FI56320C - Foerfarande foer att reducera den totala svavelhalten i avgaser vid en clausprocess - Google Patents

Description

fä3^71 ΓβΙ KUULUTUSJULKAISU

ΙΒ·* (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT

C (45) Patentti myönnetty ΙΟ OI 1930 Patent neddelat ’ (51) Ky.lk.*/lr*t.CI.‘ B 01 D 53/14- C 10 I 1/34 SUOMI-FINLAND (21) Patmttlhtkemuf — Pttentaroöknlng 2009/71 . - (22) H»k«mi»p*lvi —An*ökntnpd«g 15.07.71 * * (23) Alkupiivl — Glltlghatidag 15,07.71 (41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt offentllf l8.01.72

Patentti- Ja rekisterihallitus .... .......... , _ ^ . , . . , (44) Nlhtlvlkslpsnon Jt kuuLlulkalsun pvm. —

Patent* och registerstyrelsen Ansttkan utlagd och utl.*krifun publlcerad 28.09.79 (32)(33)(31) Pyydstty etuoikeus— Begird prlorltet 17.07.7O Hollanti-Holland(NL) 701060¼ (71) Shell Internationale Research Maatschappij N.V. , Carel van Bylandt-laan 30, Haag, Hollanti-Holland(NL) (72) Arie Cor Piet, Amsterdam, Cornells Ouverkerk, Amsterdam, Hollanti-Holland(NL) (74) Oy Kolster Ab (5^) Menetelmä Claus-prosessin poistokaasujen kokonaisrikkipitoisuuden alentamiseksi - Förfarande för att reducera den totala svavelhalten i avgaser vid en Claus-process Tämä keksintö koskee menetelmää Claus-prosessin poistokaasujen kokonaisrikkipitoisuuden alentamiseksi.

Menetelmä, jossa valmistetaan alkuainerikkiä rikkivedystä hapettamalla sitä osittain hapen tai happea sisältävän kaasun, kuten ilman avulla, ja antamalla sen jälkeen rikkivedystä muodostuneen rikkidioksidin reagoida jäljellä olevan rikkivetyosan kanssa katalyytin läsnäollessa, tunnetaan Claus-prosessin nimellä. Tämä prosessi, jota käytetään usein öljynpuhdistamoissa ja luonnonkaa-susta saatavan rikkivedyn edelleen jalostamiseen, suoritetaan Claus-laitoksee-sa, joka käsittää polttokammion ja sen perässä yhden tai useampia katalyytti-kerroksia sekä näiden väliin asennettuna yhden tai useampia lauhduttimia, joissa reaktiotuotteet jäähdytetään ja erottunut nestemäinen rikki otetaan talteen. Eri prosessivaiheet voidaan esittää seuraavilla reaktioyhtälöillä: 2H2S + 302 -» 2H20 + 2S02 (1) 4H2S + 2S024=* 4H2<) + 6/1 Sx (2) kun taas kokonaisreaktiota esittää yhtälö (3): 2 56320 6h2s ♦ 302fcs6h20 + 6/Sx (3)

Alle 500°C:n lämpötiloissa on merkillä x ylläolevissa yhtälöissä arvo 8.

Koska talteen saadun alkuainerikin saalis syötetyn rikkivedyn suhteen ei ole täysin kvantitatiivinen, poistuu tietty määrä reagoimatonta rikkivetyä ja rikki-dioksidia Claus-prosessista sen poistokaasujen mukana. Nämä kaasut poltetaan normaalisti uunissa - minkä seurauksena kaikki rikkivety konvertoituu rikkidioksidiksi ja päästetään tämän jälkeen ulkoilmaan korkean savupiipun kautta. Talteen saadun rikin määrä riippuu jossain määrin Claus-prosessissa käytettyjen katalyyt-tikerrosten kokonaismäärästä. Periaatteessa 98 % rikistä voidaan saada talteen, kun käytetään kolmea kerrosta.

Tarkasteltaessa asiaa ilman saastumisen vähentämiseen liittyvien yhtä ankarampien vaatimusten valossa on Claus-poistokaasujen käsittely tällä tavoin vähemmän toivottavaa. Sitäpaitsi siihen liittyy tiettyjä menetyksiä rikkisaannossa.

Tämä keksintö tarjoaa käytettäväksi menetelmän, jolla on mahdollista alentaa, tehokkaasti Claus-poistokaasujen tai yleisemmin Claus-tyyppisten prosessien poistokaasujen rikkipitoisuutta, minkä seurauksena talteen saadun rikin saalis paranee huomattavasti. Erityisesti tämä keksintö tarjoaa käytettäväksi menetelmän sellaisten Claus-poistokaasujen käsittelemiseksi, jotka sisältävät rikkivedyn lisäksi suhteellisen runsaasti hiilidioksidia.

Tämän keksinnön mukaisesti poistetaan rikkiä ja/tai rikkiyhdisteitä Claus-laitoksen rikkivetyä, rikkidioksidia ja/tai alkuainerikkiä sisältävistä poisto-kaasuista ja menetelmä tunnetaan siitä, että poistokaasujen sisältämä rikkidioksidi ja/tai alkuainerikki muutetaan rikkivedyksi siten, että poistokaasut johdetaan l80~350°C:n lämpötilassa yhdessä vetyä ja/tai hiilimonoksidia sisältävän kaasun kanssa rikillä käsitellyn ryhmän VI ja/tai ryhmän VIII metallikatalyytin yli, joka on tuettu epäorgaaniseen oksidikantoaineeseen, minkä jälkeen täten käsitellyt poistokaasut johdetaan enintään 20 kosketuspohjaisessa absorptiokolonnissa olevaan, sinänsä tunnetun regeneroitavan ja rikkivetyä absorboivan aineen lävitse kaasun nopeuden ollessa yli 1,0 m/s laskettuna ilmastoidun pohjan pintaan nähden 1+0C ’C:ssa tai sitä alhaisemmassa lämpötilassa, ja poistokaasujen absorboitumaton osa johdetaan ulkoilmaan, mitä ennen absorboitumaton osa haluttaessa poltetaan, ja että rikkivedystä rikas absorptioaine regeneroidaan ja käytetään uudelleen rikki-vedyn absorptioon ja regeneroinnissa vapautunut, rikkivedystä rikas kaasuseos johdetaan Claus-laitokseen.

Tässä hakemuksessa Claus-poistokaasuilla ymmärretään jäljellä olevia kaasuja, jotka saadaan Claus-laitoksen viimeisen katalyyttikerroksen jälkeen. Tavallisesti käytetään Claus-prosesseja, joissa käytetään hyväksi kahta katalyyttikerrosta, mutta myös kolmatta katalyyttikerrosta käytetään usein. Tämän tyyppiset poistokaasut sisältävät paitsi rikkivetyä ja rikkidioksidia suhteessa n. 2:1 myös rikkiä, happea, typpeä, ja pieniä määriä inerttejä kaasuja, mikäli Claus-prosessi toimii ilmalla, 3 56320 vettä, vesihöyryä, hiilidioksidia ja pieniä määriä hiilimonoksidia, karbonyylisul-fidia ja rikkihiiltä. Näitä poistokaasuja voidaan saada myös Claus-prosessista, jossa käytetään riittämätöntä happimäärää verrattuna stökiometriseen määrään.

Kun Claus-poistokaasut on johdettu viimeisen katalyyttikerroksen ja asiaan kuuluvan lauhduttimen läpi alkuainerikin talteenottoon, sen lämpötila on normaalisti 130-170°C. Ryhmän VI ja/tai ryhmän VIII metallikatalyytin yllä tapahtuvassa pelkistysvaiheessa poistokaasujen lämpötilan on kuitenkin oltava korkeampi ja sen vuoksi nämä poistokaasut kuumennetaan ensin yli 175°C:n lämpötilaan. Claus-poisto-kaasujen lämpötila nostetaan mieluummin lämpötilaan välille 180-350° ja kaikkein mieluimmin välille 200-300°C.

Lämpötilan nosto yli 175°C:een on tärkeää myös ottaen huomioon, että poisto-kaasut sisältävät pieniä määriä alkuainerikkiä sumun muodossa. Tämä havaittava rikkisumu häviää nostettaessa lämpötila rikin kastepisteen yläpuolelle. On myös havaittu, että seurauksena lämpötilan nostamisesta yli 175°C:n ja mieluummin yli 1ö0°C:n alkuainerikin läsnäololla kaasufaasissa ei ole haitallista vaikutusta käytetyn pelkistyskatalyytin katalyyttiseen aktiivisuuteen.

Kun Claus-poistokaasut on kuumennettu yli 175°C:n lämpötilaan, ne johdetaan yhdessä vedyn tai vetyä sisältävän kaasun kanssa rikillä käsitellyn ryhmän VI ja/tai ryhmän VIII metallikatalyytin yli rikkidioksidin ja rikkivedyn pelkistämiseksi. Samalla alkuainerikki konvertoituu rikkivedyksi. Käytetyt pelkistyskatalyy-tit voivat olla katalyyttejä, jotka sisältävät molybdeeniä, wolframia ja/tai kromia ryhmän VI metallina ja mieluummin rautaryhmän metallia, kuten kobolttia, nikkeliä ja/tai rautaa ryhmän VIII metallina. Epäorgaaninen oksidikantoaine voi olla alumiinioksidia, piioksidia, magnesiumoksidia, booritrioksidia, thoriumoksi-dia, zirkoniumoksidia tai kahden tai useamman näiden yhdisteen seosta. Sopivia tämän keksinnön menetelmän mukaisesti käytettäviä pelkistyskatalyyttejä ovat Ni/Mo/Al203 tai Co/tlo/AlgO .

Ryhmän VI ja/tai ryhmän VIII metallikatalyyttiä käytetään sulfidimuodossa. Sulfidin valmistus voidaan suorittaa etukäteen sopivan sulfidimuodostusaineen avulla kuten vedyn ja rikkivedyn seoksella, joka sisältää 10-15 til.-jS rikkivetyä. On myös mahdollista muodostaa katalyytin sulfidi itse prosessissa itse Claus-pois-tokaasujen avulla. Erityisen sopiva on kuitenkin sulfidin muodostusseos, joka sisältää vetyä, rikkivetyä ja vettä suhteessa 1:1:1, reaktiolämpötilan ollessa välillä 300-it00°C. Katalyytti, josta muodostetaan sulfidi, voi sisältää ryhmän VI ja/tai ryhmän VIII metalleja oksidina tai alkuaineena.

Poistokaasujen käsittely vetyä ja/tai hiilimonoksidia sisältävällä kaasulla suoritetaan mieluummin lämpötilassa välillä 180-350°C ja mieluimmin välillä 200-300°C. Vaikka käytetty paine on pääasiassa normaali paine, voidaan haluttaessa käyttää myös hieman korotettuja paineita. Pelkistyksen aikana käytetty kaasun virtausmäärä tunnissa on 500-10 000 N1 Claus-poistokaasuja katalyytti- 4 56320 litraa kohti.

Käytetty vetyä ja/tai hiilimonoksidia sisältävä kaasu voi hyvin olla molempia yhdisteitä sisältävä kaasu» kuten kaupunkikaasu, vesikaasu, synteesi-kaasu jne. Puhdasta vetyä tai hiilimonoksidia voidaan myös käyttää. Sopivia runsaasti vetyä sisältäviä kaasuja tai kaasuseoksia ovat katalyyttisen refor-mointiyksikön poistokaasut, vetylaitoksessa valmistettu kaasu tai kaasu, joka saadaan maa&Ljystä valmistettavien tyydytettyjen raakakaasujen prosessiyksi-köistä.

Vetyä sisältävässä kaasussa on mieluummin vähintään 20 til-56 tai vastaava määrä vetyä ja/tai hiilimonoksidia. Vetyä tai vetyä sisältävää kaasua käytetään sellainen määrä, että vedyn ja rikkidioksidin suhde oh välillä 3:1 -13:1* Tämä suhde on mieluummin välillä 3*5:1 - 8:1,

Yllämainitut alueet pysyvät samoina, kun käytetään kaasuseoksia, jotka sisältävät sekä vetyä että hiilimonoksidia, ja kun käytetään pelkkää hiilimonoksidia, sillä hiilimonoksidi vastaa vetyä. Mikäli Claus-poistokaasuissa on läsnä myös alkuainerikkiä, voidaan tarvittava vety- ja/tai hiilimonoksidimäärä laskea alkuainerikin prosenttimääränä Sodista.

Käytettäessä C0:a pelkistysaineena muodostuu myös jonkin verran karbo-nyylisulfidia. Mikäli 0CS:n läsnäolo käsiteltävässä kaasussa ei ole toivottava, voidaan tämä karbonyylisulfidi, kuten tunnettua, hajoittaa johtamalla sanottu kaasu korotetussa lämpötilassa alumiinioksidikerroksen yli.

Käytetty neste ja regeneroitava rikkihiilen absorbointiaine on mieluummin jonkin amiinin tai substituoidun amiinin vesiliuos. Tämän tyyppiset absorboin-tiaineet tunnetaan alalla hyvin, kuten esim. dialkyylisubstituoitujen aminohap-pojen alkalimetallisuolat, esim. dimetyyliamiinikaliumasetaatti ja alkanoli-amiinit. Tarkemmin sanoen käytetään polyalkanoliamiinia, kuten di- tai trieta-noliamiinia tai dipropanoliamiinia.

Alkanoliamiineja käytetään mieluummin vesiliuoksissa mooliväkevyyksillä 8,3-3 ja mieluummin välillä 1-3 sanottujen alkanoliamiinien suhteen. Absorboin-nin jälkeen rikkivetyä siältävä abrorptioaine regeneroidaan kuumentamalla ja/tai haihduttamalla, jolloin saadaan rikkivetyä sisältävä kaasuseos ja regeneroitu absorptioaine, joka voidaan käyttää uudelleen. Kuitenkin koska regenerointi ei koskaan ole täydellinen ja hiilidioksidia voi kerääntyä absorptioaineeseen varsinkin jos Claus-poistokaasujen (^-pitoisuus on suuri, saatetaan nämä kaasut, sen jälkeen kun niitä on käsitelty vetyä ja/tai hiilimonoksidia sisältävällä kaasulla kuten yllä esitettiin, mieluummin kosketukseen abroptioaineen kanssa rikkivetyabrorbentin selektiivisyyden lisäämiseksi ja sitä kautta liuottimen kierrätysnopeuden alentamiseksi yhdessä alkanoliamiinin vesiliuoksen kanssa matalassa lämpötilassa, kun käytetään suuria kaasun vistausnopeuksia, sanotun kosketuksen tapahtuessa absorptiokolonnissa, jossa on korkeintaan 20 tai mieluummin alle 20 kosketuspohjaa.

, 563ϋν

Vielä mieluummin absorptiokolonnissa on 4-5 kosketuspohjaa. Käytettävä kaasu-virtanopeus on vähintään m/s ja mielluinmin 2-4 m/s. Nämä kasuvirtausnopeudet perustuvat "aktiiviseen" tai kaasun huuhtomaan pohjapintaan. Alhainen absortiolämpötila parantaa rikkivedyn ja hiilidioksidin erotuksen selektiivi-syyttä. Lämpötila on mieluummin alle 40°C; tyydyttävimmät tulokset saavutetaan lämpötiloissa välillä 5-30°C. Claus-poistokaasut saatetaan kosketukseen alka-noliamiinin vesiliuoksen kanssa normaalissa tai lähes normaalissa paineessa. Kosketuksen saattaminen tapahtuu mieluummin käyttäen vastavirtaperiaatetta. Joissakin tapauksissa liuottimen kierrätysaikaa voidaan edelleen alentaa suorittamalla rikkivedyn poisto suurimmaksi psaksi kosketuspohjakolonnissa ja loput venturiskrubbereissa suhteellisen pienellä liuotinmäärällä, jonka lämpötila, luonne ja koostumus voi olla kokonaan erilainen.

Erittäin hyvät tulokset saavutetaan käyttämällä absorptioaineena di-iso-propanoliamiinia.

Kun absortioaine on läpäisty, poistokaasujen absorboitumaton osa, joka ny{koostuu pääasiassa typestä ja hiilidioksidissa ja lisäksi hyvin pienistä määristä vetyä ja rikkivetyä, poistetaan ulkoilmaan. Haluttaessa voidaan tämä absorboitumaton osa myös polttaa ta^&ILiseen tapaan ennenkuin se johdetaan savupiippuun.

BEdcLvetjkaaevjoka on vapautettu absorptioaineen regeneroinnissa ja joka sisältää myös hiilidioksidia ja vettä, jäähdytetään ensin siinä olevan veden kondensoimiseksi. Normaalisti ainakin osa tästä vedestä kierrätetään regeneroin-tivaiheeseen vettä sisältävän absorptioaineen vesipitoisuuden säilyttämiseksi vaaditulla tasolla. Jäähdytyksen jälkeen rikkivetypitoinen kaasu johdetaan Claus-laitokseen alkuainerikin talteenottamiseksi kaasusta. Koska tämän keksinnön mukaista prosessia käytetään Claus-poistokaasuihin, on regeneroinnissa saatu rikkivetykaasu sopivinta kierrättää samaan Claus-laitokseen.

Kuva 1 esittää juoksukaaviota Claus-poistokaasujen pelkistykselle ja sitä seuraavalle rikkivedyn absorptiolle, absorptioaineen regenerointiosan muodostaessa osan kokonaiskaaviosta.

Kuva 2 esittää modifioitua kaaviota, jossa sanottu regenerointiosa muodostaa osan absorptio-regenerointiosasta, joka on sijoitettu ennen varsinaista Claus-laitosta ja jossa rikkivedyn absorptio Claus-poistokaasujen pelkistyksen jälkeen tapahtuu tästä osasta tulevan sivuvirtauksen avulla.

Kuvaan 1 viitaten numero 1 tarkoittaa johtoa, jota pitkin Claus-laitoksen poistokaasut syötetään. Näitä kaasuja, joiden lämpötila on 150°c, lämmitetään lämmönvaihtimen 2 avulla ja johdetaan 225°C:ssa olevan pelkistyskatalyytin yli reaktoriin 3* Pelkistykseen tarvittava vety voidaan syöttää katalyyttiker-rokseen erikseen tai lisätä suoraan Clanu-poistokaasuihin johdossal 1. Käsitellyt kaasut poistuvat reaktorista 3 johtoa 4 pitkin ja ne jäähdytetään lämmön- vaihtimessa 5. Poistokaasut joutuvat lämpötilassa 30°C absorptiokolonniin 6, e S 6 3 ?0 joka sisältää nestemäistä ja regeneroitavaa rikkivedyn absorptioainetta. Haluttaessa voidaan lämmönvaihtimen 5 ja- absorptiokolonnin 6 väliin asentaa lauhdutin poistokaasuissa mahdollisesti olevan veden poistamiseksi. Poistokaasun absorboitumattomat komponentit» jotka koostuvat pääasiassa QO^tsta ja typestä» poistetaan johtoa 7 pitkin. Kaikkien hiilivety- ja rikkihiilijäännösten konvertoimiseksi kuumennetaan jäljelle jäännyttä kaasua lämmönvaihti-messa 8 ja poltetaan se 400°C:sea polttouunissa 9 ennen kuin se johdetaan savupiippuun johtoa 10 pitkin.

Rikkivetyä sisältävää absorptioaine johdetaan johtoa 11 pitkin desorptio-kolonniin 13 regeneroitavaksi. Regeneroitu absorptioaine palautetaan absorptio-kolonniin 6 johtoa 15 pitkin, kun taas vapautettu rikkivety, joka »isältää suhteellisen pieniä määriä hiilidioksidia, johdetaan Claus-laitokseen johtoa 17 pitkin.

Absortiokolonnissa 13 absortioaine regeneroidaan korotetussa lämpötilassa kuumentamalla sitä höyryllä, joka syötetään johtoa 14 pitkin. Koska regeneroitua absorptioainetta käytetään alhaisessa lämpötilassa, se käytetään lämmön-vaihtimessa 12 regeneroitavan absorptioaineen lämmittämiseen ja jäähdytetään sitten jäähdyttimeseä 16. Johtoa 17 pitkin poistettu rikkivetyä sisältävä kaasu jäähdytetään jäähdyttimeseä 18 kaiken mukana olevan vesihöyryn konden-soimiseksi; kondensoitu vesi palautetaan desorptiokolonniin johtoa 19 pitkin.

Kuvassa 2 vastaavia osia on merkitty samoilla viitenumeroilla. Lisäkaa-viossa runsaasti rikkivetyä sisältävä kaasuvirtaus syötetään johtoa 24 pitkin absorptiokolonniin 23, joka sisältää regeneroitavaa rikkivedyn absorptioainetta. Vain vähän rikkivetyä sisältävä kaasuvirtaus poistetaan johtoa 25 pitkin, kun taas rikkivetyä sisältävä absorptioaine poistetaan johtoa 26 pitkin desorptiokolonniin 13 regeneroitavaksi. Johdot 26 ja 11 (absorptiokolonnissa 6) yhtyvät kohdassa B ja johtavat kolonniin 13 yhteisjohtona 11. Regeneroitu absorptioaine poistetaan johtoa 15 pitkin ja sitä käytetään lämmönvaihtimessa 12 regeneroitavan absorptioaineen lämmitykseen. Jäähdyttimen 16 jälkeen johto 15 haarautuu kohdassa A; regeneroidun absorptioaineen sivuvirta kulkee johtoa 15 pitkin absorptiokolonnin 6, gossa se joutuu kosketuksiin pelkistettyjen Claus-poistokaasujen kanssa. Fäävirta palaa absorptiokolonniin 23 johtoa 22 pitkin.

Regeneroinnissa absorptioaineesta vapautunut rikkivety jäähdytetään jääh-dyttimessä 18 veden poistamiseksi ja palutetaan takaisin Claus-laitokseen, jota esittää kaavamaisesti numero 20. Tämän Olaus-laitoksen poistokaasut poistetaan johtoa 1 pitkin ja ne käsitellään kuten kuvaan 1 viitaten osoitettiin.

Tämän keksinnön mukainen prosessi sopii erityisesti Claus-poistokaasujen käsittelyyn, jotka kaasut sisältävät rikkivedyn lisäksi suhteellisen runsaasti hiilidioksidia. Näiden poistokaasujen sisältämä hiilidioksidimäärä voi ylittää 5 til-$ ja voi olla esim. 8-15 til-$ aiheuttamatta teknisiä vaikeuksia 7 '>6320 tai taloudellisia haittoja prosessin käytössä.

Keksintöä selvitetään tarkemmin seuraavien esimerkkien avulla.

Esimerkki 1

Synteettistä Claus-poistokaasua pelkistettiin sulfidimuodossa olevan

Co/Mo/Al„0 -katalyytin (3,2 paino-osaa Co/l3»4 paino-osaa Mo/lOO paino-osaa .23 A^O^) yli käyttäen vedyn ja hiilimonoksidin seosta. Synteettinen Claus-poisto-kaasu, jonka rikkidioksidipitoisuus vaihteli, johdettiin katalyytin yli yhdessä pelkistyskaasun kanssa tilavuusvirtausnopeudella 1700 N1 kaasua/l katalyyttiä/h. Koko seoksen koostumus oli S02 vaihteli H2 0,5-0,6 til.-$ CO 0,3-0,4 til.-$> H2S 1,2 til.-96 loput

Katalyyttiä käytettiin hiukkasten muodossa, joiden koko oli 0,3-0,6 mm (3Ο-5Ο mesh).

Katalyytin sulfidiksi muuttaminen tapahtui maksimilämpötilassa 375°C ja 10 kg/cm :n paineessa käyttäen Hg/HgS-kaasuseosta, Joka sisälsi 12,5 til.-$ rikkivetyä. Lämpötilaa nostettiin vaiheittain 4 tunnin aikamhuoneen lämpötilasta 375°C:en (ensimmäinen tunti 20°C:sta 100°C:en; toinen ja kolmas tunti 100°C:sta 250°C:en ja neljäs tunti 250°C:sta 375°C:en). Sulfidin muodostamisen jälkeen katalyytti jäähdytettiin 100°C:en syöttämällä taukoamatta sanottua rikkivetyä sisältävää kaasuseosta; tämän jälkeen laskettiin vain vetykaasua ja lopuksi aloitettiin Claus-poistokaasun pelkistys. Koe suoritettiin eri pelkis-tyslämpötiloissa. Saadut tulokset on koottu taulukkoon A.

Taulukko A

S02~pitoisuus Reaktio- Konversio # S02-pitoisuus kaasueeoksessa lämpötila H2 CO H2+C0 pelkistyksen jälkeen til.-$ (syöttö) o^, ^ til.-i 0,17 222 34 65 45 0,001 0,17 250 27 100 50 0,001 0,36 250 63 100 80 0,03 0,36 280 89 100 94 0,001

Esimerkki 2

Synteettistä Claus-poistokaasua, joka rikkidioksidin ja rikkivedyn lisäksi sisälsi myös pienen määrän kaasumaista alkuainerikkiä, pelkistettiin vedyllä 220°C:ssa käyttäen samaa sulfidimuodossa olevaa Co/Mb/Al20^ katalyyttiä kuin esimerkin 1 kokeissa käytettiin. Poistokaasu johdettiin sanotun katalyytin yli yhdessä vedyn kanssa tilavuusvirtausnopeudella 1400 N1 kaasua/litra katalyyttiä /h. Koko kaasuseoksen koostumus ennen ja jälkeen pelkistyksen esitetään seuraa-vassa taulukossa.

θ S6320

Kaasun koostumus, ennen pelkistystä pelkistyksen Jälkeen til .-# S02 Ο,ΙΘ 0,002 S0 0,018 H2 1,5 0,8

h20 29 JO

h2s 1,3 1,7

Ng loput loput

Kokonaiekonversio laskettuna kulutetun vedyn perusteella on 45 #.

Esimerkki 3

Synteettistä Claus-poistokaasua pelkistettiin hiilimonoksidilla saman sulfidimuodosaa olevan Co/Mo/AlgO^-katalyytin yli, Jota käytettiin kahdessa aikaisemmassa esimerkissä. Pelkistyslämpötila oli 230°C, kun taas poistokaasun Ja hiilimonoksidin yhteinen tilavuusvirtausnopeus oli 1700 Nl/l katalyyttiä/h. Koko kaasueeoksen koostumus ennen pelkistystä oli seuraava: S02 0,4 til.-# CO 1,2 til-# H20 30 til.-# H2S 1,2 til-#

Ng loput

Konversio laskettuna kulutetun hiilimonoksidin perusteella oli 35 #.

Kun ylläesitetty koe uusittiin kaasun tilavuusvirtausnopeudella 900 Nl/l/h samassa pelkistyslämpötilassa, oli konversio 90#.

Esimerkki 4

Runsaasti hiilidioksidia sisältävää Claus-poistokaasua pelkistettiin vedyllä sulfidimuodossa olevan Co/Mo/A^O^-katalyytin yli lämpötilassa 220°c. Saadun kaasun koostumus pelkistyksen Jälkeen oli seuraava: H2S 2,5 til.-# C02 11,1 til.-# H2 0,6 til.-# N2 85,8 til.-#

Kaasua, Jolla oli yllämainittu koostumus. Johdettiin nopeudella 2 m/e kolonnin läpi, Joka sisälsi 11-12 pohjaa Ja Jossa kierrätettiin di-isopropanoli-amiiniliuosta, jossa oli vettä 27 p-#. Dl—alkaliamiinin lämpötila ennen sen joutumista kosketuksiin rikkivetyä sisältävän kaasun kanssa oli 20°C toisessa tapauksessa ja 40 C toisessa. Käsitellyn kaasun koostumus sen jälkeen, kun se oli kulkenut di-isopropanoliamiiniliuoksen läpi, ja rikkivetyä sisältävän kaa- 9 £>6320 sun koostumus, joka kaasu saatiin sanotun amiiniluokeen regeneroinnin jälkeen, esitetään seuraavassa taulukossa.

Käsitelty kaasu syötettiin lopuksi jätteenpolttouuniin ja rikkivetyä sisältävä kaasu palautettiin Claus-laitokseen, josta poistokaasut olivat pe*» räisin.

^ 10

Vi 56320 CO 0

I

+>

:ιβ CD CM

·· O O LA o CO O O CM 'd-

OU

w Ö H 0 P CO CO ce

CÖ CO

rt M ra ö ö w 0 :cö cm m o a=s > w c— md

JS

-P

m o r— in

0 ft «I

» CM B (Λ 3 cd ω

CO vO VO

aj cm ·. ·> ί w o o Λ) CM ^ ^ (Hio O <7\

HH O rH

Φ -H P P

«H m in co co co o o :cfl 3 cm « ·> waw o o _ <e W co m o 3 Λ) in co M cm cfl

Ά w A

0 rH

cd O :«S

ε-ι a oo

5 CO

\ :nj

CIS > ON CM

p :cfl in oo to p ·> ·>

O '—L rH CM

0 0)

•H P

t—l *H

CO

m :nj

a M

O

o ctJ rt

CO rH

CO -H

•H P

Ö :o 3 Λ

5 A

O H

M

a p a>

4) CD

0) M

P O O O

^ 0 CM ^

CO rH

Ο -H

h a

O -H

•H

a

ciS

11 56320

Kokeen tuloksista voidaan nähdä, että kun käytetään tämän keksinnön prosessin olosuhteita, rikkivety absorboituu erittäin selektiivisesti, vaikka mukana on suuria C02~väkevyyksiä.

Esimerkki 5

Kaasuseos, joka sisälsi 2,57 til.-# H^S ja 10,58 til.-# CO^» saatettiin pohjakolonnissa ei olosuhteissa kosketuksiin di-isopropanoliamiinin vesiliuoksen kanssa, joka oli amiinin suhteen 2-molaarinen. Lämpötilaa, kaasun virtausnopeutta, kolonnin pohjien lukumäärää ja liuoksen dispersiokorkeutta näillä pohjilla koskevia olosuhteita muutettiin siten, että rikkivedyn väkevyys käsitellyssä kaasussa oli 0,05 til-#.

Tulokset esitetään taulukossa C alla

Taulukko C

Lämpötila Kaasun- Dispersio- Pohjien Liuosta Käsitelty kaasu virtaus- korkeus/ lukumäärä m /kmol HgS 00^ °C nopeus* pohja, *2S til.-# til.-# m/sx cm kaasussa 30 1,0 10 6 2,48 0,05 8,47 30 1,5 10 9 2,20 0,05 8,89 30 2,5 10 15 1,97 0,05 9,45 20 2,5 20 7 1,59 0,05 9,50 50 2,5 20 7 2,11 0,05 9,17 40 2,5 20 7 2,82 0,05 8,70 x kaasun huuhtomaan pohjapinta-alan suhteen.

«

Kootuista tiedoista voidaan päätellä, että alhaisessa lämpötilassa on edusllieta toimia suhteellisen suurilla kaasun virtausnopeuksilla käyttäen suhteellisen suurta dispersiokorkeutta kolonnin pohjilla; tämä takaa sen, että saavutetaan korkein mahdollinen selektiivisyys rikkivedyn absorptioon nähden käytettäessä suhteellisen pieniä liuosmääriä.

Claims (7)

12 56320

1. Tapa poistaa rikkiä ja/tai rikkiyhdisteitä Claus-laitoksen rikkivetyä, rikkidioksidia ja/tai alkuainerikkiä sisältävistä poistokaasuista, tunnet-t u siitä, että poistokaasujen sisältämä rikkidioksidi ja/tai alkuainerikki muutetaan rikkivedyksi siten, että poistokaasut johdetaan lämpötilassa 180-350°C yhdessä vetyä ja/tai hiilimonoksidia sisältävän kaasun kanssa sulfidimuodossa olevan, ryhmän VI ja/tai ryhmän VIII metallikatalysaattorin yli, joka on epäorgaanisella oksidikantoaineella, minkä jälkeen täten käsitellyt poistokaasut johdetaan korkeintaan 20 kosketuspohjaisessa absorptiokolonnissa olevan, sinänsä tunnetun nestemäisen regeneroitavan ja rikkivetyä absorboivan aineen lävitse kaasun nopeuden ollessa yli 1,0 m/s laskettuna ilmastoidun pohjan pintaan nähden 1+0°C:ssa tai sitä alhaisemmassa lämpötilassa, ja poistokaasujen absorboitumaton osa johdetaan ulkoilmaan, mitä ennen absorboitumaton osa haluttaessa poltetaan, ja että rikki-vedystä rikas absorptioaine regeneroidaan ja käytetään uudelleen rikkivedyn absorptioon ja regeneroinnissa vapautunut, rikkivedystä rikas kaasuseos johdetaan Claus-laitokseen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että poisto-kaasut johdetaan sulfidikatalysaattorin yli lämpötilassa 200-300°C.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tapa, tunnettu siitä, että poistokaasut johdetaan absorptioaineen lävitse kaasun nopeuden ollessa vähintään 1,5, edullisesti 2-k m/s laskettuna ilmastoidun pohjan pintaan nähden. U. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen tapa, tunnettu siitä, että absorptiokolonni sisältää U-15 kosketuspohjaa.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-U mukainen tapa, tunnettu siitä, että sen jälkeen kun poistokaasut ovat virranneet absorptiokolonnin lävitse, ne saatetaan taas kosketukseen nestemäisen, regeneroitavan absorptioaineen kanssa venturi-kaasunpesuris sa.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen tapa, tunnettu siitä, että vetyä ja hiilimonoksidia sisältävä kaasu sisältää vähintään 20 tilavuus-? vetyä.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen tapa, tunnettu siitä, että regeneroinnista vapaptuva, rikkivedystä rikas kaasu johdetaan siihen Claus-laitokseen, josta poistokaasut poistuvat.