Способ получения серы из газов

 

Оп ИСАНЙЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик

1281

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.06.80 (21) 2978281/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл."

С О) В 17104

Гееударствеиинй кенитет (53) УДК 661.217 (088.8) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 17.07.82

h0 делан иэобретеиий и еткрнтий (72) Авторы изобретения

Н. Г. Вилесов, Т. М. Грищенко, С. Л. Зальцман и В. И. Калько с

Институт газа AH Украинской СС . (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРЫ ИЗ ГАЗОВ

Изобретение относится к способам получения серы из газов, содержащих SO<, и может быть использовано для очистки газов и утилизации серы в нефтегазовой, металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Известен способ получения серы из сернистых газов с низкой концентрацией SOz (0,3 — 2,0%) путем абсорбции его водным раствором соли щелочного металла или аммония с последующим восстановлением насыщенного абсорбента Н Sивыделение,м серы отстаиванием, флотацией, нагреванием восстановленного сорбента в автоклавах или испарением с последующей конденсацией серы (1).

Известен также способ получения серы из слабоконцентрированных сернистых газов путем поглошения SO>, водным раствором сульфида аммония с получением раствора бисульфита аммония и восстановлением последнего сероводородом. Образующаяся сера выделяется нагреванием восстановленного раствора в автоклавах (2).

Недостатками этих способов являются затруднения, возникающие при организации взаимодействия относительно небольших ко2 личеств восстановительного газа (сероводорода) с относительно большим количеством насыщенного поглотительного раствора на стадии его восстановления. Операция восстановления осушествляется при барботаже дозируемых количеств сероводородного газа через слой насыщенного раствора. При этом требуется длительное время (до 20 мин) для осуществления операции восстановления и большие емкости барботажных аппаратов. о

Однако поскольку время контакта на операции восстановления лимитируется временем всплывания пузырьков газа, часть восстановительного газа не успевает прореагировать и это приводит к снижению степени использования восстановительного газа, что в конечном счете снижает степень очистки исходного газа и выход целевого продукта— элементарной серы.

Цель изобретения — увеличение выхода целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения серы из газов, содержащих сернистый ангидрид, путем абсорбции его водным поглотительным раствором с последующим во становлением поглощенной двуокиси серы контактированием с

941281 сероводородсодержащим газом и отделением образующейся при этом серы, насыщенный двуокисью серы поглотительный раствор делят на два потока, один из которых в количестве 30- — 60 вес.% подвергают контактированию со всем количеством сероводородсодержащего газа, необходимого для восстановления всей двуокиси серы, содержащейся в двух частях поглотительного раствора, после чего восстановленную часть поглотителыюго раствора смешивают с невосстановленной частью.

Процесс осуществляется следующим образом.

Сернистые газы, содержащие сернистый ангидрид, промывают в скруббере водным раствором средней соли сернистой кислоты и щелочного металла или аммония или водным раствором любого другого поглотительного материала. Сорбция сернистого ангидрида протекает по реакции

SOз+ SQ+H2О = 2HSO

Стекающий из скруббера насыщенный поглотительный раствор делится на две части.

Часть раствора в количестве 30 — 60 вес% подвергают контактированию с сероводородом или газом, содержащим сероводород, в 25 трубчатом реакторе змеевикового типа. На один моль сернистого ангидрида, сорбированного в скруббере, подак>т 2 моля сероводорода или с некоторым избытком. Восстановление в рубчатом реакторе протекает по реакции зо

2HSO>+21-I2S — — 3. : >.SO>+ÇH,О

В процессе восстановления используется способность водных погло гительныx pacT воров, насыщенных сернистым ангидридом, после их восстановления сероводородом с образованием серы и сульфита поглощать дополнительные количества сероводорода с образованием тиосульфата

80 +Н25 = 520з +2Н

Далее восстановленную часть насыщенного поглотительного раствора смешивают в циркуляционной емкости с оставшейся невосстановленной частью насыщенного поглотительного раствора, в результате чего образуется элементарная сера и сульфит

2HSO)+2S2O)+4Н = 3S+3SO "3H20.

С образованием сульфита в растворе гроис ходит восстановление поглотительной cfII>4 собности раствора. Скорость восстановления высокая и процесс может осуществляться непосредственно в циркуляционной емкости поглотительного скруббера, не требует специального аппаратурного оформления. al это осуществляется в известных способах.

Образовавшаяся сера выделяется фл;тацией или отстаиванием, нагреванием восстановленного раствора в автоклавах или испарением восстановленного раствора с .1ь следующей конденсацией серы.

Пример 1. Отходящие сернистые газы., содержащие около 1% сернистого ангидрида промывают в насадочной абсорбционнои колонне диаметром 180 мм и высотой 2500 мм, заполненной фарфоровыми кольцами Рашига !5х15 мм при общей высоте слоя иасап>;.: в колонне 1500 мм, водным раствором сульфита аммония с концентрацией 0,2 моль на литр, имеющим температуру 55 — 60 С, ко r> рый подают на орошение колонны при помо щи центробежного насоса из циркуляционной емкости объемом 50 литров.

70% поглотительного раствора, стекающего из колонны, подают при помощи центр1>бежного насоса в инжекторное устройство, где смешивают с сероводородным газом, после чего образующаяся газожидкос-ная смесь взаимодействует в трубчатом акторе -.ìååвикового типа с диаметром -.,бки 4 мм и длиной 20 м.

Далее восстановленный сероводородом раствор смешивают с оставшейся частьк>

11иркуляционного поглотительного раствора, стекающего из колонны, и подают в циркуляционную емкость, где завершаются реакции с образованием элементарной серы. Образовавшуюся серу отделяют флотацией.

Примерь1 2 — б. Процесс осуществлялся так же, как и в примере 1, лишь количество раствора, направляемого из абсорбционной колонны на восстановление в трубчатый реактор, составляет соответственно 60, 50, 40, 30 и 25 вес%.

Результаты экспериментов приведены в таблице.

Как видно из таблицы, оптимальные значения степени использования восстановителя и выхода серы соответствуют количеств, раствора, подаваемого на BoccTaHQBëeíèå, в пределах 30 — 60 /О.

Предлагаемый способ дает возмo l-:o< ть увеличить общую степень извлечения серы из газо;. «ia 2,8 >>;, а кроме того, сокращает врем я рс ГCIIt 1>a .1ии на сы щсн1101 о llоглотител е н оI î раствора.

941281

Сорбция

КоличестСтепень Степень исполь- извлечеВосстановление во раствора, на.правляемого на восОпыт

СодерСодержание !!гав

Расход газа, нм /ч

Расход газа, нм /ч ни я серы, 3 зования сероводорода,3 жание

S0, становление, 3

1 98 096 01256

70

3 98 0 98 0 251

50

98,2

99,1

6 98 0,96 0,260

92.2 94,8

75

Формула изобретения

За

Составитель Л. Громов

Редактор В. Бобков Техред А. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 4747/2 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

2 97 0 96 0,249 76

4 98 0,96 0,258 7/>

5 96 099 0260 75

Способ получения серы из газов, содержащих сернистый ангидрид, путем абсорбции его водным поглотительным раствором с последующим восстановлением поглощенНоН двуокиси серы контактированием с сероводородсодержащим газом и отделением образующейся при этом серы, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, насыщенный двуокисью серы поглотительный раствор делят на два потока, один из которых в количестве 30—

60 вес.% подвергают контактированию со всем количеством сероводородсодержаще96,8 98,1

98,5 99,2

98,3 99 P

98,6 99,3 го газа. необходимого для восстановления всей двуокиси серы, содержащейся в двух частях поглотительного раствора, после чего восстановленную часть поглотительного раствора смешивают с невосстановленной частью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вилесов Н. Г. и др. 11олхченис серы из отходящи. газов жидкофазными способами, М.. ЦНИИЦветмет экономики и информации, ! 979. вып. 8, с. 68.

2. Патент Франции Х 2254360, кл. С 01 В 1?/04, 1978.