Способ извлечения серы из сероводородсодержащих газов

/О Е ИЗОБ ПИСА И К ПАТЕН 2. Ем очи- ением прощееры. оясня- спососодвр бопро рания ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(72) Ян АдольФ Лагас Йоханнес Борсбом,Питер Хильдегардус Бербен и Джон Вильхельм ГЗС(Щ(54) СПОСОб ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРЫ ИЗ СРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ(57) Изобретение касается способа очисткиот серы газа, содержащего сероводород,включающего окисление сероводорода кисИзобретение относится к способ стки газов от сероводорода с полу элементарной серы по методу Клауса Целью изобретения является у ние процесса и повышение выхода с На чертеже изображена схема и ющая осуществление предлагаемого ба. Исходное газообразное сырье с жанием сероводорода 10-90 по тру воду 1 подают в горелку камеры 2 сгоКоличество воздуха, поддерживающего горение, контролируемого дозирующим регулятором 3 и анализатором сероводорода, подают по трубопроводу 4 к горелке, Тепло, выделяющееся в процессе горения газа (1200 С), снимают в бойлере 5 нагретым отлооодом, с последующим взаимодеиствием полученного при этом окислении газа с образующимся на термической стадии диоксидом серы с использованием по меньшей мере двух каталитических стадий. С целью упрощения процесса и увеличения выхода серы согласно изобретению концентрацию сероводорода, выходящего из последней каталитической стадии, поддерживают в пределах 0,8-3,0 об.% путем уменьшения количества воздуха, подаваемого для поддержания горения или для окисления на окислительную стадию, до 94-96,7 от стехиометрии и/или пуем отвода части сероводородсодержащего исходного газа в количестве 90 ь в обход окислительной стадии и подачи его в газ, поступающий на каталитическую стадию, 3 з.п. Ф-лы, 1 ил. работанным газом, образующим поток. выпускаемый по трубопроводу б,Реакция Клауса протекает в горелке и камере сгорания, Образующаяся сера конденсируется в бойлере 5 (150 С) и выгружается по трубопроводу 7. Газ поступает по трубопроводу 8 к нагревателю 9, в котором он нагревается до требуемой температуры реакции - 250 С, после чего подается по трубопроводу 10 к первому реактору 11 Клауса, В реакторе 11 снова протекает реакция Клауса, при этом образуется сера, Газ отводят по трубопроводу 12 в серный конденсатор 13. Ожиженную серу (150 С) выгружают по трубопроводу 14, После этого газ пропускают по трубопроводу 15 на следующую стадию реактора, которая включает нагреватель 16, реактор 17 и серный конденсатор18. В этом реакторе снова протекает реакция Клауса, Конденсированную серу выгружают по трубопроводу 19. Пар, образующийся в серных конденсаторах, выпускают по трубопроводам 20 и 21,Концентрацию сероводорода в трубопроводе остаточного газа контролируют анализатором 23 сероводорода и поддерживают в интервале 0,8-3,0 об,%, Анализатор 23 сероводорода контролирует оаботу распределительного клапана на трубопроводе 24 для подачи воздуха, поддерживающего орение, или распределительного клапана на трубопроводе 25 для подачи сероводорода. По трубопроводу 25 часть сероводорода может поступать непосредственно на первую каталитическуа стадию, минуя термическую стадию.Остаточный газ пропускают далее по трубопроводу 22 на стадию 26 удаления серы. Стадия удаления серы представляет собой известный процесс удаления серы, например стадия окисления в сухом слое, абсорбционная стадия или стадия окисления в жидкой фазе, Воздух необходимый для окисления, поступает по трубопроводу 27, Образующуюся серу выгружают по трубопроводу 28, а газ по трубопроводу 29 через форсажную камеру 30 выпускают в вентиляционную трубу 31.П р и м е р 1, Согласно предлагаемой схеме процесс проводят в конверторе Клауса, имеющем две каталитические зоны, Исходный газ, подаваемый на термическую стадию, содержит 90 об. сероводорода, соответствующих 90 кмоль/ч, 5 об.ф, углекислого газа и 5 об, % воды, а также 43,33 кмоль/ ч кислорода (" дефицит" в 3.3) в виде кислорода воздуха. Содержание сероводорода в остаточном газе после второй каталитической стадии - 0,8%, а содержание двуокиси серы в нем - 0,03%,Осуществляют окисление 5 О 2 в сухом слое с использованием нечувствительного к воде катализатора окисления, включающего носитель - а-окись алюминия (Флака, удельная поверхность 6,5 м/г), на который наносится 4,5 мас,0 ь Ее 20 з и 0,5 мас,% СГ 283 как каталитически активного материала, который после гранулирования и прокаливания имеет удельную поверхность по БЭТ 6,94 м /г и менее чем 1 от общего объема пор составляют поры радиусом ме- нее 5 ООА, При использовании такого катализатора, обеспечивающего эффективность окисяения 80%, достигается общее извлечение серы 99,1;ь.П р и м е р 2, Процесс осуществляют в конверторе Клауса, имеющем две каталитические зоны. На термическую стадию подают газ, содержащий 90 об.ь сероводорода, 5 об.% углекислорода ("дефицит") 6,0в виде кислорода воздуха. Содержание сероводорода в остаточном газе после второй каталитической стадии - 2,03 , содержание двуокиси серы в нем было неизмеримо малым, содержание воды - 35,8 об,%,Окисление в сухом слое проводят с использованием нечувствительного к воде ка 10 алиэатора окисления, содержащегоноситель из а-окиси алюминия (удельная поверхность 6,5 м /г), на который было на 2несено 4,5 мас,% Ре 2 ОЗ и 0,5 мас. Сг 20 З в качестве каталитически активного материа лз, который после гранулирования и обжигаимеет удельную поверхность, определеннуа методом БЭТ, равную 6,94 м /г, и менее 1,0 от общего объема пор составляют поры, имеющие радиус 5-500 А, Используя 20 этот катализатор с эффективностью окисления 90%, пол ают 99.2% извлечение серы,П р и м е р 3, Процесс осуществляютаналогично примерам 1 и 2, однако остаточное содержание Н 25 в газе после 2-й ката литической стадии составляет 3,0 об,.Осуществляют окисление в сухом слое сиспользованием нечувствительного к окислению катализатора. включающего носиель - ск-окись алюминия (Флака, удельная 30 поверхность 6,5 м /г), на котором наносятся-".5 мас, Ге 2 Оз и 0,5 мас.), Сг 20 з как каталитически активного материала, который после гранулирования и прокаливания имеет удельную поверхность по БЭТ 6,94 м /г, 35 и менее 1% от общего объема пор составляют поры радиусом менее 500 А. При использовании такого катализатора, обеспечивающего эффективность окисления 95, достигается общее извлечение серы 4 Г) 99 1П р и м е р 4, Процесс проводят наконверторе Клауса, имеющем две каталитические зоны. На термическую стадию подают газ, содержащий 90 об,% сероводо рода, соответствующих 81 кмоль/ч, 5 об,углекислого газа и 5 об. воды, а также 40,95 кмоль/ч кислорода (т,е, нет "дефицита"), Однако по трубопроводу 25 в первую каталитическую зону подают 8,1 кмоль/ч се роводорода (9,0 исходного газа), Обьемное содержание сероводорода в остаточном газе после второй каталитической стадии составляло 3,13%, содержание двуокиси серы в нем было неизмеримо мало. После удаления серы и воды и использования процесса окисления в жидкой фазе для поглощения и окисления сероводорода при абсорбционно-окисл ител ьной эффеккаэ 439ВНИИПИ Госуд Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., 4/5 оизводственно-иэдательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 тивности 95 О быладостигнута общая десульфурация газа 99,5,Способ согласно изобретению позволяет упростить процесс за счет исключениянеобходимости контроля соотношения НгЯ 5и 502, а также за счет того, что содержащийся в газе избыток Н 23 снижает возможностьсульфатиэации катализатора и тем самымувеличивает срок службы катализатора.Кроме того, способ повышает степень 10извлечения серы до 99,1-99,5 против97,1 по прототипу,Формула изобретения1. Способ извлечения серы из сероводородсодержащих газов, включающий термическую стадию окисления сероводородакислородом воздуха, выделение серы иэ реакционных газов охлаждением их, последующее каталитическое взаимодействиесероводорода с образую.цимся на термической стадии диоксидом серы по меньшеймере на двух стадиях с промежуточным отделением серы после каждой стадии и дополнительное окисление остаточногосероводорода в серу в присутствии катализатора, нанесенного на носитель, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения выхода серы, в газе, выходящем из последней каталитической стадии, поддерживают концентрацию сероводорода 0,8-3 об.% путем снижения количества воздуха, подаваемого на термическую стадию, или путем введения в газовую смесь перед первой каталитической ступенью дополнительного количества исходного сероводородсодержащего газа,2. Способ по и 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что на термическую стадию воздух подают в количестве 94-96,7 оот стехиометрии.3, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в газовую смесь перед первой каталитической стадией вводят 9 об.% исходного газа,4. Способ по и 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что на стадии дополнительного окисления остаточного сероводорода используют железохромоксидный катализатор, содержащий оксид железа 4,5 мас. Ои оксид хрома 0,5 мас.%, остальное - носитель, с удельной поверхностью 6,9 м /г и с обьемом пор радиусом 5 - 500 А в количестве менее 1 от общего обьема пор.