Способ извлечения серы из сероводородсодержащих газов Советский патент 1992 года по МПК C01B17/04 

Изобретение относится к способам очистки газов от сероводорода с получением элементарной серы по методу Клауса.

Целью изобретения является упрощение процесса и повышение выхода серы.

На чертеже изображена схема поясняющая осуществление предлагаемого способа.

Исходное газообразное сырье с содержанием сероводорода 10-90% по трубопроводу 1 подают в горелку камеры 2 сгорания.

Количество воздуха, поддерживающего горение, контролируемого дозирующим регулятором 3 и анализатором сероводорода, подают по трубопроводу 4 к горелке. Тепло, выделяющееся в процессе горения газа (1200°С), снимают в бойлере 5 нагретым отработанным газом, образующим поток, выпускаемый по трубопроводу 6.

Реакция Клауса протекает в горелке и камере сгорания. Образующаяся сера конденсируется в бойлере 5 (150°С) и выгружается по трубопроводу 7. Газ поступает по трубопроводу 8 к нагревателю 9. в котором он нагревается до требуемой температуры реакции - 250°С, после чего подается по трубопроводу 10 к первому реактору 11 Клауса. В реакторе 11 снова протекает реакция Клауса, при этом образуется сера. Газ отводят по трубопроводу 12 в серный конденсатор 13. Ожиженную серу (150°С) выгружают по трубопроводу 14. После этого газ пропускают по трубопроводу 15 на следующую стадию реактора, которая включает нагреватель 16. реактор 17 и серный конденсатор

18. В этом реакторе снова протекает реакция Клауса. Конденсированную серу выгружают по трубопроводу 19. Пар, образующийся в серных конденсаторах, выпускают по трубопроводам 20 и 21.

Концентрацию сероводорода в трубопроводе остаточного газа контролируют анализатором 23 сероводорода и поддерживают в интервале 0,8-3,0 об.%. Анализатор 23 сероводорода контролирует работу распределительного клапана яа трубопроводе.24 подачн воздуха, поддерживающего горенме, или распределительного клапана на трубопроводе 25 для подачи серо.водорода. По трубопроводу 25 часть сероводорода может поступать непосредственно на первую каталитическую стадию, минуя термическую стадию.

Остаточный газ пропускают далее по трубопроводу 22 на стадию 26 удаления серы. Стадия удаления серы представляет собой известный процесс удаления серы, например стадия окисления в сухом слое, абсорбционная стадия или стадия окисления в жидкой фазе. Воздух необходимый для окисления, поступает по трубопроводу 27. Образующуюся серу выгружают по трубопроводу 28, а газ по трубопроводу 29 через форсажную камеру 30 выпускают в вентиляционную трубу 31.

Пример1. Согласно предлагаемой схеме процесс проводят в конверторе Клауса, имеющем две каталитические зоны. Исходный газ, подаваемый на термическую стадию, содержит 90 об.% сероводорода. соответствующих 90 кмоль/ч, 5 об.% углекислого газа и 5 об.% воды, а также 43,33 кмоль/ч кислорода { дефицит в 3.3) в виде кислорода воздуха. Содержание сероводорода в остаточном газе после второй каталитической стадии - 0,8%, а содержание двуокиси серы в нем - 0,03%.

Осуществляют окисление S02 в сухом слое с использованием нечувствительного к воде катализагора окисления, включающего носитель - а-окись алюминия (Флюхз, удельная поверхность 6,5 м /г), на который наносится 4,5 мас.% Ре20з и 0,5 .% СггОз как каталитически актизного материала, который после гранулирования и прокаливания имеет удельную поверхность по БЭТ 6,94 и менее чем 1% от общего объема пор составляют поры радиусом . При использовании такого катализатора, обеспечивающего эффективность окисления 80%, достигается общее извлечение серы 99,1%.

П р и м е р 2. Процесс осуществляют в конверторе Клауса, имеющем две каталитические зоны. На термическую стадию подают газ. содержащий 90 об.% сероводорода. 5 об.% углекислородз (дефицит) 6,0% в виде кислорода воздуха. Содержание сероводорода в остаточном газе после второй

каталитической стадии - 2,03%, содержание двуокиси серы в нем было неизмеримо малым, содержание воды - 35.8 об.%.

Окисление s сухом слое проводят с испо; ьзование л нечувствительного к воде катализаторз окисления, содержащего носитель из а-окиси алюминия (удельная поверхность 6,5 м /г), на который было нанесено 4,5 мас.% Ре20з и 0,5 мас.% Сг20з в качестве каталитически активного материалз, который после гранулирования и обжига имеет удельную поверхность, определенную методом БЭТ, равную 6,94 м /г, и менее 1,0% от общего объема пор составляют поры, имеющие радиус 5-500 А. Используя

этот катализатор с эффективностью окислеьн-.я 90%, получают 99.2% извлечение серы. П р и м 8 р 3. Процесс осуществляют аналогично примерам 1 и 2, однако остаточное содержание H2S в газе после 2-й каталитической стадии составляет 3,0 об.%.

Осуществляют окисление в сухом слое с использованием нечувствительного к окислению катализатора, включающего носитель - а-окись алюминия (Флюка, удельная

поверхность 6,5м /г), на котором наносятся 4,5 мас.% РеаОз и 0,5 мас.% Сг20з как катала/этически активного материала, который лосле гранулирования и прокаливания имеет удельную поверхность по БЭТ 6,94 м /г,

л менее 1 % от общего объема пор составляют поры радиусом менее 500 Д. При использовании такого катализатора, обеспечивающего эффективность окисления 95%, достигается общее извлечение серы

99,1%.

П р и м е р 4. Процесс проводят на конверторе Клауса, имеющем две каталитические зоны. На термическую стадию подают газ, содержащий 90 об.% сёроводорода, соответствующих 81 кмоль/ч, 5 об.% углекислого газа и 5 об.% воды, а также 40,95 кмоль/ч кислор да (т.е. нет дефицита). Однако по трубопроводу 25 в, первую каталитическую зону подают 8,1 кмоль/ч сероводорода (9,0% исходного газа). Обьемное содержание сероводорода в остаточном газе после второй каталитической стадии составляло 3,13%, содержание двуокиси серы в нем было неизмеримо мало.

После удаления серы и воды и использования процесса окисления в жидкой фазе для поглощения и окисления сероводорода при абсорбционно-окислительной эффек

Изобретение касается способа очистки от серы газа, содержащего сероводород, включающего окисление сероводорода кислородом, с последующим взаимодействием полученного при этом окислении газа с образующимся на термической стадии диоксидом серы с использованием по меньшей мере двух каталитических стадий. С целью упрощения процесса и увеличения выхода серы согласно изобретению концентрацию сероводорода, выходящего из последней каталитической стадии, поддерживают в пределах 0,8-3,0 об.% путем уменьшения количества воздуха, подаваемого для поддержания горения или для окисления на окислительную стадию, до 94-96,7% от стехиометрии и/или путем отвода части серо- водородсодержащего исходного газа в количестве 9% в обход окислительной стадии и подачи его в газ. поступающий на каталитическую стадию. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.(Лс