Способ очистки газа от сероводорода Советский патент 1989 года по МПК B01D53/14 

1

Изобретение относится к очистке газа и может быть использовано в химической, газовой, металлургической и других отрас- лях промышленности.

Целью изобретения является снижение энергозатрат и упрощение контроля про- . цесса.

На чертеже представлена схема реализации предложенного способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1. Сероводородсодержащий газ подают в реактор 1, где обрабатывают поглотительным раствором, содержащим тиосульфат, подаваемым из реактора 2 через колонну 3. Температура раствора на первой стадии контактирования (реактор 1) 50-90°С, рН 3,6-5,6. Около 50% исходного сероводорода окисляется тиосульфатом до элементной серы

2H2S+S20.32- - 4SO+H20+20H-.

Раствор, выходящий из реактора 1, делят на две части. Больщую часть подают на вторую стадию контактирования в реактор 2. Меньщую часть, содержащую количество серы, равное образовавшейся по реакции между сероводородом и тиосульфатом, подают на фильтр 4, серу удаляют, фильтрат подают в реактор 2. Газ, выходящий из реактора 1, подают в реактор 2, где остаточный сероводород абсорбируется щелочным поглотительным раствором с температурой О-60°С и рН 7,0-10,5. Абсорбированный сероводород окисляют воздухом, подаваемым в реактор 2. Катализатором окисления сероводорода до тиосульфата является взвесь элементной серы. Содержание серы 3,0-60,0 молей на 1 моль сероводорода, поступающего на вторую стадию.

Аммиачный раствор, содержащий тиосульфат, из реактора 2 подают в колонну 3, где отгоняют реакционную воду и аммиак

ч|

INS

ГО

яп

тактирует с поглотительным раствором при рН 70 и температуре 20°С, содержащим взвеси элементной серы 1,56 моль/л, три- аммонийфосфата 1,0 моль/л, диаммонии фосфата 1,0 моль/л. Степень очистки газа от сероводорода 100%. Одновременно через раствор барботируют воздух со скоростью i-. I л й,чгл(;тлппаянныи поглотительдо получения раствора с рН 3,6-5,6, который рециркулируют в реактор 1. Аммиак из колонны 3 возвращают в реактор 2 для поддержания рН раствора на уровне 7,010 5

Газ, содержащий, об. %:H2S 10, СОг 30,оароотирую. ои.м .---Н, 5; N. 55, со скоростью 1 - /J аютР ««Р Р Абсорбированный поглотительв реактор 1 объемом 1,3 л и Оароотирую „ , пягтвооом сероводород окисляется до

if -jr T-3r ocSJ ,„ - „ ё- ;н 47 H™Ls; 5s2s 11 тГоГ к: :Та±о „ s

дин контактирования раствор, содержащий дают ojro раствора отгоняют

1,828 .ОЛЬ элементной -ры, вьшодят и делявoдь вJ --У,tкa, который возвращают

на 2 потока: один объемом 854,4 мл (с учетом р/ поддержания

;-7г; гг; о™гиг : Г™ „1; Гф™г;.по гл еГо;г;5 ре4.ку.-ру-,Ь:-;,„гг„ гZs

стздии

Газ после очистки на первой ступени, сод ржащий 5,25 об. % сероводорода, по- .. / :;;р ;ГГ ;Таст7о7а7содержащего

« да-rr:oLy.f ™п:р1; s;,rГее Г о9,3 . ss:

1,56моль/литриаммониифосфата2моль/л. 25 Q 67 моль элементной серы. Степень очистки газа от сероводорода 100/0. содержащий u,j „„„„ „л.,,.

Оаповремеппо через раствор барботируют воздух со скоростью 5 л/мин. Абсорбированный поглотительным раствором серово- допод окисляется до тиосульфата аммония.

. .йГ„,п П ПК7 мппк ТИО иркулируют В реактор i ucpo. Пример 3. Газ, содержащий, об. : НгЬ 10- ГО., 40- Н9 5- N9 55, со скоростью 0,11 л/

,4.ss

содержащий- и,и/ iv,.,-.....-- --, выводят и делят на 2 потока: один ооъемом 7152 МП непосредственно передают в реактор второй стадии, а 286,0 мл падают на фильтр 4 для извлечения . Фильтрат

дород окисляется до -- У ьфата аммония. ...j стадии. В течение часа образуется 0,067 моль тио- 30 .J очистки на первой с .„.л,„ Ып ,.о,,/тппя 9 nacTBOD. содержа-Газ после очистки на и

b течение часа uupao i ,-- сульфата. Из реактора 2 раствор, содержащий тиосульфат, подают на отгонку аммиака и реакционной воды. Из 1 л раствора отгоняют 4 г/моль аммиака, который возвращают в реактор второй стадии для поддержатт г 0/2О /.П1 кnтППVЮ ВЫВОl,aJUl pean-iv t .... после очистки на первой ступени, содержащий 5,26 об. % сероводорода, поступает в реактор второй стадии 2, где контактирует со щелочным поглотительным раствором при рН 8,0 и температуре 20;С, содержаГ . .„лЛ г лгч1-т I I Д МПЛЬ/.П И

„Г реактар .торой стадии дл поддержа- Г серьГ 0,Г «оль/л и

Г киЗр/сГр ::- «ф5ф- г„±.

рециркулируют в реактор 1 первой стадии-. Испог1ьзование предлагаемого способа обеспечивает сокращение энергозатрат на отгонку аммиака из поглотительного раствора в 2,46 раза, а также упрощение и удешевление процесса за счет устранения операции аналитического контроля за кондентТрИаММОНИИфи1. ..i.,.4,- -v, - .,..0/

Степень очистки газа от сероводорода lOU/o. Одновременно через раствор барботируют воздух со скоростью 0,56 л/1 ,шн. Абсорбированный поглотительным раствором серо- 0 водород окисляется до тиосульфата аммония. В течение девяти часов образуется 0,ОЬ7 моль тиосульфата. Из реактора 2 раствор, содержащий тиосульфат, подают на отгонку . .u.....--г„ л О/. Н Q миякя И реакционной воды в колонну о. из

Пример 2. Газ, содержащий, об. /о. H.S ГГпяствора отгоняют 4 г/моль аммиака,

;v°; т Р.7 о г:л;;г.±д1,3л и барботируют через 1 л Раствора и и олученный кислый раствор

ГьГ . e.rcj, , „ер.™ .

серы 1,56 МОЛЬ/Л, при 90°С И рН 4,0. Из реак-/fn соЛо И 5 № 55, со скоростью

то ра первой ™ии контактирования раст 50 f ;, аю т в еактор Л объемом 1,3л

вор содержащий 1,/ моль элемсншип i/ „ог топпя гпдрпжасеры выводят и делят на два потока: один объемом 854,4 мл непосредственно передают

в реактор второй стадии, а 146 мл .юдают ---2Т: :7лГпри 90Х и рН 4,0: Из реак на фильтр 4 для извлечения серы. Фильтрат «РЬ J дии контактирования раст- подают в реактор «т о рои стадии V з,51 моль элементной серы.

Газ после .ппГ по- всадят и делят на два потока: один объемом 920,2 мл подают в реактор второй ста1 л/мин подают в peaKiup д -,- и-барботируют через 1 л раствора, содержащего тиосульфата аммония 1,85 моль/л, мо- ноаммонийфосфата 2 моль/л, элементной

ildoil U -.t.iV-l - Il -...--- ,

соаержащий 5,26 об. % сероводорода, поступает в реактор 2 второй стадии, где контактирует с поглотительным раствором при рН 70 и температуре 20°С, содержащим взвеси элементной серы 1,56 моль/л, три- аммонийфосфата 1,0 моль/л, диаммонии фосфата 1,0 моль/л. Степень очистки газа от сероводорода 100%. Одновременно через раствор барботируют воздух со скоростью i-. I л й,чгл(;тлппаянныи поглотительоароотирую. ои.м .---Р ««Р Р Абсорбированный поглотитель Р ° Q 67 моль элементной серы. содержащий u,j „„„„ „л.,,.

содержащий- и,и/ iv,.,-.....-- --, выводят и делят на 2 потока: один ооъемом 7152 МП непосредственно передают в реактор второй стадии, а 286,0 мл падают на фильтр 4 для извлечения . Фильтрат

...j стадии. .J очистки на первой с Газ после очистки на и

...j стадии. .J очистки на первой с Газ после очистки на и

l,aJUl pean-iv t .... после очистки на первой ступени, содержащий 5,26 об. % сероводорода, поступает в реактор второй стадии 2, где контактирует со щелочным поглотительным раствором при рН 8,0 и температуре 20;С, содержаГ . .„лЛ г лгч1-т I I Д МПЛЬ/.П И

Г серьГ 0,Г «оль/л и

::- «ф5ф- г„±.

f ;, аю т в еактор Л объемом 1,3л

i/ „ог топпя гпдрпжа ---2Т: :7лГпри 90Х и рН 4,0: Из реак «РЬ J дии контактирования раст- V з,51 моль элементной серы.

1 л/мин подают в peaKiup д -,- и-барботируют через 1 л раствора, содержащего тиосульфата аммония 1,85 моль/л, мо- ноаммонийфосфата 2 моль/л, элементной

дни, второй объемом 81 мл подают на фильтр 4 для извлечения серы. Фильтрат подают в реактор второй стадии.

Газ после очистки на первой ступени содержит 2,1 об. % сероводорода (80% исходного сероводорода окислялось на первой стадии), поступает в реактор 2 второй стадии где контактирует со щелочным поглотительным раствором при рН 8,0 и температуре 20°С, содержащим взвеси элементной серы

ляется да тиосульфата аммония. Одновременно образуется тиосульфат и из элементной серы. В течение двух часов образуется 0,094 моль тиосульфата из сероводорода и 0,4 моль тиосульфата из элементной серы. Из реа-ктора 2 раствор, содержащий тиосульфат, подают на отгонку аммиака и реакционной воды в колонну 3. Из 1 л раствора отгоняют 5 г/моль аммиака, который возвращают в реактор второй стадии, и

3,24 моль/л и триаммонийфосфата 2 моль/л о,268 г/моль воды, которую выводят из сис- So/H2S 60,0. Степень очистки газа от серо-темы. Полученный кислый раствор рециркулирует в реактор 1 первой стадии.

Сокращение энергозатрат в предлагаемом .способе по сравнению с прототипом

В течение 3 ч образуется 0,1072 моль тиосульфата. Из реактора 2 раствор, содержащий тиосульфат, подают на отгонку аммиака

из системы. Полученный кислый раствор рециркулируют в реактор 1 первой стадии. Пример 5. Газ, содержащий, об. %: H2S 10; СО2 30; Н2 5; N2 55, со скоростью 1 л/мин подают в реактор 1 объемом 1,3 л и барботируют через 1 л раствора, содержащего тиосульфата аммония 1,55 моль/л.

водорода 100%. Одновременно через раствор барботируют воздух со скоростью 1,67 л/мин. Абсорбированный поглотительным раствором сероводород окисляется до . происходит на стадии отгонки аммиака из тиосульфата аммония. Одновременно обра-поглотительного раствора, перед подачей

зуется тиосульфат и из элементной серы.его со второй стадии на первую. Поскольку

в предлагаемом способе на второй стадии используют растворы с рН 7.0-10,5, а в прототипе 11,0-13,0, а на первой стадии значеи реакционной воды в колонну 3. Из одного 20 ния рН растворов для обоих процессов оди- литра раствора отгоняют 4 г/моль аммиака,наково,-то количество аммиака, отгоняемого

который возвращают в реактор второй ста-из раствора, для предлагаемого способа

дии, и 0,268 г/моль воды, которую выводятменьше, чем для прототипа. Энергозатраты

для обоих процессов в оптимальных ус.ю- виях составляют соответственно 33320 и 82114 ккал на 1 м раствора, т. е. в предложенном способе сокращаются в 2,46 раза. В предложенном способе катализатором является элементная сера, не используется необратиморасходуемый катализатор, и пофосфата аммония 2 моль/л, элементной серы -jo этому отпадает необходимость проведения 1,16 моль/л, при 90°С и рН 4,0. Из реактора первой стадии контактирования раствор, содержащий 1,828 моль элементной серы, выводят и делят на два потока: один объемом 854,4 мл передают в реактор второй стадии, а 146,8 мл подают на фильтр 4 для из- 35 включающий его контактирование с тиосуль- влечения серы. Фильтрат подают в реакторфатсодержащим раствором при рН 3,6 - 5,6,

выделение из поглотительного раствора элементной серы, промывку газа аммиачным поглотительным раствором, обработку этого раствора кислородсодержаплим газом с образованием тиосульфата, отгонку аммиака из раствора после стадии промывки и возвращение раствора на стадию контактирования, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, в аммиачный поглотиочистки газа от сероводорода 100%. Одно- тельный раствор вводят взвесь элементной временно через раствор барботируют воздухсеры в количестве 3-60 молей на 1 моль

сероводорода в газе, подаваемом на промывку, и последнюю ведут при рН 7,0-10,5.

сложного аналитического контроля.

Формула изобретения Способ очистки газа от сероводорода.

второй стадии.

Газ после очистки на первой ступени, содержащий 3,64 об. % сероводорода, поступает в реактор 2 второй стадии, где контактирует со щелочным поглотительным раствором при рН 10,5 и температуре 20°С, содержащим взвеси элементной серы 1,56 моль/л, триаммонийфосфата 2 моль/л и гидроксида аммония 1 моль/л. Степень

40

со скоростью 20 л/мин. Абсорбированный поглотительным раствором сероводород окисляется да тиосульфата аммония. Одновременно образуется тиосульфат и из элементной серы. В течение двух часов образуется 0,094 моль тиосульфата из сероводорода и 0,4 моль тиосульфата из элементной серы. Из реа-ктора 2 раствор, содержащий тиосульфат, подают на отгонку аммиака и реакционной воды в колонну 3. Из 1 л раствора отгоняют 5 г/моль аммиака, который возвращают в реактор второй стадии, и

о,268 г/моль воды, которую выводят из сис- темы. Полученный кислый раствор рециркумом .способе по сравнению с прототипом

происходит на стадии отгонки аммиака из поглотительного раствора, перед подачей

этому отпадает необходимость проведения включающий его контактирование с тиосуль- фатсодержащим раствором при рН 3,6 - 5,6,

сложного аналитического контроля.

Формула изобретения Способ очистки газа от сероводорода.

В атмосдзеру Гад на очистку

Изобретение относится к способам очистки газа от сероводорода. Очистку ведут в две стадии. На первой стадии сероводородный газ обрабатывают кислым раствором (PH 3,6-5,6), содержащим тиосульфат, при этом около 50% исходного сероводорода окисляется до серы, которую выделяют из раствора. На второй стадии сероводородный газ обрабатывают аммиачным раствором (PH 7,0-10,5). Абсорбированный на второй стадии сероводород окисляют кислородсодержащим газом до тиосульфата, в качестве катализатора используют взвесь элементной серы в количестве 3,0-60,0 молей на 1 моль сероводорода, поступающего с газом на вторую стадию. После доведения PH до 3,6-5,6 раствор рециркулируют на первую стадию. Изменение PH поглотительного раствора осуществляют подачей или отгонкой аммиака. Способ позволяет получить серу с выходом 100%, при этом сокращаются энергозатраты в 2,46 раза и упрощается процесс. 1 ил.