Способ очистки газов, содержащих сероводород и диоксид серы, с получением элементарной серы Советский патент 1989 года по МПК C01B17/04 B01D53/14 

Изобретение относится к технологии очистки промышленных серусодер- жащих газов, в частности к способу очистки газов, содержащих сероводород и диоксид серы.

Целью изобретения является повышение степени очистки.

Способ заключается в том, что при очистке газов, содержащих сероводород и диоксид серы, с получением элементарной серы, включающей противо- точную абсорбцию их органическим растворителем при 60-120 С с подачей абсорбента в верхнюю часть колонны, выделение серы из насыщенного абсорбента при косвенном охлаждении до 20-50 С и рециркуляцию предварительно нагретого регенерированного абсорбента на стадию абсорбции, перед выделением серы абсорбент выдерживают в кубе колонны в течение 3-15 мин.

Если исходный газ содержит сероокись углерода, то перед абсорбцией его подвергают гидролизу.

со

см

Часть насыщенного абсорбента в количестве 10-50 обЛ можно выводить из системы на удаление из него накопившейся в нем воды.

Абсорбент можно дополнительно подать в среднюю часть колонны.

Целесообразно использовать в качестве абсорбента толуол или эфир по лиэтиленгликоля. Возможно также использование алкоголем, кетонов, диме тилформамида, гликолей ароматических углеводородов, бутиролактона.

Абсорбцию можно проводить в присутствии катализатора, например, N-метил-пирролидон, тонкодисперсные активированный уголь или оксид алюминия (глинозем).

Способ можно осуществлять в установке, схема которой представлена на чертеже.

Установка работает следующим образом.

По трубопроводу 1 в колонну 2 подают газ, содержащий сероводород и диоксид серы, например, отходящий газ способа Клауса. В колонне 2 осуществляют противоточную абсорбцию газа подаваемым по трубопроводу 3 органическим абсорбентом, например толуол или эфир полиэтиленгликоля, при 60-120 С. Перед подачей на абсорбц ю абсорбент можно охлаждать при помощи охладителя 4. Подаваемый на противоточную абсорбцию абсорбент имеет температуру не более 0°С. Очищенный га отводят по трубопроводу 5. Насыщенны серными соединениями абсорбент выдерживают в кубе колонны мин, после чего при помощи насоса 6 абсорбент отводят по трубопроводу 7 на выделение из него элементарной серы в попеременно работаюи(их теплообменниках 8, 9, где абсорбент охлаждается до 20-50 0. Когда один теплообменник забит твердой элементарной серой, при помо.щи насоса 10 абсорбент подают по трубопроводу 11 в другой теплообменник. Затем из забитого теплообменника сера в жидком состоянии отводится по трубопроводу 12 или 13 после предварительного косвенного обогрева соответствующего теплообменника, например, паром низко о давления. 10-50 об.% абсорбента можно отводить по трубопроводу в колонну . -

15, в которой накопившуюся в нем воду удаляют перегонкой. Из верхней части колонны 15 по трубопроводу 1б

5

0

5

5

0

0

5

0

5

отводят водяной пар, а в кубе колонны получают очищенный абсорбент, который рециркулируют на абсорбцию по трубопроводу 17 и 3. Газы, уносимые головным продуктом колонны 15, отделяют в сепараторе 18 и по трубопроводу 19 добавляют к исходному газу.

Противоточную абсорбцию можно проводить в присутствии катализатора, например, П-метил-пирролидон, который добавляют к абсорбенту по трубопроводу 20. В случае необходимости часть абсорбента можно подавать по трубопроводу 21 в среднюю часть колонны 2.

П р и м е р 1. ,1 кмоль/ч отходящего газа способа Клауса состава, о6,%: 2,k8 39,82 0, 0,33 16,71 , подвергают про- тивоточной абсорбции 1бЗ г/ч подаваемого в верхнюю часть колонны толуола при 70 С. Из верхней части колонны отводят 635,9 кмоль/ч очищенного газа состава, об.%: ,63 СОг, чб, 3,8i 10 об.ч/Млн. и 10 об.ч/млн. SOj. Таким образом, степень очистки составляет примерно 99,9. Насыщенный серными соединениями абсорбент выдерживают в кубе колонны в течение 5 мин, после чего элементарную серу выделяют в количестве 7, кмоль/ч путем косвенного охлаждения до ЦО С.

1

П Р И М е Р 2. Повторяют пример 1 с той разницей, что противоточную абсорбцию проводят при температуре 120°С в течение 3 мин и выделение серы осуществляют путем косвенного охлаждения до 50 С. Кроме того, на удаление воды из системы выводят 10 насыщенного абсорбента. При этом степень очистки газа составляет 95, количество серы 7, кмоль/ч.

Примерз. Повторяют пример 1 с той разницей, что противоточную абсорбцию проводят при 60°С в течение 15 мин, а выделение серы осуществляют путем косвенного охлаждения до 20°С. Кроме того, на удаление воды из системы выводят % насыщенного абсорбента. При этом степень очистки газа составляет 99,2%, количество серы 7, кмоль/ч.

П р и м е р . Повторяют пример 3 с той разницей, что противоточную абсорбцию проводят в присутствии катализатора, И-метилпирролидона, взято

го в количестве 0,01 от веса абсор- , Прм степень очистки газа составляет ,5 ъ, количество серы l, кмоль/ч.

П р и м е р 5. Повторяют пример 1 с той разницей, что используют газ состава, мол.%: 35,83 СО, 29,1 Кг; 29,99 1,1 Н.,; 2,i СО; 0,86 , О,АЗ SO,-, 0,25 Ar,- 0, COS. При этом перед подачей на противоточную абсорбцию газ нагревают до l80 С и пропускают над слоем палладиевого катализатора. В результате этой обработки содержание сероокиси углерода снижается до 20 об,ч./млн., а содержание сероводорода повышается до 8900 об.ч./млн. После охлаждения газ подают на обработку согласно примеру 1.

При этом степень очистки газа составляет 99,7, количество серы 7,А кмоль/ч.

П р и м е р 6. Повторяют пример 1 с той разницей, что в качестве аб- сорбента используют 117 г/ч эфира полиэтиленгликоля, 50% которого подают в верхнюю часть колонны, а остальные 50% - в среднюю часть колонны. Кроме того, абсорбент выдержива- ют в кубе колонны в течение 10 мин и 50% насыщенного абсорбента выводят из системы на удаление воды. При этом из верхней части колонны отводят 625,5 кмоль/ч очищенного газа состава, об.%: 50,45 СО., 47,31 %, 2,2i+ HjO, 7 об.ч/млн. H2.S и 6 об.ч/млн 50. При этом степень очистки газа составляет 99,9%, количество серы 7, кмоль/ч.

П р и м е р 7 (сравнительный).

Повторяют пример 1 с той разницей, что абсорбент выдерживают в кубе в течение 2,5 мин. При этом степень очистки газа составляет 80%.

Сравнение данных по степени очистки газа, приведенных в прототипе и в примерах 3, 7, свидетельствует о том, что при несоблюдении нижнего предела выдерживания абсорбента в кубе колонны цель практически не достигается.

П р и м е р 8 (сравнительный).

Повторяют пример 3 с той разницей, что абсорбент выдерживают в кубе колонны в течение 16 мин. При этом сте-

5

0

о

5 Q 5

5

0

5

пень очистки газа составляет 99%.

Сравнение данных по степени очистки, приведенных в гримерах 7, 8, свидетельствует о том, что при несоблюдении верхнего предела времени выдерживания абсорбента в кубе колонны положительный эффект далее не усиливается, а, наоборот, несколько ухудшается.

Как следует из приведенных примеров, данный способ обеспечивает высокую степень очистки (95-99,9%), в то время как по прототипу степень очистки составляет ,6,5%.

Формула изобретения

1.Способ очистки газов, содержащих сероводород и диоксид серы, с получением элементарной серы, включающий противоточную абсорбцию их органическим растворителем при 60-120 С

с подачей абсорбента в верхнюю часть колонны, выделение серы из насыщенного абсорбента при косвенном- охлаждении до 20-50 С и рециркуляцию предварительно нагретого регенерированного абсорбента на стадию абсорбции, о т- личающийся тем, что, с Целью повышения степени очистки, перед выделением серы абсорбент выдерживают в кубе колонны в течение 3-15 мин.

2.Способ по,п.1, отличающий с я тем, что исходный газ при содержании в нем сероокиси углерода перед абсорбцией подвергают гидрог лизу.

3.Способ по п.1, отличающий с я тем, что часть насыщенного абсорбента в количестве 10-50 об.% выводят из системы и удаляют из него накопившуюся в нем воду.

k. Способ поп.1,отличаю- тем, что абсорбент допол- в среднюю часть ко0

щ и и с я нительно подают лонны.

5.Способ по П.1 щ и и с я тем, бента используют лиэтиленгликоля.

6.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что абсорбцию проводят в присутствии катализатора.

отличаю- что в качестве абсор- толуол или эфир по

Изобретение относится к способам очистки серусодержащих газов и позволяет повысить степень очистки. Способ заключается в том, что газы, содержащие H₂S и SO₂, подвергают противоточной промывке органическим растворителем при 60-120°С с подачей абсорбента в верхнюю часть колонны. Далее из насыщенного абсорбента после выдержки в кубе колонны в течение 3-15 мин при косвенном охлаждении до 20-50°С выделяют образовавшуюся серу, а регенерированный абсорбент после предварительного нагревания рециркулируют на стадию абсорбции. Если исходный газ содержит сероокись углерода, то перед абсорбцией газ подвергают гидролизу. В качестве абсорбента используют толуол или полиэтиленгликоль. Возможно также использование алкоголей, кетонов, диметилформамида, гликолей ароматических углеводородов, бутиролактона. Абсорбцию можно проводить в присутствии катализатора, например N - метил - пирролидона, тонкодисперсного активированного угля или оксида алголития. Степень очистки составляет 99,9%. 5 з.п.ф-лы, 1 ил.