Способ очистки природного газа от сернистых соединений Советский патент 1987 года по МПК B01D53/02 

со

N

О5 О5 Изобретение относится к способам очистки природного газа от сернистых соединений и может быть использовано в химической промышленности, например, для очистки природного газа в производстве аммиака от сернистых соединений, а также в нефтехимической, газовой и других отраслях промьшшенности. Известен способ очистки природного газа от сернистых соединений, включающих адсорбцию цеолитами, их регенерацию нагреванием до 300-350 С и отдувкой десорбирующин агентом.. В качестве десорбирующего агента используют природный газ, азот или дру гой инертный газ. Недостатками известного способа являются значительные затраты природ ного газа иа регенерацию адсорбента, невозможность получения серы в виде .товарного продукта. Недостатком данного способа также является невозможность очистки газа от меркаптанов и сероорганических соединений. Используется также способ очистки природного газа от меркаптанов и сероорганических соединений, включающи адсорбцию цеолитами и их регенерацию нагреванием до температу1)Ы 125-350 С и отдувкой десорбирующим агентом, в качестве которого используют часть природного газа, прошедшего предварительную очистку на окисно-цинковом поглотителе. Отдувочный газ после регенерации выбрасьшается в атмосферу. Недостатками известного способа являются потери при регенерации природного газа, невозможность получени сернистых соединений в виде товарног продукта и загрязнение окружающей среды, вследствие выброса в атмосферу отдувочного газа после регенерации цеолита. Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки природного газа от сернистых соединений (меркаптанов, и сероорганических соединений), путем адсорбции с последующей регенерацией отработанного сорбента продувкой горячим газом с получением га зов регенерации, в котором в качестве горячего газа используют пары углеводородной фракции с температурой 0-2 выкипания 60-160С; полученную при этом газовую смесь подвергают ректификации с последующим вьщелением меркаптанов. Десорбирующий агент перед подачей на стадию регенерации подтемпературы 125вергают нагреву до 350°С. Вредные выбросы сернистых соединений достигают 6% от веса серы в исходном газе. Недостатками известного способа являются: низкая степень регенерации адсорбента, составляющая 92-94%, обусловленная применением процесса ректификации, который не позволяет получить достаточную степень очистки углеводородной фракции. Невозможность получения серы в виде товарного продукта, так как в процессе ректификации невозможно провести реакцию превращения меркаптанов в элементарную серу. Сложность технологического процесса. Загрязнение природного газа парами углеводородов, значительное коли- ; чество циркулируемых жидких углеводородов. Првьш1енный расход тепла на нагрев десорбирующего агента, выброс в атмосферу сернистых соединений. Целью изобретения является повышение степени регенерации и обеспечение возможности получения товарной серы. Поставленная цель достигается способом очистки природного газа от сернистых соединений путем адсорбции с последующей регенерацией отработанного адсорбента продувкой горячим газом с по.г1учением газов регенераЦии, в котором газ регенерации смешивают с воздухом в отношении 1:0,2-5 и полученную смесь пропускают через катализатор, содержащий окислы железа, хрома и стабилизирующие добавки. При этом в качестве стабилизирующих добавок используют окислы металлов восьмой группы, марганца, меди и титана в количестве 1,5-15 мас.%. Также газовую смесь пропускают под давлением 1-15 ата, температуре 120-300°С и объемной скорости 8005000 . При этом катализатор содержит 3560 мас.% и оксид хрома 2550 мас.%. Осуществление данного способа позволяет повысить степень регенерации сорбента с 92-94 до 98%, обеспечивает возможность получения товарной серы, а кроме того, упрощает технологию за счет исключения дорогостоящей ректификационной аппаратуры, снижает расход тепла на 30-40%, уменьшает вредные выбросы в атмосферу. Смешение газа регенерации с воздухом в соотношении 1:(0,2-5) необходимо для проведения каталитического окисления газов с различным содер жанием сернистых соединений, в нужном интервале температур. Выход за пределы этого интервала не позволит эффективно провести каталитическое окисление сернистых соединений до элементарной серы. Выбор температурного интервала 120-300°С, объемной скорости 8005000 и давления 1-15 атм, как показали экспериментальные исследования, обеспечивает: 1)Возможность проведения процесс каталитического окисления с необходимой степенью превращения меркаптанов в S. 2)Регенерацию различного количества газов регенерации. Выбор в качестве стабилизирующих добавок окислов металлов VIII группы Мп, Си, Ti в количестве 1,5-15 мас. обеспечивает работу катализатора в течение длительного срока. Примене ние стабилизирующих добавок в количестве, меньшем 1,5 мас.%, не увели чивает срока работы катализатора, а больше 15 мас.% снижает степень конверсии сернистых соединений. Опи сываемый способ очистки природного газа от сернистых соединений обесп чивает такую же степень очистки при родного газа от сернистых соединени 90-99%, а также позволяет повысить степень регенерации до 98%, обеспечивает возможность получения серы в виде товарного продукта, позволяет С1шзить расход тепла на 30-40% и за раты на основное оборудование, что позволяет значительно повысить эффективность существующих процессов сероочистки. Пример 1. Природный газ, со держащий 500 мг/м сернистых соедин ний, поступает на цеолитную очистку которая производится известньм спос бом с последующей регенерацией сорбентов, продувкой горячим газом с получением газов регенерации. Газы регенерации, содержание которых составляет 1 об.%, смешивают с воздухом в отношении 1:5 и направляют в реактор, заполненный катализатором на основе окислов железа и хрома без добавок, 40%, , 60 мае.%. Воздух и газы регенерации подвергают нагреву до температуры 120с. В реакторе производят окисление сернистых соединений до элементарной серы при температуре 120 С, объемной скорости 800 , атмосферном давлении, степень конверсии сернистых соединений - 96%, степень регенерацииПосле реактора окисления очищенная смесь газов охлаждается воздухом, поступаюнр м на окисление до 110°С, и поступает на фильтр-сепаратор , где происходит отделение элементарной серы. Очищенная смесь газов с температурой 100 С направляется на теплоиспользование на ТЭЦ. Пример 2. Природный газ, содержащий 100 мг/м сернистых соединений, поступает на адсорбционную очистку, которая проводится известным способом с последующей регене- рацией сорбентов. Газы регенерации, серосодержание которых составляет 1,5 об.%, смешивают с воздухом и направляют в реактор окисления, заполненный катализатором окисления сернистых соединений до элементарной серы на основе окислов железа и хрома с стабилизурующей добавкой окиси кобальта в количестве 35-60:5(мас.%). Газы регенерации подогревают до температуры 300 С. Воздух также предварительно подогревают теплом газов, выходящих из реактора окисления. В реакторе производят окисление сернистых соединений до элементарной серы при температуре 300°С, объемной скорости 5000 ч и атмосферном давлении. Степень конверсии - 97%, степень регенерации - 98%. Далее процесс ведут аналогично описанному в примеру 1. П р и м е р 3. Природный газ, содержащий 350 мг/ /м сернистых соединений, поступает на цеолитную очистку, которая прово

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА ОТ СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ путем адсорбции с последующей регенерацией отработанного адсорбента продувкой горячим газом с получением газов регенерации, отличающийся тем, , с целью повышения степени регенерации и обеспечения возможности получения товарной серы, газ регенерации смешивают с воздухом в соотношении 1:0,2-5 и полученную смесь пропускают через катализатор, содержащий окислы железа, хрома и стабилизирующие добавки. 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что в качестве стабилизирующих добавок используют окислы металлов восьмой группы (марганца, меди и титана) в количестве 1,515 мас.%. 3.Способ ПОПП.1 и 2, отличающийся тем, что газовую смесь пропускают под давлением 115 ата, температуре 120-300 С и объемной скорости . 4.Способ по пп,1,2,3, р т л и i чающийся тем, что используют катализатор, содержащий 35-60 мас.% (Л окиси железа и 25-50 мас.% окиси хрома.