Способ очистки жидкой серы от сероводорода Советский патент 1984 года по МПК C01B17/02 

11

Изобретение относится к способам очистки жидкой серы в процессе ее получения из Н З-содержащих газов и может быть использовано в химической, нефтехимической, газовой промьштенности и в других отраслях народного хозяйства.

В жидкой сере, получаемой из Н З-содержащих газов, например, по способу Клауса, содержится растворен ный сероводород. Для доведения такой серы до товарной кондиции необходимо рчистить ее от HjS.

Известен способ очистки жидкой серы путем пропускания через нее инертного газа, содержащего аммиак. Расход аммиака составляет 200 л на 1 т жидкой серы II 3.

Недостатком зтого спбсоба является загрязнение атмосферы газообразными продуктами очистки жидкой серы. Значителен расход аммиака на очистку что удорожает процесс. Кроме того, безвозвратно теряется инертный газ, что повышает также стоимость очистки жидкой серы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки серы от HjS путем введения в поток очшцаемой жидкой серы сернистого ангидрида и соединений, содержащих NH или NHj группу. По этому способу очистку жидкой серы проводят за счет превращения растворенного в ней сероводорода в серу по реакции

NH.NH,

S + HjO

+

SO,

Соединения с NH, NH группами являются катализирующими агентами этой реакции. Сернистый ангидрид подают в стехиометрическом количестве по отношению к Hj S 2 .

Недостатком известного способа является то, что существует необходимость поддерживать стехиометрическое соотношение подаваемого SO к , содержащемуся в очищаемой жидкой сере. Трудность поддержания стехиометрического соотношения вызвана тем, что содержание HjS в жидкой сере после ее получения, например, методом Клауса непостоянно, колеблется в пределах 10-20% от среднего его содержания. Следоватепь но, возникает необходимость постоянного контроля содержания в жидкой сере и соответствующего опера052

тивного регулирования подачи SO, . Нарушения стехиометрического соотношения SOj : HjS в данном способе приводит к следующим отрицательным последствиям. При меньшем количестве SOj, чем требуется это по реакции, не достигается полнота очистки от HjS. При большем количестве SOj непрореагировавшая часть его выбрасывается в конечном счете в атмосферу, что приводит к загрязнению окружающе среды.

Кроме того, использование в качестве катализатора соединений с NH, Ш группами приводит к удорожанию процесса очистки, так как катализатор безвозвратно уносится с очищенной от сероводорода серой.

Целью изобретения является упрощение процесса и предупреждение загрязнения окружающей среды.

Поставпенная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся в том, что сернистый ангидрид на стадию контактирования с жИдкой серой подают с избытком по отношению к сероводороду в количестве 2,5-10:1 в смеси с инертным газом противото-ком к сере.

Причем непрореагировавший сернистый ангидрид рециркулируют на стадию контактирования со скоростью 15-30 л на 1 кг жидкой серы.

Проведение процесса при указанных расходах обусловлено тем, что при меньших количествах степень очистки падает до 92%, а при больших нецелесообразно, так как при предлагаемых уже достигается полная очистка.

На чертеже представлена схема установки, реализующей предложенный способ.

Установка содержит реакционную колонну 1, заполненную слоем насадки 2, например кольцами Рашига, циркуляционный насос 3, влагоотделитель 4, узел 5 смешения газов, трубопровод 6 отвода газойой смеси на влагоотделитель 4, трубопровод 7 подачи осушенной смеси на циркуляционный насос 3, трубопровод 8, соединяющий насос 3 с узлом 5 смешения, трубопровод 9, соединяющий узел 5 смешения с реакционной колонной 1, трубопровод 10 подвода жидкой серы на очистку, трубопровод 11 отвода очищенной серы, трубопровод 12 ввода инертного газа, трубопровод 13 ввода сернистого ангидрида и трубопровод 14 отвода конденсационной воды с влагоотделителя 4. Способ реализуется следующим образом. По трубопроводу 10 в реакционную колонну самотеком непрерывно направляют жидкую серу, .содержащую сероводород, например с установки Ютауса со скоростью, которая определяется производительностью этой установки. По трубопроводам 12 и 13 подают инертный газ и сернистый ангидрид соответственно, и в узле 5 производят их смешение, далее полученную смесь по трубопроводу 9 направляют в реак1Д1онную колонну 1. Концентрацию сернистого ангидрида в инертном газе поддерживают такой, чтобы весовое отношение сернистого ангидрида к сероводороду, содержащемуся в жидкой сере, поступающего в реакционную колонну 1, составляло не менее чем 2,5:1. Скорость движения по замкнутому циклу регулируют таким образом чтобы скорость его находилась в пределах 15-30 л на 1 кг жидкой серы. Газовая смесь, состоящая из инертного газа и сернистого ангидрида, проходит через реакционную колонну 1 против движения жидкой серы, причем контакт последней с инертным газом, содержащим сернистый ангидрид, проходит в слое насадки 2, например колец Рашига. В этих условиях происходит взаимодействие сернистого ангидрида и сероводорода, растворенного в жидкой сере, с образованием серы и воды.уПолученная сера остается в реакционной колонне 1 и выводит ся из нее по трубопроводу 11. Пары воды вместе с газовой смесью отводят ся с реакционной колонны 1 по трубо проводу 6 на влагоотделитель 4 .Сконденсированная вода отводится по трубопроводу 14 и может быть использована, например, для технологических целей, а газовая смесь циркуляционным насосом 3 направляется по трубо.проводу 8 в узел 5 смещения, далее в реакционную колонну 1. Для восполнения прореагировавшего количества сернистого ангидрида периодически по трубопроводу 13 в узел смешения вводится свежая порция сернистого ангидрида, причем весовое отнощение его к сероводороду не должно быть менее, чем 2,5-1. Возможные потери инертного газа из-за утечек из замкнутого цикла также восполнятся пу154 тем введения его по. трубопроводу 12 в узел 5 смешения, причем подача инертного газа в цикле к жидкой сере должна сохраняться в пределах 1530 л на 1 кг жидкой серы. Пример 1, Через реакционную колонну со скоростью 1,1 кг/ч пропускают жидкую серу, содержащую 0,24 г сероводорода на 1 кг серы. Противотоком к жидкой сере подают инертный газ, содержащий 0,105 об.% сернистого ангидрида, со скоростью 22 л/ч. Подача инертного газа в смеси с сернистым ангидридом составила 20 л на 1 кг жидкой серы, а соотношение 2,5:1. В этих условиях содержание сероводорода в очищенной сере составило 0,01 г на 1 кг, что соответствует степени очистки 96%. Опьп-ы провели при других соотношениях SOj : HjS, а результаты приведены в табл. 1. При увеличении соотношения S02:HjS повьппается степень очистки жидкой серы. При соотношении 2,5:1 достигнута удовлетворительная для товарной серы степень очистки. Увеличением соотношения SOj:HjS до 8:1 и выше достигается практически полная очистка жидкой серы от сероводорода. Пример 2. Жидкую серу, содержащую в 1 кг ее 0,22 г сероводорода, пропускают самотеком через реакционную колонну со скоростью 2,0 кг/ч. Противотоком к жидкой сере подают со скоростью 20 л/ч инертный газ, содержащий 0,38 об.% сернистого ангидрида. В этих условиях соотношение SOj:HjS составляет 5:1, а скорость циркулирования смеси инертного газа и сернистого ангидрида 10 л на 1 кг жидкой серы. В очищенной жидкой сере сероводород не обнаружили. Результаты опытов при данном соотношении S, но при других скоростях циркулирования смеси газов приводятся в табл. 2. При скорости циркулирования смеси газов в замкнутом цикле 10 л/кг обеспечивается степень очистки 97%, сера с такой степенью очистки соответствует по кондиции товарному про- дукту. В интервале скорости 10-30 л/кг степень очистки находится на уровне 100%. Пример 3. Условия опытов одинаковы с примером 2. Однако жид-ая сера подавалась по направлению

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИДКОЙ СЕРЫ ОТ СЕРОВОДОРОДА путем контактирования ее с сернистым ангидридом, отличающийся тем, что, с цепью упрощения процесса, сернистый ангидрид на стадию контактирования подают с избытком по отношению к сероводороду в количестве 2,510:1 в смеси с инертным газом противотоком к сере. 2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, .что, с целью предотвращения загрязнения окружающей среды, непрореагировавший сернистый ангидрид рециркулируют на стадию контактирования со скоростью 13-30 л на 1 кг жидкой серы. (Я 4 О ел