Способ очистки жидкой серы от сероводорода

 

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИДКОЙ СЕРЫ ОТ СЕРОВОДОРОДА путем контактирования ее с сернистым ангидридом, отличающийся тем, что, с цепью упрощения процесса, сернистый ангидрид на стадию контактирования подают с избытком по отношению к сероводороду в количестве 2,510:1 в смеси с инертным газом противотоком к сере. 2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, .что, с целью предотвращения загрязнения окружающей среды, непрореагировавший сернистый ангидрид рециркулируют на стадию контактирования со скоростью 13-30 л на 1 кг жидкой серы. (Я 4 О ел

„SI3„„1104105

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК д(др С 01 В 17/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ :1

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВМ (21) 3 5 286 13/23 — 26 (22) 30. 12. 82 (46) 23.07.84. Бюл. Ф 27 (72) Ф,Р. Исмагнлов, Н.А. Дмитроченкова, А.Ф. Молчанов и А.Г. Шуэр (71) Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт по добыче и переработке сероводородсодержащих газов (53) 661. 213(088.8) (56) 1. Патент ФРГ N - 2842141, кл. С 01 В 17/04, 1980.

2 . Пат ент Японии В 55-508 71, кл. С 01 В 17/02, 1980. (54) (57) 1. СПОСОБ ОЧИСтки жидКОЙ

СКРЫ От СЕРОВОДОРОДА путем контактирования ее с сернистым ангидридом, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, сернистый ангидрид на стадию контактирования подают с избытком по отношению к сероводороду в количестве 2,510:1 в смеси с инертным газом противотоком к сере.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, .что, с целью предотвращения загрязнения окружающей среды, непрореагировавший сернистый ангидрид рециркулируют на стадию

O контактирования со скоростью 15-30 л 9 на 1 кг жидкой серы.

1 11041

Изобретение относится к способам очистки жидкой серы в процессе ее получения из Н S-содержащих газов и может быть использовано в химической, нефтехимической, газовой промышленности и в других отраслях народного хозяйства.

В жидкой сере, получаемой из

Н,S-содержащих газов, например,по способу Клауса, содержится растворен- 1О ный сероводород. Для доведения такой серы до товарной кондиции необходимо очистить ее от Н,S.

Известен способ очистки жидкой серы путем пропускания через нее инертного rasa, содержащего аммиак.

Расход аммиака составляет 200 л на 1 т жидкой серы 1 ).

Недостатком этого спбсоба является загрязнение атмосферы газообразными продуктами очистки жидкой серы.

Значителен расход аммиака на очистку, что удорожает процесс. Кроме того, безвозвратно теряется инертный газ, что повышает также стоимость очистки жидкой серы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки серы от Н, S путем введения в поток очищаемой жидкой серы сернистого ангидрида и соединений, содержащих ИН или НН, группу. По этому способу очистку жидкой серы проводят за счет превращения растворенного в ней сероводорода в серу по реакции З5

Соединения с NH, NH группами являются катализирующими агентами этой 4О реакции. Сернистый ангидрид подают в стехиометрическом количестве по отношению к Н,Б (2 ).

Недостатком известного способа является то, что существует необходи-,45 мость поддерживать стехиометрическое соотношение подаваемого SO к Н,S„ содержащемуся в очищаемой жидкой сере. Трудность поддержания стехиометрического соотношения SO Н, S вызвана тем, что содержание Н,S в жидкой сере после ее получения, например, методом Клауса непостоянно, колеблется в пределах 10-20 от среднего его содержания. Следователь-55 но, возникает необходимость постоянного контроля содержания Н2 S в жидкой сере и соответствующего опера05 2 тивного регулирования подачи SO °

Нарушения стехиометрического соотношения SO : Н2S в данном способе приводит к следующим отрицательным последствиям. При меньшем количестве SO, чем требуется это по реакции,не достигается полнота очистки от Н S, При большем количестве SO

2 непрореагировавшая часть его выбрасывается в конечном счете в атмосферу, что приводит к загрязнению окружающей среды. .Кроме того, использование в качестве катализатора соединений с

NH, NH группами приводит к удорожанию процесса очистки, так как катализатор безвозвратно уносится с очищенной от сероводорода серой.

Целью изобретения является упрощение процесса и предупреждение загрязнения окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся в том, что сернистый ангидрид на стадию контактирования с жидкой серой подают с избытком по отношению к сероводороду в количестве 2,5-10:1 в смеси с инертным газом противото-. ком к сере.

Причем непрореагировавший сернистый ангидрид рециркулируют на стадию контактирования со скоростью 15-30 л на 1 кг жидкой серы.

Проведение процесса при указанных расходах обусловлено тем, что при меньших количествах степень очистки падает до 92Х а при больших нецелесообразно, так как при предлагаемых уже достигается полная очистка.

На чертеже представлена схема установки, реализующей предложенный способ.

Установка содержит реакционную колонну 1, заполненную слоем насадки 2, например кольцами Рашига, циркуляционный насос 3, влагоотделитель 4, узел 5 смешения газов, трубопровод 6 отвода газовой смеси на влагоотделитель 4, трубопровод 7 подачи осушенной смеси на циркуляционный насос 3, трубопровод 8, соединяющий насос 3 с узлом 5 смешения, трубопровод 9, соединяющий узел 5 смешения с реакционной колонной 1, трубопровод 10 подвода жидкой серы на очистку, трубопровод 11 отвода очищенной серы, трубопровод 12 ввода инертного газа, трубопровод 13 ввода сернистого ангидрида и трубопровод

1104 !

14 отвода конденсационной воды с влагоотделителя 4.

Способ реализуется следующим образом.

По трубопроводу 10 в реакционную

5 колонну самотеком непрерывно направляют жидкую серу, .содержащую сероводород, например с установки Клауса, со скоростью, которая определяется производительностью этой установки.

По трубопроводам 12 и 13 подают инертный гаэ и сернистый ангидрид соответственно, и в узле 5 производят их смешение, далее полученную смесь по трубопроводу 9 направляют в реакционную колонну 1. Концентрацию сернистого ангидрида в инертном газе поддерживают такой, чтобы весовое отношение сернистого ангидрида к сероводороду, содержащемуся в жид20 кой сере, поступающего в реакционную колонну 1, составляло не менее чем

2,5:1. Скорость движения по замкнутому циклу регулируют таким образом, чтобы скорость его находилась в пределах 15-30 л на 1 кг жидкой серы.

Газовая смесь, состоящая из инертного газа и сернистого ангидрида, проходит через реакционную колонну

1 против движения жидкой серы, при30 чем контакт последней с инертным газом, содержащим сернистый ангид— рид, проходит в слое насадки 2, на- пример колец Рашига. В этих условиях проис ходит в заимодейс тви е с ерни с того ангидрида и сероводорода, растворенного в жидкой сере, с образованием серы и воды. Полученная сера остается в реакционной колонне 1 и выводится из нее по трубопроводу 11. Пары воды вместе с газовой смесью отводят40 ся с реакционной колонны 1 по трубопроводу 6 на влагоотделитель 4.Сконденсированная вода отводится по трубопроводу 14 и может быть использована, например, для технологических целей, а газовая смесь циркуляционным насосом 3 направляется по трубопроводу 8 в узел 5 смещения, далее в реакционную колонну 1. Для восполнения прореагировавшего количества сернистого ангидрида периодически по трубопроводу 13 в узел смешения вводится свежая порция сернистого ангидрида, причем весовое отношение его к сероводороду не должно быть менее, чем 2,5-1. Возможные потери инертного газа из-за утечек из замкнутого цикла также восполнятся пу05 4 тем введения его по. трубопроводу 12 в узел 5 смешения, причем подача инертного газа в цикле к жидкой сере должна сохраняться в пределах !530 л на 1 кг жидкой серы.

Пример 1. Через реакционную колонну со скоростью 1,1 кг/ч про- пускают жидкую серу, содержащую 0,24 r сероводорода на 1 кг серы. Противотоком к жидкой сере подают инертный газ, содержащий О, 105 об. сернистого ангидрида, со скоростью 22 л/ч.

Подача инертного газа в смеси с сернистым ангидридом составила 20 л на

1 кг жидкой серы, а соотношение

SO : Н28 = 2,5:1. В этих условиях содержание сероводорода в очищенной сере составило 0,01 r на 1 кг, что соответствует степени очистки 96Х.

Опыты провели при других соотношениях

SO : Н,$, а результаты приведены в табл. 1.

При увеличении соотношения S02 .Í S повышается степень очистки жидкой серы. При соотношении 2,5:1 достигнута удовлетворительная для товарной серы степень очистки. Увеличением соотношения SO :Н S до 8:1 и выше достигается практически полная очистка жидкой серы от сероводорода.

П р и и е р 2. Жидкую серу, содержащую в 1 кг ее 0,22 r сероводорода, пропускают самотеком через реакционную колонну со скоростью

2,0 кг/ч.

Противотоком к жидкой сере подают со скоростью 20 л/ч инертный газ, содержащий 0,38 об. сернистого ангидрида, В этих условиях соотношение SO :Н S составляет 5: : 1,,а скорость циркулирования смеси инертного газа и сернистого ангидрида 10 л на 1 кг жидкой серы. В очищенной жидкой сере сероводород не обнаружили. Результаты опытов при данном соотношении SO,:Í,S, но при других скоростях циркулирования смеси газов приводятся в табл. 2.

При скорости циркулирования смеси газов в замкнутом цикле 10 л/кг обеспечивается степень очистки 97, сера с такой степенью очистки соответствует по кондиции товарному продукту. В интервале скорости 10-30 л/кг степень очистки находится на уровне

100 °

Пример 3. Условия опытов одинаковы с примером 2. Однако жидая сера подавалась по направлению

1 104105

Таблица 1

Соотношение $0: Н $

Показатели

1,5: i2,5::1 8::1 10 5:1 15:1

Остаточное содержание сероводорода, r/Kã

0,02

0,01

Следы

Следы

Сл еды

100

100

Степень очистки, %

100

Таблица 2

Подача газа, л/кг (- !

Показатели (за

Остаточное содержание сероводорода, r/êã

О, 018

0,007

Следы

Следы

Степень очистки, %

100

100

Таблица 3

Подача газа, л/кг о

Показ атели (8

Остаточное содержание сероводорода, г/кг. 0,029

0,015

0,011

О, 015

Степень очистки, %

95

ВЯИИПИ Заказ 5152/15 Тираж 464 Подписное филиал ППП "Патеат", r. Уигород,ул.Проектная, 4 потока газа. Результаты приводятся в табл. 3.

Введение смеси азота и двуокиси серы в направлении потока очищаемой жидкой серы не позволит достигнуть 5 требуемой степени очистки.

Данные таблиц показывают, что предложенный способ обеспечивает практически полную очистку жидкой серы от сероводорода при соотношении

S0 H, S 2,, 5: :1 и подаче газа 10-30 л на 1 кг жидкой серы, причем лучшие результаты получены при подаче газа противотоком к жидкой сере.

Применение предложенного способа на Оренбургском ГПЗ позволит, во-первых, исключить образование около

500 т выбросов сернистого ангидрида в атмосферу, который образуется за счет окисления сероводорода в трубе, во-вторых, за счет утилизации растворенного в очищаемой сере сероводорода получить более 250 т товарной серы.