Способ получения элементарнойсеры

Сеоз Советских Соцналнстнческнх Ресвублнк(22) Заявлено 2805.79 (23) 2772176 Г 23-26 с присоединением.заявкм ЙУГасударственны 1 комнтет СССР нф делам нзобретеннй) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ С к получению оводородсо- ыть использо- оводородсоихся при сероводоро" Основным методом переработки т - ких газов является известный метод Клауса, состоящий из термической и каталитической ступеней окисления се. роводорода в серу. Выход серы по этому методу обусловлен равновесием в системе Н 15-50 -Н 10-52 и не преввкаает192-96 вследствие обратимого взаимодействия паров серы и води 351+4 Н 20 ф 4 Нт 5 +502, что обуславливает остаточ ное содержание в газах Н 251,5;50 в Ъ 0,75. Отходящие газы, содержа- щИЕ Н 25, 502 И 5 л, СжИГаЮт дО дВУОКИ- си серы и выбрасывают в атмосферу 11,Недостатком этого способа является невысокий выход серы и соответственно большие выбросы 50 в атмосфе 2РуеДля повышения выхода серы применяют дополнительные стадии процесса, которые проводят при более низких температурах с применением твердого катализатор-адсорбента или в жидкой а 5 Изобретение относитсэлементарной серы из седержащих газов и можетвано для переработки седержащих .газов, получающочистке горючих газов ода фазе при температурах, близких к температуре плавления серы. Но эти спосо"бы требуют применения дорогостоящихреагентов и значительно усложняют иудорожают производство серы,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ получения элементарной серы, заключающийся в том, что исходный сероводородсодержащий газ сжигают с недостаткомвоздуха до 501, а затем непрореагировавший Ня 5 направляют на каталитические стуйени с дополнительным колическом воздуха. При этом реакционныегазы после первой каталитической ступени подвергают охлаждению до 130160 С с выделением целевого продукта 2) .Недостатком этого метода являетсячто ои не позволяет получить выд серы свйще 97 из-.за наличия вакционных газах высокого содержанияров воды (25-30).Цель изобретения - повьааение выхода серы и соответственно уменьшение выбросов 502 в атмосферу.Поставленная цель достигается тем,что в методе, включающем сжигание исходного газа с недостатком кислоро812705 Показатели Н 5/О уха в ри поступермическую Отношениленин воступеньКоличестпившегопень, нмОбъем гакаталитинм /чТемператСостав гН 5500 постукую сту во воэдув термич3/ч 490 220 торойени,ов после еской ст 3 50 14ра газозов, об 2,6 0,3 15,2 30,0 0,5 4 ю 5 0,0 и парообраэная м 3сле капельная -"- ы (сконденсированКапельнаясера, г/в том. чнВыход сеной),О 5 5 9 да 20-30 от стехиометрии, двухступенчатое каталитическое взаимодействие сероводорода с полученной двуокисью серы, из парогазовой смесипосле второй ступени катализа выделя.:.ют пары всды охлаждением до 5-40 фСс последующим введением в нее воздуха5в количестве, достаточном для.полного окисления сероводорода до элементарной серы,Нижний предел температуры определяется технической возможностью охлаждения парогазовой смеси водой, охлажденной до 0-ЗОС. Верхний предел определяется значительным снижением скорости процесса вследствие быстрого на.растания парциального давления паровводы при дальнейшем повышении температуры.На чертеже представлена схема предлагаемого процесса.Схема включает термическую ступень 1 и две каталитические ступени,стадию 2 охлаждения, дополнительнуюкаталитическую ступень 3, стадию 4отделения серы, стадию 5 испаренияконденсата воды, Фильтр 6 с активиро- рванным углем для улавливания парообразной и капельной серы,Способ осуществляют следукщим об"разом.Первая стадия процесса - термичес- Зкая ступень проводится в котле-утилизаторе, снабженном топкой, в которуюподается исходный сероводородный гази воздух при соотнааении .более двух,эа счет чего достигается минимальнаяконцентрация двуокиси серы в газе пос.ле второй каталитической ступени. Повыходу из котла-утилизатора газ охлаждается до 140-150 С для конденсациисеры, образованной в термической ступени. ДальнейшЕе каталитическое вэа имодействие остаточного сероводорода с двуокисью серы проводится в две ступени с последующей .конденсацией серы, образующейся после каждой каталитической ступени. В качестве катализатора могут быть использованы боксит, активированная окись алюминия или другие катализаторы на основе окиси алюминия. Осуществление каталитической стадии процесса в две ступени позволяет проводить вторую каталитическую ступень при минимальных температурах 200-250 С, что приводит к максимальному ее содержанию в газах после второй каталитической ступени. После второй каталитической ступени газы охлаждаются циркулирующей водой до 5 О40 С в поверхностном холодильнике. При охлаждении газов водой происходит поглощение 50и Н 5, в водном растворе они взаимодействуют с образованием конечных продуктов. Минимальная концентрация 50 в газе позволяет уменьшить растворение сернистых соединений в воде. Часть циркулирующей воды выводится иэ цикла в количестве, равном обраэукщемуся конденсату. После конденсации воды и подогрева до 160-200 С газы направляют на дополнительную каталитическую ступень, где проводят окисление сероводорода до элементарной серы, например кислородом воздуха. Затем газы охлаждают до 130 С с конденсацией 5 д последующим дожигом остаточных сернистых соединений. П р и м е р. Переработке по вышеописанной схеме подвергают газ, содержащий 63,5 Н 5, 32,0 СО и 4,5 ВО.,В таблице представлены показатели работы установки с термической и двумя каталитическими ступенями.812705 Продолжение таблицы Способ Показатели Известный Предлагаеиюй Количе 1.тво тепла для охлаждения, гд.за от 140 С до 40 ОС,,Тыс. ккал/чКоличество циркулирующей водыКолйчество циркулирующей воды для охлаждения газов.при перепаде воды 70 С=35 С,м /чКоличество конденснрованнойводы при охлаждении газаот 140 до 40 ф, кг/ч .Количество сернистых соединений, уловленных водой приохлаждении газов (в пересчете на серу)в том числе:502ювкапельная сераКоличество воздуха, добавляемого в газ, поступающий, надополнительную каталитическуюступень, нм /ч3Общий объем газов, поступающих в дополнительную каталитическую ступень, нм 3/чСостав газов, об.Нг 5СОг0Сера парообразная, г/нмЪСтепень конверсии, ЪвОбъем газов после дополнительной каталитической. ступени (после конденсации,серы)им /ч 57400Температура газов, С 130Состав газов, об,нгаогНД 0Парообразная и капельная сера, г/нм З 4Общий выход серы (сконденсированной), Ъ 93. 99Общий выход серы (скоиденсированной), кг/ч 29300Выбросы серы в атмосФеру,кг/ч 2100БыброСы серы в атмос ер 10000 300 14500 35 70 185 3500 58000 2,4 1,3 19,1 б,б 2,5 95 0,12 0,12 19,3 6,8 310)0 ЗЗ 0 Ф ув виде, кг/ч 4200 660Таким образом, предлагаемый метод Клауса, включающий сжигание исходиопозволяет увеличить общий выход серы . го газа с недостатком кислорода 20- до 993, тем саьым сократить выбросы 30% от стехиометрии, двухступенчатое сернистого ангидрида в 5-7 раз против еО каталитическое взаимодействие серово- известного процесса. дорода с полученной двуокисью серы,Формула бормула изобретения промежуточное выделение целевого продукта после кажцой стадии охлаждеСпособ получения элементарной се- нием парогазовой смеси до 130-160 С, ры из сероводородных газов методом 45 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с812705 Свро Составитель Л. ТеввроваТехред Т;Маточка Корректор В, Вутяг едактор и. Дылы Заказ 669/25 раж 505 Подпис арственного комитета СССРизобретений и открытий ИИПИ Гопо дел филиал ППП иПатентф, г. Ужгор Проектная, 4 целью увеличения выхода серы и уменьшения вредных выбросов в атмосферу,иэ парогазовой смеси после второй ступени катализа выделяют пары воды охлаждением до 5-40 С с последукицимвведением в нее воздуха в количестве,достаточном для полного окисления остаточного сероводорода до элементарной серы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Егоров Н.Н. и др Очистка отсеры коксовального и других газов.И., Иуталлургиздат, 1960, с. 293294. 2. Авторское свидетельство СССР9239262, кл. С 01 В 17/04, 1966.