JP2001514613A - ガス中に含有されているh▲下2▼sを硫黄に直接酸化するための方法及び触媒 - Google Patents

ガス中に含有されているh▲下2▼sを硫黄に直接酸化するための方法及び触媒

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、処理されるガスのH2Sを、炭化ケイ素坦体に付随した、Ni、Fe、Co、Cu、Cr、Mo及びWから選択された金属の少なくとも1種のオキシ硫化物からなる酸化触媒と、生成される硫黄の露点より低い、特に30℃〜70℃の範囲内の温度で接触させることにより、硫黄酸化する方法に関する。本発明は、種々の起源のガス中に含有されるH2Sを、該H2Sの回復により本質的に硫黄の形で除去するために有用である。

Description

【発明の詳細な説明】ガス中に含有されているH2Sを硫黄に直接酸化するための方法及び触媒 本発明は、低温度で、ガス中に低濃度で含有されているH2Sを、直接硫黄に 酸化するための接触酸化方法に関する。本発明はまた、この方法の実施のための 触媒に関する。 種々の起源からのガス中に、低濃度で、即ち、20体積%未満、更に特に体積 で、0.001%〜20%、最も特に0.001%〜10%の範囲の濃度で含有 されているH2Sを回収するために、特に、反応: H2S+1/2O2→S+H2O によるH2Sの硫黄への直接接触酸化を含む方法を使用することができる。 このような方法に於いて、適当量の、遊離酸素含有ガス、例えば、空気、酸素 又は酸素富化空気と混合された、処理されるH2S含有ガスは、H2Sを硫黄に酸 化するための触媒と接触するようにされ、この接触は、生成された硫黄の露点よ り高い温度で(この場合には、生成された硫黄は、反応由来の反応媒体 中に蒸気状態で存在する)又は生成された硫黄の露点よりも低い温度で(この場 合には、該硫黄は触媒上に析出し、それにより、この硫黄坦持触媒を、200℃ 〜500℃の温度を有する非酸化性ガスでフラッシュすることによって、定期的 に再生することを必要とする)行われる。 特に、硫黄の露点より高い温度、即ち、約180℃より高い温度での硫黄への H2Sの酸化は、酸化チタン(EP−A−第0,078,690号)、硫酸アル カリ土類金属を含有する酸化チタン(WO−A−第8302068号)、酸化ニ ッケル及び任意に酸化アルミニウムを含有する酸化チタン(EP−A−第0,1 40,045号)、Fe、Cu、Zn、Cd、Cr、Mo、W、Co及びNiか ら選択された遷移金属、好ましくはFeの1種又は2種以上の化合物並びに任意 にPd、Pt、Ir及びRhから選択された貴金属、好ましくはPdの1種又は 2種以上の化合物と組み合わせた、酸化チタン又は酸化ジルコニウム又はシリカ 型の酸化物(FR−A−第2,511,663号)又は上記のものような遷移金 属、特にFeの1種又は2種以上の化合物及び任意にPd、Pt、Ir及びRh から選択された貴金属の1種又は2種以上の化合物と組み合わせた熱安定 化アルミナ(FR−A−第2,540,092号)からなる触媒と接触させて行 うことができる。 生成された硫黄が触媒の上に析出されるような温度でのH2Sの硫黄への酸化 に関して、これは、例えば、活性化アルミナ、ボーキサイト、シリカ/アルミナ 又はゼオライト型の坦体と組み合わせた、遷移金属、例えば、Fe、Cu、Cr 、Mo、W、V、Co、Ni、Ag及びMnの塩、酸化物又は硫化物のような1 種又は2種以上の化合物からなる触媒と接触させて行うことができる(FR−A −第2,277,877号)。触媒上への硫黄の析出を伴うH2Sのこの酸化は 、活性炭から製造された坦体と組み合わせた、金属、V、Mo、W、Ni及びC oの酸化物、塩又は硫化物から選択された触媒相からなる触媒と接触させて行う こともできる(1993年3月16日出願のフランス特許出願第93/0299 6号)。 遷移金属の少なくとも1種の酸化物、塩又は硫化物をベースとする触媒相から なり、アルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、シリカ、ゼオライト、シリカ /アルミナ混合物、シリカ/酸化チタン混合物及び活性炭から選択された少なく とも1種の物質からなる坦体と組み合わせ、H2Sの硫黄への接触酸化の ために使用される、上記のような触媒はなおも、長期間使用する場合にある種の 欠点を有する。特に、アルミナベースの坦体を有する触媒は、硫化によって時間 の経過と共に変化を受ける。その坦体が活性炭からなる触媒に関して、それを使 用する間に坦体の燃焼を防止するための予防措置をとらなくてはならない。更に 、これらの種々の触媒について、坦体に含浸した触媒相は、坦体の間隙の中に移 動する傾向があり、それによって、使用済み触媒中の触媒相から金属を回収する ことを困難に又は実際にしばしば不可能にする。最後に、上記の触媒は劣った熱 伝導度を有し、このことは、それを含有する触媒床内の温度を、冷却液による熱 交換によって有効に制御することができないことを意味する。 H2Sの硫黄への接触酸化のための方法で使用される、上記の種類の触媒の欠 点を改善し、そうして長期間に亘って継続する、改良された硫黄選択率になる方 法を得るために、引用のFR−A−第2,727,101号及びWO−A−第9 7/19019号で出願人は、少なくとも1種の遷移金属、特に、Ni、Co、 Fe、Cu、Ag、Mn、Mo、Cr、Ti、W及びVを、酸化物若しくは塩の 形態で及び/又は元素状態で含有する触媒的 活性相と組み合わせた、炭化ケイ素坦体から形成された触媒との接触状態で、H2 Sの硫黄への直接酸化を行うことを提案した。 特に、引用のFR−A−第2,727,101号及びWO−A−第97/19 019号には、炭化ケイ素坦体を有する触媒との接触状態での、H2Sの硫黄へ の直接酸化のための方法であって、該酸化が、この酸化によって生成された硫黄 の露点より低い温度で行われ、硫黄が触媒の上に析出され、次いで硫黄で被覆さ れた酸化触媒が、非酸化性ガスでフラッシュすることによって定期的に再生され 、これが、触媒上に保持された硫黄を蒸発させるために、200℃〜500℃、 好ましくは230℃〜450℃の温度で行われ、その後、再生された触媒が、硫 黄の露点より下で、H2S酸化を再び行うために必要な温度まで冷却され、この 冷却が、180℃より低い温度を有するガスによって行われる方法の実施が記載 されている。 その研究を続けることによって、本出願人は、生成された硫黄の露点より低い 温度で行われる上記の再生方法に於ける、炭化ケイ素坦体を有する触媒の脱硫活 性及び硫黄選択性を、上記の遷移金属の幾つかの1種又は2種以上のオキシ硫化 物を含有し、好ましい態様に於いては、それぞれ新しいH2S酸化相の前 に特別の処理によって回復される該触媒の活性相を使用して、硫黄へのH2S酸 化を行うことによって更に改良できることを見出した。 それゆえ、本発明の主題は、触媒経路により、ガス中に低濃度で含有されてい るH2Sを硫黄に直接酸化するための再生方法であって、該方法が、0.05〜 15の範囲のO2/H2Sモル比を与えるような適当な量で遊離酸素を含有するガ スを含む該H2S含有ガスを、炭化ケイ素坦体と組み合わされ、そして少なくと も1種の遷移金属の化合物からなる触媒的活性相からなる、H2Sの硫黄への選 択的酸化のための触媒と接触状態にするタイプのものであり、この方法を、H2 Sの酸化によって生成された硫黄の露点より低い温度で行い、硫黄は触媒の上に 析出し、次いで、この硫黄坦持酸化触媒を非酸化性ガスを使用してフラッシュす ることによって定期的に再生し、方法を、200℃〜500℃、好ましくは23 0℃〜450℃の温度で行って、触媒上に保持された硫黄を蒸発させ、その後、 再生された触媒を、硫黄の露点より下で、H2S酸化を再び行うために必要な温 度まで冷却させ、この冷却を、180℃より低い温度を有するガスによって行う 前記方法であって、触媒の活性相に、ニッケル、 鉄、コバルト、銅、クロム、モリブデン及びタングステンから選択された少なく とも1種の金属の少なくとも1種のオキシ硫化物が含有されていることを特徴と する方法である。 上記のように、H2Sから硫黄への酸化反応は、生成された硫黄の露点より低 い温度、更に特に30℃〜180℃の温度で行われる。好ましい態様により、H2 Sから硫黄への酸化反応は、35℃〜70℃、更に特に40℃〜65℃の範囲 内の温度で行われる。 この好ましい態様に於いて、H2S含有ガスは、35℃〜70℃、更に特に4 0℃〜65℃の温度で酸化触媒と接触するようにされ、該温度は有利には、H2 Sから硫黄への酸化反応のために選択された温度未満である。 他の好ましい態様により、次いで再生した触媒は、250℃より低い温度で0 .2〜3時間の間、体積で、0.1%〜3%の酸素及び0%〜50%の水を含有 する不活性キャリアガスからなる酸素含有ガス流と接触するようにされて、触媒 の金属オキシ硫化物相を回復させる。 酸化触媒の活性相は、通常、金属の重量で、該触媒の重量の、0.1〜20% 、更に特に0.2〜15%、更に特別に 0.2〜7%を表わす。 炭化ケイ素坦体は、有利には、酸化触媒の重量の少なくとも40%、更に特に 少なくとも50%を形成する。 H2Sから硫黄への酸化触媒の比表面積は、酸化方法が行われる条件に依存し て、非常に広範囲に変化しうる。有利には、液体窒素の温度でBET窒素吸着法 (NF X 11−621規格)により測定された該比表面積は、0.1m2/ g〜600m2/g、更に特に2m2/g〜300m2/gを表わすことができる 。 炭化ケイ素坦体を含む酸化触媒は、例えば、下記のようにして製造することが できる。粉末、ペレット、顆粒、押出粒子又は集塊の他の形の形態にある坦体を 、最初に、塩の形態である所望の金属又は金属群の、水のような溶媒中の、溶液 又はゾルにより含浸させ、次いで、このようにして含浸された坦体を乾燥させ、 乾燥した生成物を250℃〜500℃の範囲内であってよい温度で焼成する(こ の工程は、不活性雰囲気内で行ってよく又は行わなくてもよい)。次に、焼成し た触媒を、それを、元素状硫黄からなる硫化剤又はH2S及び不活性ガスからな るガス混合物と接触するようにすることによって硫化処理に付す。 この工程は、250℃〜400℃の温度で、触媒の活性相の金属又は金属群の最 大硫化を達成するために十分に長い時間行う。次いで、硫化された触媒を、25 0℃より低い、特に30℃〜200℃の温度で、0.2〜3時間、更に特に0. 5〜2時間の間、0.1%〜3%、更に特に0.3%〜1.5%の酸素及び0% 〜50%、更に特に0.5%〜30%の水を含有する不活性キャリアガスからな る酸素含有ガス流と接触させて、金属オキシ硫化物相を形成する。焼成し含浸さ れた坦体を硫化するために使用される元素状硫黄の量は、有利には、触媒の活性 相の金属又は金属群の最大硫化に相当する化学量論的量に対して、僅かに過剰、 例えば、300モル%までの範囲の過剰を表わす。元素状硫黄による硫化処理の 期間は、有利には0.5〜4時間である。硫化剤として使用される、H2S及び 不活性ガスからなるガス混合物には、有利には、体積で0.2%〜30%のH2 Sが含有される。H2Sを含有するガス混合物による硫化処理の期間は、一般的 に0.5〜15時間である。 H2Sから硫黄への酸化触媒用の坦体を形成するために使用される炭化ケイ素 は、それが必要な比表面積必要条件、即ち、0.1m2/g〜600m2/gの範 囲の、BET窒素吸着法に より決定した比表面積を有している限り、公知の炭化ケイ素の何れか1種からな っていてよい。 特に、該炭化ケイ素は、引用EP−A−第0,313,480号(米国特許第 4,914,070号に対応する)、EP−A−第0,440,569号、EP −A−第0,511,919号、EP−A−第0,543,751号及びEP− A−第0,543,752号に記載されている技術の何れか一つを使用して製造 することができる。 硫黄にまで処理されるガス中に含有されているH2Sの酸化のために使用され る、遊離酸素を含有するガスは、一般的に空気であるが、純粋の酸素、酸素富化 空気又は種々の比率での酸素と窒素以外の不活性ガスとの混合物さえをも使用す ることが可能である。 遊離酸素を含有するガスと、H2Sを含有する処理されるガスとは、別々に酸 化触媒と接触するようにすることができる。しかしながら、触媒との接触の間に 非常に均一なガス状反応混合物を得るために、最初に、H2Sを含有する処理さ れるガスを、遊離酸素を含有するガスと混合し、そうして製造された混合物を酸 化触媒と接触させるようにすることが好ましい。 前記のように、遊離酸素を含有するガスは、H2Sから硫黄への酸化触媒と接 触するようになる反応混合物中で、0.05〜15、更に特に0.1〜10、最 も特に0.1〜4の範囲のO2/H2Sモル比を与えるために適当な量で使用され る。 ガス状反応混合物が酸化触媒と接触状態にある時間は、0.5〜20秒、好ま しくは1〜12秒の範囲であってよく、これらの値は標準圧力及び温度条件下で 与えられる。 本発明による方法により処理される、低濃度でH2Sを含有するガスは、種々 の起源からのものでよい。特に、このようなガスは、低H2S含有量を有する天 然ガス又は石炭若しくは重油のガス化から来るガス又は残留ガス、例えば、SO2 、メルカプタン類、COS、CS2のような硫黄化合物(これらは、水素又は水 蒸気の作用によってH2Sに転化される)を含有する、硫黄プラントからの残留 ガスの水素化から得られるガス又は2/1より大きいH2S/SO2モル比でH2 S及びSO2を含有するガス状排出物の、H2SとSO2との間の硫黄生成反応を 促進することができるクラウス触媒との接触での処理から得られるガスであって よく、該得られるガスはとりわけ、硫黄化合物としてH2Sを含有し、SO2を含 有しないか又は非常に少なく含有す る。本発明による方法は、0.001体積%〜25体積%、更に特に0.01体 積%〜20体積%の範囲内の濃度でH2Sを含有するガスの処理に適用すること ができる。処理されるガスにはまた、約1体積%までの範囲であってよい全体濃 度で、メルカプタン、COS及びCS2のような有機硫黄化合物が含有されてい てよい。本発明による方法を使用して、25体積%より高い濃度でH2Sを含有 するガスを処理することが可能であるが、この場合には、熱反応工程を含む従来 の硫黄−生成方法を使用することが好ましい。 炭化ケイ素坦体を含有する触媒と接触させて酸化されるH2S含有ガスには、 水が含有されないか若しくは水が実質的に含有されなくてよく又は反対に、これ にはかなり多量の水が含有されてよい。このように、本発明により、0体積%〜 約50体積%の範囲であってよい水含有量を有するH2S含有ガスを処理するこ とが可能である。有利には、とりわけ炭化ケイ素坦体を含有する触媒の活性相が ニッケルオキシ硫化物であるとき、処理されるH2S含有ガス中に、10体積% 〜50体積%、更に特に15体積%〜30体積%の量の水が存在することによっ て、触媒の有効性が最適レベルに維持される時間を、実質的に延長 させることが可能になる。 酸化後の反応混合物の温度が、酸化温度の範囲の上限を越えるはずがない場合 、H2Sから硫黄への酸化を断熱的に行うことができる。そうでない場合、酸化 温度を選択された値又は選択された範囲内に維持するために、酸化反応によって 放出された熱は、全ての公知の方法によって触媒を冷却することによって除去さ れる。例えば、この冷却は、触媒と直接熱交換して又は触媒内で該触媒と間接熱 交換して流れる冷流体を使用して行われる。この方法はまた、シェルの中に配列 されたチューブから構成されたチューブ反応器内に触媒を入れることにより、例 えば、触媒をチューブ内に存在させ、冷流体をシェル側のチューブの間に循環さ せるか又はその逆にして行うことができる。この接触酸化は、幾つかの触媒段を 有する反応器内で、冷流体との間接熱交換(熱交換は、酸化反応器の内側又は外 側で起こる)により、連続する段の間の反応混合物を冷却することによって行う ことができる。 酸化が、35℃〜70℃、更に特に40℃〜65℃の範囲内の温度で行われる とき及び本発明により処理されるH2S含有ガスが、70℃より高い温度で利用 できるとき、それで、それ をH2Sから硫黄への酸化触媒と接触させる前に、それを35℃と70℃との間 で選択された温度に冷却することが望ましい。処理されるガスに、H2Sに加え て、かなり多量の、例えば、10体積%〜50体積%の水が含有されている場合 、この水のかなり大部分は、該冷却の間に結果的に凝縮され、ガスが酸化触媒と 接触するようになる前に、冷却された処理されるガスから分離してもよく又は分 離しなくてもよい。 実施の第一方法によると、処理されるガスの冷却は、冷却されたガスが約10 体積%より少ない水蒸気含有量を有し、凝縮した水が、冷却されたガスがH2S 酸化触媒と接触するようになる前に、冷却されたガスから分離されるような方式 で行われる。 実施の第二方法によると、処理されるガスの冷却の間に凝縮された水は、冷却 されたガスから分離されず、ガス/凝縮水混合相がH2S酸化触媒と接触するよ うにされ、酸化帯域内の温度が、該帯域の中に、処理されるガスに対する向流と して連続的に循環する、冷却した水の流れを注入することによって、35℃〜7 0℃、更に特に40℃〜65℃の範囲の選択された値に維持され、硫黄化合物を 実質的に含有しない精製したガスを酸化帯域の頂部から排出し、固体硫黄粒子を 含有する水の流れを該 帯域の底部から取り出し、該水の流れの一部を、それが含有する硫黄を分離し、 冷却させた後に再循環させて、酸化帯域の中に注入される冷却水の流れを形成さ せる。 第二方法の変形を構成する実施の第三方法によると、処理されるガスの冷却の 間に凝縮された水は、冷却されたガスから分離されず、ガス/凝縮水混合相がH2 S酸化触媒と接触するようにされ、酸化帯域内の温度が、該帯域の中に、処理 されるガスに対する並流として連続的に循環する、冷却した水の流れを注入する ことによって、35℃〜70℃、更に特に40℃〜65℃の範囲の選択された値 に維持され、固体硫黄粒子を含有する精製したガス/凝縮水混合物を酸化帯域の 底部から取り出し、該混合物を、排出される精製したガスと水相とに分離させ、 この水相の一部を、それが含有する硫黄を分離し、冷却させた後に再循環させて 、酸化帯域の中に注入される冷却水の流れを形成させる。 硫黄坦持触媒を再生するために使用されるフラッシングガスは、例えば、メタ ン、窒素、CO2又はこのようなガスの混合物であってよく又は酸化工程から発 生するガス流の一部若しくは処理されるガスの一部からなっていてもよい。上記 の再生のた めに使用されるフラッシングガスには、任意に、少なくとも再生の最終段階の間 、即ち、酸化触媒上に析出した硫黄の大部分が蒸発した後に、一定比率の、例え ば、H2、CO又はH2Sのようなガス状還元性化合物が含有されていてよい。 生成された硫黄の露点よりも低い温度での、本発明による酸化反応の実施は、 交互に酸化段階で及び再生/冷却段階で作動する、炭化ケイ素坦体を有する酸化 触媒を含有する単一の酸化帯域で行うことができる。このような実施は、処理さ れるガスに少量のH2Sが含有されており、その結果、触媒の再生が非常に頻繁 でないとき採用される。有利には、この接触反応の実施は、それぞれ、炭化ケイ 素坦体を有する酸化触媒を含有する複数個の酸化帯域で行われ、該帯域の少なく とも1個が、再生/冷却段階内で作動し、他方、他の帯域が接触酸化段階にある ような方式で作動する。この方法はまた、1個又は2個以上の酸化反応段階にあ る帯域、少なくとも1個の再生段階にある帯域及び少なくとも1個の冷却段階に ある帯域を有することによって行うことができる。 酸化触媒を再生するために使用されるガスは、好ましくは、閉回路内で、加熱 帯域から、続いて再生の間の接触帯域及び該 ガス中に存在する硫黄の大部分が凝縮によって分離される冷却帯域を通過して循 環し、その後加熱帯域に戻る。勿論、再生ガスを開回路で循環させることもでき る。 再生された酸化触媒を冷却するために使用されるガスは、硫黄坦持触媒を再生 するために使用されるものと同じ種類のものである。再生ガス回路及び冷却ガス 回路は互いに独立していてよい。しかしながら、一つの態様によると、上記定義 された再生ガス回路には、その冷却帯域の出口を、その加熱帯域をバイパスする ことによって再生を受ける帯域の入口に連結する分岐が含まれていてよく、それ によって、該加熱帯域を短絡し、そうして再生ガスを冷却ガスとして使用するこ とが可能になる。 硫黄坦持触媒の各再生の後、触媒の活性相の回復が、再生された触媒を、25 0℃より低い、特に30℃〜200℃の温度で、0.2〜3時間、更に特に0. 5〜2時間の間、体積で、0.1%〜3%、更に特に0.3%〜1.5%の酸素 及び0%〜50%、更に特に0.5%〜30%の水を含有する不活性キャリアガ スからなる酸素含有ガス流と接触するようにすることによって行われる。再生さ れた触媒のオキシ硫化物活性相の該回復は、再生された触媒が冷却された後又は 該再生された触媒 の冷却の間に行うことができる。 他の利点及び特徴は、硫黄プラントからの残留ガスの処理のために適している 、添付する図面の図1〜3に概略で示す装置で実施され、H2Sから硫黄への酸 化が35℃〜70℃の温度で行われる、本発明による方法の実施の三つの方法の 、下記に示す説明を読んだとき明らかになるであろう。 図1は、H2Sから硫黄への酸化が、断熱的に作動する反応器内で行われる装 置を示す。 図2及び3は、H2Sから硫黄への酸化が、トリクルベッド反応器型の反応器 内で行われる、装置の二つの変形を示す。 これらの図に於いて、一方又は他方の図に於ける同一要素は、同じ参照記号に よってわかる。 図1に示される装置は、水素化及び加水分解反応器1、スクラビング塔2並び に2個の接触酸化反応器3a及び3bを組合せ、該接触酸化反応器は並列で設置 され、それぞれH2Sから硫黄への酸化触媒の床を含有している。反応器1は、 一方で、硫黄プラント又は処理装置、例えば、匹敵する組成の残留ガスを製造す るサルフリーン(SULFREEN)装置から来る、処理される残留ガスを供給 するための、そのライン中に加熱器5 が挿入されているライン4を有し、他方で、冷却器として作動する間接熱交換器 7を介して、スクラビング塔2の下部に作られた入口8に接続されている、ガス のための排出ライン6を有する。この塔は、その上半分が突出しており、そのラ イン中に冷却器10が挿入されている水スプレーライン9を含み、更に底部に液 体を取り出すためのライン11を有し、頂部にガスを排出するためのライン12 を有する。ライン11は、ポンプ13の吸い込み口に接続され、ポンプの吐出部 は、液体を排出するためのライン14によって延びており、それにはライン9が 分岐として設けられている。 接触酸化反応器3a及び3bには、第一ライン、それぞれ15a及び15b並 びに第二ライン、それぞれ16a及び16bが設けられており、これらのライン は該反応器のそれぞれの中に存在する触媒床の両側に配置されている。反応器3 aのライン15aは、一方で、弁18aが設けられたライン17aを介して、そ れ自体がライン12に接続されているライン19に接続され、他方で、弁21a が設けられたライン20aを介して、それ自体がブロワー23の吸い込みオリフ ィスに接続され、そのライン上に硫黄凝縮器24が設けられているライン22に 接 続されている。同様に、反応器3bのライン15bは、一方で、弁18bが設け られたライン17bを介して、ライン17aとライン19との接合部の下流で該 ライン19に接続され、他方で、弁21bが設けられたライン20bを介して、 ライン20aと硫黄凝縮器24との間にあるライン22上の点でライン22に接 続されている。ライン17aへのその接続の上流で、ライン19は、分岐として 、遊離酸素を含有するガスを添加するための入口25を有する。 反応器3aのライン16aは、一方で、弁27aが設けられたライン26aを 介して、精製した残留ガスを灰化反応器(図示せず)に排出し、そこから大気中 に排出するためのライン28に接続され、他方で、弁30aが設けられたライン 29aを介して、ブロワー23の吐出部まで延びているライン31に接続されて いる。ライン31は加熱器32及び分岐33を有し、分岐には弁34が設けられ ており、加熱器を短絡し、これはまた、加熱器と加熱器の上流の分岐33の部分 との間に弁35を有している。同様に、反応器3bのライン16bは、弁27b が設けられたライン26bを介して、精製した残留ガスを排出するためのライン 28に接続され、他方で、弁30bが設けられた ライン29bを介して、分岐33とライン29aとの間に位置しているライン3 1上の点でライン31に接続されている。調節可能なフロー弁37が設けられた ライン36が、硫黄凝縮器24とブロワー23との間のライン22上の分岐とし て設けられ、メークアップガスを供給するためのラインを構成し、他方、調節可 能なフロー弁39が設けられたライン38が、ブロワー23と、弁35の上流の 分岐33とライン31との接合部との間のライン31上の分岐として設けられ、 パージラインを構成している。 図2に示される装置は、水素化及び加水分解反応器1、2個の接触酸化反応器 3a及び3b、該接触酸化反応器は並列で設置され、それぞれH2Sから硫黄へ の酸化触媒の床を含有している、並びに沈殿器及び気/液分離器として作動する タンク40を含む水注入冷却システムを組み合わせる。反応器1は、一方で、硫 黄プラント又は処理装置、例えば、匹敵する組成の残留ガスを製造するサルフリ ーン装置から来る、処理される残留ガスを供給するための、そのライン中に加熱 器5が挿入されているライン4を有し、他方で、冷却器として作動する間接熱交 換器7の入口に接続されたガス排出ライン6を有する。 接触酸化反応器3a及び3bには、第一ライン、それぞれ15a及び15b並びに 第二ライン、それぞれ16a及び16bが設けられており、これらのラインは該 反応器のそれぞれの中に存在する触媒床の両側に配置されている。反応器3aの ライン15aは、一方で、弁18aが設けられたライン17aを介して、間接熱 交換器7の出口に接続されているライン19に接続され、他方で、弁21aが設 けられたライン20aを介して、それ自体がブロワー23の吸い込み部に接続さ れ、その上に硫黄凝縮器24が設けられているライン22に接続されている。同 様に、反応器3bのライン15bは、一方で、弁18bが設けられたライン17 bを介して、ライン17aと該ライン19との接合部の下流でライン19に接続 され、他方で、弁21bが設けられたライン20bを介して、ライン20aと硫 黄凝縮器24との間にあるライン22上の点でライン22に接続されている。ラ イン17aとのその接続の上流で、ライン19は、分岐として、遊離酸素を含有 するガスを添加するための入口25を有する。 反応器3aのライン16aは、一方で、弁27aが設けられたライン26aを 介して、精製した残留ガスを灰化反応器(図 示せず)に排出し、そこから大気中に排出するためのライン28に接続され、他 方で、弁30aが設けられたライン29aを介して、ブロワー23の吐出部まで 延びているライン31に接続されている。ライン31は加熱器32及び分岐33 を有し、分岐には弁34が設けられており、加熱器を短絡し、これはまた、加熱 器と加熱器の上流の分岐33の部分との間に弁35を有している。同様に、反応 器3bのライン16bは、弁27bが設けられたライン26bを介して、精製し た残留ガスを排出するためのライン28に接続され、他方で、弁30bが設けら れたライン29bを介して、分岐33とライン29aとの間に位置しているライ ン31上の点でライン31に接続されている。調節可能なフロー弁37が設けら れたライン36が、硫黄凝縮器24とブロワー23との間のライン22上の分岐 として設けられ、メークアップガスを供給するためのラインを構成し、他方、調 節可能なフロー弁39が設けられたライン38が、ブロワー23と、弁35の上 流の分岐33とライン31との接合部との間のライン31上の分岐として設けら れ、パージラインを構成している。 接触酸化反応器3a及び3bにはまた、その底に、弁、それ ぞれ42a及び42bが設けられた取り出しライン、それぞれ41a及び41b が設けられており、これは液体排出ライン43を経て、沈殿器及び気/液分離器 タンク40の入口に接続され、それらの上部に於いて、弁、それぞれ45a及び 45bが設けられた液体注入ライン、それぞれ44a及び44bが設けられてい る。接触酸化反応器3a及び3bのそれぞれに設けられた取り出しライン及び液 体注入ラインはまた、当該の反応器内に存在する触媒床の両側に配置されている 。タンク40は沈殿帯域46(これにはその下部に、固体を抽出するためのシス テム47が設けられている)及び気/液分離帯域48(これは、その下部に液体 のための出口49を有し、その上部に気体のための出口50を有する)を有する 。タンク40の出口49は、ポンプ51の吸い込み口に接続され、ポンプの吐出 部は液体排出ライン52によって延ばされている。分岐としてライン52上に設 けられ、その中に冷却器として作動する間接熱交換器54が挿入されているライ ン53は、接触酸化反応器3a及び3bのそれぞれに設けられた液体注入ライン 、それぞれ44a及び44bに接続されている。熱交換器54と、ライン44a 及び44bとのライン53の接合部との間のライン53上の分岐と して設けられたライン55はまた、該ライン53をタンク40の沈殿帯域46に 接続している。 図3に示される装置は、水素化及び加水分解反応器1、2個の接触酸化反応器 3a及び3b、該接触酸化反応器は並列で設置され、それぞれH2Sから硫黄へ の酸化触媒の床を含有している、並びに沈殿器及び気/液分離器として作動する タンク40を含む水注入冷却システムを組み合わせる。反応器1は、一方で、硫 黄プラント又は処理装置、例えば、匹敵する組成の残留ガスを製造するサルフリ ーン装置から来る、処理される残留ガスを供給するための、そのライン中に加熱 器5が挿入されているライン4を有し、他方で、冷却器として作動する間接熱交 換器7の入口に接続されたガス排出ライン6を有する。 接触酸化反応器3a及び3bには、第一ライン、それぞれ15a及び15b並 びに第二ライン、それぞれ16a及び16bが設けられており、これらのライン は該反応器のそれぞれの中に存在する触媒床の両側に配置されている。反応器3 aのライン15aは、弁21aが設けられたライン20aを介して、それ自体が ブロワー23の吸い込み部に接続され、その上に硫黄凝縮器24が設けられてい るライン22に接続されている。同様に、反応器 3bのライン15bは、弁21bが設けられたライン20bを介して、ライン2 0aと硫黄凝縮器24との間にあるライン22上の点でライン22に接続されて いる。 反応器3aのライン16aは、一方で、弁27aが設けられたライン26aを 介して、ガス供給ライン56に接続され、他方で、弁30aが設けられたライン 29を介して、ブロワー23の吐出部に延びているライン31に接続されている 。ライン31は加熱器32及び分岐33を有し、分岐には弁34が設けられてお り、加熱器を短絡し、これはまた、加熱器と加熱器の上流の分岐33の部分との 間に弁35を有している。同様に、反応器3bのライン16bは、弁27bが設 けられたライン26bを介して、ガス供給ライン56に接続され、他方で、弁3 0bが設けられたライン29bを介して、分岐33とライン29aとの間に位置 しているライン31上の点でライン31に接続されている。調節可能なフロー弁 37が設けられたライン36が、硫黄凝縮器24とブロワー23との間のライン 22上の分岐として設けられ、メークアップガスを供給するためのラインを構成 し、他方、調節可能なフロー弁39が設けられたライン38が、ブロワー23と 、弁35の上流の分岐33とライン31との接合部 との間のライン31上の分岐として設けられ、パージラインを構成している。 接触酸化反応器3a及び3bにはまた、その底に、弁、それぞれ42a及び4 2bが設けられた取り出しライン、それぞれ41a及び41bが設けられており 、これは液体排出ライン43を経て、沈殿器及び気/液分離器タンク40の入口 に接続され、それらの上部に於いて、弁、それぞれ45a及び45bが設けられ た液体注入ライン、それぞれ44a及び44bが設けられている。接触酸化反応 器3a及び3bのそれぞれに設けられた取り出しライン及び液体注入ラインはま た、当該の反応器内に存在する触媒床の両側に配置されている。タンク40は沈 殿帯域46(これにはその下部に、固体を抽出するためのシステム47が設けら れている)及び気/液分離帯域48(これは、その下部に液体のための出口49 を有し、その上部に、精製した残留ガスを灰化反応器(図示せず)に排出し、そ こから大気中に排出するための出口ライン50を有する)を有する。タンク40 の出口49は、ポンプ51の吸い込み口に接続され、ポンプの吐出部は液体排出 ライン52によって延ばされている。分岐としてライン52上に設けられ、その 中に冷却器として作動 する間接熱交換器54が挿入されているライン53は、接触酸化反応器3a及び 3bのそれぞれに設けられた液体注入ライン、それぞれ44a及び44bに接続 されている。熱交換器54と、ライン44a及び44bとのライン53の接合部 との間のライン53上の分岐として設けられたライン55はまた、該ライン53 をタンク40の沈殿帯域46に接続している。ガス供給ライン56は、ライン1 9を介して熱交換器7の出口に接続されている。更に、該熱交換器は凝縮液体の ための排出部を有し、この排出部はライン57を介して、タンク40の沈殿帯域 46に接続されている。ライン57へのその接続の上流で、ライン19は、分岐 として、遊離酸素を含有するガスの添加のための入口25を有する。 上記に説明した装置で残留ガスを処理する方法は、概略下記のように示すこと ができる。 図1の装置を参照して、反応器3aは接触酸化段階にあり、他方、反応器3b が再生段階にあり、弁18a、21b、27a、30b及び35が開いており、 他方、弁18b、21a、27b、30a及び34が閉じている場合を考える。 ライン4を経て硫黄プラントから来る残留ガスは、熱交換器 5を通過し、熱交換器で、残留ガスは水素化のために必要な温度、例えば、20 0℃〜400℃に加熱される。該熱交換器5を出た熱残留ガスは、SO2の及び 元素状硫黄のH2Sへの水素化並びに化合物COS及びCS2のH2Sへの加水分 解を促進することができる触媒の適当量を含有している、水素化及び加水分解反 応器1を通過する。該触媒は、例えば、コバルト及びモリブデンをベースとする ものである。残留ガス中に存在する硫黄化合物を水素化及び加水分解するための 段階の実施に関する更に詳細については、引用WO−A−第94/21359号 に含まれている情報を参照することができる。反応器1に於いて、残留ガス中に 存在するH2S以外の硫黄化合物は、殆ど完全にH2Sに転化される。反応器1か らライン6を経て出るガス状排出物(反応器の温度は、約280℃〜450℃で ある)は、次いで、ガス状排出物を冷却する目的のために、熱交換器7を通過し 、その後、これはポート8を経てスクラビング塔2に入る。この塔内で、冷却さ れた水素化されたガス状排出物は、それに含まれる水蒸気の大部分を凝縮させる ために、ライン9によって連続的にスプレーされる水によって洗浄される。水の 流れは、ライン11を経て連続的に取り出され、熱交換器10で 冷却した後、スクラビング塔の中に導入される水をスプレーするために必要な該 水の流れの一部が、ライン9で取り出された後、水の流れは、ポンプ13及びラ イン14によってサワー水貯蔵タンクの中に廃棄される。約10体積%より少な い水蒸気を含有する冷却されたガス状排出物は、スクラビング塔2の頂部から出 て、その温度が35℃〜70℃であるこの排出物は、ライン12及び19、ライ ン17aを経て、弁18a及びライン15aを通って、制御された量の、H2S を硫黄に酸化するための遊離酸素を含有するガス、特に空気を、ライン25を経 て受け取った後、酸化反応器3aの中に入る。 反応器3bとそっくりであり、本発明によるH2Sから硫黄への酸化触媒を含 有する反応器3aに於いて、H2Sは、反応:H2S+1/2O2→S+H2Oによ り、酸化触媒と接触して酸素により選択的に硫黄まで酸化される。 この酸化は、35℃〜7℃、更に特に40℃〜65℃の範囲内で断熱的に行わ れ、酸化により生成された硫黄は酸化触媒上に析出する。極めて小さい残留H2 S含有量を有する精製された残留ガスは、ライン16aを経て反応器3aを出て 、このガスはライン26aにより、弁27aを通って、該精製されたガ スを熱又は接触灰化反応器(図示せず)の中に運ぶ排出ライン28の中に送られ る。 非酸化性フラッシングガスの流れが、ブロワー23によって、弁35及び加熱 器32を通ってライン31の中に送られる。加熱器に於いて、このガス流は、一 般的に200℃〜500℃、更に特に230℃〜400℃である、再生のために 適した温度まで加熱される。ライン31内を循環する加熱されたガスの流れは、 ライン29bを経て、弁30b及びライン16bを通って反応器3bの中に導入 され、該反応器内に含有されている硫黄坦持酸化触媒をフラッシュする。蒸発し た硫黄を同伴するフラッシングガス流は、ライン15bを経て反応器3bから出 て、ライン20bを経て、弁21b及びライン22を通って硫黄凝縮器24まで 流れ、その中で硫黄の大部分が凝縮により分離される。硫黄凝縮器24の出口側 で、フラッシングガス流はブロワー23によって引き取られ、上記のようにライ ン31の中に送られる。 触媒上に析出した硫黄を完全に除去するために、加熱器32を通過するフラッ シングガスによって反応器3b内に含有されている触媒を十分な時間フラッシュ させた後、弁34を開き、 弁35を開じて、加熱器32を短絡し、フラッシングガスの温度を低下させ、反 応器3b内に含有されている再生された触媒を、触媒を入口25の下流のライン 19を通過する2相流と接触させるようにする適当な温度まで冷却するために適 当な時間、フラッシングを続ける。 再生された触媒を冷却する間に、該触媒の温度が250℃より低い、更に特に 30℃〜200℃の値に達したとき、体積で、0.1%〜3%、更に特に0.3 〜1.5%の酸素及び0%〜50%、更に特に0.5%〜30%の水を含有する 不活性坦体ガスからなり、該ガスが250℃より低い、更に特に30℃〜200 ℃の温度を有する酸素含有ガス流が、ライン36を経て弁37を通ってフラッシ ングガスの中に導入され、該酸素含有ガス流の注入が0.2〜3時間、更に特に 0.5〜2時間維持されて、酸化触媒のオキシ硫化物活性相を回復させるように する。 該触媒が必要な温度まで冷却され、その活性相が回復されたとき、反応器3a 及び3bによって演じられた役割は切り換えられる。即ち、反応器3bは酸化反 応段階にされ、反応器3aは再生/冷却段階にされる。これを行うために、弁3 0b及び 21bが閉じられ、弁18b及び27bが開かれ、次いで弁18a及び27aが 閉じられ、これによって反応器3bが反応段階となる。最後に、反応器3a内に 熱再生ガスを循環させるために弁30a及び21aが開かれ、次いで再生段階で 作動する。十分な再生時間の後、反応器3bに関して上に示したように、反応器 3aは触媒の活性相の回復を伴って、冷却段階に進む。 図2の装置を参照して、反応器3aは接触酸化段階にあり、他方、反応器3b が再生段階にあり、弁18a、21b、27a、30b、35、42a及び45 aが開いており、他方、弁18b、21a、27b、30a、34、42b及び 45bが閉じている場合を考える。 ライン4を経て硫黄プラントから来る残留ガスは、熱交換器5、水素化及び加 水分解反応器1並びに熱交換器7を通過する。熱交換器7で残留ガスは、図1を 参照して示したようにして処理される。該熱交換器は気体/凝縮水2相排出物を 作り、その温度は35℃〜70℃であり、この排出物は、ライン19、ライン1 7aを経て、弁18a及びライン15aを通って、制御された量の、H2Sを硫 黄に酸化するための遊離酸素を含有する ガス、特に空気を、ライン25を経て受け取った後、酸化反応器3aの中に入る 。 ライン53によってもたらされる冷却水の流れは、弁45aを通ってライン4 4aを経て、反応器3aの中に導入され、該水の流れは、ライン15aを経て該 反応器の中に注入される2相排出物中に含有されているガスに対する向流として 反応器3a内に循環され、固体硫黄粒子で坦持されて、ライン41aを経て、弁 42aを通ってこの反応器から出て、ライン43を経て、タンク40の沈殿帯域 46の中に導入される。この帯域46に於いて、ライン43によってもたらされ た水の流れ中に含有されている固体硫黄粒子は、該帯域の下部に集まり、そこか らこれは、抽出システム47によって水性懸濁液の形で排出される。次いで、硫 黄粒子が分離された水は、タンク40の気/液分離帯域48の中を通過し、この 帯域内で、該水は脱気され、分離されたガスはライン50を経て廃棄される。帯 域48の底で、水の流れはライン49を経て連続的に取り出され、該水の排出さ れた流れの画分がライン53内に取り出された後、ポンプ51によって、ライン 52を経てサワー水貯蔵タンクの中に廃棄される。このようにして取り出された 水の画分は、熱交換器54内 で冷却され、水の冷却された画分の一部は、反応器3a内の温度を制御する目的 のために、反応器3aの中に導入される冷却水の流れを構成するために使用され 、他方該水の画分の残りはライン55を経てタンク40の帯域46の中に戻され る。 反応器3bとそっくりであり、H2Sの硫黄への酸化のための本発明による触 媒を含有する反応器3aに於いて、H2Sは、反応:H2S+1/2O2→S+H2 Oにより、酸化触媒と接触して酸素により選択的に硫黄まで酸化される。 酸化を行うために使用される、上記の水注入によって、35℃〜70℃、更に 特に40℃〜65℃の範囲内に維持された温度で、酸化により生成された硫黄は 該触媒上に析出する。極めて小さい残留H2S含有量を有する精製された残留ガ スは、ライン16aを経て反応器3aを出て、このガスは弁27aを通って、ラ イン26aを経て、該精製されたガスを熱又は接触灰化反応器(図示せず)の中 に運ぶ排出ライン28の中に送られる。 非酸化性フラッシングガスの流れが、ブロワー23によって、弁35及び加熱 器32を通ってライン31の中に送られる。加熱器に於いて、このガス流は、図 1を参照して示されるような、再生のために適した温度まで加熱される。ライン 31内を循環 する加熱されたガスの流れは、ライン29bを経て、弁30b及びライン16b を通って反応器3bの中に導入され、該反応器内に含有されている硫黄坦持酸化 触媒をフラッシュする。蒸発した硫黄を同伴するフラッシングガスの流れは、ラ イン15bを経て反応器3bから出て、ライン20bを経て、弁21b及びライ ン22を通って硫黄凝縮器24まで流れ、その中で硫黄の大部分が凝縮により分 離される。硫黄凝縮器24の出口側で、フラッシングガス流はブロワー23によ って引き取られ、上記のようにライン31の中に送られる。 触媒上に析出した硫黄を完全に除去するために、加熱器32を通過するフラッ シングガスによって反応器3b内に含有されている触媒を十分な時間フラッシュ させた後、弁34を開き、弁35を閉じて、加熱器32を短絡し、フラッシング ガスの温度を低下させ、反応器3b内に含有されている再生された触媒を、触媒 を人口25の下流のライン19を通過する2相流と接触させるようにする適当な 温度まで冷却するために適当な時間、フラッシングを続ける。 再生された触媒を冷却する間に、該触媒の温度が250℃より低い、更に特に 30℃〜200℃の値に達したとき、再生さ れた触媒のオキシ硫化物触媒相は図1を参照して説明したような方法を行うこと によって回復される。 該触媒が必要な温度まで冷却され、その活性相が回復されたとき、反応器3a 及び3bによって演じられた役割は切り換えられる。即ち、反応器3bは酸化反 応段階にされ、反応器3aは再生/冷却段階にされる。これを行うために、弁3 0b及び21bが閉じられ、次いで弁18b、27b、42b及び45bが開か れ、次いで弁18a、27a、42a及び45aが閉じられ、これによって反応 器3bが反応段階となる。最後に、反応器3a内に熱再生ガスを循環させるため に弁30a及び21aが開かれ、次いで再生段階で作動する。十分な再生時間の 後、図3bに関して上に示したように、反応器3aは次いで触媒の活性相の回復 を伴って、冷却段階に進む。 図3の装置を参照して、反応器3aは接触酸化段階にあり、他方、反応器3b が再生段階にあり、弁21b、27a、30b、35、42a及び45aが開い ており、他方、弁21a、27b、30a、34、42b及び45bが閉じてい る場合を考える。 ライン4を経て硫黄プラントから来る残留ガスは、熱交換器5、水素化及び加 水分解反応器1並びに熱交換器7を通過する。 熱交換器7で残留ガスは、図1を参照して示したようにして処理される。該熱交 換器は、ライン57を経て、タンク40の沈殿帯域46の中に送られる凝縮水及 び気体/凝縮水2相排出物(その温度は35℃〜70℃であり、これはライン1 9、ライン56、ライン26aを経て、弁27a及びライン16aを通って、調 節された量の、H2Sを硫黄に酸化するための遊離酸素を含有するガス、特に空 気を、ライン25を経て受け取った後、酸化反応器3aの中に入る)を作る。 ライン53によってもたらされる冷却水の流れは、弁45aを通ってライン4 4aを経て、反応器3aの中に導入され、該水の流れは、ライン16aを経て該 反応器の中に注入される2相排出物中に含有されているガスに対する向流として 反応器3a内に循環される。 反応器3bとそっくりであり、H2Sの硫黄への酸化のための本発明による触 媒を含有する反応器3aに於いて、H2Sは、反応:H2S+1/2O2→S+H2 Oにより、酸化触媒と接触して酸素により選択的に硫黄まで酸化される。 酸化を行うために使用される、上記の水注入によって、35℃〜70℃、更に 特に40℃〜65℃の範囲内に維持された温度 で、酸化により生成された硫黄は該触媒上に析出する。 固体硫黄粒子で坦持された水/精製されたガス2相混合物は、ライン41aを 経て、弁42aを通って反応器3aから出て、ライン43を経て、タンク40の 沈殿帯域46の中に導入される。この帯域46に於いて、ライン43によっても たらされた水/精製されたガス2相混合物中に含有されている固体硫黄粒子は、 該帯域の下部に集まり、そこからこれは、抽出システム47を経て水性懸濁液の 形で排出される。次いで、硫黄粒子が分離された該2相混合物は、タンク40の 気/液分離帯域48の中に通過し、この帯域内で、水は精製されたガスから分離 され、該精製されたガスは、次いでライン50を経て熱又は接触灰化反応器(図 示せず)の中に排出される。帯域48の底で、水の流れはライン49を経て連続 的に取り出され、該水の排出された流れの画分がライン53内に取り出された後 、ポンプ51によって、ライン52を経てサワー水貯蔵タンクの中に廃棄される 。このようにして取り出された水の画分は、熱交換器54内で冷却され、水の冷却 された画分の一部は、該反応器の温度を制御する目的のために、反応器3aの中 に導入される冷却水の流れを構成するために使用され、他方該水の画分の残りは ライ ン55を経てタンク40の帯域46の中に戻される。 非酸化性フラッシングガスの流れが、ブロワー23によって、弁35及び加熱 器32を通ってライン31の中に送られる。加熱器に於いて、このガス流は、図 1を参照して示されるような、再生のための適当な温度まで加熱される。ライン 31内を循環する加熱されたガスの流れは、ライン29bを経て、弁30b及び ライン16bを通って反応器3bの中に導入され、該反応器内に含有されている 硫黄坦持酸化触媒をフラッシュする。蒸発した硫黄を同伴するフラッシングガス の流れは、ライン15bを経て反応器3bから出て、ライン20bを経て、弁2 1b及びライン22を通って硫黄凝縮器24まで流れ、その中で硫黄の大部分が 凝縮により分離される。硫黄凝縮器24の出口側で、フラッシングガスの流れは ブロワー23によって引き取られ、上記のようにライン31の中に送られる。 触媒上に析出した硫黄を完全に除去するために、加熱器32を通過するフラッ シングガスによって反応器3b内に含有されている触媒を十分な時間フラッシュ させた後、弁34を開き、弁35を閉じて、加熱器32を短絡し、フラッシング ガスの温度を低下させ、反応器3b内に含有されている再生された触媒 を、触媒を入口25の下流のライン19及び次いでライン56を通過する2相流 と接触させるようにする適当な温度まで冷却するために適当な時間、フラッシン グを続ける。 再生された触媒を冷却する間に、該触媒の温度が250℃より低い、更に特に 30℃〜200℃の値に達したとき、再生された触媒のオキシ硫化物触媒相は図 1を参照して説明したような方法を行うことによって回復される。 該触媒が必要な温度まで冷却され、その活性相が回復されたとき、反応器3a 及び3bによって演じられた役割は切り換えられる。即ち、反応器3bは酸化反 応段階にされ、反応器3aは再生/冷却段階にされる。これを行うために、弁2 9b及び21bが閉じられ、次いで弁27b、42b及び45bが開かれ、次い で弁27a、42a及び45aが閉じられ、これによって反応器3bが反応段階 になる結果になる。最後に、反応器3a内に熱再生ガスを循環させるために弁3 0a及び21aが開かれ、次いで再生段階で作動する。十分な再生時間の後、反 応器3bに関して上に示したように、反応器3aは次いで触媒の活性相の回復を 伴って、冷却段階に進む。 上記の説明を完全なものとするために、限定しない方法で本 発明を例示する一連の実施例を下記に示す。実施例1 単独の硫黄化合物として体積で0.8%のH2Sを含有する残留ガス排出物を 処理した。該残留ガス状排出物は、体積で70%のH2Sを含有するサワーガス が処理された、クラウス硫黄プラントからの残留ガスの水素化/加水分解によっ て得られた。 該ガス状排出物の処理は、該H2Sの酸化によって生成された硫黄の露点より 低い温度で、オキシ硫化物の形でニッケルを含む活性層を坦持する炭化ケイ素か らなる触媒(該触媒は、23m2/gのBET比表面積を有し、5重量%のニッ ケルを含有する)を使用することによって行った。 該触媒は、下記の方法を行うことによって得られた。1mmの平均直径及び2 5m2/gのBET比表面積を有する微孔質炭化ケイ素粒子を、水溶液中の適当 な量の硝酸ニッケルで含浸させ、次いで、含浸した生成物を100℃で乾燥させ 、乾燥した生成物を300℃で3時間焼成した。次に、焼成した生成物を、それ を300℃の温度で1時間の間、0.8体積%のH2Sを含有する窒素の流れと 接触させることによって硫化させ、最後に、硫化した生成物を、それを150℃ の温度で1時間、 体積で94.2%の窒素、0.8%の酸素及び5%の水蒸気からなるガス流と接 触させることによる酸化処理に付して、ニッケルオキシ硫化物活性相を有する触 媒を生成させた。 この残留ガスの処理は、並列に設置された2個の接触酸化反応器からなり、各 反応器が、前記の触媒の固定床によって分離された入口及び出口を有するプラン ト内で行った。更に、該反応器を、交互に、反応器の一方が反応段階で運転され る、即ち、それが、それに空気注入タップが設けられたガス供給ラインに接続さ れたその入口を有し、そしてガス排出ラインに接続されたその出口を有し、そし て他の反応器が再生/冷却段階で運転される、即ち、それが、加熱器から酸化反 応器を通って硫黄凝縮器までそして加熱器に戻るフラッシングガスの循環を確保 するための手段及び次いで冷却ガスを、再生された反応器に通して循環させるた めの手段が設けられた再生/冷却回路の中に置くような方式で配列させた。この ような計画は、ライン12の下流の、図1に於けるプラントの部分と同様であっ た。 処理されるガス状排出物は、100キロモル/時の流量で及び120℃の温度 でガス供給ラインを経て到達し、タップを経て8.4キロモルの環境空気が添加 された。O2/H2Sモル比 が2.1/1(化学量論的比の4.2倍)に等しかった、得られた混合物が、約 120℃の温度を有する酸化段階の反応器に入った。反応段階にある反応器内の 酸化反応は、120℃で、適当な温度で流体との間接熱交換によって該反応器を この温度に維持しながら行った。反応段階にある反応器を通過するガス混合物が 、該反応器内に含有されている触媒層と接触状態にある時間は、4.3秒に等し かった。酸化反応段階にある反応器内のH2Sの転化率は、100%であった。 該反応器の出口側で、120℃の温度を有し、150vpmより少ないSO2を 含有するガス流が排出された。 硫黄坦持酸化触媒を再生する目的のために、フラッシングガスが、再生/冷却 段階で作動している反応器内に注入され、該フラッシングガスは窒素からなり、 約300℃の温度及び1000Sm3/時の流量で反応器の中に注入された。そ の間に触媒上に析出した全部の硫黄が集められた触媒再生段階の終わりに、フラ ッシングガスの温度は120℃まで下げられ、触媒床が該温度に達するまで、フ ラッシングが冷却した触媒で続けられた。この段階で、再生され、冷却された触 媒は、再生され、冷却された触媒を、1000Sm3/時の流量及び120℃の 温 度を有し、体積で、94.2%の窒素、0.8%の酸素及び5%の水蒸気からな るガス流と、1時間接触状態にして、体積で0.5%の酸素及び5%の水蒸気を 含有する窒素オキシ硫化物活性層を有する触媒を形成し、触媒のニッケルオキシ 硫化物相を再構成することからなる酸化処理に付された。 酸化反応器は、交互に、反応段階で24時間及び再生/冷却段階で24時間( これには、冷却処理の9時間及び酸化処理の1時間が含まれていた)作動した。 酸化反応段階にある反応器内でのH2Sの転化率は、開始から各処理サイクル を通してずっと100%であり、このことは数ヶ月の期間に亘ってその通りであ った。酸化反応段階にある反応器から来るガス流は、各処理サイクルの間150 vpm以下に留まっているSO2含有量を有し、これは今や事実上H2Sを含有し ておらず、これは、各処理サイクルに於いて98%より大きい触媒の硫黄選択率 に相当する。実施例22S低含有量のサワーガスが処理された。該ガスは、体積で、95.5%の CO2、4%のH2O及び0.5%のH2Sからなっていた。 該ガス状排出物の処理は、実施例1で使用したものと同様のプラント内で方法 を行うことによって、このサワーガス内のH2Sの酸化によって生成された硫黄 の露点より低い温度で、オキシ硫化物の形でニッケルを含む活性層を坦持する炭 化ケイ素からなる触媒(該触媒は、22m2/gのBET比表面積を有し、3. 6重量%のニッケルを含有する)を使用することによって行った。 該触媒は、下記の方法を行うことによって得られた。 2mmの平均直径及び4〜6mmの長さを有し、25m2/gのBET比表面 積を有する炭化ケイ素の押出粒子を、水溶液中の適当な量の硝酸ニッケルで含浸 させ、次いで、含浸した生成物を100℃で乾燥させ、乾燥した生成物を300 ℃で3時間焼成した。次に、焼成した生成物を、それを300℃の温度で1時間 、0.8体積%のH2Sを含有する窒素の流れと接触させることによって硫化さ せ、最後に、硫化した生成物を、40℃の温度で1時間、体積で80.2%の窒 素、19%の水蒸気及び0.8%の酸素からなるガスの流れと接触させて、ニッ ケルオキシ硫化物活性相を有する触媒を生成させた。 処理されるガス状排出物は、100キロモル/時の流量で及 び40℃の温度でガス供給ラインを経て到達し、タップを経て3.5キロモルの 環境空気が添加された。O2/H2Sモル比が1.4/1(化学量論的比の2.8 倍)であった、得られた混合物が、約40℃の温度を有する酸化段階の反応器に 入った。反応段階にある反応器内の酸化反応は、40℃で、適当な温度で流体と の間接熱交換によって該反応器をこの温度に維持することによって行った。反応 段階にある反応器を通過するガス混合物が、該反応器内に含有されている触媒層 と接触状態にある時間は、4秒であった。酸化反応段階にある反応器内のH2S の転化率は、100%であった。該反応器の出口側で、120℃の温度を有し、 H2S及びSO2を含有しないガス流が排出された。 硫黄坦持酸化触媒を再生する目的のために、フラッシングガスが、再生/冷却 段階で作動している反応器内に注入され、該フラッシングガスは窒素からなり、 約300℃の温度及び1000Sm3/時の流量で反応器の中に注入された。そ の間に触媒上に析出した全部の硫黄が集められた触媒再生段階の後に、フラッシ ングガスの温度は40℃まで下げられ、触媒床が該温度に達するまで、フラッシ ングが冷却した触媒で続けられた。 この段階で、再生され、冷却された触媒は、再生され、冷却された触媒を、40 ℃の温度を有し、体積で、80.2%の窒素、19%の水蒸気及び0.8%の酸 素からなるガス流と、1時間接触状態にして、触媒のニッケルオキシ硫化物相を 再構成することからなる酸化処理に付された。 酸化反応器は、交互に、反応段階で60時間及び再生/冷却段階で24時間( これには、冷却処理の9時間及び酸化処理の1時間が含まれていた)作動した。 酸化反応段階にある反応器内でのH2Sの転化率は、開始から各処理サイクル を通してずっと100%であり、このことは数ヶ月の期間に亘ってその通りであ った。酸化反応段階にある反応器から来るガス流は、各処理サイクルの間H2S 及びSO2を含有せず、これは、各処理サイクルに於いて100%の触媒の硫黄 選択率に相当する。 H2Sに加えて、比較的多量の、例えば、体積で10%〜50%の水を含有す るガスが、オキシ硫化物型触媒上での接触酸化を、35℃〜70℃、更に特に4 0℃〜65℃の範囲内の温度で、酸化帯域内の温度を、該帯域の中に、処理され るガスに対して並流として又は向流として循環する冷却された水の流れを注入 することによって維持しながら行うことによって処理される、上記の本発明によ る方法の実施は、35℃〜70℃の温度でH2Sの硫黄への選択的酸化を促進す ることができる全ての酸化触媒の使用に対して一般化することができる。 この一般化された実施は、触媒経路により、体積で10%〜50%の水をも含 有するガス中に低濃度で含有されるH2Sを、直接硫黄にまで酸化するための再 生方法であって、該方法は、0.05〜15の範囲内のO2/H2Sモル比を与え るような適当な量で、遊離酸素を含有するガスを含む該H2S含有ガスが、H2S の硫黄への選択的酸化のための触媒、例えば、坦体、特に炭化ケイ素坦体と組み 合わせた、少なくとも1種の遷移金属の化合物からなる触媒的活性相からなる触 媒と接触するようにされるタイプのものであり、この方法は、H2Sの酸化によ って生成される硫黄の露点よりも低い温度で行われ、この硫黄は触媒上に析出さ れ、この硫黄坦持酸化触媒は次いで定期的に、非酸化性ガスを使用するフラッシ ングによって再生され、この方法は200℃〜500℃の温度で行われて、触媒 上に残留した硫黄を蒸発させ、その後再生された触媒が、硫黄の露点より下で、 H2S酸化を再び行うために必要な温度まで冷却され、この冷却 が、180℃より低い温度を有するガスによって行われ、そして、処理されるガ スが、35℃〜70℃、更に特に40℃〜65℃の範囲内の温度で、酸化触媒と 接触するようにされ、この温度で、ガス中に含有される水の画分が凝縮形で存在 し、そして処理されるガスがガス/凝縮水混合相の形であること及び酸化帯域が 、該帯域の中に、処理されるガスに対して向流として又は並流として連続的に循 環する冷却された水の流れを注入することによって、35℃〜70℃、更に特に 40℃〜65℃の範囲内の温度で維持されることを特徴とする方法として定義す ることができる。 H2S酸化触媒と接触するようにされた、処理されるガスが、酸化帯域の中に 注入された冷却された水の流れに対して向流として循環するとき、硫黄化合物を 実質的に含有しない精製されたガスは、該酸化帯域の頂部から排出され、固体硫 黄粒子を含有する水の流れはこの帯域の底から取り出され、該水の流れの一部は 、それが含有する硫黄を分離し、冷却した後、循環されて、酸化帯域の中に注入 される冷却水の流れを形成する。 H2S酸化触媒と接触するようにされた、処理されるガスが、酸化帯域の中に 注入された冷却された水の流れに対して並流と して循環するとき、固体硫黄粒子を含有する精製されたガス/凝縮水混合物が、 酸化帯域の底から取り出され、該混合物は、精製されたガス(これは排出される )の流れと水相とに分離され、この水相の一部は、それが含有する硫黄を分離し 、冷却した後、循環されて、酸化帯域の中に注入される冷却水の流れを構成する 。 遊離酸素を含有するガスの性質及び量、ガス状反応混合物が酸化触媒と接触す る間の時間、硫黄坦持触媒の再生に関する及び再生された触媒の冷却に関する条 件のような、これらの一般化された実施のためのその他の運転条件は、オキシ硫 化物触媒の場合に上に定義したものである。 同様に、添付した図面の図2及び3に概略示した装置で、オキシ硫化物型のH2 Sから硫黄への酸化触媒を使用する、低H2S含有量及び高い水含有量を有する ガスの処理のための、本発明による方法の態様の上記の説明は、H2Sから硫黄 への選択的酸化触媒がもはやオキシ硫化物型でないとき、同じ方法で適用可能で ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サバン−ポンセ,サビヌ フランス国、エフ―64160・ビユロ、シユ マン・ドウ・ラングル (72)発明者 フアムユー,クオン フランス国、エフ―67700・サベルヌ、リ ユ・デ・フレール、4 (72)発明者 ケレル,ニコラ フランス国、エフ―67100・ストラスブー ル、リユ・ドウ・フレコンリユプト、17 (72)発明者 クルゼ,クロード フランス国、エフ―67000・ストラスブー ル、リユ・シユノンソー、9

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.触媒経路により、ガス中に低濃度で含有されているH2Sを硫黄に直接酸化 するための再生方法において、該方法が、0.05〜15の範囲のO2/H2Sモ ル比を与えるような適当な量で遊離酸素を含有するガスを含む該H2S含有ガス を、炭化ケイ素坦体と組み合わされ、そして少なくとも1種の遷移金属の化合物 からなる触媒的活性相からなる、H2Sの硫黄への選択的酸化のための触媒と接 触状態にするタイプのものであり、この方法を、H2Sの酸化によって生成され た硫黄の露点より低い温度で行い、硫黄は触媒の上に析出し、次いで、この硫黄 坦持酸化触媒を非酸化性ガスを使用してフラッシュすることによって定期的に再 生し、この方法を、200℃〜500℃の温度で行って、触媒上に保持された硫 黄を蒸発させ、その後、再生された触媒を、硫黄の露点より下で、H2S酸化を 再び行うために必要な温度まで冷却させ、この冷却を、180℃より低い温度を 有するガスによって行う前記方法であって、触媒の活性相に、ニッケル、鉄、コ バルト、銅、クロム、モリブデン及びタングステンから選択された少なくとも1 種の金属の少なくとも1種のオキ シ硫化物が含有されていることを特徴とする方法。 2.H2Sから硫黄への酸化反応が、30℃〜180℃の温度で行われることを 特徴とする、請求項1に記載の方法。 3.H2Sから硫黄への酸化反応が、35℃〜70℃の温度、更に特に40℃〜 65℃の温度で行われることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 4.H2S含有ガスが、35℃〜70℃、更に特に40℃〜65℃の範囲内の温 度で、酸化触媒と接触状態にされ、該温度がH2Sから硫黄への酸化反応のため に選択された温度以下であることを特徴とする、請求項3に記載の方法。 5.次いで、再生された触媒を、250℃より低い温度で、0.2〜3時間、体 積で、0.1%〜3%の酸素及び0%〜50%の水を含有する不活性キャリアガ スからなる酸素含有ガス流と接触状態にさせて、触媒の金属オキシ硫化物相を回 復させることを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の方法。 6.酸化触媒を構成するための炭化ケイ素坦体に付随する活性相が、ニッケル、 コバルト、鉄及び銅から選択された遷移金属の少なくとも1種のオキシ硫化物か らなることを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載の方法。 7.酸化触媒の炭化ケイ素坦体が、該触媒の少なくとも40重量%、更に特に少 なくとも50重量%を形成することを特徴とする、請求項1〜6の何れか1項に 記載の方法。 8.酸化触媒の活性相が、金属の重量で、触媒の重量の、0.1〜20%、更に 特に0.2〜15%、更に特別に0.2〜7%を表わすことを特徴とする、請求 項1〜7の何れか1項に記載の方法。 9.BET窒素吸着法により決定された、触媒の比表面積が、0.1m2/g〜 600m2/gの範囲内の値を示すことを特徴とする、請求項1〜8の何れか1 項に記載の方法。 10.遊離酸素を含有するガスを、0.1〜10、更に特に0.1〜4の範囲内 のO2/H2Oモル比を提供するのに適した量で使用することを特徴とする、請求 項1〜9の何れか1項に記載の方法。 11.ガス状反応混合物が、標準温度及び圧力条件下で酸化触媒と接触状態にあ る時間が、0.5〜20秒、好ましくは1〜12秒の範囲であることを特徴とす る、請求項1〜10の何れか1項に記載の方法。 12.硫黄坦持酸化触媒の再生が、230〜450℃の温度で 行われることを特徴とする、請求項1〜11の何れか1項に記載の方法。 13.処理されるガスのH2S含有量が、体積で0.001%〜25%、更に特 に体積で0.01%〜20%の範囲であることを特徴とする、請求項1〜12の 何れか1項に記載の方法。 14.処理されるガスが、70℃より高い温度を有し、体積で10%〜50%の 水を含有すること、及び該ガスが酸化のために選択された温度まで冷却され、こ れは、ガスがH2Sから硫黄への酸化触媒と接触状態にされる前は、35℃〜7 0℃、更に特に40℃〜65℃の範囲内であり、この水の画分が該冷却の間に凝 縮し、そして冷却した処理されるガスをH2S酸化触媒と接触状態にする前に、 冷却した処理されるガスから分離されるか又は分離されないことを特徴とする、 請求項3に記載の方法。 15.処理されるガスの冷却が、冷却されたガスが約10体積%より少ない水蒸 気含有量を有するような方法で行われ、冷却されたガスがH2S酸化触媒と接触 状態にされる前に、凝縮された水が冷却されたガスから分離されることを特徴と する、請求項14に記載の方法。 16.処理されるガスの冷却の間に凝縮した水が、冷却された ガスから分離されず、ガス/凝縮水混合相がH2S酸化触媒と接触状態にされ、 酸化帯域の温度が、該帯域の中に、処理されるガスに対して向流として連続的に 循環している冷却された水の流れを注入することによって、35℃〜70℃、更 に特に40℃〜65℃の範囲内から選択された値に維持され、硫黄化合物を実質 的に含有しない精製されたガスが酸化帯域の頂部から排出され、固体硫黄粒子を 含有する水の流れが該帯域の底から取り出され、該水の流れの一部が、それが含 有する硫黄を分離し、冷却した後、循環されて、酸化帯域の中に注入される冷却 水の流れを形成することを特徴とする、請求項14に記載の方法。 17.処理されるガスの冷却の間に凝縮した水が、冷却されたガスから分離され ず、ガス/凝縮水混合相がH2S酸化触媒と接触状態にされ、酸化帯域の温度が 、該帯域の中に、処理されるガスに対して並流として連続的に循環している冷却 された水の流れを注入することによって、35℃〜70℃、更に特に40℃〜6 5℃の範囲内から選択された値に維持され、固体硫黄粒子を含有する精製された ガス/凝縮水混合物が酸化帯域の底から取り出され、該混合物が、精製されたガ ス(これは排出される)の流れと水相とに分離され、この水相の一部は、それが 含有す る硫黄を分離し、冷却した後、循環されて、酸化帯域の中に注入される冷却水の 流れを形成することを特徴とする、請求項14に記載の方法。 18.炭化ケイ素坦体と組み合わせた、少なくとも1種の遷移金属の化合物から なる触媒的活性相からなり、該坦体が該触媒の重量の少なくとも40%、更に特 に少なくとも50%を示す、H2Sの硫黄への直接選択的酸化のための触媒であ って、その活性相が、ニッケル、鉄、コバルト、銅、クロム、モリブデン及びタ ングステンから選択された少なくとも1種の金属の少なくとも1種のオキシ硫化 物から形成されていることを特徴とする触媒。 19.坦体と組み合わされた活性相が、ニッケル、コバルト、鉄及び銅から選択 された遷移金属の少なくとも1種のオキシ硫化物からなることを特徴とする、請 求項18に記載の触媒。 20.酸化触媒の活性相が、金属の重量で、触媒の重量の、0.1〜20%、更 に特に0.2〜15%、更に特別に0.2〜7%を表わすことを特徴とする、請 求項18又は19に記載の触媒。 21.0.1m2/g〜600m2/gの範囲内の、BET窒素吸着法により決定 された比表面積を有することを特徴とする、 請求項18〜20の何れか1項に記載の触媒。 22.触媒経路により、体積で10%〜50%の水をも含有するガス中に低濃度 で含有されるH2Sを、硫黄にまで直接酸化するための再生方法において、該方 法は、0.05〜15の範囲内のO2/H2Sモル比を提供するような適当な量で 、遊離酸素を含有するガスを含む該H2S含有ガスが、H2Sの硫黄への選択的酸 化のための触媒、例えば、坦体、特に炭化ケイ素坦体と組み合わせた、少なくと も1種の遷移金属の化合物からなる触媒的活性相からなる触媒と接触するように されるタイプのものであり、この方法は、H2Sの酸化によって生成される硫黄 の露点よりも低い温度で行われ、この硫黄は触媒上に析出し、この硫黄坦持酸化 触媒は次いで定期的に、非酸化性ガスを使用するフラッシングによって再生され 、この方法は200℃〜500℃の温度で行われて、触媒上に残留した硫黄を蒸 発させ、その後再生された触媒が、硫黄の露点より下で、H2S酸化を再び行う ために必要な温度まで冷却され、この冷却が、180℃より低い温度を有するガ スによって行われる前記方法であって、処理されるガスが、35℃〜70℃、更 に特に40℃〜65℃の範囲内の温度で、酸化触媒と接触するようにされ、この 温度で、ガ ス中に含有される水の画分が凝縮形態で存在し、そして処理されるガスがガス/ 凝縮水混合相の形態であること、及び酸化帯域が、該帯域の中に、処理されるガ スに対して向流として又は並流として連続的に循環する冷却された水の流れを注 入することによって、35℃〜70℃、更に特に40℃〜65℃の範囲内の温度 で維持されることを特徴とする方法。 23.H2S酸化触媒と接触するようにされた、処理されるガスが、酸化帯域の 中に注入された冷却された水の流れに対して向流として循環すること、及び硫黄 化合物を実質的に含有しない精製されたガスが、該酸化帯域の頂部から排出され 、固体硫黄粒子を含有する水の流れがこの帯域の底から取り出され、該水の流れ の一部が、それが含有する硫黄を分離し、冷却した後、循環されて、酸化帯域の 中に注入される冷却水の流れを形成することを特徴とする請求項22に記載の方 法。 24.H2S酸化触媒と接触するようにされた、処理されるガスが、酸化帯域の 中に注入された冷却された水の流れに対して並流として循環すること、及び固体 硫黄粒子を含有する精製されたガス/凝縮水混合物が、酸化帯域の底から取り出 され、該混合物は、精製されたガス(これは排出される)の流れと水相と に分離され、この水相の一部が、それが含有する硫黄を分離し、冷却した後、循 環されて、酸化帯域の中に注入される冷却水の流れを形成することを特徴とする 請求項22に記載の方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005029466A (ja) * 2003-07-11 2005-02-03 Inst Fr Petrole 直接的酸化による含硫黄化合物の除去方法

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2783818B1 (fr) * 1998-09-24 2000-11-10 Elf Exploration Prod Procede pour oxyder directement en soufre, par voie catalytique et en phase vapeur, l'h2s contenu a faible teneur dans un gaz
US6800269B2 (en) * 1999-07-30 2004-10-05 Conocophillips Company Short contact time catalytic sulfur recovery system for removing H2S from a waste gas stream
US6403051B1 (en) * 1999-07-30 2002-06-11 Conoco Inc. Recovery of sulfur from H2S and concurrent production of H2 using short contact time CPOX
US6946111B2 (en) * 1999-07-30 2005-09-20 Conocophilips Company Short contact time catalytic partial oxidation process for recovering sulfur from an H2S containing gas stream
US7326397B2 (en) * 2000-12-18 2008-02-05 Conocophillips Company Catalytic partial oxidation process for recovering sulfur from an H2S-containing gas stream
US7357908B2 (en) * 2000-12-18 2008-04-15 Conocophillips Company Apparatus and catalytic partial oxidation process for recovering sulfur from an H2S-containing gas stream
EP1411029A1 (en) * 2001-06-15 2004-04-21 David Systems & Technology S.L. Catalytic membrane reactor that is used for the decomposition of hydrogen sulphide into hydrogen and sulphur and the separation of the products of said decomposition
AU2003252231A1 (en) * 2002-07-22 2004-02-09 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Method for desulfurization of liquid hydrocarbons and process for production of hydrogen for fuel cells
US7041621B2 (en) 2003-01-17 2006-05-09 Conocophillips Company Sulfided catalysts for improved performance in hydrocarbon processing
CA2540349A1 (en) * 2003-09-29 2005-04-07 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for the selective oxidation of hydrogen sulphide
EA012879B1 (ru) * 2005-03-30 2009-12-30 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ получения газового потока с малым содержанием сероводорода
WO2006103248A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for preparing a sulphur cement product
CN100376310C (zh) * 2005-12-21 2008-03-26 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种钒炭基脱硫剂的再生方法
US7226572B1 (en) * 2006-03-03 2007-06-05 Conocophillips Company Compact sulfur recovery plant and process
US7427383B2 (en) * 2006-06-05 2008-09-23 Nestco Llc Hydrogen sulfide removal method and system for treating gaseous process streams
US7501111B2 (en) 2006-08-25 2009-03-10 Conoco Phillips Company Increased capacity sulfur recovery plant and process for recovering elemental sulfur
WO2008040752A1 (en) * 2006-10-05 2008-04-10 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for disposal of mercaptans
US7578985B2 (en) 2007-04-18 2009-08-25 Gas Technology Institute Method for direct oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur at low temperatures
WO2009123587A1 (en) * 2008-04-01 2009-10-08 Utc Power Corporation Desulfurizing system for a fuel cell power plant
EP2362808A1 (en) 2008-11-28 2011-09-07 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for producing purified natural gas
WO2010107502A1 (en) * 2009-03-19 2010-09-23 Crystatech, Inc. System and method for sour gas well testing
CN101792129B (zh) * 2010-04-08 2011-10-26 周琪 Ⅱ级反应器在硫回收行业的应用
CN102019141A (zh) * 2010-12-20 2011-04-20 昆明理工大学 一种液相催化氧化净化含硫化氢尾气方法
EP4242171A3 (en) * 2011-05-06 2023-11-29 Stamicarbon B.V. acting under the name of MT Innovation Center Zero emissions sulphur recovery process with concurrent hydrogen production
CN102773109B (zh) * 2011-05-11 2014-07-30 中国石油化工股份有限公司 一种由硫化氢制氢气的催化剂及其制备方法
CN104415657B (zh) * 2013-09-09 2016-11-02 中国石油化工股份有限公司 采用改性吸附剂处理克劳斯工艺尾气的方法
WO2019205055A1 (zh) * 2018-04-26 2019-10-31 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 一种低温甲醇洗单元与多套克劳斯单元的尾气循环联用的方法与设备
CN109502556B (zh) * 2018-11-28 2022-01-14 昆明理工大学 一种载硫磺后催化剂回收单质硫并再生的方法及系统
CN112316987A (zh) * 2019-08-05 2021-02-05 中国石油化工股份有限公司 一种积碳低碳烷烃脱氢催化剂的脱硫方法
CN113058424A (zh) * 2021-03-26 2021-07-02 新疆中泰创新技术研究院有限责任公司 含硫化氢、二硫化碳的粘胶纤维生产废气处理方法及系统
CN114890481B (zh) * 2022-04-22 2023-12-12 四川智立方博导科技有限责任公司 一种二维硫氧化镍纳米薄片材料、制备方法及应用
CN115340887B (zh) * 2022-10-18 2023-01-31 山东鹏达生态科技股份有限公司 高炉煤气精脱硫及硫资源化工艺

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2088903B (en) * 1980-11-17 1984-02-01 Nat Res Dev Production of electrocatalysts
GB8318098D0 (en) * 1983-07-04 1983-08-03 Shell Int Research Oxidation of hydrogen sulphide to elemental sulphur
DE3740439A1 (de) * 1987-11-28 1989-06-08 Veg Gasinstituut Nv Verfahren zur entfernung von schwefelwasserstoff aus gasen
US5494650A (en) * 1989-01-19 1996-02-27 Societe Nationale Elf Aquitaine (Production) Process for improving the sulphur yield of a complex for producing sulphur from a sour gas containing H2 S, the said complex comprising a sulphur plant and then an oxidation and hydrolysis unit followed by a purification unit
US4937221A (en) * 1989-06-09 1990-06-26 Institute Of Gas Technology Mixed-solid solution tri-metallic oxide/sulfide catalyst and process for its preparation
FR2702675B1 (fr) * 1993-03-16 1995-04-28 Elf Aquitaine Procédé pour oxyder directement en soufre par voie catalytique, avec une sélectivité élevée, l'H2S contenu en faible concentration dans un gaz et catalyseur pour la mise en Óoeuvre de ce procédé.
FR2727101B1 (fr) * 1994-11-17 1996-12-20 Elf Aquitaine Procede pour oxyder directement en soufre par voie catalytique l'h2s contenu en faible concentration dans un gaz et catalyseur pour la mise en oeuvre de ce procede
US5653953A (en) * 1995-08-29 1997-08-05 National Science Council Process for recovering elemental sulfur by selective oxidation of hydrogen sulfide

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005029466A (ja) * 2003-07-11 2005-02-03 Inst Fr Petrole 直接的酸化による含硫黄化合物の除去方法

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