Способ очистки газа, содержащего водяные пары, от сероводорода

(51)5 В 01 О 53/36 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ 4 Ю Ь)асасой ( ) бд(56) Патент СШАМ 4311683, кл, В 01 О 53/36, 1981,(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА, СОДЕРЖАЩЕГО ВОДЯНЫЕ ПАРЫ, ОТ СЕРОВОДО- РОДА Изобретение относится к процессам очистки газов от сероводорода путем окисления его в элементарную серу в присутствии каталитической хемосорбционной массы.Цель изобретения - повышение степени конверсии сероводорода в элементарную серу,П р и м е р 1, Цилиндрической реактор диаметром 1,5 см заполняют 10,2 мл каталитической хемосорбционной массы, полученной по известному способу. Эта масса содержит 20 мас,% сульфид железа, нанесенного на мелкодисперсный инертный носитель с размером частиц менее 40 нм. Оксид железа вводят в виде 0,5 ггидроокиси железа. Газовую смесь, содержащую 200 рргп Н 2 Я, 2000 рра кислорода, 2 мас.% воды и остальное азот, пропускают над массой при комнатной температуре с объемной скороБЫ 1722210 АЗ(57) Изобретение относится к способу удаления сероводорода из газов. Способ очистки осуществляют путем пропускания газов в присутствии кислорода и пара над каталитической хемосорбционной массы, которая содержит инертный пористый материал носителя и каталитически активные сульфиды металлов и/или оксиды металлов для селективного окисления сероводорода до элементарной серы, причем образующаяся сера одновременно отлагается на абсорбционной массе, и регенерации загруженной каталитической абсорбционной массы, Причем регенерацию осуществляют путем продувки слоя хемосорбционной массы при 300 С азотом. Селективность окисления Н 2 Я в элементарную серу 100%,стью 5000 ч " (850 мл/мин). Содержание Н 2 Я на выходе из реактора менее 1 ррв. Через 2 ч концентрация Н 2 Я в отходящем газе начинает медленно возрастать, достигая -70 ррах чере 3 3,5 ч,В начале процесса обессеривания содержание кислорода в отходящем газе - 1000 рргп, Во время этого процесса концентрация кислорода в отходящем газе медленно повышается до 1400 ррах. Расход кислорода во время процесса обессеривания показывает, что большая часть сероводорода непосредственно превращается в элементарную серу. Когда концентрация Н 2 Я в отходящем газе повышается до - 200 ррв, процесс хемосорбции прекращается. Количество хемосорбированного сероводорода, выраженное как молярное отношение Н 2 Я к железу. составляет 2,8, что соответствует насыщению 10 мас,% эле40 45 50 55 ментарной серы в расчете на каталитическую адсорбционную массу. После проскока сероводорода хемосорбент регенерируют, удаляя элементарную серу с поверхности хемосорбента, Процесс регенерации включает следующие стадии: сушку хемосорбента при 100 С азотом, испарение элементарной серы при 300 С продувкой слоя азотом; регидратацию хемосорбента при 50 С в потоке газообразного азота, содержащего 2 мас,воды. На стадии регенерации элементарная сера, которая отложилась на поверхности хемосорбента, удаляется из реакционной зоны как элементарная сера. Не обнаружено Я 02. После регенерации 20 мас,окиси железа в хемосорбенте присутствуют как сульфид железа с размером частиц менее 40 нм,П р и м е р 2. Хемосорбционную массу примера 1 используют для процесса обессеривания. В условиях примера 1 в течение 20 ч на выходе из реактора не обнаружено присутствие сероводорода, Во время циклов селективного окисления и хемосорбции концентрация кислорода в газе около 1000 ррт, что указывает на то, что 50 мас. кислорода идет на конверсию сероводорода в элементарную серу, Во время этого цикла 100 мас,НгЯ превращается в элементарную серу, что соответствует прямой реакции окисления, Спустя 20 ч в отходящем газе появляется сероводород, при проскоке200 ррах Н 2 Я молярное отношение сероводорода к железу составляет 19,5, что соответствует поглощению 70 мас,серы. На стадии регенерации по условиям примера 1 в газах, отходящих из реактора, не обнаружено Я 02. Полное количество сорбированной серы выделяют в виде элементарной серы,П р и м е р 3. Обессеривание каталитической адсорбционной массы, получают по способу примера 2.Количество каталитической абсорбционной массы и условия обессеривания те же, что и в примере 1. Спустя 2 ч Н 2 Я определяют в отходящем из реактора газа. Графики концентрации кислорода во время обессеривания сравнимы с теми, которые получены в примере 1. Поглощение серы во время процесса обессеривания составляет приблизительно 8 мас,, что соответствует молярному отношению Н 2 Я к Ге 2,23, Регенерацию каталитической абсорбционной массы проводят тем же способом, что в примерах 1 и 2. В отходящих из реактора во время регенерации газах ЯОг не обнаружено. В ходе стадии предсульфидирования 30 мас.ф( - окиси железа превращаются 5 10 15 20 25 30 35 в сульфид железа с размером частиц менее 40 нм,П р и м е р 4 Второй цикл обессеривания абсорбента, Проводят тем же способом, что в примере 2. Спустя 15 ч в отходящем из реактора газа определяют Н 2 Я. В это время концентрация кислорода в отходящем из реактора газе начинает медленно повышаться, Повышение концентрации кислорода соответствует повышению концентрации Н 2 Я, После проскока 200 рра Н 2 Я молярное оношение Н 2 Я к Ре составляет 21, что соответствует поглощению 75 мас, элементарной серы в расчете на каталитическую массу, Регенерацию проводят способом, описанным в примерах 1 - 3. Во время регенерации в отходящих газах ЯО не обнаружен,П р и м е р 5, Четвертый цикл обессеривания абсорбента.Количество абсорбента составляет 10,2 мл (5 г), Реакционный газ содержит 2000 ррпз Н 2 Я, 2000 рра кислорода, 2 мас.,4 воды и остальное азот. Объемная скорость во время селективного окисления и абсорбции составляет 2500 ч (поток газа 425 мл/мин). За 60 ч в отходящем из реактора газе не было обнаружено НгЯ и расход кислорода в подаваемом газе составляет 50 мас, , что указывает на то, что полное количество Н 2 Я превращается в элементарную серу в соответствии с указанной реакцией, Спустя бО ч концентрация Н 2 Я резко возрастает, Для проскока Н 2 Я 200 ррт молярное отношение Н 2 Я к Ее составляет 22,3, что указывает на то, что загрузка серы составляет более 80 мас. . Регенерацию проводят как и в примерах 1 -4. Во время регенерации Я 02 не было обнаружено. Формула изобретения Способ очистки газа, содержащего водяные пары, от сероводорода, включающий его контактирование с каталитической хемосорбционной массой, содержащей не менее 1 об,сульфидов или оксидов металлов, нанесенных на инертный пористый носитель, и последующую регенерацию насыщенной серой массы путем испарения серы с продувкой нагретым газом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, целью повышения степени конверсии сероводорода в элементарную серу, контактирование осуществляют при температуре не выше 90 С и используют массу, содержащую 20- 30 мас.сульфидов железа или хрома с размером частиц менее 40 нм, нанесенных на мелкодисперсный носитель, причем перед продувкой насыщенной массы через нее пропускают инертный газ при температуре ниже плавления серы.