DE69711136T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid enthaltenden Gasen mit einer Schwefelentfernungsstufe mittels Kühlung von Abgasen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid enthaltenden Gasen mit einer Schwefelentfernungsstufe mittels Kühlung von Abgasen

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DE69711136T2
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    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/52—Hydrogen sulfide
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung eines gasförmigen Abstroms einer Claus-Einheit oder eines Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid enthaltenden Gases.
  • Sie betrifft insbesondere Abströme aus Claus-Einheiten, die insbesondere aus Hydrodesulfurierungs- und hydraulischen Crackeinheiten stammen. Sie betrifft auch die Reinigungsbehandlung von Erdgas.
  • Der Stand der Technik wird insbesondere erläutert durch die Patentanmeldungen FR-A-2 411 802 und FR-A- 2 336 163.
  • Das Claus-Verfahren wird in breitem Umfang verwendet, um elementaren Schwefel aus gasförmigem Schwefelwasserstoff (H&sub2;S) enthaltenden Chargen zu gewinnen. Die durch die Installationseinheiten vom Typ Claus abgegebenen Rauchgase umfassen, selbst nach mehreren katalytischen Stufen, nicht vernachlässigbare Mengen von sauren Gasen. Es ist dann notwendig, diese Abströme (Tail Gas) aus den Claus- Einheiten zu behandeln, um den größten Teil der toxischen Verbindungen zu eliminieren, derart, dass die Luftverunreinigungsnormen eingehalten werden. Diese Normen werden immer strenger und es ist notwendig, die existierende Technologie dauernd zu verbessern.
  • Beispielsweise ist bekannt, ausgehend von einer Claus-Einheit, etwa 95 Gew.-% vorhandenen Schwefels zu gewinnen; eine Behandlung dieses Abstroms aus der Claus-Einheit (durch eine Clauspol-Einheit beispielsweise) ermöglicht es, beispielsweise 99,8 Gew.-% gewonnenen Schwefels, ausgehend von der Reaktion zu erreichen:
  • 2 H&sub2;S + SO&sub2; 3 S + 2 H&sub2;O
  • welche ein Reaktionsmedium einsetzt, das durch ein organisches Lösungsmittel und einen Katalysator gebildet ist, der ein Alkalisalz oder Erdalkalisalz einer organischen Säure umfasst. Die Reaktion erfolgt im allgemeinen im Gegenstrom in einem Kontaktreaktor und ihre Temperatur wird durch Durchleiten des Lösungsmittels geregelt, das am unteren Ende des Reaktors durch eine Zirkulationspumpe in einen Wärmeaustauscher abgezogen wurde, derart, dass der höchste Umwandlungsgrad in Schwefel begünstigt wird und dabei die Bildung festen Schwefels verhindert wird. Der Schwefel wird also in flüssiger Form gewonnen. Obwohl sehr leistungsfähig, ist dieses Verfahren durch verschiedene Zwänge begrenzt:
  • - das thermodynamische Gleichgewicht der Reaktion ist derart, dass die Reaktion niemals komplett ist. Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid bleiben im Gleichgewicht mit dem Schwefel und dem gebildeten Wasser. Typischerweise entspricht die im H&sub2;S und SO&sub2; vorhandene Menge Schwefel, der nicht reagiert hat und den man im Reaktionsabstrom (Clauspol) wiederfindet, etwa 0,1% Schwefel gesamt der Anfangscharge der Claus-Einheit. Eine bessere Umwandlung kann in Betracht gezogen werden bei einer Arbeitstemperatur, die geringer ist, diese Temperatur soll aber oberhalb des Fließpunkts des Schwefels (etwa 120ºC) gehalten werden, es sei denn, der Reaktor würde durch festen Schwefel zugesetzt;
  • - das Vorhandensein im Kontaktreaktor nicht abgetrennten flüssigen Schwefels, der im Lösungsmittel und dem Katalysator, die beide zirkulieren, mitgerissen wird, und die man in den Kontaktreaktor rezykliert. Tatsächlich werden sämtliche Tröpfchen flüssigen Schwefels nicht vom Lösungsmittel getrennt und das Vorhandensein flüssigen Schwefels bringt unumkehrbar das Vorhandensein gasförmigen Schwefels im Abstrom mit sich, und zwar auf Grund der Dampfspannung des Schwefels. Beispielsweise liegt die Menge an nicht gewonnenem, der Dampfspannung zuzuschreibenden Schwefels bei etwa 0,1 Gew.-% der Anfangscharge.
  • Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu beheben.
  • Ein anderes Ziel besteht darin, den strengeren Normen im Kampf gegen die atmosphärische Verunreinigung durch schwefelhaltige Verbindungen Genüge zu tun.
  • Ein anderes Ziel besteht darin, existierende Installationen zu modifizieren, die über eine Claus-Einheit und eine Einheit zur Behandlung der Abströme aus dieser Einheit (Clauspol-Einheit) bei einem sehr geringen Preis verfügen.
  • Festgestellt hat man, indem man im wesentlichen den gesamten Schwefeldampf in den Abströmen der Gasbehandlungseinheiten und beispielsweise der Schwanzabströme aus den Claus-Einheiten eliminierte, dass man bis zu 99,9% Schwefel gesamt gewinnen und so die Menge an Schwefel minimieren konnte, die in die Atmosphäre bei der Verbrennung des Gases ausgestoßen wurde.
  • Genauer betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung eines Gases, das Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid enthält, bei welchem man in wenigstens einem Gas-Flüssigkeits-Kontaktreaktor das Gas mit einem organischen Lösungsmittel kontaktiert, welches einen Katalysator enthält und man einen gasförmigen Abstrom gewinnt, der Wasserdampf enthält, im wesentlichen keinen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid mehr, sondern Schwefel in Dampfform enthält.
  • Erfindungsgemäß kühlt man den gasförmigen Abstrom in Anwesenheit wenigstens eines organischen Lösungsmittels in wenigstens einer Kühlzone (7) derart, dass man eine Suspension von Schwefelkristallen in diesem Lösungsmittel erhält, trennt den Schwefel vom Lösungsmittel in wenigstens einer Trennzone (30) und gewinnt ein Wasser enthaltendes und im wesentlichen keinen Schwefeldampf mehr enthaltendes Gas sowie ein an Schwefel verarmtes Lösungsmittel, das man in die Kühlzone (7) rezykliert, sowie Schwefel (15), der aus dieser Trennzone stammt.
  • Das organische Lösungsmittel kann in unterschiedlicher Weise gekühlt werden:
  • - Gemäß einer ersten Variante, wenn das organische Lösungsmittel mit Wasser mischbar ist, kann es durch Wärmeaustausch in einem Wärmeaustauscher gekühlt werden, bevor es mit dem gasförmigen, zu reinigenden Abstrom durch einen Wasserzusatz bei einer Temperatur unterhalb der des organischen Lösungsmittels vermischt wird, dessen Verdampfungswärme beim Kontakt des gasförmigen Lösungsmittels es ermöglichen wird, die Temperatur des Gemischs oder durch eine Kombination der beiden oben genannten Stufen zu senken. Bevorzugt kühlt man durch Injektion von Wasser.
  • - Nach einer zweiten Variante, wenn das organische Lösungsmittel mit Wasser nicht mischbar ist, kann es in der gleichen Weise wie nach der ersten Variante gekühlt werden. Bevorzugt kühlt man durch Wärmeaustausch.
  • Die unterschiedlichen Typen von Lösungsmitteln können die folgenden sein:
  • - in der Kategorie im Wasser nicht lösbarer Lösungsmittel trifft man auf Kohlenwasserstoffe mit einer Siedetemperatur bei atmosphärischem Druck von über 200ºC, bevorzugt auf Dodekan, Tridekan, Naphtan mit Siedepunkten zwischen 225 und 335ºC.
  • - In der Kategorie der in Wasser löslichen Lösungsmittel mit einer Siedetemperatur bei atmosphärischem Druck oberhalb 200ºC, trifft man auf die Polyole mit 3 bis Kohlenstoffatomen und bevorzugt Glycerol, Thioglykol, Cyclohexan- Dimethylethanol, Estersäuren mit 5 bis 15 Kohlenstoffatomen und insbesondere Trimethylpentandiol-Monoisobutyrat und Dimethyladipat, Glykolether mit 5 bis 15 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise Butoxytriglykol, Ethoxytriglykol, Diethylenglykolbutylether, Ethylenglykol-Phenylether, Terpinolethylen-Glykolmonobenzylether, Ethylenglykol-Butylphenylether, Diethylenglykol, Diethylenglykol- Dimethylether, Dietheylenglykol-Dibutylether, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol- Dimethylether, Propylen-n-Butylether, Dipropylen-n-Butylether, Tripropylen-n- Butylether, Polyethylenglykol mit einem Molgewicht von 200, 300, 400 oder 600.
  • Der gasförmige Abstrom in Kontakt mit dem organischen, Wasser enthaltenden Lösungsmittel kann gekühlt werden auf eine Temperatur unter der Schmelztemperatur des Schwefels und bevorzugt zwischen 50ºC und 100ºC. Das Wasser trägt zu dieser Kühlung bei, da es zum Teil aus der Lösung in Kontakt mit dem heißen Gas verdampfen kann.
  • Während der Abkühlung verfestigt sich der Schwefel und nach einem anderen Merkmal der Erfindung wird das dreiphasische Gemisch aus Gas, festem Schwefel, organischem flüssigen Lösungsmittel auf eine Kontaktvorrichtung geschickt, wo die Flüssigkeit sämtliche Feststoffpartikel einfängt, die sich in Suspension befinden.
  • Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann der Schwefel vom Lösungsmittel getrennt werden, um in den Hauptkontaktreaktor in flüssiger Form rezykliert zu werden, nachdem er geschmolzen oder in einer minimalen Lösungsmenge rückgewonnen wurde.
  • Das an Schwefel verarmte, aus der Trennzone austretende Lösungsmittel kann in wenigstens einen Filter oder einen Hydrozyklon gegeben werden, um es wenigstens zum Teil von den Schwefelkristallen zu befreien, bevor es in die Kontaktierungs- und Kühlzone eingeführt wird.
  • Es ist vorteilhaft, die aus der Trennzone gewonnene Lösungsmittelphase in die Kühlzone zu rezyklieren.
  • Das Verfahren nach der Erfindung und seine Mittel zu seiner Durchsetzung können an Verfahren und an übliche Vorrichtungen zur Behandlung von gasförmigen Abströmen aus Claus-Einheiten angepasst werden.
  • So umfasst der Kontaktreaktor im allgemeinen einen Wärmeaustauscher oder äquivalente Heizmittel im unteren Teil und insbesondere in seiner Dekantierungszone. Hierin kann man wenigstens einen Teil des Schwefels einführen, der vom Lösungsmittel anlässlich der Trennstufe abgetrennt wurde und den flüssigen Schwefel aus dieser Dekantierungszone des Kontaktreaktors abziehen. Man kann so die existierenden Einheiten remodellieren.
  • Die am meisten verwendeten Lösungsmittel sind die Mono- oder Polyalkylenglykole, die Mono- oder Polyalkylenglykolester oder die Mono- oder Polyalkylenglykolether, wie sie beschrieben sind in den Patenten FR 2 115 721 (US 3 796 796), FR 2 122 674 und FR 2 138 371 (US 3 832 454), die hiermit inhaltlich voll aufgenommen sind.
  • Die Katalysatoren sind üblicherweise die, die in den gleichen Patentschriften beschrieben sind und insbesondere Alkalisalze von schwachen organischen Säuren wie Benzoesäure und Salicylsäure.
  • Nach einem Merkmal des Verfahrens kann man wenigstens zum Teil eine monophasische Lösung aus diesem organischen Lösungsmittel am unteren Teil des Kontaktreaktors (2) abziehen, man kühlt dann, um wenigstens einen Teil der eingesetzten Reaktionswärme im Kontaktreaktor zu eliminieren und man rezykliert es (1) in den Kontaktreaktor.
  • Die Realisierung des Verfahrens kann beispielsweise gemäß zweier Varianten in einem Vertikalreaktor durchgeführt werden:
  • - entweder führt man eine Kontaktierung des zu behandelnden Gases und des Lösungsmittels im Gleichstrom durch. In diesem Fall wird das zu behandelnde Gas am Kopf des Kontaktreaktors eingeführt, genauso wie das rezyklierte, aus einem seitlichen Abzug am unteren Teil des Reaktors stammende Lösungsmittel. Der gasförmige Abstrom wird auch seitlich oberhalb des zu rezyklierenden Lösungsmittels im unteren Teil des Reaktors abgezogen.
  • - oder man führt eine Kontaktierung des zu behandelnden Gases und des Lösungsmittels im Gegenstrom durch. In diesem Fall wird das zu behandelnde Gas seitlich am unteren Teil des Kontaktreaktors eingeführt, das Lösungsmittel stammt aus dem unteren Teil des Reaktors und wird seitlich zum oberen Teil rezykliert, der Schwefel wird am Boden des Reaktors gewonnen, während der gasförmige, zu kühlende Abstrom am Kopf abgesogen wird.
  • Man kann das Verfahren auch in einem Horizontal-Reaktor durchführen.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Behandlung eines Gases, das Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid enthält. Diese Vorrichtung umfasst einen Gas-Flüssigkeits-Kontaktreaktor, Mittel (3) zur Speisung mit zu behandelndem Gas sowie Mittel zur Speisung (1) mit organischem, einen Katalysator enthaltendem Lösungsmittel sowie Mittel zur Gewinnung des Schwefels (25) und Austrittsmittel (20) für einen gasförmigen Abstrom, der Schwefel in Dampfform enthält. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie wenigstens ein Kontaktierungs- und Kühlmittel (7) für den gasförmigen Abstrom umfasst, der einen dreiphasischen Abstrom liefert und über einen Eintritt verfügt, der mit Austrittsmitteln (20) für den Abstrom und mit Rezyklierungsmitteln (6,13) eines Kühl-Lösungsmittels verbunden ist, wobei Trenneinrichtungen (30) für diesen dreiphasischen Abstrom mit dem Kühlmittel verbunden und so ausgelegt sind, dass sie gereinigtes Gas vom Schwefel trennen und Mittel (17) zum Abziehen des gereinigten Gases aufweisen, Mittel (15) zum Abziehen des Schwefels und Mittel (14) zum Gewinnen des Lösungsmittels, die mit den Rezyklierungsmitteln (6,13) des Kühl-Lösungsmittels verbunden sind.
  • Unter einem Mittel zur Kontaktierung und Kühlung versteht man eine Kühlzone oder eine Kontaktvorrichtung, in die Abstrom und Lösungsmittel eingeführt werden, deren Temperatur unterhalb der des Abstroms liegt.
  • Nach einer Variante können die Rezyklierungsmittel für das Kühllösungsmittel einen Wärmeaustauscher umfassen, der so ausgelegt ist, dass er dieses Gemisch kühlt, bevor es mit dem gasförmigen, zu reinigenden Abstrom, der aus dem Kontaktreaktor stammt, kontaktiert wird.
  • Gemäß einer zweiten Variante können die Rezyklierungsmittel des Kühllösungsmittels eine Kaltwasserzusatzspeisung umfassen, das dazu beiträgt, das Lösungsmittel zu kühlen und können gegebenenfalls über einen Wärmeaustauscher verfügen.
  • Nach einem anderen Merkmal der Vorrichtung ist es vorteilhaft, am Austritt der Kühlzone Kontaktmittel für den Abstrom aus der Kühlzone mit einer Kontaktauskleidung anzuordnen, um die Überführung festen Schwefels in die flüssige Phase sicherzustellen.
  • Das organische Kühllösungsmittel, gekühlt durch Wärmeaustausch und/oder durch eine Wasserzugabe, kann noch in Suspension befindlichen Schwefel enthalten. Man kann ihn durch geeignete Trennmittel trennen (Filter oder Hydrocyclon beispielsweise, nicht dargestellt) und ihn gewinnen, während das entsättigte und gekühlte Lösungsmittel in die Kühlzone zum Kühlen des gasförmigen Abstroms rezykliert wird. Die Erfindung soll nun mit Bezug auf die folgenden Figuren näher erläutert werden, die in schematischer Weise mehrere Ausführungsformen des Verfahrens erläutern, unter denen
  • - Fig. 1 eine Vorrichtung zur Behandlung schwefelhaltiger Gase zeigt, insbesondere eine Kühlzone für den gasförmigen, Schwefel enthaltenden Abstrom, gefolgt von einer Trennzone für den Schwefel.
  • - Fig. 2 erläutert den Stand der Technik.
  • Gemäß Fig. 1 umfasst die Vorrichtung einen Gas-Flüssigkeits-Kontaktreaktor, bevorzugt von vertikaler Bauart, der vorzugsweise im Gegenstrom bei einer Temperatur von 120ºC beispielsweise arbeitet und zwei Auskleidungsbetten 2a und 2a' aus keramischem Material (Intalox-Sättel, oder Raschig-Ringe, beispielsweise) enthält.
  • Eine Leitung 3 speist seitlich mit einer schwefelhaltigen Charge, bei der es sich um einen Abstrom aus einer Claus-Einheit beispielsweise handelt, den unteren Teil des Kontaktreaktors unter der Auskleidung, während eine Leitung 1 seitlich in den oberen Teil oberhalb der Auskleidung eine rezyklierte Lösungsmittellösung aus Polyethylenglykol 400 beispielsweise und Katalysator, beispielsweise Natriumsalicylat einführt.
  • Das gereinigte, im allgemeinen 300 ppm Schwefeldampf und Wasserdampf enthaltende Gas wird gegen den oberen Teil des Kontaktreaktors über eine Leitung 20 abgezogen.
  • Dieser Abstrom 20 aus dem Kontaktreaktor wird durch ein Gemisch einer glykolhaltigen Lösung gekühlt, das gleiche Lösungsmittel PEG 400 beispielsweise, das aus einer Leitung 14, die mit einer Pumpe 13 versehen ist und unter Zugabe von über eine Leitung 16 zugeführtem Wasser stammt. Der Abstrom 20 kann auch durch Kontakt mit dem Lösungsmittel (PEG 400) gekühlt werden, der seinerseits durch einen Wärmeaustauscher gekühlt ist. Das Gemisch wird über eine Leitung 6 in einen Kühlkontaktreaktor 7 eingeführt, wo das bis zum Gleichgewicht verdampfte Wasser für die Kühlung des gasförmigen Abstroms bei 95ºC beispielsweise sorgt. Der Schwefeldampf geht in festen Zustand in die glykolhaltige Lösung über, die bereits schwefelgesättigt ist. Der Übergang des Schwefels in die flüssige Phase erfolgt also in der Multifunktions-Kontaktvorrichtung 7, welche ausreichende Kontaktcharakteristiken hat. Dieser Kontakt kann jedoch dadurch verbessert werden, indem über eine Leitung 8 Abstrom aus der Kontaktvorrichtung des Kühlers in eine andere Kontaktvorrichtung geht, die eine geeignete Kontaktmasse Intalox-Sättel beispielsweise umfasst. Die Kontaktvorrichtungen 7 und 9 können in einer einzigen Kontaktvorrichtung vereinigt werden.
  • Der Abstrom der Kontaktvorrichtung 9 wird über eine Leitung 10 in einen dreiphasigen Separator 30 gegeben, wo die vollständige Trennung des Gases 11 und der Flüssigkeit 12 und die partielle Trennung des festen Schwefels und der Flüssigkeit stattfinden. Das gereinigte Gas wird am Kopf des Separators 30 über eine Leitung 17 abgezogen. Eine Phase reich an Schwefel, die eine geringe Menge Lösungsmittel enthält, wird am Boden des dreiphasigen Separators 30 abgezogen und über eine Leitung 15 und eine Pumpe 15a zum unteren Ende des Kontaktreaktors 2 gegeben, um hierin bei 125ºC in etwa geschmolzen zu werden. Eine Leitung 25 zieht den gesamten geschmolzenen Schwefel am Boden des Reaktors ab.
  • Man zieht im übrigen am Boden des Reaktors 2 wenigstens einen Teil einer monophasischen Lösung aus Lösungsmittel und Katalysator über eine Leitung 4 ab, die man über eine Pumpe 5 seitlich in den oberen Teil des Kontaktreaktors der Leitung 1 rezykliert, nachdem sie über einen Wärmeaustauscher 19 gekühlt wurde. Nach einer nicht dargestellten Variante enthält das Lösungsmittel, nachdem es gekühlt wurde, Schwefel in Suspension, den man in einem Hydrocyclon trennt, und das an Schwefel so verarmte Lösungsmittel wird in die Kühlzone 7 gegeben zur Kühlung des gasförmigen Abstroms 20 eingeführt.
  • Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu begrenzen.
    • Beispiel 1 (Fig. 2), Vergleich:
  • Man führt über eine Leitung 3 ein Schwanzgas aus einer Claus-Einheit ein, dessen Durchsatz bei 12 300 Nm³/h liegt, und zwar in einen vertikalen Kontaktreaktor, der aus einer Kolonne 2 besteht, die die zwei Füllkörperbetten 2a und 2a' enthält und man kontaktiert ihn bei 125ºC mit einem organischen Lösungsmittel, das einen über eine Leitung 1 eingeführten löslichen Katalysator enthält. Die nach Beispiel 1 verwendete Auskleidung wird gebildet aus zwei Sättelbetten ("Intalox" aus Keramik mit einer spezifischen Oberfläche von 250 m²/m³) und mit der Eigenschaft, die geringen Mengen an Natriumsalzen, die sich während der Reaktion gebildet haben, zurückzuhalten.
  • Das verwendete organische Lösungsmittel ist ein Polyethylenglykol mit einer molekularen Masse von 400, und beim löslichen Katalysator handelt es sich um Natriumsalicylat mit einer Konzentration von 100 Millimol/kg Lösungsmittel.
  • Das Lösungsmittel wird zwischen dem Boden und dem Kopf des Reaktors über die Leitungen 4 und 1 bei einem Durchsatz von 500 m³/h dank der Zirkulationspumpe 5 über einen Temperaturaustauscher 19 rezykliert, der hinsichtlich Temperatur geregelt und gesteuert wird durch ein Mess-/Regelsystem 30 und 31a, welches es ermöglicht, heißes Wasser von 80ºC in den Austauscher über die Leitung 32 einzuführen und es über die Leitung 32a abzuziehen. Die Temperatur des rezyklierten Lösungsmittels liegt bei 123ºC.
  • Das gereinigte Gas tritt aus dem Reaktor über die Leitung 20 aus. Der gebildete Schwefel wird am Boden des Reaktors dekantiert und über die Leitung 25 mit 332 kg/h abgezogen.
  • Die Zusammensetzungen der Gase am Eintritt und Austritt der Einheit sind in der nachstehenden Tabelle gegeben.
  • Sv* = Schwefeldampf + blasenförmiger Schwefel
  • Die Ausbeute an schwefelhaltigen Verbindungen im Reaktor ist gleich:
  • Die Ausbeute der gesamten Claus-Einheit, die 94% Ausbeute + Endeinheit nach dem Stand der Technik darstellt, ist gleich:
    • Beispiel 2 (Fig. 1):
  • Man verwendet den Reaktor des Beispiels 1, der 2 Betten aus Intalox-Sätteln aus Keramik enthält, um den Kontakt zwischen dem Schwanzgas der Claus-Einheit mit dem gleichen Lösungsmittel, das den gleichen löslichen Katalysator enthält, zu realisieren.
  • Man führt bei gleichem Durchsatz (12 300 Nm³/h) über die Leitung 3 das Claus- Schwanzgas in den Reaktor und über die Leitung 1 das Lösungsmittel ein, welches den Katalysator enthält, und zwar mit 500 m³/h, dank der Pumpe 5, wobei die Temperatur des Lösungsmittels auf 125ºC durch den Austauscher 19 gehalten wird.
  • Der gasförmige Abstrom des Reaktors wird mit einem Gemisch aus glykolhaltiger Lösung-Kaltwasserzusatz vermischt, der über die Leitung 16 eingeführt wird und zwar in einen Kühlkontakter 7, wo das bis zum Gleichgewicht verdampfte Wasser für die Kühlung des gasförmigen Abstroms bei 95 sorgt. Der Schwefeldampf geht in den festen Zustand im Apparat 7 über.
  • Der Übergang des Schwefels in die flüssige Phase, bei der es sich um eine bereits an Schwefel gesättigte glycolhaltige Lösung handelt, erfolgt im Apparat 9, der eine Kontaktmasse enthält, die aus Intalox-Sätteln besteht.
  • Der aus dem Kontaktapparat 9 stammende Abstrom wird in den Dreiphasen- Separator 30 gegeben, wo die Trennungen von Gas und Flüssigkeit und von festem Schwefel und Flüssigkeit stattfinden.
  • Die an Schwefel reiche Phase wird in den Trenn- und Schmelzabschnitt des Kontaktreaktors bei 125ºC gegeben, wo sie gewonnen und geschmolzen wird und wo sie sich mit der Produktion des Hauptreaktors vereinigt.
  • Die Zusammensetzung der Eintritts- und Austrittsgase der Einheit sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
  • Die Ausbeute an schwefelhaltigen Verbindungen im Reaktor ist gleich:
  • Die Ausbeute der Claus-Einheit, die 94% aus Ausbeute + Endeinheit realisiert, ist gleich:

Claims (16)

1. Verfahren zur Behandlung eines Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid enthaltenden Gases, bei dem man in wenigstens einem Gas-Flüssig- Kontaktreaktor (2) das Gas (3) mit einem organischen Lösungsmittel (1) in Kontakt bringt, das den Katalysator enthält, man getrennt vom Kontaktreaktor flüssigen Schwefel und einen Gasabstrom (20) gewinnt, der Wasserdampf enthält und im wesentlichen keinen Schwefelwasserstoff und kein Schwefeldioxid mehr enthält, sondern dampfförmigen Schwefel (20) enthält, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der Gasabstrom (20) in Gegenwart wenigstens eines organischen Lösungsmittels in wenigstens einer Kühlzone (7) derart gekühlt wird, dass eine Schwefelkristallsuspension im Lösungsmittel erhalten wird, man den Schwefel vom Lösungsmittel in wenigstens einer Trennzone (30) trennt und man ein Wasser enthaltendes und im wesentlichen keinen Schwefeldampf mehr enthaltendes Gas, ein an Schwefel verarmtes Lösungsmittel, das in die Kühlzone (7) rezykliert wird und Schwefel (15) gewinnt, der von der Trennzone kommt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das organische Kühllösungsmittel durch Austausch in einem Wärmetauscher (40) gekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das organische Kühllösungsmittel durch einen Wasserzusatz (16) auf eine Temperatur unterhalb jener des organischen Lösungsmittels gekühlt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gasabstrom auf die Schmelztemperatur des Schwefels und vorzugsweise auf eine Temperatur von 50 bis 100ºC gekühlt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schwefel von der Trennzone (30) in einer minimalen Lösungsmittelmenge abgezogen wird, er in Suspension zum Boden des Kontaktreaktors (2) rezykliert wird und man den flüssigen Schwefel gewinnt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das an Schwefel verarmte Lösungsmittel, das aus der Trennzone (30) austritt in wenigstens einen Filter oder einem Hydrozyklon eingeführt wird, um es wenigstens teilweise von Schwefelkristallen zu befreien, bevor es in die Kühlzone (7) eingeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei wenigstens ein Teil einer monophasischen Lösung dieses organischen Lösungsmittels vom unteren Teil des Kontaktreaktors (2) abgezogen wird, dieser derart gekühlt wird, dass ein Teil wenigstens der in dem Kontaktreaktor eingesetzten Reaktionswärme entfernt wird, und dieser (1) in den Kontaktreaktor rezykliert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das organische Lösungsmittel und das organische Kühllösungsmittel ein gleiches Lösungsmittel sind.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das organische Kühllösungsmittel durch Wärmeaustausch und/oder durch einen Wasserzusatz gekühlt wird, der Schwefel in Suspension enthält, der Schwefel vom organischen Kühllösungsmittels getrennt wird und der Gasabstrom (20) durch das an Schwefel verarmte Lösungsmittel gekühlt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gemäß dem es in einer, einen Gas-Flüssig-Kontaktreaktor (2), Mittel (3) zur Versorgung mit zu behandelndem Gas und Mitteln (1) zur Versorgung mit organischem, Katalysator enthaltendem Lösungsmittel, Mittel zur Schwefelgewinnung (25) und Mitteln (20) zum Austritt eines schwefelhaltigen Gasabstroms in Dampfform am oberen Teil des Reaktors umfassenden Vorrichtung eingesetzt wird, wobei die Vorrichtung im übrigen wenigstens ein Mittel (7) zur Kontaktierung und Kühlung des Gasabstroms umfasst, das einen triphasischen Abstrom liefert und mit dem Eingang der Mittel (20) zum Austritt des Gasabstroms und Mitteln (6, 13) zur Rezyklierung eines Kühllösungsmittels verbunden ist, Mittel (30) zur Trennung des triphasischen Abstroms, die mit dem Mittel zur Kühlung verbunden und zur Trennung des von Schwefel gereinigten Gases ausgelegt sind, und Mittel (17) zum Abziehen des gereinigten Gases, Mittel (15) zum Abziehen des Schwefels und Mittel (14) zur Gewinnung des Lösungsmittels umfasst, die mit den Mitteln (6, 13) zur Rezyklierung des Kühllösungsmittels verbunden sind.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Mittel zur Rezyklierung des Kühllösungsmittels einen zur Kühlung des Lösungsmittels ausgelegten Wärmetauscher (40) umfassen.
12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Mittel zur Rezyklierung des Lösungsmittel-Wasser-Gemischs eine Versorgung mit Zusatzwasser (16) umfassen.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei wenigstens ein Kontaktreaktor (9) zwischen die Kühlmittel (7) und die Trennmittel (30) zwischengeschaltet ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei der Kontaktreaktor (2) am unteren Teil ein Mittel (4) zum Abziehen einer momophasischen Lösung und Mittel (19) zur Temperaturregelung der Lösung aufweist, die einem Wärmetauscher zugeordnet und mit dem Mittel (4) zum Abziehen der Lösung und den Mitteln (1) zum Rezyklieren der monophasischen Lösung in den Kontaktreaktor verbunden sind.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Mittel (15) zum Abziehen des Schwefels mit dem unteren Teil des Kontaktreaktors verbunden sind.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei ein Mittel zur Trennung des Schwefels in Suspension zwischen dem Wärmetauscher (40) und/oder dem Wasserzusatz (16) und dem Mittel (7) zur Kontaktierung und Kühlung eingefügt ist.
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