Способ низкотемпературного разложения сероводорода с получением водорода и серы

Изобретение относится к области газо- и нефтепереработки, а именно к способам разложения и утилизации сероводорода, и может применяться для производства водорода и серы из сероводорода. Способ включает пропускание сероводорода при температуре 0-35°C через слои катализатора и сорбента серы, загруженные в последовательно установленные модули. В качестве катализатора используют стружку нержавеющей стали толщиной 0,1-0,2 мм и длиной 1,5-5,5 мм, а количество модулей с катализатором и сорбентом серы составляет 6-12. Образующуюся в последнем модуле газовую смесь пропускают через раствор этаноламина для очистки водорода от остатков сероводорода с последующей десорбцией сероводорода из раствора этаноламина. Десорбцию серы с сорбента серы проводят азотом при температуре 140-160°C. Изобретение позволяет повысить степень конверсии сероводорода и предотвратить загрязнение катализатора. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к области газо- и нефтепереработки, а именно к способам разложения и утилизации сероводорода, и может применяться для производства водорода и серы из сероводорода.

Сероводород является основным побочным продуктом нефтепереработки и в больших количествах содержится в пластовом флюиде нефтегазоконденсатных месторождениях. Традиционно на газонефтеперерабатывающих заводах сероводород перерабатывается методом Клауса термическим разложением с получением серы. Недостатком такого метода является высокая температура процесса и невозможность получения водорода.

Прямое разложение сероводорода на серу и водород является эндотермическим процессом и может с заметной скоростью протекать лишь при достаточно высоких температурах. Однако использование катализаторов позволяет существенно снизить температуру разложения сероводорода на водород и серу. Вывод же одного из выделившихся компонентов из системы приводит к смещению равновесия реакции в сторону образования продуктов разложения.

Известен способ каталитического разложения сероводорода на водород и серу, включающий циркуляцию сероводородсодержащего газа через слой катализатора при температуре 450-800°C с отводом образовавшейся серы из циркулирующего газа (US 3962409, С01В 17/04, 08.06.1976). Недостатком известного способа является высокая температура процесса и низкая равновесная степень разложения сероводорода в указанном диапазоне температур (не более 15%).

Известен способ получения водорода и элементарной серы из сероводорода (Патент РФ №2216506, кл. 7 С01В 17/04, 3/06, опубл. 20.11.2003), включающий пропускание исходного сероводородсодержащего газа через слой твердого материала, способного адсорбировать сероводород с выделением водорода и образованием твердых серосодержащих соединений на поверхности материала, периодическую регенерацию слоя твердого материала путем разложения указанных серосодержащих соединений и выделения паров элементарной серы. При этом пропускание исходного сероводородсодержащего газа через слой твердого материала осуществляют при температуре ниже 200°C. В качестве указанного твердого материала выбирают материал, обладающий способностью активировать сероводород при температуре ниже 200°C, а регенерацию производят путем пропускания регенерирующего газа, не содержащего сероводород или содержащего его в концентрации ниже, чем в исходном сероводородсодержащем газе, с температурой не выше 350°C. Недостатком данного способа является необходимость частой регенерации твердого материала для удаления серы.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ разложения сероводорода с получением водорода и серы (Патент РФ №2239594, кл. 7 С01В 17/04, 3/06, опубл. 10.11.2004), включающий контактирование сероводородсодержащего газа через слой твердого материала, способного разлагать сероводород с выделением водорода и образованием серосодержащих соединений на поверхности материала, периодическую регенерацию материала путем разложения указанных серосодержащих соединений и выделения серы, при этом разложение сероводорода осуществляют в хемосорбционно-каталитическом режиме при температуре ниже температуры плавления серы с получением водорода и поверхностных хемосорбированных серосодержащих соединений, реактивацию осуществляют при температуре ниже температуры плавления серы, а регенерацию осуществляют при температуре выше температуры плавления серы.

Недостатком способа является цикличность процесса, связанная с необходимостью как реактивации, так и регенерации твердого материала катализатора и низкая степень разложения сероводорода при проведении процесса в непрерывном режиме.

Задачей изобретения является создание эффективного способа низкотемпературного разложения сероводорода с получением водорода и серы, обеспечивающего проведение процесса в непрерывном режиме.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является повышение степени конверсии сероводорода и предотвращение загрязнения катализатора.

Технический результат достигается за счет того, что в способе низкотемпературного разложения сероводорода с получением водорода и серы, включающем пропускание сероводорода через слой катализатора, сероводород пропускают при температуре 0-35°C через слои катализатора и сорбента серы, загруженные в последовательно установленные модули, причем в качестве катализатора используют стружку нержавеющей стали толщиной 0,1-0,2 мм и длиной 1,5-5,5 мм, а количество модулей с катализатором и сорбентом серы составляет 6-12, при этом образующуюся в последнем модуле газовую смесь пропускают через раствор этаноламина для очистки водорода от остатков сероводорода с последующей десорбцией сероводорода из раствора этаноламина, а десорбцию серы с сорбента серы проводят азотом при температуре 140-160°C.

В качестве сорбента серы может быть использован γ-Al2O3.

Десорбированный сероводород может быть возвращен на вход первого модуля.

Использование модулей с катализатором и сорбентом серы в количестве 6-12 обеспечивает содержание водорода в газовой фазе более 75 об. %. Серу с сорбента серы по мере насыщения серой десорбируют азотом при температуре 140-160°C.

Установлено, что при использовании в качестве катализатора нержавеющей стали продукты реакции содержат водород и газообразную двухатомную серу в виде S2. При этом сера не осаждается на металлическом катализаторе, а вместе с водородом и непрореагировавшим сероводородом поступает на сорбент серы, где она адсорбируется и выводится их газовой смеси. Газовая фаза после удаления газообразной серы, содержащая водород и сероводород, поступает в следующий по ходу газа модуль, где также происходят каталитическое разложение сероводорода с образованием водорода и газообразной серы и адсорбция серы сорбентом и так далее.

Учитывая, что константа равновесия реакции низкотемпературной каталитической конверсии сероводорода на водород и серу не превышает 15%, вывод из реакционной зоны одного из газообразных продуктов реакции, в частности, образующейся газообразной серы и использование 6-12 последовательно установленных модулей с катализатором и сорбентом серы обеспечивают степень конверсии сероводорода порядка 75-88 об. % и получение водорода, содержащего 12-25 об. % сероводорода. Очистка газовой смеси от сероводорода путем поглощения непрореагировавшего сероводорода раствором этаноламина позволяет получить чистый водород. При регенерации сорбента серы путем десорбции серы в токе азота при температуре 140-160°C получается жидкая сера.

Следует отметить, что получаемый водород, содержащий 12-25 об. % сероводорода, может быть использован непосредственно для производственных целей, например для гидроочистки нефтепродуктов от серосодержащих соединений. Кроме того, насыщенный серой сорбент серы можно использовать в качестве модифицирующей добавки, широко используемой при производстве асфальтобетонных изделий.

При увеличении количества модулей с катализатором и сорбентом серы в количестве более 12 степень конверсии сероводорода повышается незначительно, но при этом существенно увеличивается металлоемкость процесса. При уменьшении числа модулей менее 6 степень конверсии сероводорода снижается.

Использование стружки нержавеющей стали толщиной 0,1-0,2 мм и длиной 1,5-5,5 мм предотвращает загрязнение катализатора, что позволит проводить процесс низкотемпературного разложения сероводорода в непрерывном режиме. При этом уменьшение размеров стружек менее их нижних пределов приводит к удорожанию процесса их получения. Увеличение размеров стружек более их верхних пределов приводит к уменьшению удельной поверхности катализатора и снижению степени конверсии сероводорода.

При увеличении температуры процесса более 35°C степень конверсии сероводорода снижается. При температурах ниже 0°C показатели процесса практически не изменяются.

При проведении десорбции серы с сорбента серы при температуре 140-160°C обеспечиваются минимальные значения вязкости жидкой серы. Увеличение температуры десорбции серы выше 160°C или уменьшение ниже 140°C приводит к резкому увеличению вязкости жидкой серы и снижению степени десорбции серы (выхода серы).

Таким образом, в заявляемом способе предлагается сочетание низкотемпературного каталитического процесса разложения сероводорода на поверхности металлического катализатора и последующего удаления газообразной серы из объема образующихся продуктов реакции с многократным повторением процессов каталитического разложения сероводорода и адсорбции газообразной серы при последовательном пропускании газовой смеси через слои катализатора и сорбента серы.

В заявленном способе используются:

- нержавеющая сталь марок 12Х18Н10Т и 08Х18Н10Т по ГОСТ 5949-75;

- оксид алюминия модификации γ-Al2O3 по ГОСТ 23683-89;

- сероводород, полученный путем взаимодействия товарной серы с водородом при 400°C в присутствии сульфидных катализаторов.

Сущность изобретения описывается следующим примером.

Сероводород при температуре 0-35°C со скоростью 1 л/ч в течение 3-48 ч пропускают через слои катализатора и сорбента серы, загруженные в последовательно установленные модули. В качестве катализатора используют стружку нержавеющей стали толщиной 0,1-0,2 мм и длиной 1,5-5,5 мм, в качестве сорбента серы - γ-Al2O3. Образующуюся газовую смесь пропускают через раствор этаноламина для очистки водорода от сероводорода, раствор этаноламина регенерируют путем нагревания и десорбции сероводорода, регенерированный раствор возвращают на стадию очистки водорода от сероводорода, десорбированный сероводород возвращают на вход первого модуля. Количество модулей с катализатором и сорбентом серы составляет 6-12. Сорбент серы по мере насыщения серой выводят из системы, направляют на регенерацию для выделения элементарной серы. Десорбцию серы с сорбента серы осуществляют азотом при температуре 140-160°C. Регенерированный сорбент серы используют повторно для сорбции серы. Газовую смесь после последнего модуля перед поступлением на очистку от сероводорода анализируют на содержание водорода и сероводорода. Продуктами разложения сероводорода по предлагаемому способу является водород и сера.

Для сравнения проводили разложение сероводорода как в прототипе с использованием в качестве катализатора дисульфида молибдена MoS2 и стружки нержавеющей стали. Сероводород пропускали в течение 3 ч.

Показатели конверсии сероводорода в водород и серу приведены в таблице.

Как видно из таблицы, использование предлагаемого способа позволяет провести разложение сероводорода с получением водорода и серы в непрерывном режиме, повысить и обеспечить степень конверсии сероводорода более 75%.

В качестве сорбента серы также могут быть также использованы α-Al2O3, SiO2 или Сибунит.

Таким образом, реализация предлагаемого способа низкотемпературного разложения сероводорода с получением водорода и серы позволяет осуществить разложение сероводорода, не загрязняя катализатор, что позволит проводить процесс низкотемпературного разложения сероводорода в непрерывном режиме при низких температурах 0-35°C с получением газовой смеси водорода и сероводорода, содержащей 75-88 об. % водорода. После очистки газовой смеси от сероводорода получают товарный водород. При этом исключается необходимость периодических процессов реактивации и регенерации катализатора. Продуктами разложения сероводорода при реализации предлагаемого способа являются водород и сера. Степень десорбции серы в рекомендуемом диапазоне температур десорбции (140-160°C) составляет 86,9-90,9%.

1. Способ низкотемпературного разложения сероводорода с получением водорода и серы, включающий пропускание сероводорода через слой катализатора, отличающийся тем, что сероводород пропускают при температуре 0-35°C через слои катализатора и сорбента серы, загруженные в последовательно установленные модули, причем в качестве катализатора используют стружку нержавеющей стали толщиной 0,1-0,2 мм и длиной 1,5-5,5 мм, а количество модулей с катализатором и сорбентом серы составляет 6-12, при этом образующуюся в последнем модуле газовую смесь пропускают через раствор этаноламина для очистки водорода от остатков сероводорода с последующей десорбцией сероводорода из раствора этаноламина, а десорбцию серы с сорбента серы проводят азотом при температуре 140-160°C.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сорбента серы используют γ-Al2O3.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что десорбированный сероводород возвращают на вход первого модуля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к катализатору на носителе, предназначенному для селективного окисления соединений серы в остаточном газе от процесса Клауса или в потоках с эквивалентным содержанием элементарной серы или диоксида серы (SO2).

Изобретение относится к химической промышленности. Процесс диссоциации сероводорода на водород и серу проводят в плазме безэлектродного разряда при удельных энерговкладах в диапазоне 0,5-1,0 эВ/мол.

Изобретение может быть использовано в химической, нефтяной и газовой промышленности. Способ включает выработку серы из кислых газов, содержащих сероводород и двуокись углерода в двух каталитических реакторах, доочистку хвостового газа, напорную дегазацию выработанной серы в колонне дегазации с удалением из серы сероводорода с помощью подогретого отдувочного воздуха.

Изобретение может быть использовано в химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Способ утилизации кислых газов, содержащих H2S и NH3, с получением серы, включает переработку кислых газов, содержащих H2S, по методу Клауса с доочисткой хвостовых газов Клауса и сжиганием кислого газа, содержащего NH3, на установке производства H2SO4.

Изобретение относится к способу обработки серосодержащего газа и к катализатору гидрирования, используемому для этого. Описан катализатор гидрирования, который включает в качестве активного компонента оксид никеля, оксид кобальта, а также оксид молибдена или оксид вольфрама.

Изобретение относится к химической промышленности. Сероводород окисляют кислородом или воздухом при мольном соотношении кислород : сероводород, равном 0,5-5,0, в реакторе с неподвижным или кипящим слоем гетерогенного катализатора.

Изобретение относится к химической технологии. Сероводород окисляют кислородом или воздухом при мольном соотношении кислород:сероводород, равном 0,5-5,0, в реакторе с неподвижным или кипящим слоем гетерогенного катализатора.

Изобретение относится к нефтехимической и газовой промышленности и может быть использовано при освоении скважин на месторождениях природных углеводородных газов.
Изобретение относится к химической промышленности. Газовую смесь для сепарации высокосернистых компонентов газа подвергают процессу разделения, при котором образуется высокосернистый газ, содержащий диоксид углерода и соединения серы.

Изобретение относится к химической промышленности. Сероводород окисляют кислородом или воздухом на установке с неподвижным слоем гетерогенного катализатора на любом твердом пористом носителе при температуре 130-200°С и мольном соотношении кислород:сероводород 0,5-5.

Изобретение может быть использовано на предприятиях цветной металлургии. Для получения серы из отходящих металлургических газов, содержащих оксид серы (IV) SO2 и кислород О2, восстанавливают SO2 газом, содержащим монооксид углерода СО и водород Н2, в полом реакторе при температуре 1100-1350°С. Далее перерабатывают полученный восстановленный газ в каталитическом реакторе с алюмооксидным катализатором. В полый реактор при этом подают дополнительное количество газа, содержащего монооксид углерода и водород, и получают газ, содержащий сероводород H2S, карбонилсульфид COS, СО, воду, Н2 и непрореагировавший SO2. Полученный газ подают в конденсатор серы для ее конденсации, а затем на установку получения серы методом Клауса. Вышеуказанную температуру в полом реакторе поддерживают изменением расхода газа, содержащего монооксид углерода и водород. Перед подачей упомянутого восстановленного газа в каталитический реактор его охлаждают в котле-утилизаторе до температуры 350-450°С. Каталитическое восстановление SO2 газом, содержащим монооксид углерода и водород, проводят при объемной скорости 250-500 час-1 и температуре в слое катализатора 400-500°С. Изобретение позволяет повысить степень извлечения серы из газов и упростить процесс. 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к катализаторам (вариантам) для селективного окисления сероводорода в элементарную серу, включающим соединения железа и кислородсодержащие соединения неметалла. Катализатор дополнительно содержит силикаты и/или алюмосиликаты в количестве 1,0-40,0 мас. %, катализатор в качестве кислородсодержащих соединений неметалла содержит соединения фосфора и/или бора и имеет следующий состав, в пересчете на оксид, мас. %: Fe2O3 - 36,0-85,0, P2O5/B2O5 - 4,0-25,0, силикаты и/или алюмосиликаты - 1,0-40,0. Второй вариант катализатора дополнительно включает по крайней мере одно соединение металла, выбранного из группы: кобальт, марганец, цинк, хром, медь, никель, титан, молибден, вольфрам, ванадий в количестве 0,1-30,0 мас. %. Технический результат заключается в получении катализатора, который характеризуется оптимизированной текстурой: пониженным насыпным весом, повышенным объемом пор, средним диаметром пор и обеспечивает выход серы не менее 85% в интервале температур 180-300°C в многокомпонентных газовых смесях. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 5 табл., 6 пр.

Изобретение относится к очистке газов и может быть использовано для обессеривания газов различного происхождения, содержащих 0,3-15,0 об.% сероводорода: отходящих газов процесса Клауса, биогазов, природного происхождения, топливных, коксовых печей, выбросов химических производств. Процесс окисления сероводорода проводят путем пропускания газовой смеси, включающей сероводород и кислород, над катализатором. Катализатор имеет следующий состав, в пересчете на оксид, мас.%: Fe2O3 (36,0-85,0); P2O5/B2O5 (14,0-25,0), силикаты и/или алюмосиликаты (1,0-40,0). Дополнительно катализатор может содержать по крайней мере одно соединение металла, выбранного из группы: кобальт, марганец, цинк, хром, медь, никель, титан, молибден, вольфрам, ванадий, в пересчете на оксид 0,1-30,0 мас.%. Обеспечивается повышение эффективности процесса извлечения серы из газов различного происхождения за счет использования катализатора, характеризующегося малой чувствительностью к содержанию паров воды и к изменению соотношения O2/H2S, инертностью в отношении реакций глубокого окисления при температурах 200-400°С. 14 з.п. ф-лы, 7 табл., 7 пр.

Изобретение относится к химической промышленности. Описан способ получения элементарной серы из отходящих металлургических газов (ОМГ), содержащих оксид серы (IV) (SO2) и кислород, характеризующийся тем, что в нем используют природный газ (ПГ), используют каталитический реактор (КР), имеющий вход и выход, используют катализатор, размещенный внутри упомянутого КР, перед контактом с катализатором доводят температуру смеси ОМГ с ПГ (ГС) до 650-900°С, пропускают упомянутую ГС через слой упомянутого катализатора с получением восстановленного газа (ВГ), содержащего серу, сероводород (H2S), углерода оксид сульфид (COS), углерода оксид (II) (СО), водород (Н2) и непрореагировавший SO2 и перерабатывают упомянутый ВГ на серу методом Клауса. Технический результат заключается в том, что при доведении температуры газовой смеси, подаваемой на катализатор до 700-850°С, обеспечивается протекание реакции восстановления SO2 до элементарной серы непосредственно в слое катализатора при стационарной температуре слоя 900-1050°С, вследствие чего отпадает необходимость в остановках и периодическом нагреве/охлаждении. При этом появляется возможность варьировать состав и температуру ВГ посредством изменения содержания ПГ и кислорода в ГС. 8 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

Изобретение относится к способу утилизации кислых газов, содержащих сероводород и аммиак, по методу Клауса ниже точки росы, включающему термическую и каталитические стадии. Исходный кислый газ субстехиометрически сжигают в печи Клауса, полученное тепло утилизируют в котле-утилизаторе с последующим отделением жидкой серы в конденсаторе, а технологический газ, выходящий с термической стадии, подают на каталитическую стадию, где подогревают и пропускают по меньшей мере через два последовательно установленных реактора Клауса со встроенными теплообменниками для отвода тепла реакции Клауса, между элементами которых засыпан алюмооксидный катализатор. Реакторы работают циклически с периодическим переключением последовательности. Один из реакторов Клауса работает при температуре выше точки росы серы, а другой - при температуре ниже точки росы. Процесс ведут с использованием совмещенного каталитического реактора, установленного на входе на каталитическую стадию и включающего зону подогрева и каталитическую зону, где при температуре 300-350°C происходит гидролиз COS и CS2, и попеременно работающего в паре с каждым из реакторов Клауса, находящимся в режиме выше точки росы серы. Совмещенный каталитический реактор оснащен титанооксидным катализатором. В первом по ходу реакторе Клауса поддерживают градиент температур 300-250°C, выше точки серы, а во втором по ходу реакторе Клауса поддерживают градиент температур 155-115°C, при этом на входе температуру поддерживают выше точки росы серы не менее чем на 5°C, на выходе - ниже точки росы серы. Для повышения эффективности конденсации серы на катализаторе в каталитический реактор Клауса засыпается алюмооксидный катализатор разной пористости. В верхней части слоя алюмооксидного катализатора соотношение объема микропор и мезопор к объему ультрамакропор не превышает 5, а в нижней составляет более 10. Все это в целом обеспечивает повышение степени извлечения серы до 99,5-99,7%. 7 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к способу утилизации кислых газов, содержащих сероводород и аммиак, по методу Клауса ниже точки росы, включающему термическую и каталитические стадии. Исходный кислый газ субстехиометрически сжигают в печи Клауса, полученное тепло утилизируют в котле-утилизаторе с последующим отделением жидкой серы в конденсаторе, а технологический газ, выходящий с термической стадии, подают на каталитическую стадию, где подогревают и пропускают по меньшей мере через два последовательно установленных реактора Клауса со встроенными теплообменниками для отвода тепла реакции Клауса, между элементами которых засыпан алюмооксидный катализатор. Реакторы работают циклически с периодическим переключением последовательности. Один из реакторов Клауса работает при температуре выше точки росы серы, а другой - при температуре ниже точки росы. Процесс ведут с использованием совмещенного каталитического реактора, установленного на входе на каталитическую стадию и включающего зону подогрева и каталитическую зону, где при температуре 300-350°C происходит гидролиз COS и CS2, и попеременно работающего в паре с каждым из реакторов Клауса, находящимся в режиме выше точки росы серы. Совмещенный каталитический реактор оснащен титанооксидным катализатором. В первом по ходу реакторе Клауса поддерживают градиент температур 300-250°C, выше точки серы, а во втором по ходу реакторе Клауса поддерживают градиент температур 155-115°C, при этом на входе температуру поддерживают выше точки росы серы не менее чем на 5°C, на выходе - ниже точки росы серы. Для повышения эффективности конденсации серы на катализаторе в каталитический реактор Клауса засыпается алюмооксидный катализатор разной пористости. В верхней части слоя алюмооксидного катализатора соотношение объема микропор и мезопор к объему ультрамакропор не превышает 5, а в нижней составляет более 10. Все это в целом обеспечивает повышение степени извлечения серы до 99,5-99,7%. 7 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к очистке сероводородсодержащих углеводородных газов и может быть использовано в химической промышленности. Установка для процесса очистки сероводородсодержащих углеводородных газов от сероводорода с получением элементарной серы содержит реактор 1 прямого окисления сероводорода с катализатором, конденсатор серы 2, последовательный барботер 3, заполненный жидкой серой, промывную противоточную колонну 4. Изобретение позволяет обеспечить высокую степень непрерывной очистки сероводородсодержащих углеводородных газов от сероводорода. 1 ил., 2 табл., 6 пр.

Изобретение относится к очистке сероводородсодержащих углеводородных газов и может быть использовано в химической промышленности. Установка для процесса очистки сероводородсодержащих углеводородных газов от сероводорода с получением элементарной серы содержит реактор 1 прямого окисления сероводорода с катализатором, конденсатор серы 2, последовательный барботер 3, заполненный жидкой серой, промывную противоточную колонну 4. Изобретение позволяет обеспечить высокую степень непрерывной очистки сероводородсодержащих углеводородных газов от сероводорода. 1 ил., 2 табл., 6 пр.

Изобретение относится к способу удаления диоксида серы из отходящего газа плавильной печи, отходящему газу плавильной печи и металлургической установке, включающей плавильную печь. Способ включает обеспечение отходящего газа плавильной печи, отделение диоксида серы от отходящего газа с получением концентрированного диоксида серы и отходящего газа для выброса в атмосферу, смешивание концентрированного диоксида серы с топливным газом, нагревание полученной смеси топливного газа и диоксида серы путем сжигания топливного газа, содержащегося в смеси топливного газа и диоксида серы, с кислородом так, чтобы концентрированный диоксид серы и топливный газ вступали в реакцию с образованием смеси газообразных продуктов, содержащей серу и сероводород, и удаление большей части, предпочтительно по существу всей серы и по существу всего сероводорода из смеси газообразных продуктов, при этом оставшуюся смесь газообразных продуктов дожигают перед выбросом в атмосферу. Изобретение обеспечивает высокую эффективность извлечения серы, а также возможность использования оставшейся смеси газообразных продуктов, обеспечивая экономию топлива и отсутствие потерь серы. 6 н. и 20 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано при утилизации сероводорода в нефтяной, газовой, нефтеперерабатывающей промышленности и цветной металлургии. Управление процессом получения элементарной серы по методу Клауса, включающим термическую стадию и, по меньшей мере, одну стадию каталитической конверсии, осуществляют путем регулирования в режиме реального времени стехиометрического соотношения объема воздуха горения к объему кислого газа, поступающих на термическую стадию. Указанное регулирование проводят в зависимости от состава исходного кислого газа и отходящего газа процесса Клауса, за счет изменения расхода воздуха горения. Расход воздуха горения регулируют с использованием многопараметрической последовательной модели, рассчитанной для термической стадии и стадии каталитической конверсии при различных граничных условиях. Указанная многопараметрическая модель прогнозирует состояние информационно-измерительной и управляющей системы. Для построения модели проводят анализ физико-химических процессов и уравнений неравновесной термодинамики для обеих стадий. Рассчитывают концентрацию компонентов, давление и температуру общего потока технологического газа на выходе с термической стадии. Компонентами технологического газа на выходе термической стадии являются H2S, SO2, Н2О, О2, H2, СО, CO2, COS, CS2, S. Результаты расчетов используют в качестве входных данных для моделирования каталитической стадии. С учетом концентраций соединений серы в отходящих газах процесса Клауса строят функционал, входящий в критерий оптимизации управления процессом и определяющий его достижение. На его основании корректируют расход воздуха горения в режиме реального времени для достижения критерия оптимизации. При этом рассчитывают подачу основного и балансировочного воздуха горения. Изобретение позволяет повысить эффективность извлечения серы, осуществлять управление процессом в режиме реального времени. 5 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области газо- и нефтепереработки, а именно к способам разложения и утилизации сероводорода, и может применяться для производства водорода и серы из сероводорода. Способ включает пропускание сероводорода при температуре 0-35°C через слои катализатора и сорбента серы, загруженные в последовательно установленные модули. В качестве катализатора используют стружку нержавеющей стали толщиной 0,1-0,2 мм и длиной 1,5-5,5 мм, а количество модулей с катализатором и сорбентом серы составляет 6-12. Образующуюся в последнем модуле газовую смесь пропускают через раствор этаноламина для очистки водорода от остатков сероводорода с последующей десорбцией сероводорода из раствора этаноламина. Десорбцию серы с сорбента серы проводят азотом при температуре 140-160°C. Изобретение позволяет повысить степень конверсии сероводорода и предотвратить загрязнение катализатора. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Наверх