Способ очистки газа от сероводорода

 

Изобретение относится к очистке углеводородного газа от сероводорода и может быть использовано в нефтехимической газовой и др. отраслях промышленное м. Для повышения производительности оч: ,. и снижения затрат газ, содержащий до 20% HaS, пропускают через катализатор, в качестве которого используют твердый остаток каталитической гидрогенизационной переработки бурого угля следующего состава мас.%: углерод 43 - 69,5; зольные компоненты - остальное. Осуществление предлагаемого способа позволяет повысит производительность очистки до 300 - 1200 и снизить затраты за счет использования дешевого реагента. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ss)s В 01 D 53/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОП И САН И Е ИЗОБ РЕТЕ Н И Я.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4753979/26 (22) 02.10.89 (46) 15.09.92, Бюл. ¹ 34 (71) Институт нефтехимического синтеза им.

А.B.Toï÷èåBà и Институт горючих ископаемых (72) B.Т.Попов, М.В.Цодиков, М.А,Передерий, А,И.Нехаев и О,В.Бухтенко (56) Авторское свидетельство СССР № 1692031, кл. В 01 D 53/36, 1988. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА GT СЕРОВОДОРОДА (57) Изобретение относится к очистке углеводородного газа от сероводорода и может

Изобретение относится к очистке газа от сероводорода и может быть использовано в нефтехимической, газовой и других отраслях промышленности, Цель изобретения — повышение производительности и снижение затрат, Пример 1. 5 см твердого остатка гидрогенизации бурого угля по авт.св, СССР

¹ 1173750, содержащего 7 мас,% никеля, нанесенного путем термолиза тетракарбонила никеля, пропущенного через кипящий слой угля (катализатор ¹ 1 по табл,1), загружают в проточный реактор и пропускают через его слой 2000 объемов газовой смеси на объем катализатора, содержащей 80 мас.% метана и 20 мас.% сероводорода при температуре 200 С с обьемной скоростью газового потока 350 ч . На выходе из реактора определяют концентрацию сероводорода в газе и рассчитывают степень его поглощения, которая составляет 95,9%, <и> ъЖ. (1!) 1 76 1 236 А 1 быть использовано в нефтехимическо! к га завой и др, отраслях промышленнос. и. Для повышения производительности оч:;:". Iъ. и снижения затрат газ, содержащий до 20%

Н2Я, пропускают через ка.гглизатор, в качестве которого используют твердый сстаток каталитической гидрогенизационной гереработки бурого угля следующего состава мас.%: углерод 43 — 69,5; зольные компоненты — остальное. Осуществление превлагаемого способа позволяет повысит производительность очистки до 300 — 1200 ", и снизить затраты за счет использова;;ия дешевого реагента, 2 табл.

Результаты этого и следующих примеров приведены в табл.2, Пример 2 — 4, По 5 см катализатора с содержанием никеля 4,0; 2,0; 0,5 мас.% (катализаторы № 2, 3 и 4 по табл.1), представляющие собой твердые остатки гидрогенизации бурого угля по авт. св. ¹ 1331040 (никель нанесен на уголь из ацетилацетоната никеля) загружают в реактор и испыть.вают по примеру 1. Степень поглощения Н2Я в примерах составляет 95,4; 94,8; 92,1%.

Из примеров видно, что снижение концентрации никеля ниже 2,0% приводит к снижению степени поглощения Н2$. в то время как концентрация выше 2% нецелесообразна, так как не дает заметного вклада в активность, значительно увеличивая расход дефицитного металла, Пример 5, Катализатор, представляющий собой остаток гидрогенизации с содержанием никеля 7 мас.% полученный по авт.св. ¹ 1173750 и частичь .. регенериро1761236 ванный до содержания никеля 2 мас. no авт.св, СССР М 1466058 путем карбонилирования остатка, испытывают в очистке газа от НгЯ по примеру 1. Степень поглощения сероводорода составляет 5

95,0, т.е. практически одинаковая со степенью поглощения по примеру 3. Следовательно, способ получения катализатора при одинаковой концентрации металла не влияет на его активность. 10

Пример ы 6 — 8. 5 см катализатора з

N 3 (с содержанием никеля 2 по табл.1) загружают в проточный реактор и пропускают через его слой 2000 объемов газовой смеси (80 СН4 и 20 HzS) на объем ката- 15 лизатора при температуре 200 С с объемными скоростями 300, 400 и 450 ч сооТВ8ТсТВ8ННо по примерам 6, 7 и 8, Степень поглощения Н Я в примерах составляет соответственно 95,4; 92,7; 92,0 . 20

Повышение объемной скорости выше

350 ч приводит к снижению степени поглощения HzS. Эффективность никельсодержа щего катализатора — остатка гидрогенизации угля — с повышением удель- 25 ного расхода газа становится несколько ниже эффективности катализатора по прототипу. Для повышения эффективности предлагаемых катализаторов применяют их предварительную обработку.

Пример ы 9 — 11. 5 см катализатора ¹

3(потабл.1) помещают в проточный реактор и обрабатывают парами углеводорода гексана при 600 С, после чего через слой катализатора пропускают газовую смесь по 35 примеру 1 с объемными скоростями 800, 1000 и 1200 ч соответственно для примеров 9, 10 и 11. Степень поглощения Н Я по примерам составляет 98,5; 97,7 и 94,0 . Из примеров видно, что предварительная мо- 40 дификация никельсодержащего остатка гидрогенизации позволяет примерно в 3 раза увеличить объемную скорость подачи газа по сравнению в прототипе, не снижая активности катализатора. 45

Пример ы 12 — 14. 5 см железосодержащего катализатора М 6 (по табл.1), представляющего собой остаток гидрогенизации бурого угля по авт.св, СССР

N 4280624 с содержанием железа 5 мас. 50 (железо наносили на ожижаемый уголь из ацетилацетоната железа), модифицируют парами гексана при 600 С и (как в примере

9 — 11) испытывают по примеру 1, пропуская газовую смесь с объемными скоростями 55

400, 500 и 600 ч для примеров 12, 13 и 14 соответственно. Степень поглощения Н Я по примерам составляет 95,0; 94,2; 92,8%, Из примеров видно, что модифицированный железосодержащий остаток гидрогенизации бурого угля является высокоэффективным катализатором разложения kzS, не уступающим по активности никельсодержащему катализатору и превосходящим катализатор по прототипу.

Пример 15. 5 см молибденосодержащего катализатора М 7, представляющего собой твердый остаток гидрогенизации бурого угля по авт.св. СССР N 4280624 с содержанием 0,05 мас. молибдена, модифицируют и испытывают по примерам i2 — 14, пропуская газовую смесь с объемной скоростью 1000 ч . Степень поглоще-1 ния Н Я в примере составляет 96,3 .

Пример 16, 5 см катализатора М 3 з (по табл,1), прошедшего испытания по примеру 10, подвергают регенерации в проточном реакторе путем нагрева до 300 С и продувки инертным газом до полного удаления серы, Далее катализатор повторно модицифируют и испытывают в очистке газа от сероводорода по примеру 10. Степень поглощения HzS составляет 96,6, т,е. активность катал изатора в резул ьтате регенерации пол ностью восста навл ивается, Следовательно возможно многоразовое использование катализаторов с промежуточными стадиями регенерации, Пример ы 17 — 19, (обоснование температуры предварительной обработки катализатора), 5 см катализатора, содержащего 4 мас. никеля и представляющего собой твердый остаток гидрогенизации бурого угля по авт,св, СССР N. 1331040, загружают в проточный реактор и обрабатывают парами гексана при 650 С, после чего через слой катализатора пропускают газовую смесь, содержащую 20 HzS и 80 СН4 с объемной скоростью соответственно 800, 1000 и 1200 ч " при температуре 200 С, Степень поглощения HzS составила 98,7; 97,9 и

93,8%

Из результатов приведенных примеров видно, что активность катализатора после предварительной обработки гексаном при

650 С практически идентичная активности катализатора, испытанного в примерах 9—

11 и обработанного при 600 С, В то же время производительность очистки, как и в примерах 9 — 11, в три раза превосходит производительность очистки по прототипу.

Пример ы 20 и 21. 5 см катализатора, содержащего 4 мас, никеля (образец 2), загружают в проточный реактор и обрабатывают парами гексана при температуре

550 С и 500 С, после чего через слой катализатора пропускают газ, содержащий 20%

HzS и 80% СН4 при объемной скорости 1000 ч и температуре 200 С. Степень поглощения

HzS составила соответственно 92 и 89 .

1761236

Таблица -1

Состав катализаторов очистки газов от сероводорода

Из результатов примеров 20 и 21 видно, что уменьшение температуры предварительной обработки ниже 600 С приводит к снижению производительности очистки газа в присутствии испытуемого катализатора. 5

Можно видеть, что предложенный способ по сравнению с прототипом обеспечивает повышение производительности процесса очистки (с 200 — 250 ч до 300—

1200 ч ) и снижение затрат за счет исполь- 10 зования взамен дорогостоящего катализатора отхода производства, Формула изобретения

1, Способ очистки газов от сероводорода, включающий контактирование газа со 15 слоем катализатора, содержащего никель, или железо, или молибден и углерод, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности, в качестве катализатора используют остаток гидрогенизации бурого угля, содержащий компоненты, мас. $:

Никель, или железо, или молибден 2 — 7

Углерод 43,0 — 69,5

Зольные компоненты Остальное

2, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с s тем, что используют катализатор, предвар тельно обработанный парами гексана пр, 600 — 650 С.

1761236

Таблица 2

Результаты испытаний катализаторов

* — Катализаторы, предварительно модифицированные углеродом .

** — Катализатор после регени рации .

Составитель Е, Корниенко

Техред М.Моргентал Корректор И. Шулла

Редактор

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

Заказ 3208 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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