Способ очистки водородсодержащего газа от сероводорода

(51)5 В 01 О 53 ГОСУДАРСТВЕН ЬПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТ И ОТКРЫТ НИЯ(57) Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности и может быть использовано для очистки газа от сероводорода, Для осуществления способа очистки водородсодержа щего газа от сероводорода, включающего его окисление кислородом при 250-300 С в псевдоожиженном слое алюмомагнийхромового катализатора при отношении кислород:сероводород 0,5-0,51 для увеличения селективности процесса по сероводороду катализатор предварительно обрабатывают ОДЕР- газом, содержащим сероводород и кисло- А род в объемном соотношении 1;0,2-0,5 при180-230 С в течение 1-2 ч. 1 табл,руктор- -произфтехим" уллин, Е,С.Баздух непос- У) ализатора в ии к серовотора. Од редстве стехиом новременно подают во нно в кипящий слой кат етрическом соотношен равном 0,5-0,51, тку водородсодержащ о газа проельюлек О 230 С посту ры серы к кость для темпе рату лива на сж щенного хроматогр ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Башкирское специальное констско-технологическое бюро Научноводственного обьединенияГрозне(56) Авторское свидетельство СССРВ 1627507, кл. В 01 О 53/36, 1988,(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДОРОДЖАЩЕГО ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОД Изобретение относится к нефтегазопеерабатывающей промышленности и может ыть использовано для очистки водородсоержащего углеводородного газа от серовоо рода. обретения является увеличеости процесса по сероводороПроцесс проводят следующим образом.Для предварительной обработки катализатора в разогретый до 180-230 С реактор каталитического окисления с псевдоожиженным слоем алюмомагнийхромового катализатора используют газ, например сероводородсодержащий топливный газ, содержащий сероводород и кислород в соотношении 1:0,2-0,5. Обработку проводят в течение 2 ч. Содержание сероводорода в газе, используемом уля обработки катализатора, 100-1000 мг/м .После двухчасовой обработки прекращают подачу газа, а в реактор подают очищаемый сероводородсодержащий газ, который и создает кипящий слой катализаОчис ег водят при 250-300 С. Проведение процесса в указанном интервале температур является оптимальным, дальнейшее повышение температуры нецелесообразно, поскольку в указанном интервале температур степень очистки водородсодержащего газа от сероводорода достигает 98-99,50 ь, При указанном интервале температур происходит реакция селективного окисления сероводорода в элементарную серу.Продукт окисления - пары серы и влаги в смеси с углеводородами с температуройи ают в котел-утилизатор, где паденсируются и стекают в ембора серы. Очищенный газ с й 140 С подают в качестве топание, Анализ исходного и очигаза осуществляют на е марки ЛХММД.10 30 35 40 45 50 55 Исследования предлагаемого способа проводились на опытной установке Туапсинского НПЗ. В качестве катализатора используют алюмомагнийхромовый катализатор, носителем которого служит оксид алюминия, Содержание активного компонента МдСг 204/у"АЬОз 10-20 вес., Загрузка катализатора 20 л.Пример 1.Условия предварительной обработки катализатора:Температура, С 200 Продолжительность, ч 2 Соотношение сероводорода и кислорода в топливном газе, используемом для обработки катализатора 1:0Состав очищаемого газа, об.: Сероводород 6 Водород 65 Углеводороды 29 Температура окисления 260 С.Для предварительной обработки катализатора в разогретый до 200 С в реактор каталитического окисления с псевдоожиженным слоем алюмомагнийхромового катализатора подают сероводородсодержащий топливный газ, не содержащий кислород; содержание сероводорода в нем 100 мг/мз.После 2-часовой обработки прекращают подачу газа для обработки и в реэктор подают очищаемый газ, представляющий собой смесь газа риформинга и топливного газа с установки АТ, содержащий 6 об. сероводорода, углеводородов СпНь+2 29 об который создает кипящий слой катализатора. Одновременно подают воздух при соотношении кислород/сероводород 0,51. Окисление очищаемого газа проводят при 260 С. Продукты окисления - пары серы и влаги в смеси с углеводородами. - при 230 С поступают в котел-утилизатор, где пары серыконденсируются и стекают в емкость для сбора серы; Очищенный газ с температурой 140 С направляют на технологические нужды. При этом степень окисления сероводорода 95, степень окисления водорода 5, следовательно; потери его составляют 5, т,е. отсутствие кислорода в обрабатываемой смеси снижает эффект обработки.П р и м е р 2. Проводят аналогично примеру 1, изменяют содержание кислорода в обрабатываемом газе в соотношении сероводород/кислород 1:0,1; При этих условиях степень окисления сероводорода 97,0, потери водорода 3,П р и м е р 3-6. Проводят аналогично примеру 1, содержание кислорода в очищаемом газе в соотношении сероводород/кислород 0,2-0,5. Эти соотношения являются оптимальными, так как именно при этих соотношениях высокая степень окисления сероводорода, 99, водорода 1 фД, т.е. потери водорода 1 ф 4,П р и м е р 7, Проводят аналогично примеру 1, при соотношении 1:0,1-0,6 также падает эффект обработки; степень окисления сероводорода 98, потери водорода 2%.П р и м е р 8. Определяют оптимальную температуру обработки при соотношении в обрабатываемом газе Н 2/02 1:0,4. Прочие условия аналогичны примеру 1. Так, при температуре обработки катализатора 170 С на катализаторе происходит осаждение серы, что ухудшает условия обработки, заключающиеся в том, что затрудняется доступ газовой смеси на поверхность катализатора. Степень превращения сероводорода при этих условиях 960, водорода 40. П р и м е р ы 9-11. Температура предварительной обработки катализатора 180, 215и 230 С. П рочие условия ан ало гичн ы примеру 8.П р и м е р 12. Температура предварительной обработки катализатора 250 С,прочие условия аналогичны примеру 8.П р и м е р 13. Определяют оптимальную продолжительность предварительнойобработки катализатора, Температурапредварительной обработки катализатора230 С, продолжительность 0,5 ч, Прочие условия аналогичны примеру 1.П р и м е р 14. Продолжительность предварительной обработки катализатора 1,0 чПрочие условия аналогичны примеру 13.П р и м е р 15. Продолжительность предварительной обработки катализатора 3 ч.Прочие условия аналогичны примеру 13.П р и м е р 16, Продолжительность предварительной обрабо ки катализатора 4,0 ч.Прочие условия аналогичны примеру 13.Результаты экспериментов по примерам сведены в таблицу.Как видно из приведенных данных,предварительная обработка катализаторагазом, содержащим сероводород и кислород в соотношении 1;0,2-0,5 при 180-230 Св течение 1-2 ч позволяет добиться высокихстепеней окисления сероводорода - 99,т,е. увеличения селективности процесса посероводороду; потери водорода при этомминимальны,Применение способа за пределами выбранных интервалов приводит к уменьшению. степени окисления сероводорода, аследовательно, к увеличению потерь водорода. Так, в опыте 1, отсутствие кислорода в1708396 самым сократить потери водорода с 16 до 0,5; сохранить неизменным углеводородный состав очищаемого газа; повысить стабильность и улучшить управляемость процесса за счет исключения окисления водорода и связанное с этим уменьшение тепловыделения в слое катализаторе. Условия предварительнойобработки катализатора Примеца ниеУсловия окисле- ния Состав исходного газа, об.З МЯпГп Результаты окис- ления темпе- ратуСоотношениеН ООз Степень окисления во дородаФ (потери водорода) Соотно"шениеГН О Продол- жительностьЦ темпера"тура, С нз Степень окисления се" роводор.,ь ра, С Предлагаемыи 260 0,51 г 6 о 0,51 г 6 о 0,51 гбо 0,51260 0,51 260 о,51 260 0,51 260 0,51 способ 200 2,0 200 2,0200 2,0 200 2,0 200 2,0 200 2,0гоо г,о 170 2,0 95,0 5,0 970 З 0 99,0 10 99,0 1,0 99,0 1,098,0 2,0 96,0 4,0 65,О 29,0 650 29,0 65,0 29,0 65,0 29,0 65,0 29 О 65,0 29,0 65,0 290 65,0 29,0 1:О1:О,1 1:о,г 1:О,З 1:0,4 1:0,5 1:0,6 1;0,4 1 6,0 2 6,0 3 6,о 4 6,06,о 6 6,0 7 6,0 8 6,0 Происходитосаждениесеры на катализаторе вовремя обра-:ботки 2,0 1:0,4 990 2 О 104 995 г,о 1,о 4 99,5 2,0 1,04 98,0О,5 1,О 4 9 З1,О 1,04 995 З,О 1,04 99,5 4,0 1,04 99,5 1,0 0,5 0,5 2,0 7,00,5 0,5 о,5 18 о215230250230230гзо230способПредварительной обра ботки газом, содержа шим сероводород и 84 кислород не произ- водилось 26 о 260 260 260 г 60 г 6 о 260 260 9 6,0 65,0 29,0 1 О 6,0 65,0 29,0 11 6,0 65,0 29,0 12 60 650 290 13 6,0 65,0 29,0 14 6,0 65,0 29,0 15 6,0 65,0 290 16 6,0 65,0 29,0 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 Известный0,51 0,510,51 г 6 о гоо зоо 1 О 1 г 16 17 6,0 65,0 29,0 18 6 о 65,0 г 9 о 19 6,0 65,0 29)0 Составитель Е,баимбетоваТехред М.Моргентал Корректор М.Шароши Редактор О.Спесивых Заказ 381 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательскийзсдьабинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 обрабатываемой смеси снижает эффект обработки,При предварительной обработке катализатора газом, содержащим сероводороди кислород в соотношении 1:0,1-0,6, так,епадает эффект обработки.При 180 С на катализаторе происходитосаждение серы, что ухудшает условия обработки, заключающиеся в том, что затрудняется доступ газовой смеси на 10поверхность катализатора,При 250 С происходит окисление сероводорода кислородом смеси, поэтому эффективность обработки снижается,Продолжительность 0,5 ч недостаточна 15для проведения процесса, а продолжительность более чем 2 ч не дает дальнейшихрезультатов.Использование предлагаемого способапозволит увеличить селективность процесса по сероводороду и вследствие этого снизить степень окисления водорода и тем Формула изобретения Способ очистки водородсодержащего газа от сероводорода, включающий его окисление кислородом при 250-300 С в псевдеажиженном слое алюмомагнийхромового катализатора при объемном отношении кислород;сероводород 0,5-0,51 о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличеНия селективности процесса по сероводороду, катализатор предварительно обрабатывают газом, содержащим сероводород и кислород в объемном соотношении 1:0,2-0,5 при 180-230 С в течение 1-2 ч.