Способ очистки газа от сероводорода

 

ОП ИСАНИВ

И 306РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические .Республик (i i) 929182 (6 I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 03.09.8т1 (2l ) 2978355/23-26 с присоединением заявки М (5! )М. Кл.

В 01 Э 53/14 йвудврстееняый комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 23.05.82. Бюллетень Мlg яо Мелам язабретений н открытнй (53) УЛК 66.074. .371 (088.8.) Дата опубликования Описания 25 0)5 8 ) (72) Автор изобретения

N. Ю. Андржеевский (Восточный научно-исспедоватепьский угпехимический -институт (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОДА

Изобретение относится к способам жидкофазной окиспитепьной очистки газов от сероводорода и удапенню поспед» него в виде элементарной серы и может быть использовано дпя очистки газа, содержащего сероводород ипи смесь его с другими газами — азотом, водородом, двуокисью угперода, окисью углерода, газообразными углеводородами.

Известен способ очистки газов от сероводорода путем окисления его до элементарной серы при контактировании газа с водным щелочным раствором, со держащим в качестве катапиэатора 1,4нафтахинон-2-су пьфокнспоту (1).

Однако вследствие невысокой сепективности процесса часть сероводорода окиспяется до тиосупьфата и сульфата, что требует сооружения специапьных установок дпя утилизации стоков.

Известен также способ очистки газов и непопярных жидкостей от сероводорода путем окисления сероводорода до эпементарной серы контактированнем газа с водным щепочным раствором (рН 7,0), содержащем в качестве катапизатора динатровую сопь антрахинондисупьфокиспоты (АДСК) в количестве до 0,5 вес.% (0,0122 мопь/п), сопь пятивапентного ва5 надия в копичестве от 0,001 до 0,05 мопь/п и/ипи сопи других метаппов жепеэа, меди, марганца, хрома, никеля, кобальта в копичестве от 0,001 до 0,01 мопь/п. то

Ванадий предпочтитепьно испопьзуют в присутствии хепатообразующего агента, такого как растворимая соль винной ипи этипендиаминтетрауксусной кислоты, в копичестве, достаточном дпя предотвра15 щения выпадения в осадок, в присутствии гидросупьфида, соединения четырехвапентного ванадия.

Погпотитепьный раствор имеет рН выше 7,0, предпочтительно 8,R-9,2. Про цесс проводят при комнатной ипи повытпенной температуре и при атмосферном ипи повышенном давлении.

Абсорбированный погцотЪтепьным раствором сероводород диссоциирует на

50

3 9291 гидросульфид-ион, которь|й окиспяется солями вышеуказанных металлов. Регенерация сопи метаппа осуществляется продувкой раствора воздухом или киспородом в пРисУтствии АДСК После регенерации раствор возвращается на повторное испопьзование (2).

Однако этот способ, попучивший широкое распространение в промышценности, имеет невысокую сепективность процесса I0 по сере. Недостатком известного способа является также бопьшой расход погпотитепьного раствора, что объясняется низкой поглотительной емкостью его по серевод ороду. 15

Пень изобретения — повышение селективности процесса по сере и погпотитепьной емкости раствора.

Поставпенная цель достигается тем, что рН погпотитепьного раствора поддер- 20 живают в интервапе 4,1-7,0 предпочтитепьно 5,9-6,8.

Кроме того,. при проведении процесса концентрацию АДСК в растворе поддерживают равной 0,06-0,2 мопь/и (2,47- 25

8,24 вес.%), концентрацию соли метаппа

0,06-0,2 мопь/и, мопьное соотношение компонентов катализатора выбирается иэ инервала АДСК: соль металпа равным

1.1 4;1, 30

Использование дпя контактирования с газом кислых и нейтрапьных погпотительных растворов, имеющих рН в интервапе 4,1-7,0, позволяет изменить механизм процесса. При рН раствора

7,0 побочные продукты - пописупьфиды практически не образуются. Сероводород при переходе из газовой фазы в жидкую не диссоциирует на гидросупьфид-ион, а связывается в комплекс с катализатором. 40 это позвопяет проводить процесс без образования побочных продуктов. Однако при рН ниже 5,9 регенерация катализатора замедляется и при рН ниже 4, 1 про-. вести регенерацию погпотитепьного растворе простой продувкой воздухом не удается, Поэтому значение рН поглотительного раствора пучше поддерживать равным 4,1-7,0. увепичения расхода поглотительного раствора.

При укаэанных усповиях проведения процесса важное значение дпя очистки. газа имеет .соотношение компонентов катализатора. Оно берется равным АДСК: сопь метаппа 1: 1 - 4: 1 (мольное соотношение). Еспи испоцьзовать катапизатор с мольным соотношением меньше единицы, то после взаимодействия с сероводородом катапиэатор образует нерастворимый осадок. Это ведет к эагряэI нению попучаемой серы и бопьшим потерям катапизатора.

При мольном соотношении компонентов катапизатора бопьше четырех процесс абсорбции и регенерации резко эамедпяется, что ведет к увепичению количества погпотительного раствора, и, спедовательно, к увепичению обьема аппаратуры.

Пример l. Через раствор, содержащий 0,1 мопь/л АДСК, 0,1 мопь/и метаванадата натрия и .0,1 моль/л лимонной кислоты, пропускают 312 мп сероводородного газа (содержание Н 5 =

= 96 об.%).

Обьем раствора 25 0 мл, р Н 5, 9, тем- пература 40 С, количество абсорбировано

1 ного сероводорода, 1,7 г/и.

Степень очистки газа от сероводорода

99,99о, селективность 100%. Время регенерации катализатора 10 мин.

Пример 2. Опыт проводят по примеру 1, но рН поглотитепьного раство» ра равно 4,1.

Степень очистки газа от сероводорода

99,9%, селективность 100%. Время регенерации катализатора 80 мин.

Пример .3. Опыт проводят по примеру 1, нд рН погпотительного раствора равно 3.,8.

Степень очистки газа от сероводорода

99,9%, сепективность 100%. Катапизатор не регенерируется.

Пример 4. Опыт проводят по примеру 1, но.рН раствора равно 7,0. Степень очистки газа от сероводорода 99,9%, сепективность 98%. Время регенерации катапизатора .10 мин.

Увепичение концентрации катапизатора до указанных пределов объясняется необходимостью сокращения обьема погпотитепьного раствора. Испопьзовать погпотитепьные растворы с концентрацией 55 ниже 0,06 монь/л нецелесообразно из-за снижения погпотительной емкости растворов по сероводороду, и следоватепьно, Пример 5. Опыт проводят по примеру 1, но рН раствора равен 7,4, Степень очистки газа от сероводорода

99,99о, сецективность 95%. Время регенерации катапизатора 10 мин.

Пример 6 . Опыт проводят по примеру 1, но содержание АДСК в рас5 920 творе О, 2 монь/ и, метаванадата О, 2 мольl и, лимонной кислоты 0,2 моль/п.

Объем раствора 125 мп.

Степень очистки газа от сероводорода

99,9%, сепективность 100%. Время ре- 5 генерации 10 мин.

Пример 7. Опыт проводят по примеру 1, но содержание АДСК в растворе

0,04 моль/л,метаванацата 0,04 моль/л, лимонной кислоты 0,04 моль/л. : о

Объем раствора 625,0мп.

Степень очистки газа от сероводорода

99,9%, сепективность 100%. Время регене рации катацизатора 10 мин.

Пример 8. Опыт проводят по примеру 1, но очищаемый газ состоит из 2 об.% H S и 98об.% СО . Через раствор пропущено 14976 мп газа.

Степень очистки газа от сероводорода 99%, сепективность 100%. Время ре- 20 генерации 10 мин.

Пример 9. Опыт проводят по йримеру 1, но очищаемый газ состоит

10об.% Н S, 60об.% CO и 30об.%Й .

Через раствор пропущено 2995 мп газа. 5 Пример 10. Опыт проводят по примеру 6, но концентрация метаванадата натрия 0,1 моля/п, концентрация лимонной кислоты 0,1 моля/п.

Объем раствора 126 мп.. ЗО

Степень очистки газа от сероводорода

99,9%, сепективность 100%. Время регенерации катализатора 10 мин.

Использование предлагаемого способа жидкофазной окиспитепьной очистки серо- З водорсцосодержащих газов обеспечивает по сравнению с известными способами . следующие преимущества: снижение содержания побочных продуктов B погпоти тельном растворе, что упрощает утипиэа цию стоков и увеличивает срок службы катализатора; возможность увеличить концентрацию абсорбированного сероводорск а в растворе до 3,4гlп, что позволит сократить объем погпотитепьного раствора, и, спедоватепьно, уменьшить объем аппаратуры; воэможность очищать концентрированный сероводородный гаэ, что улучшит экономику процесса и будет способствовать охране окружающей среды.

Формула изобретения

1. Способ очистки газа от сероводорода путем его окисления до элементарной серы контактированием с воднъни щелочным раствором, содержащим смесь сони антрахинондисупьфокиспоты и соли металла, с последующим вьщепением полученной серы и регенерацией отработанного раствора и возвратом его s цикл,,î т и ич а ю m и и с я тем, что, с цепью повъппения сепективности процесса и погпотитепьной емкости раствора, KDHTBKTRpo ванне ведут при рН 4,1-7,0.

2, Способ по п. 1, о т п и ч а юm и и сятем,,что концентрация антрахинондисупьфокиспоты и сопи металла в растворе поддерживают равными 0,060,2 моль/и.

Источники инфор ащии, принятые во внимание при экспертизе

1. Коупь A. и Ризенфепьд Ф. Очистка газа. М;, 1965, с. 22 -225.

2. Там же, с. 218-221 (прототип), С;оставитепь Е. Корниенко

Редактор B. Иванова Техред Т.Маточка Корректор Ю. Макаренко

Заказ 3348/8 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4