DEP0053852DA - Verfahren zur Aufarbeitung von schwefelwasserstoff- haltigen Gasen - Google Patents
Verfahren zur Aufarbeitung von schwefelwasserstoff- haltigen GasenInfo
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Description
Im Claus-Ofen wird bekanntlich Schwefelwasserstoff mit Schwefeldioxyd zu Elementarschwefel umgesetzt, wobei das für die Reaktion notwendige SO(sub)2 durch vorherige Teilverbrennung des Schwefelwasserstoffes, die z.B. in dem Feuerungsraum eines Dampfkessels erfolgen kann, erhalten wird. Diese Teilverbrennung wird entsprechend der im Claus-Ofen durchzuführenden Umsatzgleichung
so geleitet, dass etwa ein Drittel des vorlaufenden Schwefelwasserstoffes verbrannt wird, wobei das in den Claus-Ofen einzuführende Gemisch entsteht. Der anfallende Schwefeldampf wird in der Regel in einem indirekten Kühler unter Dampferzeugung kondensiert, während man das verbleibende Endgas, das noch bis zu ca. 3 Vol.% H(sub)2S und SO(sub)2 enthält, bisher ungenutzt in die Luft entweichen liess.
Nach der Erfindung wird aus den aus dem Claus-Ofen austretenden Gasen nach Abscheidung des Schwefels, gegebenenfalls nach Verbrennung des noch darin enthaltenen Schwefelwasserstoffes mit überschüssiger Luft, das Schwefeldioxyd nach dem Sulfidinverfahren, z.B. mit Xylidin oder ähnlichen Basen bezw. deren
Gemischen, absorbiert. Das in der Xylidinlösung oder dergl. angereicherte Schwefeldioxyd wird weiter erfindungsgemäss durch Erhitzen in Form eines 100 %igen Gases ausgetrieben und entweder verflüssigt oder ganz oder teilweise in den Claus-Ofen zurückgeführt.
Als schwefelwasserstoffhaltiges Ausgangsgas für die Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung kann beispielsweise der bei der Destillation oder beim Kracken von Oelen anfallende Schwefelsauerstoff verwendet werden, der bisher entweder auf Schwefelsäure oder auch in bekannter Weise in einem Claus-Ofen auf Elementarschwefel verarbeitet wurde. Dieser Schwefelwasserstoff kann entweder in der oben geschilderten Weise teilverbrannt werden, es ist aber auch erfindungsgemäss möglich, die für die Durchführung der Reaktion im Claus-Ofen notwendige SO(sub)2-Komponente anderen Quellen zu entnehmen. So kann man beispielsweise die beim Verbrennen von Abfallschwefelsäuren, Säureteer oder dergl. anfallenden schwefeldioxdhaltigen Gase nach dem Verfahren gemäss der Erfindung nutzbar machen. Bekanntlich wird bei der Raffination von Erdöl das Rohöl mit konzentrierter Schwefelsäure behandelt, um die ungesättigten und teerartigen Verbindungen oder dergl. zu entfernen. Dabei entstehen Sulfosäuren teerartigen Charakters, welche wechselnde Mengen Schwefelsäure enthalten. Ein Teil davon, der gewöhnlich als Säureharz bezeichnet wird, ist zähflüssig und bei normaler Temperatur von asphaltähnlicher Konsistenz. Diese Harze, die verhältnismässig viel organische Substanz,
z.B. 30-40 % und mehr enthalten, werden zweckmässigerweise durch Verbrennen beseitigt, wobei der Heizwert der organischen Substanz zur Dampferzeugung ausgenutzt wird. Die dünnflüssigen Fraktionen, welche als Säureteer oder Abfallschwefelsäuren bezeichnet werden, und die etwa 70-80 % und mehr Schwefelsäure enthalten, geben beim Verbrennen ein Schwefeldioxydgas mit so hoher Konzentration, dass es bisher gewöhnlich auf Schwefelsäure verarbeitet wurde.
Je nach den Mengenverhältnissen, in denen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxyd aus z.B. Abfallprodukten zur Verfügung stehen, kann man ausser auf Elementarschwefel noch auf flüssiges Schwefeldioxyd oder Schwefelsäure hinarbeiten. Das Verfahren ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn man bei gegebener Schwefelwasserstoffmenge auf Elementarschwefel hinarbeiten will, da bei dem Verfahren gemäss der Erfindung nicht nur der aus dem Schwefelwasserstoff stammende Schwefel, sondern auch die entsprechende Menge Schwefel der Abfallsäure als Elementarschwefel gewonnen werden kann, während bei den bekannten Verfahren maximal nur so viel Elementarschwefel gewonnen werden konnte, als in Form von Schwefelwasserstoff zur Verfügung stand.
Andererseits bietet das Verfahren gemäss der Erfindung auch die Möglichkeit, neben Elementarschwefel noch flüssiges Schwefeldioxyd zu gewinnen. In diesem Fall arbeitet man mit einem Ueberschuss an Schwefeldioxyd im Claus-Ofen und gewinnt konzentrisches Schwefeldioxyd in der Sulfidinanlage.
Man kann auch, wenn eine grössere Schwefeldioxydproduktion neben Elementarschwefel erwünscht ist, die schwefelwasserstoffhaltigen Gase gegebenenrfalls nach teilweiser Verbrennung und, gegebenenfalls mit zusätzlichem Schwefeldioxyd, z.B. aus der Säurereduktion der Erdölaufbereitung, im Claus-Ofen umsetzen und das Endgas, gegebenenfalls nach weiterem Zusatz von Schwefeldioxyd z.B. aus der Säurereduktion oder Erdölaufbereitung und nach Verbrennung des noch darin enthaltenen Schwefelwasserstoffes mit Xylidin absorbieren. Aus dem anfallenden 100 %igen Schwefeldioxyd kann je nach Bedarf ein entsprechender Anteil in 100 %iger verflüssigter Form abgezogen und für andere Zwecke, z.B. für die Raffination nach Edeleanu zur Verfügung gestellt werden.
Wird dem Claus-Ofen weniger Schwefeldioxyd zugeführt, als für die vollständige Umsetzung des Schwefelwasserstoffes erforderlich ist, so wird das Endgas entsprechend schwefelwasserstoffreicher. Bei der Nachverbrennung wird der Schwefelwasserstoff in Schwefeldioxyd übergeführt und nach Durchgang durch die Sulfidinanlage in konzentrischer Form gewonnen.
Falls es erwünscht ist, neben Elementarschwefel Schwefelsäure herzustellen, können die Abgase des Claus-Ofens einem Teil der z.B. von der Säureverbrennung kommenden Gase zugeführt und mit diesen auf Säure verarbeitet werden.
Die Kombination z.B. der Säureverbrennung mit dem Claus-Ofenbetrieb bietet also die Möglichkeit, je nach Bedarf Schwefel, schweflige Säure oder Schwefelsäure herzustellen.
Die verschiedenen Möglichkeiten seien an Hand der Abbildung und einiger Beispiele erläutert:
Die Abbildung zeigt schematisch die verschiedenen Möglichkeiten der Führung des erfindungsgemässen Verfahrens. In dem Claus-Ofen gelangen die schwefelwasserstoffhaltigen Gase a gegebenenfalls nach teilweiser Verbrennung unter einem Dampfkessel D. Der gebildete Schwefel wird im Kondensator K niedergeschlagen und bei b abgezogen. Die in dem Gas noch enthaltenen Schwefelverbindungen werden in der Nachverbrennung N zu Schwefeldioxyd oxydiert und dieses in der Sulfidinanlage S angereichert. Aus ihr kann es bei c in flüssiger Form gewonnen oder als Gas z.T. oder gänzlich in den Prozess vor dem Claus-Ofen C zurückgeführt werden.
Z.B. Abfallsäure d wird in einem Spaltofen T zu Schwefeldioxyd reduziert und dieses Gas kann nach Kühl- und Feinreinigung R an verschiedenen Stellen in den Claus-Ofenprozess eingeführt werden. Man kann es beispielsweise durch die Leitung 1 dem schwefelwasserstoffhaltigen Gas vor dem Claus-Ofen C zusetzen und dadurch ihm das für die Umsetzung zu Schwefel erforderliche Schwefeldioxyd oder einen Teil desselben zuführen.
Andererseits kann man es such durch die Leitung 2 den Abgasen des Claus-Ofenprozesses nach Abscheidung des Schwefels zumischen und dadurch die Schwefeldioxydprodukte in der Sulfidinanlage S erhöhen.
Andererseits kann man die Aufarbeitung von schwefelwasserstoffhaltigem Gas und von z.B. Abfallsäure auch noch in der Weise miteinander verbinden, dass man durch die Leitung 3 das aus der Nachverbrennung N des Claus-Ofenprozesses kommende Endgas ganz oder zum Teil mit den Spaltofengasen vereinigt und nach Kühl- und Feinreinigung in einer Schwefelsäureanlage H auf Schwefelsäure aufarbeitet, die bei e abgezogen werden kann.
Beispiel 1:
Abfallschwefelsäure wird in einem Spaltofen zu Schwefeldioxyd reduziert. Die darin enthaltenen Verunreinigungen wie Wasserdampf und Staub werden durch Kühlung in einem Waschturm und durch Feinreinigung in einem Elektrofilter entfernt und das gereinigte Schwefeldioxydgas in einem Claus-Ofen mit Schwefelwasserstoff, beispielsweise aus der Oeldestillation, umgesetzt. Nach Abscheidung des Schwefels wird das verbleibende Endgas, welches ca. 3 Vol.% H(sub)2S und SO(sub)2 enthält, mit Luftüberschuss verbrannt und das entstehende Schwefeldioxyd in einer Sulfidinanlage, beispielsweise mit Hilfe von Xylindin, absorbiert und auf 100 %iges Schwefeldioxydgas angereichert. Dieses Schwefeldioxyd kann beispielsweise verflüssigt und/oder in den Prozess zurückgeführt werden. Das Endgas enthält dann nur noch etwa 0.05 % SO(sub)2.
Beispiel 2:
Konzentrierter Schwefelwasserstoff auf der Destillation von Erdöl wird in dem Feuerungsraum eines Dampfkessels zu einem Drittel verbrannt, das verbleibende Gemisch aus Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxyd in einem Claus-Ofen zu Elementarschwefel umgesetzt und dieser in einem indirekten Kühler unter Dampferzeugung kondensiert. Das verbleibende Endgas, welches etwa 3 Vol.% H(sub)2S und SO(sub)2 enthält, wird mit Duftüberschuss verbrannt und das entstehende Schwefeldioxyd in einer Sulfidinanlage absorbiert und auf 100 %iges Schwefeldioxydgas angereichert. Dieses kann beispielsweise verflüssigt und/oder in den Prozess zurückgeführt werden. Das Endgas enthält etwa 0.05 % SO(sub)2.
Beispiel 3:
Schwefelwasserstoff wird wie bei Beispiel 2 teilweise verbrannt und in dem Claus-Ofen umgesetzt. Abfallsäure wird in einem Spaltofen zu Schwefeldioxyd reduziert, fein gereinigt und mit den aus dem Claus-Ofen kommenden Gasen nach Kondensation des Schwefels vereinigt, nachverbrannt und in einer Sulfidanlage absorbiert, sodass das gesamte aus der Abfallsäure und den Abgasen des Claus-Ofens stammende Schwefeldioxydgas als 100 %iges Schwefeldioxyd gewonnen wird.
Beispiel 4:
Schwefelwasserstoff wird nach Teilverbrennung in einem Claus-Ofen auf Schwefel verarbeitet und das aus dem Nachverbrennungsofen kommende Endgas mit den aus einem Spaltofen kommenden Gasen der Abfallsäureverbrennung vereinigt und auf Schwefelsäure aufgearbeitet.
Claims (4)
1. Verfahren zur Aufarbeitung von schwefelwasserstoffhaltigen Gasen, z.B. solchen, die bei der Erdölaufarbeitung anfallen, auf Elementarschwefel durch Umsetzung von Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxyd im Claus-Ofen, dadurch gekennzeichnet, dass aus den aus dem Claus-Ofen austretenden Gasen nach Abscheidung des Schwefels, gegebenenfalls nach Verbrennung des noch darin enthaltenen Schwefelwasserstoffes mit überschüssiger Luft, das Schwefeldioxyd nach dem Sulfidverfahren, z.B. mit Xylidin oder ähnlichen Basen bezw. deren Gemischen, absorbiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Umsetzung des Schwefelwasserstoffes im Claus-Ofen erforderliche Menge an Schwefeldioxyd ganz oder zum Teil durch Reduktion von Abfallsäure oder Säureteer gewonnen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der Xylidinlösung gewonnene Schwefeldioxyd ganz oder zum Teil in den Claus-Ofen zurückgeführt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass neben Elementarschwefel noch schweflige Säure bezw. Schwefelsäure gewonnen wird.
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