Способ очистки водородсодержащего газа от сероводорода Советский патент 1992 года по МПК B01D53/86 B01D53/52 

Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности и может быть использовано для очистки водородсодержащего углеводородного газа от сероводорода.

Целью изобретения является увеличение селективности процесса по сероводороАУ.

Процесс проводят следующим образом.

Для предварительной обработки катализатора в разогретый до 180-230°С реактор каталитического окисления с псевдоожижениым слоем алюмомагнийхромового катализатора используют газ, например сероводородсодержащий топливный газ, содержащий сероводород и кислород в соотношении 1:0,2-0,5. Обработку проводят в течение 2 ч. Содержание сероводорода в газе, используемом для обработки катализатора, 100-1000 мг/м .

После двухчасовой обработки прекращают подачу газа, а в реактор подают очищаемый сероводородсодержащий газ, который и создает кипящий слой катализатора. Одновременно подают воздух непосредственно в кипящий слой катализатора в стехиометрическом соотношении к сероводороду, равном 0,5-0,51.

Очистку водородсодержащего газа проводят при 250-300°С. Проведение процесса в указанном интервале температур является оптимальным, дальнейшее повышение температуры нецелесообразно, поскольку в указанном интервале температур степень очистки водородсодержащего газа от сероводорода достигает 98-99,5%. При указанном интервале температур происходит реакция селективного окисления сероводорода в элементарную серу.

Продукт окисления - пары серы и влаги в смеси с углеводородами с температурой 230°С поступают в котел-утилизатор, где пары серы конденсируются и стекают в емкость для сбора серы. Очищенный газ с темпера17рой 140°С подают в качестве топлива на сжигание. Анализ исходного и очищенного газа осуществляют на хроматографе марки ЛХМ-8МД.

Исследования предлагаемого способа проводились на опытной установке Туапсинского НПЗ. В качестве катализатора используют алюмомагнийхромовый катализатор, носителем которого служит оксид алюминия. Содержание активного компонента МдСг204/у-А 20з 10-20 вес.%. Загрузка катализатора 20 л. Пример.

Условия предварительной обработки катализатора:

Температура, °С200

Продолжительность, ч2

Соотношение сероводорода и кислорода в топливном газе, используемом для обработки катализатора 1:0

Состав очищаемого газа, об. %: Сероводород6

Водород65

Углеводороды-29

Температура окисления 260°С. Для предварительной обработки катализатора в разогретый до 200°С в реактор каталитического окисления с псевдоожиженным слоем алюмомагнийхромового катализатора подают сероводородсодержащий топливный газ. не содержащий кислород; содержание сероводорода в нем 100 мг/м.

После 2-часовой обработки прекращают подачу газа для обработки и в реактор подают очищаемый газ, представляющий собой смесь газа риформинга и топливного газа с установки AT, содержащий 6 об.% сероводорода, углеводородов СпН2п+2 29 об.%, который создает кипящий слой катализатора. Одновременно подают воздух при соотношении кислород/сероводород 0,51. Окисление очищаемого газа проводят при 260°С. Продукты окисления - пары серы и влаги в смеси с углеводородами - при 230°С поступают и котел-утилизатор, где пары серы конденсируются и стекают в емкость для сбора серы. Очищенный газ с температурой 140°С направляют на технологические нужды. При этом степень окисления сероводорода 95%, степень окисления водорода 5%, следовательно, потери его составляют 5%, т.е. отсутствие кислорода в обрабатываемой смеси снижает эффект обработки.

Пример 2. Проводят аналогично примеру 1, изменяют содержание кислорода в обрабатываемом газе в соотношении сероводород/кислород 1:0,1 При этих условиях степень окисления сероводорода 97,0%. потери водорода 3%.

Пример 3-6. Проводят аналогично примеру 1, содержание кислорода в очищаемом газе в соотношении сероводород/кислород 0,2-0,5. Эти соотношения являются оптимальными, так как именно при этих соотношениях высокая степень окисления сероводорода, 99%, водорода 1%, т.е. потери

водорода 1%.

Пример 7. Проводят аналогично примеру 1, при соотношении 1:0,1-0,6также падает эффект обработки; степень окисления сероводорода 98%, потери водорода

2%.

Примере. Определяют оптимальную температуру обработки при соотношении в обрабатываемом газе Н2/О2 1:0,4. Прочие условия аналогичны примеру 1. Так, при

температуре обработки катализатора 170°С на катализаторе происходит осаждение серы, что ухудшает условия обработки, заключающиеся в том, что затрудняется доступ газовой смеси на поверхность катализатора. Степень превращения сероводорода при этих условиях 96%, водорода 4%.

Примеры 9-11. Температура предварительной обработки катализатора 180, 215 и 230°С. Прочие условия аналогичны примеру 8.

П р и мер 12. Температура предварительной обработки катализатора 250°С. прочие условия аналогичны примеру 8. Пример 13. Определяют оптимальную продолжительность предварительной обработки катализатора. Температура предварительной обработки катализатора 230°С, продолжительность 0,5 ч. Прочие условия аналогичны примеру 1.

Пример 14. Продолжительность предварительной обработки катализатора 1,0 ч. Прочие условия аналогичны примеру 13.

Пример 15. Продолжительность предварительной обработки катализатора 3 ч. Прочие условия аналогичны примеру 13.

Пример 16. Продолжительность предварительной обрабо ки катализатора 4,0 ч. Прочие условия аналогичны примеру 13. Результаты экспериментов по примерам сведены в таблицу.

Как видно из приведенных данных,

предварительная обработка катализатора

газом, содержащим сероводород и кислород в соотношении 1:0,2-0,5 при 180-230°С

в течение 1-2 ч позволяет добиться высоких

степеней окисления сероводорода - 99%,

т.е. увеличения селективности процесса по

сероводороду; потери водорода при этом

минимальны.

Применение способа за пределами выбранных интервалов приводит к уменьшению, степени окисления сероводорода, а следовательно, к увеличению потерь водорода. Так, в опыте 1, отсутствие кислорода в

обрабатываемой смеси снижает эффект обработки.

При предварительной обработке катализатора газом, содержащим сероводород и кислород в соотношении 1:0,1-0,6, такхе падает эффект обработки.

При 180°С на катализаторе происходит осаждение серы, что ухудшает условия обработки, заключающиеся в том, что затрудняется доступ газовой смеси на поверхность катализатора.

При 250°С происходит окисление сероводорода кислородом смеси, поэтому эффективность обработки снижается.

Продолжительность 0,5 ч недостаточна для проведения процесса, а продолжительность более чем 2 ч не дает дальнейших результатов.

Использование предлагаемого способа позволит увеличить селективность процесса по сероводороду и вследствие этого снизить степень окисления водорода и тем

самым сократить потери водорода с 16 до 0,5%; сохранить неизменным углеводородный состав рчищаемого газа; повысить стабильность и улучшить ё упрзвляемость процесса за счет исключения окисления водорода и связанное с этим уменьшение тепловыделения в слое катализаторе.

0 Формула изобретения

Способ очистки водородсодержащего газа от сероводорода, включающий его окисление кислородом при 250-300 С в псевд&ожиженном слое алюмомагнийхро5 мового катализатора при объемном отношении кислород;сероводррод 0,5-0,51, о т л ичающййся тем, что, с целью увеличения селективности процесса по сероводороду, катализатор предварительно обрабатывают

0 газом, содержащим сероводород и кислород в обьемном соотношении 1:0,2-0,5 при 180-230°С в течение 1-2 ч.

Изобретение относится к нефтегазопе- рерабатывагощей промышленности и может быть использовано для очистки г'аза от сероводорода. Для осуществления способа очистки водородсодержащего газа от сероводорода, включающего его окисление кислородом при 250-300°С в псевдо- ожижекном слое алюмомагнийхромового катализатора при отношении кислород:се- роводород 0,5-0,51 для увеличения селективности процесса по сероводороду катализатор предварительно обрабатывают газом, содержащим сероводород и кислород в объемном соотношении 1 ;0,2-0,5 при 180-230°С в течение 1-2 ч. 1 табл.

Предлагаемый способ