Способ получения элементарнойсеры

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ CVIO

Союз Советских

Соцналнстнческмх

Ресвублнк

«ij81 2705 (61) Дополнительное к авт. саид-ау (Я)М. кл.з

С 01 В 17/04 (22) Заявлено 280579 (23} 2772176 f23-26 с присоединением.заявки ЙоГосударственный комнтет

СССР ао делам нзобретеннй.я открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 15.0381, Бюллетень N9 10

Дата опубликования описания 15.0 381 (53) УДК 661.213 (088.8) (72) Авторы изобретения

С.М. Голянд, Ю.Н. Бродский, В.И. Лазар и B.tO. Николаев (71) Заявитель

Быииэтт- в (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ СЕРЫ

Изобретение относится к получению элементарной серы из сероводородсодержащих газов и может быть использовано для переработки сероводородсодержащих .газов, получающихся при очистке горючих газов от сероводородае

Основным методом переработки таких 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 H1 S- SO - Н10- S1 и не превьааает

92-96Ъ вследствие обратимого взаимодействия паров серы и воды 351+4Н10 4Н 5 +501, что обуславливает остаточное содержание в газах H >S > 1, 5%;

SO > 0,75%. Отходящие газы, содержащие И 5, 50

Недостатком этого способа является невысокий выход серы и соответственно большие выбросы 501 в атмбсферу °

Для повышения выхода серы применяют дополнительные стадии процесса, которые проводят при более низких температурах с применением твердого катализатор-адсорбента или в жидкой 30 фазе прн температурах, близких к температуре плавления серы. Но эти способы требуют применения дорогостоящих реагентов и значительно усложняют и удорожают производство серы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности ss достигае- . мому результату является способ получения элементарной серы, заключающийся в том, что исходный сероводородсодержащий газ сжигают с недостатком воздуха до 50>, а затем непрореагировавший Ня5 направляют на каталитические стуйени с дополнительным колическом воздуха. При этом реакционные газы после первой каталитической ступени подвергают охлаждению до 130160 С с выделением целевого продукта (2) .

Недостатком этого метода является то, что ои не позволяет получить выход серы свйае 97% из-.за, наличия в реакционных газах высокого содержания паров воды (25-30%).

Цель изобретения - повьтаение выхода серы и соответственно уменыаение выбросов 50< в атмосферу.

Поставленная цель достигается тем, что в методе, включающем сжигание исходного газа с недостатком кислоро812705

Ф

Пок аз ат ели

2,15

49000

52200

76500

140

73500

140

2,67

0,33

15,2

30iO

1,04

0,52

14 у 5

30,0

5,0

2,5

5,0

2,5

93 да 20-30% от стехиометрии, двухступенчатое каталитическое взаимодействие сероводорода с полученной двуокисью серы, из парогазовой смеси после второй ступени катализа выделя.:.ют пары всды охпаждением до 5-40" С с последующим введением в нее воздуха

5 в количестве, достаточном для.полного окисления сероводорода до элементарной серы.

Нижний предел температуры определяется технической возможностью охлаждения парогазовой смеси водой, «охлажденной до 0-3 С. Верхний предел определяется значительным снижением скорости процесса вследствие быстрого нарастания парциального давления паров воды при дальнейшем повышении температуры.

На чертеже представлена схема предлагаемого процесса.

Схема включает термическую сту- 20 пень 1 и две каталитические ступени, стадию 2 охлаждения, дополнительную каталитическую ступень 3, стадию 4 отделения серы, стадию 5 испарения конденсата воды, фильтр 6 с активиро- р ванным углем для улавливания парообразной и капельной серы.

Способ осуществляют следукщим образом.

Первая стадия процесса - термичес- кая ступень проводится в котле-утилизаторе, снабженном топкой, в которую подается исходный сероводородный газ и воздух при соотнсшении .более двух, эа счет чего достигается минимальная концентрация двуокиси серы в газе после второй каталитической ступени. По выходу из котла-утилизатора газ охлаждается до 140-150 С для конденсации серы, образованной в термической ступени. дальнейшЕе каталитическое вэа- 40

:Отношение Н S/О при поступлении воздуха в термическую ступень

Количество воздуха, поступившего в термическую ступень, нм >/ч

Объем газов после второй каталитической ступени, нм /ч

Температура газов,, С о

Состав газов, об.Ъ

S02, С 02

Капельная и парообраэная сера, г/нм 3 в том. числе капельная -"Выход серы (сконденсированной), ъ 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 5О

40 С в поверхностном холодильнике.

При охлаждении газов водой происходит поглощение SO < и Н 5, в водном растворе они взаимодействуют с образованием конечных продуктов. Минимальная концентрация SO< 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 S р последующим дожигом остаточных сернистых соединений.

Пример. Переработке по вышеописанной схеме подвергают газ, содержащий 63,5Ъ H

812705

Продолжение таблицы

Способ

Показ атели

Известный Предлагаемый

Количебтвб тепла для охлаждения, г .за от 140 С до 40 С,, Тыс. ккал/ч

Количество циркулирующей воды Колйчество циркулирующей воды для охлаждения газов. при перепаде воды .70 C-35=35 C, м /ч

Количество конденснрованной воды при охлаждении газа от 140 до 40", кг/ч .

Количество сернистых соединений, уловленных водой при охлаждении газов (в пересчете на серу) в том числе:

502

H2S капельная сера

Количество воздуха, добавляемого в газ, поступающий, на дополнительную каталитическую ступень, нм /ч

Общий объем газов, поступающих в дополнительную каталитическую ступень, нм 3/ч

Состав газов, об.Ъ нг о

С02 н о

Сера парообразная, г/нм

Ъ

Степень конверсии, Ъ

Объем газов после дополнительной каталитической. ступени (после конденсации.серы) нм /ч 57400

Температура газов, С 130

Состав газов, об.Ъ

Н25

02

С02

Н20

Парообразная и капельиая се« ра, г/нм 3 4

Общий выход серы (сконденсированной), Ъ 93. 99

Общий выход серы (скоиденсированной), кг/ч 29300

Выбросы серы в атмосферу, кг/ч 2100

БыброСы серы в атмос ер

10000

300

14500

185

3500

58000

2,4

1,3

19,1

6,6

2,5

0,12

0,12

19,3

6,8

31070

ЗЗ0

Ф у в виде, кг/ч 4200 660

Таким образом предлагаемый метод )Клауса, включающий сжигание исходиопозволяет увеличить общий выход серы . го газа с недостатком кислорода 20до 994, тем саьым сократить выбросы 305 от стехиометрии, двухступенчатое сернистого ангидрида в 5-7 раз против 40 каталитическое взаимодействие серовоизвестного процесса. дорода с полученной двуокисью серы, Формула ормула изобретения промежуточное выделение целевого продукта после кажцой стадии охпаждеСпособ получения элементарной се- нием парогазовой смеси до 130-160 С, ры из сероводородных газов методом 45 отличающийся тем. что

812705

Составитель Л. Тевярова

Техред Т.Маточка Корректор В, сутяга

Редактор И. Дылын

Заказ 669/25 Тираж 505 - ПОдписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. 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 последукицим введением в нее воздуха в количестве, достаточном для полного окисления остаточного сероводорода до элементарной серы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. егоpos Н.Н. и др.. Очистка от серы коксовального и других газов.

N. Иуталлургиздат, 1960, с. 293294.

2. Авторское свидетельство СССР

9 239262, кл. С 01 в 17/04, 1966.