EA010173B1 - Установки и способы для переработки cos по реакции клауса - Google Patents
Установки и способы для переработки cos по реакции клауса Download PDFInfo
- Publication number
- EA010173B1 EA010173B1 EA200601945A EA200601945A EA010173B1 EA 010173 B1 EA010173 B1 EA 010173B1 EA 200601945 A EA200601945 A EA 200601945A EA 200601945 A EA200601945 A EA 200601945A EA 010173 B1 EA010173 B1 EA 010173B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- stream containing
- hydrogen sulfide
- reaction furnace
- catalytic converter
- sulfur
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 16
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 82
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 58
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 51
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 49
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 27
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 20
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 7
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 6
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 5
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims description 4
- WHDPTDWLEKQKKX-UHFFFAOYSA-N cobalt molybdenum Chemical compound [Co].[Co].[Mo] WHDPTDWLEKQKKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 claims description 4
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 28
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8603—Removing sulfur compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
- C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
- C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
- C01B17/0408—Pretreatment of the hydrogen sulfide containing gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
- C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
- C01B17/0426—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process characterised by the catalytic conversion
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Сульфид карбонила (COS) из потока, содержащего COS, (106) в установке Клауса (100) превращают в элементарную серу (152, 162) в результате окисления первой части потока, содержащего COS, с получением SOи в результате гидролиза второй части потока, содержащего COS, с получением HS. В предпочтительных аспектах сущности предмета изобретения гидролиз и/или окисление COS проводят в печи-реакторе (10) в то время, как гидролиз COS проводят в печи-реакторе (10), реакторе гидролиза и/или каталитическом конвертере (120, 130, 150).
Description
Настоящее изобретение в общем случае относится к конверсии СО8 в элементарную серу и побочные продукты при использовании установки Клауса. В предпочтительных аспектах сущности предмета изобретения СО8 первой части потока, содержащего СО8, превращают в диоксид серы, а СО8 второй части потока, содержащего СО8, превращают в Н28, а полученные таким образом диоксид серы и сульфид водорода после этого перерабатывают до получения серы и воды с использованием каталитического реактора.
В одном аспекте сущности предмета изобретения установка Клауса будет включать реакционную печь, которая принимает первую часть потока, содержащего СО8, предназначенную для получения из СО8 диоксида серы. После этого каталитический конвертер, соединенный с реактором, получает диоксид серы из реакционной печи и дополнительно принимает вторую часть потока, содержащего СО8, предназначенную для получения из СО8 сульфида водорода. Таким образом, полученные диоксид серы и сульфид водорода после этого будут вступать в конвертере в реакцию с получением элементарной серы.
В особенно предпочтительных установках предусматривается то, что реакционная печь дополнительно принимает поток, содержащий углеводород, аммиак, сульфид водорода, органический сульфид, воду, кислород и/или воздух. Кроме того, подходящие установки будут включать дополнительные каталитические конвертеры (предпочтительно при последовательном соединении с первым конвертером), которые могут принимать дополнительные части потока, содержащего СО8, предназначенные для получения из СО8 сульфида водорода.
В еще одном аспекте сущности предмета изобретения установка Клауса будет включать реакционную печь, которая в первой секции принимает по меньшей мере часть потока, содержащего СО8, предназначенную для получения из СО8 диоксида серы. Кроме того, включается и источник сульфида водорода, и он обеспечивает подачу сульфида водорода во вторую секцию реакционной печи, где сульфид водорода и диоксид серы вступают в реакцию во второй секции с получением элементарной серы (в частности, предусматриваемые источники сульфида водорода включают реактор гидролиза, который принимает еще одну часть потока, содержащего СО8, предназначенную для получения сульфида водорода).
Такие установки дополнительно могут включать каталитический конвертер, который принимает по меньшей мере часть сульфида водорода из реактора гидролиза и по меньшей мере часть диоксида серы из печи-реактора, где диоксид серы и сульфид водорода вступают в реакцию в конвертере с получением элементарной серы. Что касается концентрации СО8 в предусматриваемых установках, то в общем случае предпочитается, чтобы поток, содержащий СО8, содержал бы по меньшей мере 5 мол.% СО8 (например, из установки декарбонизации с предварительным сжиганием).
В соответствии с этим способ конверсии потока, содержащего СО8, в продукт - серу в установке Клауса может включать одну стадию, на которой первую часть СО8 из потока, содержащего СО8, под
- 1 010173 вергают окислению в реакционной печи до получения диоксида серы. На другой стадии вторую часть СО8 из потока, содержащего СО8, подвергают гидролизу по меньшей мере в одной установке, выбираемой из реактора гидролиза и каталитического конвертера, с получением сульфида водорода, а на еще одной стадии диоксид серы подвергают каталитической реакции с сульфидом водорода до получения продукта серы.
Различные цели, признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными после ознакомления со следующим далее подробным описанием предпочтительных вариантов реализации изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой один пример установки для конверсии СО8, соответствующий сущности предмета изобретения.
Фиг. 2 представляет собой еще один пример установки для конверсии СО8, соответствующий сущности предмета изобретения.
Подробное описание
Изобретатели обнаружили то, что потоки, содержащие СО8, можно подавать в установку Клауса без отступления от желательных рабочих условий, где одну часть СО8 подают в реакционную печь для окисления с получением диоксида серы и где другую часть подвергают гидролизу до получения сульфида водорода (например, в реакторе гидролиза или в каталитическом конвертере установки Клауса), и где полученные таким образом сульфид водорода и диоксид серы вступают в реакцию с получением элементарной серы.
В особенности необходимо понимать то, что при использовании таких установок и способов 9098% СО8 в потоке, содержащем СО8 (или даже в потоке по существу чистого СО8), могут быть превращены в элементарную серу при одновременном сохранении среды конверсии в установке Клауса. Кроме того, и, по меньшей мере, в определенных аспектах предусматриваемые установки делают возможным эксплуатацию установки Клауса без необходимого наличия установленного на технологической схеме до нее реактора гидролиза, где установка Клауса принимает существенные количества (например, большие 2% (моль.)) СО8.
В одном предпочтительном аспекте сущности предмета изобретения пример установки Клауса имеет устройство изображения на фиг. 1. В данном случае установка Клауса 100 включает реакционную печь 110, которая термически связана с котлом-утилизатором 140, в котором из подпиточной воды для котла 142 получают водяной пар 144. Реакционная печь 110 принимает поток исходного сырья 106, который может включать различные сжигаемые компоненты и серосодержащие соединения (например, меркаптаны, сульфид водорода и тому подобное). Сжигание и/или температуру пламени регулируют или поддерживают при использовании потока воздуха/кислорода 108. В дополнение к этому, реакционная печь 110 принимает первую часть 104А потока, содержащего СО8, 104 в то время как вторую часть 104В и необязательно третью часть 104С потока, содержащего СО8, 104 подают в каталитический конвертер 120 и 130 соответственно.
Реакционная печь 110 обычно функционирует таким образом, что основную часть, если по существу не все количество загрязнителей (например, аммиака, углеводородов и тому подобного) подвергают термическому разложению, и что одну треть СО8 в потоке, содержащем СО8, 104 подвергают окислению до получения диоксида серы. Таким образом, необходимо понимать то, что в зависимости от состава потока, содержащего СО8, 104 и потока исходного сырья 106 соотношение между первой частью 104А и второй частью 104В (и 104С) может варьироваться. Однако в общем случае предпочитается, чтобы первая часть 104А составляла бы приблизительно 20-40% от полного потока 104. Подобным же образом и опять-таки предпочтительно в зависимости от химического состава потока исходного сырья 106 и/или потока 104А температура пламени может существенным образом варьироваться, но предпочтительно ее выдерживают на уровне температуры в диапазоне от приблизительно 1800°Р до приблизительно 2800°Р в зависимости от загрязнителей в потоках исходного сырья.
Газообразный продукт из реакционной печи 110, предпочтительно содержащий диоксид серы, воду и диоксид углерода, охлаждают в котле-утилизаторе до температуры в диапазоне приблизительно от 400 до 500°Р с получением потока охлажденного продукта 112, который объединяют со второй частью 104В потока, содержащего СО8, 104 перед введением в первый каталитический конвертер. Необходимо понимать то, что в таких установках СО8 из потока 104В будет подвергаться в конвертере гидролизу до получения сульфида водорода, и что полученный таким образом сульфид водорода будет вступать в реакцию с диоксидом серы из потока охлажденного продукта 112 с получением элементарной серы, покидающей каталитический конвертер 150 в виде потока продукта 122. Поток продукта 122 после этого подают в конденсатор 150, в котором элементарную серу конденсируют (предпочтительно при температуре в диапазоне приблизительно 280-350°Р) до получения продукта серы 152.
После этого продукт конденсатора 154 повторно нагревают до температуры в диапазоне приблизительно 400-500°Р и объединяют с третьей частью 104С потока, содержащего СО8, 104, поскольку способ Клауса представляет собой способ, движущей силой в котором является равновесие. Поэтому остаточный диоксид серы в продукте конденсатора 154 будет вступать в реакцию с сульфидом водорода, кото
- 2 010173 рый образуется в результате протекания гидролиза СО8 во втором каталитическом конвертере 130, по тому же самому способу, что и описанный выше для первого каталитического конвертера 120. Поток продукта 132 подают во второй конденсатор 160 для удаления элементарной серы в виде продукта серы 162 из хвостовых газов 164, которые после этого по мере надобности можно подвергать дополнительной переработке при использовании обычной технологии. Само собой разумеется, необходимо понимать то, что для того, чтобы уменьшить концентрацию остаточной серы в хвостовых газах до желательного уровня, подходящие установки Клауса могут включать третий, четвертый каталитические конвертеры и даже каталитические конвертеры с более высоким порядковым номером. В том случае, если исходное сырье 106 будет содержать сульфид водорода, данный сульфид водорода будет вступать в реакцию с диоксидом серы, полученным в реакционной печи 110, с получением элементарной серы в реакционной печи 110, конвертере № 1 120 и конвертере № 2 130 в соответствии с реакцией Клауса (потоки 112, 154 и 164 обычно содержат определенное количество сульфида водорода в дополнение к диоксиду серы).
Что касается газообразного исходного сырья, то необходимо понимать то, что подходящим является различное газообразное исходное сырье и что конкретная природа газообразного исходного сырья не ограничивается сущностью предмета изобретения до тех пор, пока такое газообразное исходное сырье в реакционной печи может быть подвергнуто по меньшей мере частичному окислению. Например, подходящее газообразное исходное сырье включает кислотные газы из установки для отгонки аминов, кислые газы из установки очистки кислой воды, установки ультрафильтрации через полупроницаемую мембрану и других источников, которые обеспечивают подачу газов, характеризующихся существенным уровнем содержания серы. Поэтому предусматриваемое газообразное исходное сырье будет содержать не только сульфид водорода, но также и многочисленные другие серосодержащие соединения, в том числе СО8 (предпочтительно при концентрациях, меньших 2 мол.%), С82, меркаптаны и ди- и полисульфиды. Кроме того, включаемыми в большинство видов газообразного исходного сырья будут один или несколько представителей, выбираемых из ароматических углеводородов (например, бензола, толуола, ксилола), аммиака и/или различных других углеводородов (например, линейных и разветвленных углеводородов, обычно содержащих менее 5 атомов углерода).
Подобным же образом существенным образом могут варьироваться химический состав и источник потока, содержащего СО8, и необходимо понимать то, что концентрация СО8 в таких потоках может находиться в диапазоне от 1 мол.% (и даже менее) до приблизительно 95 мол.% (и даже более). Однако в особенности предпочтительным является случай, когда поток, содержащий СО8, подают, по меньшей мере, частично при использовании установки декарбонизации с предварительным сжиганием, и в особенности предпочтительные установки декарбонизации с предварительным сжиганием описываются в предварительной патентной заявке США заявителей с регистрационным номером 60/460363, которая была подана 3 апреля 2003 г. и находится на рассмотрении одновременно с настоящей заявкой и которая включается в настоящий документ для справки. Кроме того, необходимо понимать то, что первую часть потока, содержащего СО8, также можно объединять с потоком исходного сырья, или что в том случае, когда поток исходного сырья будет содержать значительные количества СО8, первую часть можно совершенно исключить.
Поэтому соотношение между первой частью и второй частью в общем случае будет варьироваться в зависимости от различных факторов, но в особенности от количества СО8, присутствующего в потоке исходного сырья и/или потоке, содержащем СО8. Подобным же образом будет варьироваться и соотношение между второй и третьей частями, но обычно оно таково, что СО8 в третьей части по существу будет полностью израсходован в ходе реакции с диоксидом серы продукта первого конденсатора благодаря конверсии СО8 в сульфид водорода. Кроме того, несмотря на то, что в общем случае предпочитается объединять продукт реакционной печи и вторую часть (и/или продукт конденсатора и третью часть) перед их поступлением в каталитический конвертер, необходимо также понимать и то, что данные потоки можно подавать в каталитические конвертеры и по отдельности.
Что касается реакционной печи, котла-утилизатора, подогревателя (подогревателей), каталитических конвертеров и конденсаторов серы, то необходимо понимать то, что для предусматриваемых установок такие компоненты в общем случае не нужно модифицировать, но что данные компоненты можно использовать в таких установках, как используемые в настоящее время на современном уровне техники.
Поэтому необходимо понимать то, что предусматриваемые установки Клауса могут включать реакционную печь, которая принимает первую часть потока, содержащего СО8, предназначенную для получения из СО8 диоксида серы, и каталитический конвертер, предпочтительно включающий диоксид титана или кобальтово-молибденовый катализатор, который (а) принимает диоксид серы из печи-реактора и (Ь) который принимает вторую часть потока, содержащего СО8, предназначенную для получения из СО8 сульфида водорода, где диоксид серы и сульфид водорода вступают в реакцию в конвертере с получением элементарной серы. В особенно предпочтительных установках реакционная печь дополнительно принимает поток, содержащий по меньшей мере одного представителя, выбираемого из углеводорода, аммиака, сульфида водорода, органического сульфида, воды, кислорода и воздуха. Поэтому в особенности предпочтительные источники для потока, содержащего СО8, включают установки декарбонизации с предварительным сжиганием и обычно будут характеризоваться содержанием по меньшей мере 5%
- 3 010173 (моль.) СО8. Последовательно с каталитическим конвертером может быть соединен второй каталитический конвертер, и он может дополнительно принимать третью часть потока, содержащего СО8, предназначенную для получения из СО8 сульфида водорода.
В еще одном аспекте сущности предмета изобретения, в особенности в том случае, когда концентрация СО8 в потоке, содержащем СО8, будет относительно высока, может быть использована альтернативная установка, в которой часть СО8 подвергают гидролизу перед ее поступлением в каталитические конвертеры и/или в которой часть СО8 вступает в реакцию с кислородом и/или водой в реакционной печи, как это изображается на фиг. 2.
В данном случае установка Клауса 200 включает печь-реактор 210, которую соединяют с котломутилизатором 240, в котором из подпиточной воды для котла 242 получают водяной пар 244. Подобно установке, изображенной на приведенной выше фиг. 1, передняя часть печи-реактора принимает исходное сырье 206 и подходящие количества воздуха/кислорода 208, позволяющие поддерживать надлежащую температуру пламени и/или окисление серосодержащих соединений. Первую часть 204А потока, содержащего СО8, 204 подают в печь-реактор для окисления до диоксида серы, в то время как вторую часть 204В потока, содержащего СО8, 204 подают в реактор гидролиза СО8 280. Первую часть продукта реактора гидролиза СО8 204В' подают в заднюю часть реакционной печи, и она будет вступать в реакцию с получением элементарной серы в числе других серосодержащих соединений в соответствии с механизмом реакции Клауса. В соответствии с этим продукт реакционной печи 212 подают в первый конденсатор 270, в котором элементарную серу удаляют в виде продукта серы 272.
Продукт конденсатора 274 после этого повторно нагревают и объединяют со второй частью 204В'' потока сульфида водорода, который получают в реакторе гидролиза СО8 280. Объединенный поток поступает в первый каталитический конвертер 220, и сульфид водорода из реактора гидролиза и диоксид серы из продукта первого конденсатора вступают в реакцию по механизму реакции Клауса с получением элементарной серы. Продукт каталитического конвертера 222 после этого подают в конденсатор 250, в котором элементарную серу удаляют в виде продукта, серы 252, а продукт конденсатора 254 повторно нагревают и смешивают с третьей частью потока сульфида водорода 204В''' перед их поступлением в третий конвертер 230. Опять-таки, остаточный диоксид серы из продукта конденсатора 254 и сульфид водорода из потока 204В''' вступают в реакцию с получением элементарной серы в каталитическом конвертере 230, из которого продукт 232 подают в конденсатор 260. Элементарную серу удаляют из конденсатора 260 в виде продукта серы 262, а хвостовые газы 264 покидают установку Клауса (потоки 212, 274, 254 обычно содержат определенное количество сульфида водорода в дополнение к диоксиду серы).
Что касается реактора гидролиза СО8, то необходимо понимать то, что подходящими для использования в настоящем изобретении считаются все известные реакторы гидролиза, и примеры реакторов гидролиза СО8 описываются, например, в патентах США №№ 4332781 и 5674463, из которых оба включаются в настоящий документ для справки. Однако в общем случае предпочитается, чтобы гидролиз СО8 проводили бы при использовании подходящих катализаторов гидролиза, в том числе никеля, платины и палладия. Что касается остаточных компонентов и условий, то используются те же самые соображения, что и описанные выше.
Следовательно, в особенности подходящие установки Клауса будут включать реакционную печь, которая принимает в первой секции по меньшей мере часть потока, содержащего СО8, предназначенную для получения из СО8 диоксида серы, и источник сульфида водорода, который обеспечивает подачу сульфида водорода во вторую секцию печи-реактора, где сульфид водорода и диоксид серы вступают в реакцию во второй секции с получением элементарной серы и других серосодержащих соединений. Такие установки в выгодном случае можно соединять с установкой декарбонизации с предварительным сжиганием, которая обеспечивает подачу, по меньшей мере, части потока, содержащего СО8, и необязательно они могут дополнительно включать реактор гидролиза, который принимает еще одну часть потока, содержащего СО8, предназначенную для получения сульфида водорода.
Каталитический конвертер (предпочтительно включающий диоксид титана или кобальтовомолибденовый катализатор) обычно принимает по меньшей мере часть сульфида водорода из реактора гидролиза и по меньшей мере часть диоксида серы из реакционной печи, где диоксид серы и сульфид водорода вступают в реакцию в конвертере с получением элементарной серы. Наиболее часто второй или третий каталитические конвертеры соединяют с первым каталитическим реактором.
Поэтому в общем случае необходимо понимать то, что поток, содержащий СО8, в установке Клауса можно превратить в продукт-серу в результате окисления в реакционной печи первой части СО8 из потока, содержащего СО8, до диоксида серы. Вторую часть СО8 из потока, содержащего СО8, подвергают гидролизу и/или окислению в реакционной печи, реакторе гидролиза или каталитическом конвертере до получения сульфида водорода, и полученные таким образом диоксид серы и сульфид водорода после этого подвергают каталитической реакции до получения продукта серы в соответствии с реакцией Клауса.
В зависимости от конкретной конфигурации установки и/или концентрации СО8 в потоке, содержащем СО8, предусматривается то, что гидролиз и/или окисление СО8 можно проводить в реакционной печи или каталитическом конвертере (например, тогда, когда концентрация СО 8 будет относительно
- 4 010173 невелика) или в реакторе гидролиза (например, тогда, когда концентрация СО8 будет относительно велика). Однако, и вне зависимости от местоположения гидролиза и/или окисления СО8 предусматривается то, что подходящие концентрации СО8 могут составлять по меньшей мере 5 моль.% СО8. Что касается компонентов и условий в таких способах, то используются те же самые соображения, что и описанные выше.
Таким образом, были описаны конкретные варианты реализации и сферы применения установок и способов для переработки СО8 по реакции Клауса. Однако специалистам в соответствующей области техники должно быть очевидным то, что без отклонения от концепций изобретения настоящего документа возможным является намного большее количество модификаций помимо тех, что уже были описаны. Поэтому сущность предмета изобретения не должна ограничиваться ничем помимо сущности прилагаемой формулы изобретения. Кроме того, при интерпретировании как описания изобретения, так и формулы изобретения все термины должны толковаться наиболее широким возможным образом, согласующимся с контекстом. В частности, термины «включает» и «включающий» должны интерпретироваться как относящиеся к элементам, компонентам или стадиям неисключающим образом, указывающим на то, что указанные элементы, компоненты или стадии могут присутствовать или использоваться или объединяться с другими элементами, компонентами или стадиями, которые не были явно обозначены.
Claims (18)
1. Установка Клауса, включающая реакционную печь, на вход которой подается первая часть потока, содержащего сульфид карбонила (СО8), для получения из СО8 диоксида серы;
каталитический конвертер, вход которого служит для приема диоксида серы, выходящего из реакционной печи, и который выполнен с возможностью приема второй части потока, содержащего СО8, для получения из СО8 сульфида водорода, при этом каталитический конвертер выполнен таким образом, что диоксид серы и сульфид водорода вступают в реакцию в нем с образованием элементарной серы.
2. Установка по п.1, где реакционная печь дополнительно принимает поток, содержащий по меньшей мере одно из веществ, выбираемых из углеводорода, аммиака, сульфида водорода, органического сульфида, воды, кислорода и воздуха.
3. Установка по п.1, дополнительно включающая второй каталитический конвертер, который последовательно соединен с каталитическим конвертером.
4. Установка по п.3, где второй каталитический конвертер принимает третью часть потока, содержащего СО8, предназначенную для получения из СО8 сульфида водорода.
5. Установка по п.1, в которой источником потока, содержащего СО8, служит установка декарбонизации с предварительным сжиганием.
6. Установка по п.1, где каталитический конвертер включает катализатор, который включает диоксид титана или кобальт-молибден.
7. Установка по п.1, где поток, содержащий СО8, содержит по меньшей мере 5 мол.% СО8.
8. Установка Клауса, включающая двухсекционную реакционную печь, в первой секции которой по меньшей мере часть потока, содержащего СО8, окисляется для получения из СО8 диоксида серы; а вторая секция которой служит для приема сульфида водорода из источника сульфида водорода, при этом реакционная печь выполнена таким образом, что во второй секции сульфид водорода и диоксид серы вступают в реакцию с образованием элементарной серы.
9. Установка по п.8, в которой источником потока, содержащего СО8, служит установка декарбонизации с предварительным сжиганием.
10. Установка по п.8, где источник сульфида водорода включает реактор гидролиза, на вход которого подают вторую часть потока, содержащего СО8, предназначенную для получения сульфида водорода.
11. Установка по п.10, дополнительно включающая каталитический конвертер, который принимает по меньшей мере часть сульфида водорода из реактора гидролиза и по меньшей мере часть диоксида серы из реакционной печи, где диоксид серы и сульфид водорода вступают в реакцию в конвертере с получением элементарной серы.
12. Установка по п.10, где каталитический конвертер включает катализатор, который включает диоксид титана или кобальт-молибден.
13. Установка по п.8, где поток, содержащий СО8, содержит по меньшей мере 5 мол.% СО8.
14. Способ конверсии потока, содержащего СО8, в установке Клауса с получением продукта серы, включающий окисление в реакционной печи СО8 из первой части потока, содержащего СО8, с получением диоксида серы;
гидролиз СО8 из второй части потока, содержащего СО8, отдельно от первой части потока по меньшей мере в одном устройстве, представляющем собой реакционную печь, реактор гидролиза или каталитический конвертер, до получения сульфида водорода; и осуществление каталитической реакции между полученным диоксидом серы и сульфидом водорода
- 5 010173 с получением продукта серы.
15. Способ по п.14, где по меньшей мере одну из стадий, выбираемых из гидролиза и каталитической реакции, проводят в реакционной печи.
16. Способ по п.14, где стадию гидролиза проводят в каталитическом конвертере.
17. Способ по п.14, дополнительно включающий стадию подачи в реакционную печь потока, содержащего по меньшей мере одного представителя, выбираемого из углеводорода, аммиака, сульфида водорода, органического сульфида, воды, кислорода и воздуха.
18. Способ по п.14, где поток, содержащий СО8, содержит по меньшей мере 5 мол.% СО8.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US2004/012821 WO2005113124A1 (en) | 2004-04-22 | 2004-04-22 | Cos-claus configurations and methods |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200601945A1 EA200601945A1 (ru) | 2007-02-27 |
| EA010173B1 true EA010173B1 (ru) | 2008-06-30 |
Family
ID=35428279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200601945A EA010173B1 (ru) | 2004-04-22 | 2004-04-22 | Установки и способы для переработки cos по реакции клауса |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7648692B2 (ru) |
| EP (1) | EP1737565A4 (ru) |
| JP (1) | JP4931800B2 (ru) |
| CN (1) | CN100448521C (ru) |
| CA (1) | CA2562845C (ru) |
| EA (1) | EA010173B1 (ru) |
| MX (1) | MXPA06011999A (ru) |
| WO (1) | WO2005113124A1 (ru) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101423199B (zh) * | 2007-10-31 | 2011-06-15 | 山东三维石化工程股份有限公司 | 组合式内取热硫磺回收反应器 |
| US20100303700A1 (en) * | 2009-05-29 | 2010-12-02 | Nagaraju Palla | Process for treating a gas stream or effluent |
| JP5535990B2 (ja) * | 2010-08-27 | 2014-07-02 | 株式会社日立製作所 | シフト触媒、ガス精製方法及び設備 |
| US9259680B2 (en) * | 2011-09-06 | 2016-02-16 | Frank Bela | Claus hydrocarbon destruction via staged solvent regeneration |
| US8691167B2 (en) * | 2012-07-19 | 2014-04-08 | Tronox Llc | Process for controlling carbonyl sulfide produced during chlorination of ores |
| US9370745B2 (en) | 2013-04-24 | 2016-06-21 | Jiangsu New Century Jiangnan Environmental Protection Co., Ltd | Flue gas-treating method and apparatus for treating acidic tail gas by using ammonia process |
| CN104403688B (zh) * | 2014-12-16 | 2016-05-11 | 西安石油大学 | 一种石油液化气深度脱硫精制组合工艺 |
| US10341994B2 (en) * | 2016-03-25 | 2019-07-02 | Nokia Of America Corporation | Autonomous wireless transmissions |
| WO2018051251A1 (en) * | 2016-09-13 | 2018-03-22 | 8 Rivers Capital, Llc | System and method for power production using partial oxidation |
| CN108144428A (zh) | 2017-03-15 | 2018-06-12 | 江苏新世纪江南环保股份有限公司 | 一种氨法高效脱除气体中硫氧化物和尘的方法及装置 |
| CN107213785B (zh) | 2017-05-25 | 2020-08-07 | 江苏新世纪江南环保股份有限公司 | 一种fcc尾气氨法脱硝脱硫除尘的方法及装置 |
| CN107213769B (zh) | 2017-05-25 | 2019-09-20 | 江苏新世纪江南环保股份有限公司 | 一种分室加氨的氨法脱硫方法及装置 |
| EP3415222A1 (en) | 2017-06-14 | 2018-12-19 | Jiangnan Environmental Protection Group Inc. | Automatic ammonia-adding system and method for ammonia-based desulfurization device |
| CN107213770B (zh) | 2017-07-03 | 2023-03-17 | 江苏新世纪江南环保股份有限公司 | 氨法脱硫吸收塔及其建立方法和运行方法 |
| CN108722163B (zh) | 2017-09-07 | 2019-06-07 | 江苏新世纪江南环保股份有限公司 | 一种氨法脱硫控制吸收过程气溶胶产生的方法 |
| US10246329B1 (en) | 2017-11-17 | 2019-04-02 | Saudi Arabian Oil Company | Extended thermal stage sulfur recovery process |
| CN116510513A (zh) | 2018-04-13 | 2023-08-01 | 江苏新世纪江南环保股份有限公司 | 氨法脱硫溶液的氧化方法及装置 |
| CN110732227B (zh) | 2018-07-20 | 2023-02-21 | 江南环保集团股份有限公司 | 一种酸性气处理的方法和装置 |
| CN111957183A (zh) | 2019-12-26 | 2020-11-20 | 江苏新世纪江南环保股份有限公司 | 一种改进的氨法脱硫控制吸收过程气溶胶产生的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4735788A (en) * | 1984-12-12 | 1988-04-05 | Societe Nationale Elf Aquitaine (Production) | Process of removing of COS and CS2 compounds contained in an industrial gas |
| US6113872A (en) * | 1997-04-24 | 2000-09-05 | Elf Exploration Production | Process for removing sulfur compounds out of a gas |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3725531A (en) * | 1971-02-22 | 1973-04-03 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Catalytic conversion of organic sulfur components of industrial off-gases |
| US4035474A (en) * | 1976-03-01 | 1977-07-12 | Standard Oil Company (Indiana) | CBA for Claus tail gas cleanup |
| US4085199A (en) * | 1976-06-08 | 1978-04-18 | Bethlehem Steel Corporation | Method for removing hydrogen sulfide from sulfur-bearing industrial gases with claus-type reactors |
| GB1563251A (en) * | 1976-12-07 | 1980-03-26 | Shell Int Research | Process for working hydrogen suphidecontaining gases |
| US4332781A (en) * | 1980-12-29 | 1982-06-01 | Shell Oil Company | Removal of hydrogen sulfide and carbonyl sulfide from gas-streams |
| US4908201A (en) * | 1986-01-31 | 1990-03-13 | Amoco Corporation | Sulfur recovery process including removal of residual sulfur from Claus catalyst after regeneration |
| EP0237216B1 (en) * | 1986-03-07 | 1991-05-22 | The BOC Group plc | Treatment of gas streams |
| FR2625113B1 (fr) * | 1987-12-23 | 1993-10-22 | Rhone Poulenc Chimie | Catalyseurs pour traitement des effluents gazeux et procede de traitement de ces effluents |
| US5514351A (en) * | 1992-04-15 | 1996-05-07 | Mobil Oil Corporation | Desulfurizing tailgas from sulfur recovery unit |
| US5304361A (en) * | 1992-06-26 | 1994-04-19 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation | Removal of hydrogen sulfide |
| FR2702674B1 (fr) * | 1993-03-16 | 1995-04-28 | Elf Aquitaine | Procédé d'élimination des composés soufrés contenus dans un gaz résiduaire du type gaz résiduaire d'usine à soufre Claus, avec récupération desdits composés sous la forme de soufre. |
| FR2740704B1 (fr) * | 1995-11-03 | 1997-12-26 | Elf Aquitaine | Procede d'elimination quasi totale des composes soufres h2s, so2, cos et/ou cs2 contenus dans un gaz residuaire d'usine a soufre, avec recuperation desdits composes sous la forme de soufre |
| JP3851681B2 (ja) * | 1996-04-17 | 2006-11-29 | 千代田化工建設株式会社 | 天然ガスからの硫黄回収方法 |
| WO1998004337A1 (en) * | 1996-07-29 | 1998-02-05 | Apollo Environmental Systems Corp. | Natural gas treatment process |
| NL1006339C2 (nl) * | 1997-06-17 | 1998-12-21 | Stork Eng & Contractors Bv | Werkwijze voor het ontzwavelen van afgassen. |
| RU2232128C2 (ru) * | 1998-08-25 | 2004-07-10 | Гастек Н.В. | Способ извлечения серы из газа, содержащего сероводород |
| JP4837176B2 (ja) * | 2001-03-07 | 2011-12-14 | 千代田化工建設株式会社 | 天然ガスからの硫黄化合物の除去方法 |
-
2004
- 2004-04-22 CA CA002562845A patent/CA2562845C/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-04-22 EA EA200601945A patent/EA010173B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2004-04-22 JP JP2007509440A patent/JP4931800B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2004-04-22 MX MXPA06011999A patent/MXPA06011999A/es active IP Right Grant
- 2004-04-22 CN CNB2004800433816A patent/CN100448521C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-04-22 WO PCT/US2004/012821 patent/WO2005113124A1/en active Application Filing
- 2004-04-22 EP EP04750660A patent/EP1737565A4/en not_active Withdrawn
- 2004-04-22 US US11/568,009 patent/US7648692B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4735788A (en) * | 1984-12-12 | 1988-04-05 | Societe Nationale Elf Aquitaine (Production) | Process of removing of COS and CS2 compounds contained in an industrial gas |
| US6113872A (en) * | 1997-04-24 | 2000-09-05 | Elf Exploration Production | Process for removing sulfur compounds out of a gas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1737565A1 (en) | 2007-01-03 |
| JP2007533589A (ja) | 2007-11-22 |
| EA200601945A1 (ru) | 2007-02-27 |
| US7648692B2 (en) | 2010-01-19 |
| WO2005113124A1 (en) | 2005-12-01 |
| US20090004096A1 (en) | 2009-01-01 |
| CN1972742A (zh) | 2007-05-30 |
| CN100448521C (zh) | 2009-01-07 |
| JP4931800B2 (ja) | 2012-05-16 |
| CA2562845C (en) | 2009-09-29 |
| MXPA06011999A (es) | 2007-01-25 |
| CA2562845A1 (en) | 2005-12-01 |
| EP1737565A4 (en) | 2010-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA010173B1 (ru) | Установки и способы для переработки cos по реакции клауса | |
| US8765451B2 (en) | Method of treating an off-gas stream and an apparatus therefor | |
| EP2362807B1 (en) | A method of treating a syngas stream | |
| EP2346591B1 (en) | Method for treating an off-gas stream in a gasification process | |
| US8431101B2 (en) | Method of treating an acid gas stream and an apparatus therefor | |
| EA022555B1 (ru) | Интегрированный способ обработки сточных вод нефтеперегонного завода, содержащих аммиак и сероводород, и отводимых кислых газов нефтеперегонного завода, содержащих сероводород | |
| AU2018222356A1 (en) | A method for the removal of oxygen from an industrial gas feed | |
| WO2020234708A1 (en) | Furnace and process for synthesis gas production | |
| DK2784022T3 (en) | The oxygen use in the Claus plant which is loaded with an additional load ¿in particular a combustion gas containing SO 2 and come from adsorptionsmiddelregenerering | |
| CN111295358B (zh) | 扩展热反应段硫回收方法 | |
| US20080233025A1 (en) | Method and system for recovering sulphur from gas streams | |
| Manenti et al. | FURNACE AND PROCESS FOR SYNTHESIS GAS PRODUCTION |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |