FI84338B - Katalytisk avlaegsning av svavelvaete fraon vaetskeformigt svavel. - Google Patents

Description

1 84338

Rikkivedyn poistaminen katal yytt isest i nestemäisestä, rikistä

Keksintö koskee menetelmää nestemäisessä rikissä yksinkertaisesti liuenneena tai vetypolysulfideihin yhdistyneenä läsnäolevan l^sin poistamiseksi nopeasti. Se koskee myös katalyyt-tisysteemiä, jota voidaan käyttää mainitun menetelmän suorittamiseen.

Huomattavia määriä rikkiä tuotetaan Clausin menetelmällä, jossa esimerkiksi 1uonnonkaasujen happojenpoistosta tai öljytuotteiden käsittelystä peräisin olevan rikkivedyn annetaan reagoida rikkidioksidin kanssa, jota muodostuu esimerkiksi H2S^ poltettaessa tai rikkiä tai erilaisia rikkiyhdisteitä ja etenkin pyriittejä poltettaessa, seuraavan reaktiokaavan mukaises-t i : 2H2S + SC>2 3S + 2H20

Olennainen osa Clausin menetelmällä tuotetusta rikistä otetaan talteen ja varastoidaan lämpöeristettyihin altaisiin ja kuljetetaan sitten nestemäisenä käyttökohteeseen käyttäen sellaisia kuljetusvälineitä kuten säiliöautoja, säiliöaluksia, rautatie-säi1iövaunuja tai putkijohtoja, jotka on varustettu sopivilla lämmöneristyslaittei1la, joilla rikki saadaan pysymään juoksevana kuljetuksen ajan.

Clausin menetelmällä valmistettu rikki sisältää edelleen liuenneena pienen määrän ^Srä ja vetypolysulfideja, joita nimitetään myös polysulfsaneiksi, joilla on kaava H„S , jossa x

M X

tarkoittaa jotakin lukua, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2, mainittujen sulfaanien hajotessa ajan mittaan, jolloin vapautuu H2S:ä.

Varastointialtaassa tai kuljetukseen käytettävässä säiliössä olevan nestemäisen rikin yläpuolella esiintyvässä kaasufaasissa on siis tietty määrä H2S:ä, joka tämän kaasun myrkyllisyy- 2 84338 den ja helpostisyttyvyyden vuoksi tekee vaarallisiksi nestemäisen rikin kuljettamiseen käytettävien säiliöiden täyttämiseen ja purkamiseen liittyvät toimenpiteet. Jotta nämä toimenpiteet voitaisiin suorittaa työn suorittajien kannalta riittävän turvallisissa olosuhteissa, Clausin menetelmällä valmistetulle nestemäiselle rikille suoritetaan yleensä ennen mainittuja toimenpiteitä käsittely, jota nimitetään kaasun-poistokäsittelyksi ja jonka tarkoituksena on alentaa mainitun nestemäisen rikin vapaan ja muihin yhdisteisiin liittyneen F^Stn pitoisuus alle kynnyksen, joka on käytännössä vakiintunut 10 ppm:ksi.

F^Stn ja sulfaanien kokonaismäärä Clausin menetelmällä valmistetussa nestemäisessä rikissä on yleensä 50-700 ppm ja se riippuu olennaisesti nestemäisen rikin yläpuolella olevan kaa-sufaasin F^S-pitoisuudesta ja nestemäisen rikin lämpötilasta. Lisäksi vapaan F^Sin ja nestemäiseen rikkiin liuenneiden sulfaanien suhteelliset määrät riippuvat nekin nestemäisen rikin lämpöt ilasta.

Nestemäisessä rikissä vapaana ja muihin yhdisteisiin liittyneenä olevan H^Sin poostoprosessi käsittää kaksi vaihetta, nimittäin vaiheen, jossa raskaimmat sulfaanit hajotetaan H^Stksi ja rikiksi reaktion H_S —s»H~S + S Λ mukaisesti, ja vaiheen, jossa vapautunut Fl^S ja yksinkertaisesti liuenneena oleva F^S ja kevyet sulfaanit erotetaan ja/tai muutetaan in situ rikiksi .

Sulfaanien hajoaminen H^Siksi ja rikiksi on hidas reaktio, minkä vuoksi tämän hajoamisreaktion nopeus rajoittaa I^Sin poistonopeutta.

Suurin osa menetelmistä, joita on ehdotettu nestemäisessä rikissä vapaana ja liuenneena muihin yhdisteisiin liittyneenä läsnäolevan H^Srn poistamiseksi, ovat tyyppiä, jossa nestemäiseen rikkiin lisätään jokin katalyyttisysteemi, jonka muodostaa yksi tai useampi yhdiste, jotka muodostuvat ammoniakista tai yhdisteistä, joista vapautuu ammoniakkia, tai vielä yhdis- 3 84338 teista, jotka ovat luonteeltaan emäksisiä Brönstedtin teorian mukaan, niin että ne helpottavat sulfaanien hajoamista, jolloin yksinkertaisesti liuenneena oleva vapautunut i^S joko erotetaan nestemäisestä rikistä millä tahansa menetelmällä, jolla liuennut H-S saadaan fyysisesti poistumaan nestemäisestä

M

rikistä, tai se muutetaan in situ rikiksi jonkin hapetuskaasun avulla. Erityisesti EP-patentissa B 0 045 636 kuvataan sellaisen katalyyttisysteemin käyttöä, joka muodostuu jostakin yhdisteestä, joka on valittu epäorgaanisten fosforiyhdistei-den, urean, urean johdosten, ditionaattien, ditioniiftien, tiosulfaattien, bisulfidien ja bisu 1 fii11ien joukosta. Patenttijulkaisuissa US-A 3 364 655, FR-A 2 159 691 ja US-A 4 131 437 kuvatuissa menetelmissä käytetään katalyyttisysteeminä ammoniakkia ja sulfaanien hajotessa vapautunut i^S erotetaan sumuttamalla nestemäinen rikki (US-A 3 364 655), strippaamal1 a jollakin inertillä kaasulla (FR-A 2 159 691) tai pyyhkimällä nestemäisen rikin vapaata pintaa jollakin kaasulla, kuten vesihöyryllä, typellä, ilmalla tai rikki tehtaiden jäännöskaasul-la (US-A 4 131 437). Ammoniakki-, ammoniumsuola-, amiini- tai muun typpiyhdistetyyppisen katalyyttisysteemin käyttöä on vielä ehdotettu julkaisuissa FR-A 2 185 587 ja US-A 3 447 903 ja sen lisäksi sulfaanien hajoamisen yhteydessä vapautuneen I^Scn muuttamista rikiksi jonkin nestemäiseen rikkiin suihkutettavan hapettavan kaasun, nimittäin ilman ensimmäisessä tapauksessa ja SO^:n avulla toisessa tapauksessa.

Edellä mainittujen menetelmien haittana on, että niiden reaktiokinetiikka on hidas, mikä estää varsinkin niiden olennaisesti jatkuvatoimisen käytön suoraan rikinvalmistusyksiköiden ulostulossa. Tällaisissa menetelmissä tarvitaan nimittäin useita tunteja, esimerkiksi vähintään 2,5 tuntia, kun käytetään EP-patentissa B 0 045 636 mainittuja yhdisteitä katalyyt-tisysteeminä, tai vähintään 5-8 tuntia, kun katalyyttisysteeminä käytetään ammoniakkia, jotta saadaan nestemäistä rikkiä, jossa vapaan ja liittyneenä olevan H^Srn pitoisuus on alle käytännössä vakiintuneen kynnysarvon.

Nyt on havaittu, että käyttämällä erityistä emäksistä kata- 4 84338 lyyttisysteemiä, jonka teho on parempi, voidaan alentaa "koko-nais-H^S^pitoisuutta eli nestemäisessä rikissä vapaana tai liittyneenä läsnäolevan t^Srn pitoisuutta alle 10 ppm:n kynnyksen, samalla kun käsittelyajat saadaan selvästi lyhyemmiksi kuin mitä tarvitaan edellä mainituissa menetelmissä tämän tuloksen saavuttamiseen. Lisäksi mainitun erityiskatalyytin käyttö on helppoa eikä se värjää käsiteltyä rikkiä eikä aiheuta karstaa.

Keksinnön kohteena on siis menetelmä nestemäisessä rikissä yksinkertaisesti liuenneena tai vetypolysulfideihin liittyneenä läsnäolevan i^Srn poistamiseksi nopeasti, joka menetelmä on tyyppiä, jossa nestemäiseen rikkiin liitetään katalyyttisys-teemi, joka sisältää yhden tai useamman luonteeltaan emäksisen yhdisteen, ja tämä kokonaisuus pidetään olosuhteissa, jotka ovat omiaan poistamaan rikkivedyn nestemäisestä rikistä, ja menetelmä on tunnettu siitä, että mainittu katalyyttisysteemi muodostuu yhdestä tai useammasta yhdisteestä, jotka on valittu heterosyklisistä, monosyklisistä tai polysyklisistä yhdisteistä, jotka sisältävät yhden tai useamman heteroatomin, joina ovat typpiatomit ja mahdollisesti yksi tai useampi muu hete-roatomi, erityisesti rikki- ja/tai happiatomi, ja jotka ovat liukoisia ja stabiileja nestemäisessä rikissä käsittelylämpö-tiloissa ja joiden kiehumispiste on lisäksi korkeampi kuin 200 °C ilmakehänpaineessa.

Edullisesti mainitut heterosykliset, monosykliset tai polysykliset yhdisteet ovat luonteeltaan aromaattisia heterosyklisiä yhdisteitä eli yhdisteitä, jotka sisältävät vähintään yhden bentseenityyppisen renkaan ja joiden renkaissa ei ole substi-tuenttej a.

Keksinnön mukaisen katalyyttisysteemin muodostavat heterosyk-liset yhdisteet, jotka käsittävät useita heteroatomeja, joista vähintään yksi on typpiatomi tai jotka muodostuvat yksinomaan typpiatomeista, valitaan mieluiten polysyklisistä heterosykli-sistä yhdisteistä ja etenkin aromaattisista heterosyklisistä yhdisteistä, joissa on kondensoidut ytimet, joihin mainitut 5 84338 heteroatomit ovat kiinnittyneinä ja joissa nämä heteroatomit ovat jakaantuneet renkaisiin siten, että yhdessä renkaassa on enintään yksi heteroatomi. Tällaisissa heterosyklisissä yhdisteissä kahta vierekkäistä typpiheteroatomia, joista kumpikin on eri renkaassa, ei erota toisistaan hiiliketju, jossa on enemmän kuin kolme hiiliatomia.

Esimerkkejä heterosyklisistä yhdisteistä, joita voidaan käyttää keksinnön mukaan nestemäiseen rikkiin lisättävän katalyyt-tisysteemin muodostamiseen, ovat kinoleiini, isokinoleiini, bentsokinoleiinit, akridiini, bentsakridiini, kinoksaliinit, kinatsoliini, fenatsiini, fenantridiini, fenantroliinit, naf-tyridiinit ja bipyridyylit.

Nestemäiseen rikkiin lisättävän katalyyttisysteemin määrän tulee toisaalta olla riittävä, jotta saadaan poistetuksi no peasti ja tyydyttävästi, ja toisaalta se ei saa olla liian suuri, jottei se lisää nestemäisen rikin tuhkamärää. Edullisesti nestemäiseen rikkiin lisättävän katalyyttisysteemin määrä on 5-120 ppm rikin painosta laskettuna.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävät lämpötilat voivat vaihdella varsin laajoissa rajoissa rikin sulamispisteen yläpuolella ja ne voivat sijoittua esimerkiksi 125°C:n ja 180°c:n välille. Mieluiten toimitaan 130-165°C:n lämpötiloissa.

Keksinnön mukainen menetelmä tulee suorittaa sellaisissa olosuhteissa, jotka takaavat katalyyttisysteemin mahdollisimman tasaisen jakaantumisen nestemäiseen rikkimassaan ja jotka mahdollistavat myös sulfaanien hajotessa vapautuneen ja nestemäiseen rikkiin liuenneena olevan rikkivedyn poistumisen mainitusta massasta. Tätä varten katalyyttisysteemin sisältävää nestemäistä rikkiä sekoitetaan käyttäen mitä tahansa sopivaa mekaanista sekoitusjärjestelmää, vapautuneen H^Sin poistuessa luonnollisesti nestemäisen rikin massasta. Nestemäisen rikin sekoittaminen ja vapautuneen I^Srn poistaminen voidaan suorittaa myös strippaamalla jollakin inertillä kaasulla, toisin sa- 6 84338 noen keksinnön mukaan vaikuttamatta väliaineen,, johon se syötetään menetelmän suorittamiseen valituissa lämpötilaolosuhteissa, aineosiin, mainitun strippauskaasun voidessa olla etenkin typpeä, CC^ra, ilmaa, vesihöyryä, rikkitehtaan jään-nöskaasua tai tällaisten kaasujen seoksia. Katalyyttisystee-min sisältävän nestemäisen rikin sekoittaminen ja vapautuneen f^Srn poistaminen voidaan suorittaa myös sumuttamalla nestemäistä rikkiä, kuten esimerkiksi US-patentissa A 3 364 655 on kuvattu. Tarpeen vaatiessa voidaan myös menetellä käyttämällä näiden nestemäisen rikin sekoittamisen ja vapautuneen l^Sin poistamisen eri suoritusmuotojen yhdistelmää.

Nestemäisen rikin käsitteleminen, johon sisältyy toinen tai toinen edellä mainituista sekoitustoimenpiteistä tai niiden yhdistelmä, suoritetaan tavallisesti 1ämpöeristetyssä tilassa, esimerkiksi metai 1ia1taassa tai -säiliössä, johon se on varastoitu, ja on suositeltavaa huuhdella nestemäisen rikin vapaan pinnan yläpuolella olevaa tilaa jollakin inertillä kaasulla, kuten C02:lla, typellä, ilmalla, Clausin menetelmää käyttävän rikkitehtaan jäännöskaasul1 a, H^Sin poistamiseksi, yleensä jollekin polttoalueelle, ja helpottaa siten sulfaanien hajotessa vapautuneen f^Sin poistumista nestemäisen rikin massasta. Kun mainittu huuhteleminen suoritetaan rikkitehtaan jään-nöskaasulla, toisin sanoen kaasulla, joka sisältää vielä vähäisen määrän H^Siä, on sen määrää säädettävä, esimerkiksi laimentamalla jäännöskaasu jollakin inertillä kaasulla, jottei se ole suurempi, ainakaan toimenpiteen loppuvaiheessa, kuin kaasumaisen t^Stn pitoisuus, joka on tasapainossa käyttölämpötilassa H^S-määrän kanssa, joka sallitaan nestemäisessä rikissä.

Katalyyttisysteemin lisääminen nestemäiseen rikkiin voidaan suorittaa yhdellä kertaa toimenpiteen alussa tai erinä toimenpiteen aikana. Kun I^Sin poistokäsi11e 1yyn kuuluu lämpöeris-tetyssä tilassa, metal 1ialtaassa tai -säiliössä, johon se on varastoitu, olevan nestemäisen rikin mekaaninen sekoittaminen, katalyyttisysteemi voidaan lisätä käsittelyyn käytettävän sammion nestemäisen rikin syöttöön. Jos f^Sjn poistamiseen nes- > 84338 temäisestä rikkimassasta käytetään strippausta, katalyyttisys-teemi voidaan lisätä strippauskaasuun ja/tai lisätä käsittely-sammion nestemäisen rikin syöttöön. Mikäli nestemäiselle rikille suoritetaan sumutus, tähän sumutukseen kuuluu yleensä nestemäisen rikin ohjaaminen sumutussuuttimeen pumpulla, joka käsittää nestemäiseen rikkiin upotetun imujohdon, jolloin katalyytt isysteemi voidaan ruiskuttaa pumpun imu- tai puristus-tahtiin ja/tai käsittelysammion nestemäisen rikin syöttöön.

Keksinnön mukainen menetelmä voidaan suorittaa joko jaksottaisena tai jatkuvatoimisena.

Liitteenä olevan piirustuksen kuviot 1 ja 2 esittävät kaavamaisesti kahta laitetta, joita voidaan käyttää keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseen.

Keksinnön mukaisen menetelmän suorittaminen jaksottaisena su-muttamalla nestemäinen rikki, joka sisältää katalyyttisystee-min, voidaan suorittaa esimerkiksi, kuten kuviosta 1 näkyy, käyttämällä suljettua lämpöeristettyä sammiota 1, erityisesti jotakin metal 1ial1asta tai -säiliötä, joka on jaettu kahteen osastoon, nimittäin ensimmäiseen, tilavuudeltaan pieneen osastoon 2 ja toiseen, tilavuudeltaan suureen osastoon 3, väliseinällä 4, joka on avoin yläosastaan, niin että se muodostaa yli juoksun, jonka kautta nestemäinen rikki pääsee virtaamaan ensimmäisestä osastosta toiseen. Ensimmäisen osaston pohja 5 on korkeammalla kuin toisen osaston pohja 6. Sammio on varustettu huuhte1ukaasun syötöllä 7, joka avautuu ensimmäiseen osastoon yli juoksun tason yläpuolelle, ja huuhtelukaasun poistolla 8, joka on tehty toisen osaston yläosaan. Lisäksi ensimmäinen osasto on toisalta varustettu nestemäisen rikin syöttöjohdolla 9, jossa on haarajohto 10 katalyyttisysteemin lisäämistä varten, ja toisaalta mekaanisilla sekoitus 1 ai11ei 1-la 11 ja toinen osasto on varustettu sumutusjärjestelmällä 12, joka käsittää pumpun 13, jonka imujohto 14 on sovitettu uppoamaan nestemäiseen rikkiin ja puristuskammio 15 on liitetty sumutussuutt imeen 16, joka on sovitettu mainittuun toiseen osastoon siten, että se sijaitsee tämän osaston sisältämän neste- 8 84338 mäisen rikin vapaan pinnan 17 yläpuolella.

Tällaisessa suoritusmuodossa kata1yyttisysteemin sisältämää nestemäistä rikkiä sekoitetaan voimakkaasti ensimmäisessä osastossa 2, jolloin mainittu katalyyttisysteemi jakaantuu tasaisesti tässä osastossa olevaan nestemäiseen rikkiin ja sul-faanien hajoaminen käynnistyy, sitten nestemäisen rikin ja katalyytt isysteemin seos virtaa yli juoksun 4 kautta toiseen osastoon 3, jossa mainittu seos sumutetaan. H^S, 7°^a poistuu molemmissa osastoissa olevasta nestemäisestä rikkimassasta, poistetaan kierrättämällä huuhte1ukaasua, esimerkiksi Clausin menetelmää käyttävän rikkitehtaan jäännöskaasua, ja se joutuu tämän kaasun mukana polttovyöhykkeeseen.

Keksinnön mukaisen menetelmän jatkuvatoimisessa suoritusmuodossa, jossa kata1yyttisysteemin sisältävä nestemäinen rikki sumutetaan, voidaan suorittaa esimerkiksi, kuten kuvio 2 osoittaa, käyttämällä suljettua 1ämpöeristettyä sammiota 20, esimerkiksi 1ämpöeristettyä metallisäiliötä, joka on jaettu vähintään kolmeen osastoon, nimittäin syöttöosastoon 21, yhteen tai useampaan väliosastoon 31 ja poisto-osastoon 41, samansuuntaisilla pystysuorilla väliseinillä 22 ja 32, jotka ovat avoimia alaosastaan, niin että kukin osasto on yhteydessä viereiseen osastoon, ja tämän väliseinän korkeus on pienempi kuin sammion korkeus, niin että se voi tarpeen vaatiessa toimia nestemäisen rikin yli juoksuna. Syöttöosasto 21 on toisaalta varustettu nestemäisen rikin syöttöjohdol1 a 23, jossa on haarajohto 24 katalyyttisysteemin lisäämistä varten, ja yläosastaan huuhtelukaasun poistoaukol1 a 25 ja toisaalta se on varustettu jollakin mekaanisella sekoituslaitteella 26. Lisäksi kukin väliosasto 31 ja poisto-osasto 41 on varustettu sumutusjärjestelmällä 33 ja 43, joka käsittää pumpun 34 ja 44, joka on varustettu toisaalta imujohdolla 35 ja 45, joka on sovitettu uppoamaan nestemäiseen rikkiin kysymyksessä olevan osaston alavirran puolella, ja toisaalta puristusjohdolla 36 ja 46, joka on liitetty sumutussuuttimeen 37 ja 47, joka on sijoitettu mainittuun osastoon siten, että se sijaitsee tämän osaston ylävirran puolella sen sisältämän nestemäisen rikin n 9 84338 vapaan pinnan 30 yläpuolella. Lisäksi poisto-osasto 41 on varustettu huuhtelukaasun syötöllä 48, joka on sovitettu nestemäisen rikin vapaan pinnan 30 yläpuolelle ja mainitussa poisto-osastossa oleva sumutusjärjestelmän pumppu käsittää haara-johdon 49, jonka kautta käsitelty nestemäinen rikki poistetaan .

Tällaisessa suoritusmuodossa nestemäistä rikkiä, johon on lisätty katalyyttisysteemi, tulee jatkuvasti syöttöosastoon 21, jossa sitä sekoitetaan voimakkaasti, jolloin katalyyttisysteemi jakaantuu tasaisesti tämän osaston sisältämään nestemäiseen rikkiin ja käynnistää siten sulfaanien hajoamisreaktion, sitten nestemäisen rikin ja katalyyttisysteemin seos virtaa jatkuvasti peräjälkeen väliosastoon tai -osastoihin 31 ja sitten poisto-osastoon 41, joissa kussakin mainitulle seokselle suoritetaan sumutus. Eri osastojen sisältämän nestemäisen rikin massasta poistuva poistuu jatkuvasti sammiosta sekoittu neena johonkin huuhtelukaasuun, esimerkiksi Clausin menetelmää käyttävän rikkitehtaan jäännöskaasuun, jota suihkutetaan poisto-osastoon 41 ja joka kiertää nestemäisen rikin vapaan pinnan 30 yläpuolella siihen nähden vastavirtaan ja poistuu sitten sammiosta poistoaukon 25 kautta, joka on tehty tätä tarkoitusta varten syöttöosastoon 21, minkä jälkeen huuhtelu-kaasu, joka sisältää l^Siä, ohjataan polttovyöhykkeeseen. Käsitelty nestemäinen rikki poistetaan jatkuvatoimisesti johdon 49 kautta, joka on asennettu sammion 20 poisto-osastoon 41 sovitetun sumutusjärjestelmän 43 pumppuun 44.

Muunnelmana nestemäisen rikin ja katalyyttisysteemin seoksen sumutusvaihe, joka suoritetaan jaksottaisessa suoritusmuodossa, tai ainakin yksi sumutusvaiheista, jotka suoritetaan jatkuvatoimisessa suoritusmuodossa, voidaan korvata H^Srn strip-pauksella jollakin inertillä kaasulla, joka suihkutetaan kä-sittelysammion kysymyksessä olevassa osastossa tai osastoissa olevaan nestemäiseen rikkiin.

Lisäksi kuvion 1 mukaisessa laitteessa osasto 2 voidaan jättää pois, jolloin nestemäinen rikki ja katalyyttisysteemi syöte- ίο 84 338 tään suoraan osastoon 3, joka muodostaa tällöin sammion ainoan osaston.

Keksintöä valaistaan seuraavilla sitä rajoittamattomilla esi-merke i11ä.

Esimerkit 1-11 Näissä esimerkeissä suoritettiin Clausin menetelmää käyttävästä rikinvalmistusyksiköstä peräisin olevan nestemäisen rikin sisältämän H^Srn poistaminen käyttämällä kataiyyttisysteeminä ammoniakkia (vertailuesimerkki 1) tai käyttämällä keksinnön mukaista katalyyttisysteemiä.

Esimerkeissä käytettiin lasikolvia, joka pidettiin vakiolämpö-tilassa lämpömittarilla varustetun öljyhauteen avulla. Kolvi oli varustettu ensimmäisellä aukolla, josta meni kolviin ulottuva putki strippauskaasun syöttöä varten, toisella aukolla, josta meni lasiputki huuhtelukaasun syöttöä varten, jonka putken pää sijaitsi noin kaksi senttimetriä nestemäisen rikin vapaan pinnan yläpuolella, ja kolmannella aukolla, josta voitiin suihkuttaa katalyyttiä ja myös ottaa näytteitä nestemäisestä rikistä, ja mainitussa kolvissa oli vielä kaasujen poistoauk-ko, joka jatkui poistojohtona, joka meni H^Sin keräyssysteemin kautta.

Kolviin pantiin 1000 g nestemäistä rikkiä, joka otettiin ri-kinvalmistusyksikön lauhduttimen poistosta ja tämä rikki pidettiin sopivassa lämpötilassa. Alkaen hetkestä, joka katsottiin aloitusajaksi, kolviin syötettiin toisaalta uppoputken kautta 100 1/h strippauskaasua, nimittäin typpeä (esimerkki 1, 7 ja 5) tai ilmaa (muut esimerkit) ja toisaalta huuhteluputken kautta 120 1/h ilmaa huuhtelukaasuksi ja kolvista poistettiin sopivan johdon kautta 220 1/h ulosvirtaavaa kaasua, joka ohjattiin l^Szn keräyssysteemi in. Määrätyin aikavälein nestemäisestä rikistä otettiin näytteitä ja mitattiin i^S- ja sul-faanimäärät, joita ne vielä sisälsivät, jodometristä tai ar-gentometristä titrausta käyttäen. Mitta-analyysireaktion ek-vivalenttikohta määritettiin potentiometrisesti käyttöjännit- 11 84338 teellä kaksimetal1 isiä elektrodeja käyttäen.

Mitta-analyysin tulos, jota nimitetään termillä "kokonais-H^S" , edusti nestemäisessä rikissä läsnäolevan vastaavasti vapaan H^Srn ja sulfaaneihin liittyneen H^S'.n yhteismäärää.

Vertailuesimerkissä 1 nestemäiseen rikkiin ruiskutettiin 2 kertaa 25 ppm ammoniakkia lisäämällä se strippauskaasuun, ensimmäinen aloitushetkellä ja toinen tunnin kuluttua aloituksesta. Muissa esimerkeissä katalyyttisysteemi lisättiin kolviin, aloitusajankohdaksi valitulla hetkellä, liuotettuna pieneen määrään nestemäistä rikkiä ja tämä lisääminen suoritettiin aukosta, josta nestemäisestä rikistä otettiin näytteitä.

Eri esimerkeissä käytetyt toimintaolosuhteet ja saadut tulokset on koottu taulukkoon I.

12 84338

Taulukko I

Katalyyttisysteemi Käsittely Nestemäisen rikin Esimerkki (laatu ja määrä) Lämpö- Kesto- "kokonais-H^S"- tila aika pitoisuus (°C) (min) (ppm) 0 465 1 NH 60 284 (vertailu) 140 120 132 2 x 25 ppm 240 18 300 9,5 0 51 1 2 kinoleiini 12 80 135 24 27 92 ppm 38 6 48 <2 0 534 3 kinoleiini 12 150 150 22 77 98 ppm 40 24 50 10 80 < 2 0 430 4 kinoleiini 12 189 165 35 90 100 ppm 62 71 135 32 200 1 0 0 489 5 kinoleiini 10 156 150 30 30 9 0 ppm 5 2 10 80 <2 0 509 6 isokinoleiini 15 51 150 28 21 89 ppm 45 5 50 <2 0 340 7 fenantridiini 10 132 150 26 44 41 ppm 40 32 74 10 108 <2

II

” 84338

Taulukko I jatkoa

Katalyyttisysteemi Käsittely Nestemäisen rikin Esimerkki (laatu ja määrä) Lämpö- Kesto- "kokonais-i^S"- tila aika pitoisuus ( C) (min) (ppm) 0 543 8 o-fenantroliini 7 109 150 20 17 8 ppm 35 <2 0 298 9 o-fenantroliini 8 16 56 ppm 150 15 <2 0 432 10 2,2'-bipyridyyli 15 290 150 70 37 85 ppm 108 10 150 <2 0 583 11 1,8-naftyridiini 150 6 220 20 49 80 ppm 40 7,5

Esimerkkien 2-11 tulosten vertailu vertailuesimerkin 1 tuloksiin osoittaa keksinnön mukaisten katalyyttisysteemien tehokkuuden, jonka avulla päästään nestemäisen rikin "kokonais-HjS^pitoisuuksiin, jotka ovat alle 10 ppm, olennaisesti lyhyemmässä käsittelyajassa kuin mikä tarvitaan käytettäessä jotakin tavanomaista emäksistä katalyyttiä, kuten ammoniakkia.

Claims (15)

1. Menetelmä nestemäisessä rikissä yksinkertaisesti liuenneena tai vetypolysulfideihin liittyneenä läsnäolevan H2S:n poistamiseksi nopeasti, joka menetelmä on tyyppiä, jossa nestemäiseen rikkiin liitetään katalyyttisysteemi, joka sisältää yhden tai useamman luonteeltaan emäksisen yhdisteen, ja tämä kokonaisuus pidetään olosuhteissa, jotka ovat omiaan poistamaan rikkivedyn nestemäisestä rikistä, tunnettu siitä, että mainittu katalyyttisysteemi muodostuu yhdestä tai useammasta yhdisteestä, jotka on valittu heterosyklisistä monosyklisistä tai polysyklisistä yhdisteistä, jotka sisältävät yhden tai useamman heteroato-min, joina ovat typpiatomit ja mahdollisesti yksi tai useampi muu heteroatomi, erityisesti rikki- ja/tai happiatomi, ja jotka ovat liukoisia ja stabiileja nestemäisessä rikissä käsittelylämpötiloissa ja joiden kiehumispiste on lisäksi korkeampi kuin 200°C ilmakehänpaineessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitut heterosykliset monosykliset tai polysykliset yhdisteet ovat luonteeltaan aromaattisia heterosyklisiä yhdisteitä, joiden renkaissa ei ole sub-stituentteja.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyyttisysteemin muodostavat heterosykliset yhdisteet käsittävät useita heteroatomeja, joista vähintään yksi on typpiatomi tai jotka muodostuvat yksinomaan typpiatomeista, ja ne valitaan mieluiten polysyklisistä heterosyklisistä yhdisteistä ja etenkin aromaattisista heterosyklisistä yhdisteistä, joissa on kondensoidut ytimet, joihin mainitut heteroatomit ovat kiinnittyneinä ja joissa nämä heteroatomit ovat jakaantuneet renkaisiin siten, että yhdessä renkaassa on enintään yksi heteroatomi.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kahta vierekkäistä typpiheteroatomia, joista kumpikin on eri renkaassa, ei erota toisistaan hiiliketju, jossa on enemmän kuin kolme hiiliatomia. is 8 4 338

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyyttisysteemi muodostuu yhdestä tai useammasta yhdisteestä, jotka on valittu ryhmästä, jonka muodostavat kinoliini, isokinoliini, bentsokinolii-nit, akridiini, bentsakridiini, kinoksaliini, kinatsoliini, fenatsiini, fenantridiini, fenantroliinit, naftyridiinit ja bipyridyylit.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nestemäiseen rikkiin lisättävän katalyyttisysteemin määrä on 5-120 ppm rikin painosta laskettuna.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikki saatetaan kosketukseen katalyyttisysteemin kanssa lämpötilassa, joka on 130-165°C.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyyttisysteemin sisältävää nestemäistä rikkiä sekoitetaan ja tämä sekoittaminen suoritetaan erityisesti mekaanisilla sekoituslaitteilla, sumuttamalla nestemäinen rikki tai suihkuttamalla jotakin inerttiä kaasua, joka toimii strippauskaasuna, rikkimassaan tai näiden menetelmien yhdistelmällä.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyyttisysteemin sisältämän nestemäisen rikin vapaata pintaa huuhdellaan lisäksi jollakin toimintaolosuhteissa inertillä kaasulla.

10. Koostumus, jonka muodostaa seos, jossa on toisaalta nestemäistä rikkiä sisältäen H2S:ää yksinkertaisesti liuenneena tai vetypolysulfideihin liittyneenä ja toisaalta katalyyttisysteemi, jossa on yksi tai useampi yhdiste, jotka on valittu heterosyklisistä monosyklisistä tai polysyklisistä yhdisteistä, jotka sisältävät yhden tai useamman heteroatomin, joina ovat typpiatomit ja mahdollisesti yksi tai useampi muu heteroatomi, erityisesti i6 84338 rikki- ja/tai happiatomi, ja jotka ovat liukoisia ja stabiileja nestemäisessä rikissä käsittelylämpötiloissa ja joiden kiehumispiste on lisäksi korkeampi kuin 200°C ilmakehänpaineessa.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että mainitut heterosykliset monosykliset tai polysykliset yhdisteet ovat luonteeltaan aromaattisia heterosyklisiä yhdisteitä, joiden renkaissa ei ole substituenttej a.

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että katalyyttisysteemin muodostavat heterosykliset yhdisteet käsittävät useita heteroatome-ja, joista vähintään yksi on typpiatomi tai jotka muodostuvat yksinomaan typpiatomeista, ja ne valitaan mieluiten polysyklisistä heterosyklisistä yhdisteistä ja etenkin aromaattisista heterosyklisistä yhdisteistä, joissa on kondensoidut ytimet, joihin mainitut heteroatomit ovat kiinnittyneinä ja joissa nämä heteroatomit ovat jakaantuneet renkaisiin siten, että yhdessä renkaassa on enintään yksi heteroatomi.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että kahta vierekkäistä typpiheteroatomia, joista kumpikin on eri renkaassa, ei erota toisistaan hiiliketju, jossa on enemmän kuin kolme hiiliatomia.

14. Patenttivaatimuksen 10 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että se muodostuu yhdestä tai useammasta yhdisteestä, jotka on valittu ryhmästä, jonka muodostavat kinoliini, isokinoliini, bentsokinoliinit, akridiini, bentsakridiini, kinoksaliini, kinatsoliini, fenatsiini, fenantridiini, fenantroliinit, naftyridiinit ja bipyridyylit.

14 84338

15. Jonkin patenttivaatimuksen 10-14 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että se sisältää katalyyttisysteemiä määrässä välillä 5 ja 120 ppm, laskettuna rikin painosta. 17 84338