Способ очистки газа от сероводорода Советский патент 1982 года по МПК B01D53/14 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОДА

I

Изобретение относится к способам жидкофазной окисштепьной очистки газов от сероводорода и удалению последнего в виде элементарной серы и может быть использовано для очистки газа, содержащего сероводород или смесь его с другими газами - азотом, водородом, двуокисью углерода, окисью углерода, газообразными углеводородами.

Известен способ очистки газов от сероводорода путем окисления его до элементарной серы при контактировании газа с водным щелочным раствором, содержащим в качестве катализатора 1,4нафтахинон-2-супьфокислоту ij.

Однако вследствие невысокой селективности процесса часть сероводорода окисляется до тиосульфата и сульфата, что требует .сооружения специальных установок для утилизации стоков.

Известен также способ очистки газов и неполярных жидкостей от сероводорода путем окисления сероводорода до элементарной серы контактированием газа

с водным-щелочным раствором (рН 7,0), содержащем в качестве катализатора динатровую соль антрахинонписупьфокиспоты (АДСК) в количестве до О,5вес.% (0,О122 мопь/л), соль пятивапентного ва.надия в количестве от O.OOl до 0,О5 мопь/п и/или соли других металлов железа, медя, марганца, хрома, никеля, кобальта в ко пичестве от О,О01 до 0,01 мопь/п.

Ванадий предпочтитепьиоиспользуют в присутствии хелатообразующего агента, такого как растворимая сопь винной или этилевдиаминтетрауксусной кислоты, в копичестве, достатсянсм дпя предствра щения выпадения в осадок, в присутствии гидросульфида, соединения четырехвапентного ванадия.

Поглотительный раствор имеет рН выше 7,0, предпочтитепьно 8,Я-9,2. Процесс проводят при комнатной или повышенной температуре и при атмосферном ипи повышенном давлении.

Абсор рованный погпот тепьным раствором сероводороп диссоциирует на 39 гидросупьфид-ион, который окисляется солями вышеуказанных металлов. Регене рация соли метапда осуществляется продувкой раствора воздухом или кислородом в присутствии АДСК. После регенерации раствор возвращается на повторное испоп зование 2. Однако этот способ, получивший широ кое распространение в промышленности, имеет невысокую селективность процесса по сере. Недостатком известного способа является также большой расход поглотительного раствора, что объясняется низкой поглотительной емкостью его по сер водороду,.. Цель изобретения - повышение селективности процесса по сере и поглотитель ной емкости раствора. Поставленная цепь достигается тем, что рН поглотительного раствора поддерживают в интервале 4,1-7,0 предпочтительно 5,9-6,8. Кроме того,- при проведении процесса концентрацию АДСК в растворе поддерживают равной 0,Ов-О,2 моль/л (2,478,24 вес.%), концентрацию согш металла 0,06-0,2 моль/л, мольное соотношение компонентов катализатора выбирается из инервала АДСК: соль металла равным 1:1 - 4:1. Использование дпя контактирования с газом кисльис и нейтральных поглотительных растворов, имеющих рН в интервале 4,1-7,0, позволяет изменить .мехащ1зм процесса. При рН раствора V,O побочные продукты - полисульфиды практически не образуются. Сероводород при переходе из газовой фазы в жидкую не диссоциирует на гидросупьфид-ион, а связывается в комплекс с катализатором это позволяет проводить процесс без образования побочных продуктов. Однако при рН ниже 5,9 регенерация катализатора замедляется и при рН ниже 4,1 провести регенерацию поглотительного раствора простой продувкой воздухом не удается. Поэтому значение рН поглот,ительного раствора лучше поддерживать равным 4,1-7,0,

Увеличение концентрации катапгазатора до указанных пределов объясняется необходимостью сокращения объема поглотительного раствора. Использовать поглотительные растворы с концентрацией ниже О,Об моль/л нецелесообразно из-за снижения поглотительной емкости растворов по сероводороду, и следовательно.

Пример 5, Опыт проводят по примеру 1, но рН раствора равен 7,4, Степень очистки газа от сероводорода 99,9%, селективность 95%. Время регенерации катализатора 10 мин, .Пример 6. Опыт проводят по примеру 1, но содержание АДСК в рас2увеличения расхода поглотительного раствора. : При указанных условиях проведения процесса важное значение для очистки. газа имеет .соотношение компонентов катализатора. Оно берется равным АДСК: сопь металла 1:1 -4:1 (мольное соотношение). Если использовать катализатор с мольным соотношением меньше единицы, то после взаимодействия с сероводородом катализатор образует не-растворимый осадок. Это ведет к загрязнению получаемой серы и большим потерям катализатора. При мольном соотношении компонентов катализатора больше четырех процесс абсорбции и регенерации резко замедляется, что ведет к увеличению количества поглотительного раствора, н, следовательно, к увеличению объема аппаратуры. Пример 1. Через раствор, содержащий-0,1мопь/пАДСК, 0,1мопь/п метаванадата натрия и 0,1 моль/л лимонной кислоты, пропускают 312 мл сероводородного газа (содержание H,,S 96об,%). Объем раствора 25О мл, рН 5,9, температура 4О°С, количество абсорбированjHoro сероводорода, 1,7 г/п. Степень очистки газа от сероводорода 99,9%, селективность 1ОО%, Время регенерации катализатора Ю мин, П р и м е р 2, Опыт проводят по примеру 1, но рН поглотительного раствора равно 4,1, Степень очистки газа от сероводорода 99,9%, селективность 1ОО%, Время регенерации катализатора 8О мин, При м е р 3. Опыт проводят по примеру 1, Hd рН поглотительного раствора равно 3.,8, Степень очистки газа от сероводорода 99,9%, селе«тивность 100%, Катализатор не регенерируется,. Пример 4, Опыт проводят по примеру 1, но рН раствора равно 7,0, Степень очистки таза от сероводорода 99,9%, селективность 98%, Время регенерации катализатора .10 мин. творе О,2мопь/п, метаванадата О,2 мопь/ лимонной киспоты О,2 мопь/п. Объем раствора 125 мп. Степень очистки газа от сероводорода 99,9%, сепективность 1ОО%. Время регенерации Ю мин. Пример 7. Опыт проводят по примеру 1, но соцержание ДСК в растворе 0,04моль/п,метаванааата О,О4 моль/л, ли монной кислоты 0,О4 моль/л. Объем раствора 625,0мп. Степень очистки газа от сероводорода 99,9%, сепективность 10О%. Время реге рации катапизйтора 10 мин. Пример 8. Опыт проводят по примеру 1, но очищаемый газ состоит из 2об,% H,2.S и 98об.% СО2. Через раствор пропущено 14976 мп газа. Степень очистки газа от сероводорода 99%, сепективность 10О%. Время регенерации 10 мин. Пример 9. Опыт проводят по примеру 1, но очищаемый газ состоит 1Ооб.% , 60об.% со/г, и ЗОоб.%Ма Через раствор пропущено 2995 мп газаТ П р и м е р 10. Опыт проводят по примеру 6, но концентрация метаванадата натрия 0,1 мопя/п, концентрация пимонно киспоты 0,1 мопя/п. Объем раствора 126мп. Степень очистки газа от сероводорода 99,9%, сепективность 10О%. Время реге нерации катапизатора 1О мин. Использование предлагаемого способа жвдксфазной окислительной очистки сероводородосодержащих гааов обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества: снижение содержания побочных продуктов в поглотительном растворе, что упрощает утипнвА цию стоков и увеличивает срокспужбы катапизатора, возможность увеличить концентрацию абсорбированного сероводор х1а в растворе до 3,4г/п, что позвонит сократить объем поглотитепь.ного раствора, и, спедоватепьно, уменьшить объем аппаратуры; возможность очищать концентрированный сероводородный газ, что улучшит экономику процесса и будет способствовать охране окружающей среды. Формупа изобретения 1.Способ очистки газа от сероводорода путем его окисления до элементарной серы контактированием с водным шепочным раствором, содержащим соян антрахинондисульфокислоты и сопи металла, с последующим.выделением попучениой серы и регенерацией отработанного раствора и возвратом его в цикл, о т п и чающийся тем, что, с цепью повьпиения селективности процесса и noirnoтитепьной емкости раствора, контактирование ведут при рН 4,1-7,0. 2,Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что концентрация антрахинондисульфокиспоты и соли металла в растворе поддерживают равными О,О60,2 мопь/ п. Источники информации, принятые во.внимание при экспертизе 1.Коурь А. и Ризенфепьд Ф. Очистке газа. М., 1965, с. 222-225, 2.Там же, с. 218-221 (прототип).