованием элементарной серы 2. В качестве агента, окисляющего уловленную сульфидную серу в этом процессе, используют молекулярный кислород и катализатор металлфталоцианин, например сульфофталоцианин кобальта. Быстрое окисление уловлен ной сульфидной серы при регенерации поглотительного раствора и высокий выход элементной серы при этом (до 80 и выше), являющейся ценным техническим продуктом, обеспечиваются в данном процессе лишь при использо вании слабощелочных поглотительных растворов. С повышением величины рН поглотительного раствора до 8, уменьшается скорость регенерации поглотительного раствора, а выход образующейся элементарной серы резко падает. При дальнейшем увеличени рН раствора до и выше уловлен ная сульфидная сера на стадии реген рации поглотительного раствора окис ляется еще медленнее с образованием тиосульфата, сульфита и сульфата. Элементная сера при этом не образуе ся. Скорость регенерации составляет примерно 50 мин при рН среды/«11. Целью изобретения является повыш ние скорости регенерации. Поставленная цель достигается те что согласно способу очистки газов от сероводорода путем абсорбции поглотительным раствором, содержащим щелочной агент и мeтaллфтaлoциaнинJ, 502 с последующей регенерацией насыщенного поглотителя продувкой воздухом с образованием элементарной серы, абсорбцию ведут в присутствии растворимых солей двухвалентного марганца при рН среды 8,5-12. При этом соли марганца вводят в раствор в количестве 0,01-1 г/л в пересчете на марганец. Данный способ позволяет повысить скорость регенерации с 50 до 5-6 мин, т.е. в 10 раз. Введение растворимых солей двухвалентного марганца в поглотительный раствор обеспечивает высокую, как и при рН 7,5-8,5, каталитическую активность фталоцианинов -метзлло&7. например сульфофталоцианинов кобальта, и их высокую селективность (80 и выше) в отношении выхода элементарной серы при окислении уловленной сульфидной серы молекулярным кислородом при рН 8,5-9,0. В качестве добавок могут быть ис- пользованы формит или ацетат-Или цитрат марганца, а также сульфат или хлорид марганца, или смеси последних с лимонной кислотой или ацетатом натрия, калия или аммония, или другие растворимые соли двухвалентного марганца, взятые из расчета от нескольких милиграммов до нескольких граммов на литр поглотительного раствора в пересчете на марганец). П р И м е р 1. Исходный коксовый газ с содержанием 0,3 об. H,S и 2,5 об.% C0,j контактируют с поглотительным раствором, содержащим соду при давлении 1 атм, с получением при этом сульфида натрия. В герметичном реакторе с рабочим объемом 20 мл, установленном на качалке и соединенном с газовой бюреткой, заполненной кислородом, проводилось окисление водных растворов сульфида натрия, содержащих 2 г/л сульфида натрия и фосфатный буфер. Величияа рН растворов 11,3-11,5; температура . Время полного окисления раствора фиксировалось по отрицательной реакции растворов на содержание сульфидной серы и по прекращению поглощения кислорода растворами. а) При введении в окисляемый раствор дисульфофталоцианина кобальта при концентрации его в растворе 10 мг/л время полного окисления раствора составило 50 мин. Объем поглощенного кислорода 21,8 мл. Сера не образовалась.

б)При введении в окисляемый раствор тетрасульфофталоцианина кобальта из расчета 10 мг/л время полного окисления раствора составило 8 мин. Объём поглощенного кислорода 19,6 мл. Сера отсутствовала.

в)При введении в окисляемый раствор сульфита марганца в количестве

80 мг/л время полного окисления рас- твора составило 3 мин. Объем поглощенного кислорода 22,2 мл. Сера отсутствовала.

г)При введении в окисляемый раствор одновременно тетрасульфофталоцианина кобальта из расчета 10 мг/л

и сульфата марганца 80 мг/л время полного окисления раствора составило Ik мин. Объем кислорода, расходуемого на окисление 20 мл данного раствора, составил 16, мл. Выход серы kO%.

Пример2. В описанном реакторе окислялся раствор сульфида натрия (2 г/л) в присутствии фосфатного буфера. (рН 11,0), тетрасульфофталоцианина кобальта,(10 мг/л), сульфата марганца (80 мг/л). После полного окисления раствора в реактор вновь вводилось первоначальное количество сульфида натрия и раствор

вновь окислялся. Эта операция повторялась многократно. После девяти загрузок сульфида натрия среднее время окисления раствора сульфида натрия составило Зб мин. Выход серы

составил около 70. (Улучшение характеристик регенерации по сравне-. нию с данныкш, приведенными в примере 1, здесь достигается за счет при.сутствия в окисляемом растворе серы,

образовавшейся в первом цикле окисления) .

Результаты опытов даны в таблице.

ПримерЗ.

д) При введении в окисляемый раствор одновременно тетрасульфофталоциа1: ина кобальта из расчета 10 мг/л и нитрата марганца 95 мг/л время полного окисления раствора составило 16 мин. Объем кислорода, пошедшего на окисление 20 мл данного раствора, составил 17 мл. Выход серы .

Пример.

е} При введении в окисляемый раствор одновременно тетрасульфофталоциа.нина кобальта из расчета 10 мг/л и ацетата марганца 107 мг/л время полного окисления раствора составило 13 мин. Объем кислорода, пошедшего на окисление 20 мл данного раствора, составил 15 мл. Выход серы 4о%.

51005850«

Предлагаемый способ позволит улуч-зультате очистки, преимущественно

шить экономические показатели щелоч-серы увеличивается сероемкость поглонб-фталоцианиновой очистки газов оттительного раствора за,счет увеличесероводорода, так как при высокойния величины рН до 8,5-12 и, таким

интенсивности процесса (высокой ско- 5образом, снижается удельный расход

рости регенерации) и получении в ре-поглотительного раствора.