CS196095B1 - Způsob rafinace nečisté síry, získané z procesu odsíření plynů - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu rafinace nečisté síry, získané z procesu odsíření plynů.

Síra získaná z procesu odsíření generátorového plynu je znečištěna olejovými a dehtovými podíly v množství závislém na způsobu a intenzitě prováděného čištění vstupujícího generátorového plynu do zařízení pro vlastní odsíření. Charakteristika znečistění je v tomto případě odpovídající charakteristice zplyňovaného uhlí a vlastní technologii zplyňování. Dosud známé způsoby jak čištění plynu, tak i vlastní rafinace získané síry jsou svými výsledky neuspokojivé. Z hlediska čištění plynu nebylo dosaženo takové kvality, aby síra odpadající z procesu byla zužitkovatelná.

Z tohoto důvodu se hledá řešení ve vlastní rafinaci síry vystupující z procesu odsíření. Dosud prováděné běžně známé způsoby úpravy síry znečištěné dehtem a olejem, odpadající především při odsíření generátorového plynu, jako je tavení a filtrace, se ukázaly jako neúčelné, protpže síra pří tavení pění a tvoří velké množství tuhého koksovitého zbytku s vysokým obsahem arsenu. Tento tuhý zbytek, jehož je přibližně jedna třetina celkového množství síry, nelze obvyklým způsobem deponovat na skládce, protože obsahuje značnou část arsenu v rozpustné formě.

Byly také navrženy způsoby úpravy síry pomocí různých rozpustidel, jimiž se síra převede do roztoku za horka a ochlazením se vyloučí v relativně čisté formě. Mezi nejvýhodnější rozpustidla patří např. topná nafta a xylen. Při orientačních zkouškách se však projevily značné nedostatky těchto rozpustidel, které vyplývají především z jejich fyzikálních vlastností a které spočívají v tom, že vysoký bod varu těchto rozpustidel /nafta až 270 °C, xylen 141 °C/ způsobuje, že část rozpustidel zůstává i při teplotě vhodné k tavení síry v ní vázána a po ochlazení se ještě dlouhou dobu uvolňuje} platí to zejména o naftě, xylen pro svou značnou afinitu k síře v ní zůstává zčásti vázán a způsobuje lepkavost krystalů; při rozpouštění se sirná pasta /obsahující 50 až 60 % vody/ nesmící a přechází do roztoku teprve tehdy, az se veškerá voda vypaří; při tom soli arsenu a sodíku zůstávají v roztoku síry ve formě práškovité a je nutno je oddělovat filtrací, jejíž úspěch závisí na tom, v jak jemné suspenzi se v roztoku nacházejí; část síry spolu s dehtem se však nerozpustí a tvoří tzv. strusku, jak je to obvyklé u běžných způsobů; obě rozpouštědla jsou hořlavá, manipulace s nimi je tedy spojena vždy s nebezpečím výbuchu a požáru, zejména při teplotách tavené síry; platné předpisy pro stavbu zařízení na úpravu síry pomocí rozpustidel jsou náročné na prostor a zvyšují výrob ní náklady zařízení.

Nejen tyto ekonomické problémy, ale zejména hořlavost a výbušnost uvedených rozpustidel činí použití této technologie velmi problematickým.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob rafinace nečisté síry podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se nečistá síra, získaná z procesu odsíření plynů, rozpustí při teplotách převyšujících bod tání síry, při teplotách 119 °C’až 180 C, s výhodou pří teplotách 135 až 155 C a pří tlaku 0,2 až 0,8 MPa, s výhodou 0,3 až 0,6 MPa, za použití perch1o rety1énu jako rozpustidla v množství 0,3 až 5 litrů, s výhodou 0,8 až 2 litry na každý kg sirné pasty s 50% vlhkostí.

Způsob rafinace nečisté síry podle vynálezu má zejména ty výhody, že perchloetylén je rozpustídlo absolutně nehořlavé, chemicky netečné, o vysoké měrné váza /cca 1,6 kilogramu/litr_7 s nízkou teplotou varu /121 °C/; tyto vlastnosti umožňují, že roztok síry má velkou měrnou hmotu a rychle se odlučuje od vody; dále je možné vydestilovat za atmosférických tlakových podmínek a optimální viskozity síry veškeré rozpustidloj není nutno odpařovat veškerou vodu, ale postačí jí vyhřát při odpovídajícím tlaku na potřebnou teplotu i času potřebného k tavení; ve srovnání

-•s výše uvedenými rozpustidly /nafta, xylen/ je toto rozpustídlo těžší a rozpouštěním síry /spec. váha cca 2/ jeho měrná váha ještě stoupá, takže se snadno odděluje od vody; to je výhodné zejména z toho důvodu, že u lehčích rozpustidel o měrné váze cca 0,8 /např. nafta, xylen/ se rozpouštěním síry měrná hustota blíží hodnotě vody a tudíž se Špatně a dlouho od ní odlučuje; proto je možné pří použití perchloretylénu jako rozpustidla provádět způsob rafinace nečisté síry podle vynálezu na malém zařízení, event. s kontinuální funkcí a v důsledku toho dosíci úspory provozního času, prostoru, investičních a provozních nákladů; je univerzální pro jakýkoliv druh síry; vzhledem k tomu, že rozpustídlo, popřípadě roztok síry v rozpustídle, je těžší než voda, usazuje se ve spodní Části nádoby, proto je možné použít část zařízení k provádění způsobu rafinace síry podle vynálezu i pro tavení síry, to znamená pro provoz bez rozpustidla, a to až po výstup z usazovací nádoby, který by nebyl zaústěn do expandéru a krystali zátoru , ale přímo do zásobníku tavené síry; tento způsob provozu není možný u jiných rozpustidel lehčích než voda; umožňuje pro rafinaci sirý· používat rozpustídlo v množství podstatně menším, než je zapotřebí k dosažení nasyceného roztoku.

Toto podkritické množství rozpustidla, aplikované při teplotách nad bodem tání síry, slouží v podstatě pouze k tomu, aby se dehtovité látky rozpustily a snížilo se povrchové napětí ve styku s dehtem znečistěné síry a vody při bodu tání síry, kdy se tvoří blány polymerních látek, bránících odloučení síry a vody. Při fázi ochlazení, pak slouží přítomné rozpustídlo k Čerpatelnosti vzniklé břečky krystalů síry a rozpustidla.

ha připojeném výkresu je znázorněno stručné technologické schéma způsobu rafinace nečisté síry jako jedno z řešení způsobu podle vynálezu.

Sirná pasta se dopravuje do nádrže _1_, v níž se zředí na čerpatelnou hustotu, čerpadlo 2_ nasává suspenzi z nádrže _t_ spolu s příslušným množstvím rozpouštědla dopravovaným čerpadlem 1 6. V ohřívači 3. se směs síry, vody a rozpouštědla ohřeje na teplotu 135 až 145 °C. Této teplotě odpovídající tlak par vody a rozpouštědla 0,3 aŽ 1,5 MPa je vyvozován čerpadlem 2. a regulačními ventily Ί_ a 1 9. Filtr 4 zachycuje nerozpustné podíly a v děliči 5 je směs rozdělí, přičemž vodní fáze oochází horem přes filtr 18 , ventil 1 9 do expanzní kolony 20 . Spodem děliče 5_ odchází síra s rozpustidlera pres filtr _6 a ventil T_ do expanzní kolony 8_, v níž se odpaří část rozpustidla a tyto páry vystupují do chladiče 17 a regenerované rozpustídlo je čerpadlem '1 6 znovu dopravováno do Čerpadla 2_. Síra a zbytek rozpustidla, v němž jsou koncentrovány dehtovité látky, prochází chladičem 9, břečka krystalů je od rozpustidla oddělována v nádrži 10 /filtrací, odstřelováním ap./, načež jsou čisté krystaly přetaveny v nádrži 11 . Sira zbavená rozpustidla je přes filtr 12 vedena do zásobní nádrže 13 k expedici. Uvolněné rozpustídlo z'* nádrže 11 přichází do chladiče 1 7 . Znečištěné rozpustídlo, obsahující prakticky veškerý dehet ze síry a malý podíl rozpuštěné síry, se v destilační koloně 14 rovněž regeneruje, přičemž páry rozpusfidla vstupují do chladiče 17 a zbývající odpadající dehet je odváděn spodem vývodem 15♦

Voda, oddělená ze síry v děliči 5_, se v expanzní koloně 20 částečně odpaří, páry odcházejí do chladiče 2 1 , z něhož odtéká kondenzát do nádrže _1_ k úpravě síry. Zahuštěná voda, obsahující látky používané v procesu odsíření, je odváděna vývodem 22 zpět do technologického procesu. Pro případ, že bude zpracovávána síra /např. dočasně/ bez použití rozpustidla, tj. přímým tavením, bude po oddělení síry od vody v děliči 5 sirná tavenina odváděna přes filtr 6 přímo do zásobní nádrže 13 k expedici. Tato možnost je na výkrese vyznačena čárkovaným spojením.

Orientační zkoušky, které byly provedeny k ověření výsledku způsobu podle vynálezu, ukázaly, že se popsaným způsobem dá získat téměř veškerá síra v čisté, použitelné formě při potřebě rozpustidla cca 1,5 litru na 1 kilogram sirné pasty. Je také předností, že převážná většina arsenu přejde do vodní fáze, kterou je možno vrátit do procesu, struska je od roztoku síry oddělena, v roztoku síry se objevuje nepodstatné množství nerozpustného zbytku ve velkých vločkách, který je tudíž snadno fi 11rovatelný,

Přínos vynálezu spočívá v použitelnosti získané síry z odsíření generátorového plynu, tedy v jejím efektivním využití, a ve srovnání s již známými způsoby rafinace ve značných úsporách jak investičních nákladů, tak i vlastních provozních nákladů.

Způsob podle vynálezu je dále použitelný pro rafinaci síry odpadající z odsíření jakýchkoliv plynů při prakticky libovolně použité metodě odsiřování.

Příklad provedení způsobu

Do extrakčního zařízení bylo vneseno 500 kg sirné pasty s obsahem 44,75 % sušiny /tj. 223,75 kg sušiny/. Surová síra obsahovala 0,73 % As a 7,48 % organických látek /dehtu/. K pastě bylo přidáno 750 litrů perch1orety1énu a směs se po ohřátí na teplotu 145 °C pri tlaku 0,5 MPa rozdělila na dvě kapalné fáze. Spodní fáze obsahovala roztavenou rozpuštěnou síru v perchloretylénu, horní fáze byla voda.

Filtrací se získalo z vodní fáze 17,8 kilogramů nerozpustného zbytku s obsahem 5,9 Z As, vody po expanzi na normální tlak zkondenzovalo 17,6 litrů bez arsenu, zbývající voda byla analyzována a zjištěn obsah 1 560 mg/1. Této vody bylo 251 litrů.

Po filtraci roztavené a rozpuštěné síry v pechloretylénu byly získány 4 kg zbytku /s obsahem 5 % As/. Po expanzi na atmosférický tlak vydestilovalo 21,4 kg perchloretylénu a po ochlazení zbývajícího roztoku se získala směs sirných krystalů a rozpustidla. Po filtraci této směsi bylo zjištěno, že krystalky síry obsahují méně než 0,001 %

As. Této Čisté síry se získalo 198 kg, což je 88,7 % původní surové síry.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   VYNÁLEZU

   Způsob rafinace nečisté síry, získané z procesu odsíření plynů obsahujících sirovodík, jako je například generátorový plyn, rozpouštěním při teplotách 119 °C až 180 °C a při tlaku 0,2 až 0,8 MPa, vyznačený tím, že jako rozpustidla lénu v množství 0,3 0,8 až 2 litry na kg vlhkostí, e použije perchloretyž 5 litrů, s výhodou sirné pasty s 50%ní