Способ получения серы из газов Советский патент 1982 года по МПК C01B17/04 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРЫ ИЗ ГАЗОВ

1

Изобретение относится к способам получения серы из газов, содержащих SO2, и может быть использовано для очистки газов и утилизации серы в нефтегазовой, металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Известен способ получения серы из сернистых газов с низкой концентрацией SOa (0,3-2,0%) путем абсорбции его водным раствором соли щелочного металла или аммония с последующим восстановлением насыщенного абсорбента H2S и выделением серы отстаиванием, флотацией, нагреванием восстановленного сорбента в автоклавах или испарением с последующей конденсацией серы 1 .

Известен также способ получения серы из слабоконцентрированных сернистых газов путем поглощения SO2, водным раствором сульфида аммония с получением раствора бисульфита ам.мония и восстановлением последнего сероводородом. Образующаяся сера выделяется нагреванием восстановленного раствора в автоклавах 2.

Недостатками этих способов являются затруднения, возникающие при организации взаимодействия относительно небольших количеств восстановительного газа (сероводорода) с относительно большим количеством насыщенного пог.тотительного раствора на стадии его восстановления. Операция восстановления осуществляется при барботаже дозируемых количеств сероводородного газа через слой насыщенного раствора. При этом требуется длительное время (до 20 мин) для осуществления операции восстановления и большие е.мкости барботажны.х аппаратов. Однако поскольку время контакта на опера10ции восстановления лимитируется вре.менем всплывания пузырьков газа, часть восстановительного газа не успевает прореагировать и это приводит к снижению степени использования восстановительного газа, что в 15 конечном счете снижает степень очистки исходного газа и выход целевого продукта - элементарной серы.

Цель изобретения - увеличение выхода целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что

20 согласно способу получения серы из газов, содержащих сернистый ангидрид, путем абсорбции его водным поглотительным раствором с последующим восстановлением поглощенной двуокиси серы контактированием с сероводородсодержащим газом и отделением образующейся при этом серы, насыщенный двуокисью серы поглотительный раствор делят на два потока, один из которых в количестве 30-60 вес.°/о подвергают контактированию со всем количеством сероводородсо.держащего газа, необходимого для восстановления всей двуокиси серы, содержащейся в двух частях поглотительного раствора, после чего восстановленную часть поглотительного раствора смещивают с невосстановленной частью. Процесс осуществляется следующим образом. Сернистые газы, содержащие сернистый ангидрид, промывают в скруббере водным раствором средней соли сернистой кислоты и щелочного металла или ам.мония или водным раствором любого другого поглотительного материала. Сорбция сернистого ангидрида протекает по реакции SOj-t-SOz-t-HjO 2HSO5 Стекающий из скруббера насыщенный поглотительный раствор делится на две части. Часть раствора в количестве 30-60 веср/о подвергают контактированию с сероводородом или газом, содержащим сероводород, в трубчатом реакторе змеевикового типа. На один моль сернистого ангидрида, сорбированного в скруббере, подают 2 моля сероводорода или с некоторым избытком. Восстановление в трубчатом реакторе протекает по реакции 2HSO3 + 2H2S 3S-t-SC4 3H20 В процессе восстановления используется способность водных поглотительных растворов, насыщенны.х сернистым ангидридо.м, после их восстановления сероводородом с об разованием серы и сульфита поглощать дополнительные количества сероводорода с образованием тиосульфата SO5 + H2S Далее восстановленную часть насыщенного поглотительного раствора смещивают в цир куляционной емкости с оставщейся невосстановленной частью насыщенного поглотительного раствора, в результате чего образуется элементарная сера и сульфит 2HSO;, + 2S2tfj- 4H 3S-b3SOf ьЗНгО. С образованием сульфита з растворе проис ходит восстановление поглотительной способности раствора. Скорость восс1ановления высокая и процесс может осуществляться непосредственно в циркуляционной емкости поглотительного скруббера, не требует crieциального аппаратурного оформления, как это осуществляется в известных способа.х. Образовавщаяся сера выделяется ф.к.тацией или отстаиванием, нагреванием вссстановленного раствора в автоклавах или испарением восстановленного раствора с пи следующей конденсацией серы. Пример 1. Отходящие сернистые газы, содержащие около 1% сернистого ангидрида промывают в насадочной абсорбционной колонне диаметром 180 мм и высотой 2500 м.м, заполненной фарфоровыми кольцами Ращига 15x15 мм при общей высоте слоя насадк. в колонне 1500мм, водным раствором сульфита аммония с концентрацией 0,2 моль на литр, имеющим температуру 55-60°С, кото рый подают на орошение колонны при помо щи центробежного насоса из циркуляционной емкости объемом 50 литров. 70% поглотительногО раствора, стекающего из колонны, подают при по.мощи центробежного насоса в инжекторное устройство, где смещивают с сероводородным газом, после чего образующаяся газожидкогная с.месь взаимодействует в трубчатом .акторе змеевикового типа с диаметром ,-бки 4 .мм и длиной 20 м. Далее восстановленный сероводородом раствор смещивают с оставшейся частью циркуляционного поглотительного раствора, стекающего из колонны, и подают в циркуляционную емкость, где завершаются реакции с образованием эле.ментарной серы. Образовавшуюся серу отделяют флотацией. Примеры 2-6. Процесс осуществлялся так же, как и в при.мере 1, лишь количество раствора, направляемого из абсорбционной колонны на восстановление в трубчатый реактор, составляет соответственно 60, 50, 40, 30 и 25 весо/о. Результаты экспериментов приведены в таблице. Как видно из таблицы, оптимальные значения степени использования восстановителя и выхода серы соответствуют количеству раствора, подаваемого на восстановление, н пределах 30-60%. Предлагаемый способ дает возможность увеличить общую степень извлечения серы из газог; на 2,3°/о, а кро.ме того, сокращает время рсгенералии насыщенного поглотительного раствооа. Формула изобретения Способ получения серы из газов, содержащих сернистый ангидрид, путем абсорбции его водным поглотительным раствором с последующим восстановлением поглощенной двуокиси серы контактированием с сероводородсодержащим газом и отделением образующейся при этом серы, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, насыщенный двуокисью серы поглотительный раствор делят на два потока, один из которых в количестве 30- 60 вес.°/о подвергают контактированию со всем количеством сероводородсодержащеГО газа, необходимого для восстановления всей двуокиси серы, содержащейся в двух частях поглотительного раствора, после чего восстановленную часть поглотите.1ьного раствора смешивают с невосстановленной частью. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . Вилесов Н. Г. и др. Получение серы из ОТХОДЯП1ИХ газов жидкофазными способами. М., ЦНИИЦветмет экономики и информации 1979. вып. 8, с. 68. 2. Патент Франции Хэ 2254360, кл. С 01 В 17/04, 1978.