Способ очистки газа от сероводорода

 

Изобретение относится к способу каталитической очистки газа от сероводорода путем превращения его в элементарную серу и может найти применение в нефтеперерабатывающей , нефтехимической и газовой промышленности. Целью изобретения является повышение производительности процесса за счет увеличения скорости реакции и повышения концентрации сероводорода при сохранении высокой степени конверсии сероводорода. Для этого предложено очистку газа проводить при 170-270°С, объемной скорости подачи газа 4000-100000 в присутствии катализатора состава, мас.%: ТЮг 5-20; N/205 0,1-5; остальное. Степень очистки газа от сероводорода 97-100%. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{я)5 С 01 В 17/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и

° и

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4777616/26 (22) 04,01.90 (46) 30.05.92. Бюл. № 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по подготовке к транспортировке и переработке природного газа (72) Н.M.Ãóñåéíîâ, M.Ô.Àñàä08, Д.А,Абаскулиев, А.Ч.Мехралиев, Г.А,Данциг, А.И.Крейндель.и Н.К.Вагаб-заде (53) 66.074.371(088,8) (56) Газовая промышленность, 1977, № 9, с,44-46.

Авторское свидетельство СССР № 665939, кл. С 01 8 17/04, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 757187, кл. С 01 В 17/04, 1980.

Изобретение относится к способу каталитической очистки газов от сероводорода путем превращения его в элементарную серу и может найти применение в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промышленности.

Известен способ очистки природного газа от сероводорода прямым окислением его в неподвижном слое активной окиси и алюминия при повышенном давлении. Процесс осуществляют при концентрации сероводорода в природном газе 0,3-0,4 об,7р и подаче кислорода в количестве, равном

110-120% от необходимого по стехиометрии. При реализации данного процесса вы-. ход ллеыентлрнои серы 96 $ получен при объемной скорости 2000 ч, Ы, 1736919 А1 (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОДА (57) Изобретение относится к способу каталитической очистки газа. от сероводорода путем превращения его в элементарную серу и может найти применение в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промышленности. Целью изобретения является повышение производительности процесса за счет увеличения скорости реакции и повышения концентрации. сероводорода при сохранении высокой степени конверсии сероводорода. Для этого предложено очист- . ку газа проводить при 170 — 270 С, объемной скорости подачи газа 4000-100000 ч s npucyxcre v катализатора состава, мас. : TIOz

5-20; Ч205 0,1 — 5; Alz03 остальное. Степень 7» очистки газа от сероводорода 97-100ф .

1 табл.

Недостатки способа — низкие скорость реакции и активность катализатора А403. С0

Известен способ очистки газа от серо- Ос водорода с применением катализатора, со- 10 держащего, вес. $: Т102 5-15 и А1203 85-95.

Способ эффективен при концентрации HzS в. очищаемом газе ро 3 об.$ и обьемной скорости до 3D00 v . Полное преерещенне сероводородов достигается при 3000С.

Указанный способ характеризуется высокой.температурой процесса и низкой объемной скоростью сырьевого газа, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и дОстигаемому результату является способ очистки газов от сероводорода в присутствии катализатора состава, мас.%:

1736919

2 мл полученного катализатора загружают в лабораторный. реактор и при 220 С через катализатор пропускают газовую

35 смесь, содержащую 4,2 об.7 сероводорода, 10,4 об,;ь воздуха и остальное гелия, при объемной скорости 4000 ч, Конверсия сероводорода составляет 99,0%, а селективность по сере 99,5;/.

40 Остальные примеры изобретения сведены в.таблицу.

Как видно из прилагаемой таблицы, при проведении процесса очистки газов от сероводородов с использованием предла45. гаемого катализатора по сравнению с прототипом производительность процесса повышается от 128 г серы/л.кат ч до

131 — 805 г серы/л кат ч. Кроме того, способ позволяет перерабатывать гаэ с содержани50 ем сероводорода до 10 об,7.

Оксид магния 1-3

Оксид титана (I V) 4,9-14,5

Оксид алюминия Остальное

Укаэанный трехкомпонентный катализатор эффективен при содержании серово- 5 дорода в очищаемом газе до 3 об. (, и при объемных скоростях до 3000 ч .

При окислении сероводорода с концентрацией 3; при объемной скорости 3000 ч

1007ь-ное превращение наблюдается: на ка- 10 талиэаторе состава, : AlzOa 94,1; Т102 4,9;

М90 1,0, при 230 С: на катализаторе состава, $: Aha 90,2; ТЮ2 7,8; MgO 2.0, при

200 С и на катализаторе состава, $: АЬОз

82,5; Tl0z 14,5; MgO 3,0, при 270 С. 15 . Основной недостаток известного способа заключается в низкой производительности катализатора.

Цель. изобретения — увеличение производительности процесса и обеспечение воэможности переработки газа с содержанием сероводорода до 10 об, при сохранении высокой степени конверсии Н2$.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистку газа от сероводорода путем его окисления до серы при

170-270 С проводят на катализаторе содержащем оксиды Ti, Al и Ч следующего состава, вес. $: Т!02 5-20; Vz0g 0,1-5; А1 0э остальное, при концентрации сероводорода до 10 об. (и обьемной скоо1ости подачи газовой смеси 4000-100000 ч .

Катализатор получают следующим образом. Гидроксид алюминия смешивают с соединением титана и ванадия, взятыми в определенных соотношениях, и перемешивают в течение 0,5 — 0,1 ч, Перемешивание осуществляют в присутствии воды, которая берется в количестве Т:Ж - 1:1-1;5, и при 20-80 С. Затем полученную суспензию фильтруют из излишков воды. Из,получен. ной пасты формуют частицы катализатора, пропусканием ее через фильтр диаметром

4 мм. Полученные гранулы сушат при 80—

120 С в течение 1-4 ч.

Для получения катализатора используют оксид алюминия, гидроксид алюминия, полученные иэ соединений алюминия, метатитэновую кислоту, хлориды и/или оксихлориды титана, сульфат титанида, оксид ванадия, оксихлориды ванадия, хлориды ванадия, мета ванадат аммония.

При проведении очистки газа, содержащего до 10 об.g сероводорода в присутствии описанного катализатора, степень 5 превращения сероводорода достигает 97100, а селективность образования серы

98-100, Выбор концентраций компонентов в катализаторе обусловлен результатами проведенных исследований по окислению сероводорода на катализаторах разного состава.

Выбор интервала обьемной скорости при осуществлении процесса 4000-10000 ч обусловлен уменьшением эффективности процесса (выхода серы) при увеличении объемной скорости, а также снижением производительности процесса при дальнейшем уменьшении объемной скорости.

Предел используемых концентраций сероводорода обусловлен составом существующих на газоперерабатывающих заводах и подлежащих переработке сероводородсодержащих потоков, Пример, Катализатор состава, вес. :

ТЮ2 10,0; ЧрОб 2,0; А120з остальное, готовят следующим образом, Берут 50 г гидрооксида алюминия, 34,4 r раствора. 4-хлористого титана в ко нцентрированной соляной кислоте, содержащей 25,657 Т1СИи0,96 г ЙН4МОэ. К полученной смеси добавляют 150 мл воды и перемешивают в течение 1 ч при комнатной температуре. Полученную суспензию фильтруют и при влажности массы 30-50 формуют частицы катализатора пропусканием ее через фильтр диаметром 4 мм. Полученные гранулы катализатора размерами l х б =

= (8-10) х (3-4) мм сушат при 110 С в течение 4 ч и прокаливают при 400 С 2 ч.

Формула изобретения

Способ очистки газа от сероводорода путем окисления его-до элементарной серы при 170-270 С на катализаторе, содержащем оксиды алюминия и титана, о т л и ч аю шийся тем,. что, с целью увеличения производительности процесса и обеспечения возможности переработки газа с содержанием сероводорода до 10 об.g, процесс

1736919

Оксид титана

Оксид ванадия

Оксид алюминия

5-20

0.1-5

Остальное ведут на катализаторе, дополнительно содержащем оксид ванадия при следующем соотношении компонентов, мас. ;!!рои зводительность катализатора, г/л кат. ч

Состав катализатора, вес.4

Селективность по вере, ь

Концентра1!ия Нзоу оО. 4.

Объемная ско хтсть ч

Температура процесса окисления НзS С

TiO Чеонг Л1зот

100

Э,а °

128,6

3000

200

100

90,2

17!

19

88

S8

30000 6,4

12000 6,4

8000 6,4

8000 6,4

220

192.

448

461,6

100 100

95,0 100

87,5 . 100

92,0, 98,.0

25

Ф !!оказатели катализатора при высоких температурах ухудшаются в результате протекания реакции: !!-а

2нсО + 3/8 s -ь 2нсн + so

Снйжается производительность катализатора

Составитель М. Асадов

Редактор М. Бандура Техред М,Моргентал Корректор Э. Лончакова

Заказ 1866 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2

4

6

8

11

12

13

14

10 2

10 2

10 2

10 2

20 2

5 2

5 0,1

15 0,5

15 2

15 5

10 2ь

1О 2

10 2

15 6

15 0,05

14,5 Изо-3 (прототип)

7,8 Иео-2 (прототип)

2 2

88 !7О 4000

88 220 4000

88 2оо ааао

88 265 4000

78 г70 10000

9Ý !90 4000

94,9 187 4О00

84,5 200 4àoà

83 . 25o 6000

80 170 4000

88 220 4000

88 300 5000

88 160 4000

79 220 60оо

84,95 220 6000

82,5 270 3000

2,45

4,2

2,7

7,65

1 ° 7

3,3

2,7

3,0

9,5

2,55

6,4

3,3

2,45

2,45

2,45

3,0

94,9

99,0

99,8

99,7

100 !

00 !

О0

98,9

99,7

86,8

63,7

86,0

100 l 00

99,5

100 . l00

99,0

99,7

92,0

100!

32,8

241,2

307,9

435,8

242,8 !

86,7

154,3

171,4

805,3

145,3

365 7 !

3l 7

62,4

147

126,4

128,6