JP2021503431A - 触媒クラウス反応器を用いない酸性ガス流からの硫黄回収プロセス - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (18)
- 酸性ガス供給物中の硫化水素から硫黄を回収する方法であって、
酸性ガス供給物を燃焼炉に導入するステップであって、前記酸性ガス供給物は硫化水素を含む、ステップと;
空気供給物を燃焼炉に導入するステップであって、前記空気供給物は酸素を含む、ステップと;
燃焼炉内で硫化水素と酸素とを反応させて炉流出物流を生成するステップであって、前記炉流出物流は、硫化水素、元素硫黄、二酸化硫黄、および水蒸気を含む、ステップと、
炉流出物を廃熱ボイラに導入するステップと;
炉流出物から水供給物に熱を伝達してボイラ流出物および水蒸気出口を生成するステップと;
ボイラ流出物を硫黄凝縮器に導入するステップと;
前記硫黄凝縮器内のボイラ流出物の温度を低下させて硫黄流および非凝縮ガスを生成するステップであって、前記硫黄流は元素硫黄を含み、前記非凝縮ガスは硫化水素、二酸化硫黄、および水蒸気を含む、ステップと;
前記非凝縮ガスを第1の水吸着器に導入するステップであって、前記第1の水吸着器は第1の分子篩を含む、ステップと;
前記第1の水吸着器内の非凝縮ガス流から水蒸気を分離して第1の回収水流および第1の脱水流を生成するステップであって、前記第1の回収水流は水を含み、前記第1の脱水流は硫化水素、二酸化硫黄、およびそれらの組合せを含む、ステップと;
前記第1の脱水流を第1の水素化反応器に導入するステップと;
水素供給物を前記第1の水素化反応器に導入するステップであって、前記水素供給物は水素ガスを含む、ステップと;
前記第1の水素化反応器において二酸化硫黄と水素ガスとを反応させて硫化水素を生成して還元流を生成するステップであって、前記還元流は硫化水素を含む、ステップと;
前記還元流を反応炉に導入するステップと;
反応炉に空気流を導入するステップであって、前記空気流が酸素を含む、ステップと;
新鮮な供給物を反応炉に導入するステップであって、前記新鮮な供給物は硫化水素を含む、ステップと;
前記反応炉内で硫化水素と酸素とを反応させて反応炉流出物を生成するステップであって、前記反応炉流出物は硫化水素、元素硫黄、二酸化硫黄、および水蒸気を含む、ステップと;
反応炉流出物を熱回収ボイラに導入するステップと;
前記反応炉流出物から水流に熱を伝達して、冷却された流出物および蒸気流を生成するステップと;
前記冷却された流出物を硫黄冷却器に導入するステップと;
前記硫黄冷却器内の前記冷却された流出物の温度を低下させて回収硫黄流およびガス流を生成するステップであって、前記回収硫黄流は元素硫黄を含み、前記ガス流は硫化水素、二酸化硫黄、および水蒸気を含む、ステップと;
前記ガス流を第2の水吸着器に導入するステップであって、前記第2の水吸着器は第2の分子篩を含む、ステップと;
前記第2の水吸着器内のガス流から水蒸気を分離して、第2の回収水流と第2の脱水流とを生成するステップであって、前記第2の回収水流は水を含み、前記第2の脱水流は硫化水素と二酸化硫黄とを含む、ステップと;
前記第2の脱水流を第2の水素化反応器に導入するステップと;
水素流を前記第2の水素化反応器に導入するステップであって、前記水素流は水素ガスを含む、ステップと;
前記第2の水素化反応器中において二酸化硫黄と水素ガスとを反応させて硫化水素を生成して処理されたテールガス流を生成するステップであって、前記処理されたテールガス流は硫化水素を含む、ステップと;
前記処理されたテールガス流を燃焼炉に再循環させるステップと
を含む、方法。 - 全変換率が決定される、請求項1に記載の方法。
- 全変換率が99重量%を超える、請求項2に記載の方法。
- 第1の分子篩がゼオライト−3Aを含み、さらに第2の分子篩がゼオライト−3Aを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 燃焼炉内の温度が1800°F〜2500°Fであり、さらに反応炉内の温度が1800°F〜2500°Fである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 硫黄凝縮器内の温度が100°F〜200°Fの間であり、さらに硫黄冷却器内の温度が100°F〜200°Fの間である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 第1の水吸着器の温度が75℃〜170℃であり、さらに第2の水吸着器の温度が75℃〜170℃である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の脱水流が1ppm未満の水の濃度を含み、さらに、前記第2の脱水流が1ppm未満の水の濃度を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の水素化反応器内の温度が220℃〜310℃であり、前記第2の水素化反応器内の温度が220℃〜310℃である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 酸性ガス流中の硫化水素から硫黄を回収するシステムであって、
燃焼炉であって、前記燃焼炉は前記硫化水素を元素硫黄に変換して炉流出物を生成するように構成され、前記炉流出物は元素硫黄、硫化水素、二酸化硫黄、および水蒸気を含む、燃焼炉と;
前記燃焼炉に流体接続された廃熱ボイラであって、前記炉流出物から熱を除去してボイラ流出物を生成するように構成された、廃熱ボイラと;
前記廃熱ボイラに流体接続された硫黄凝縮器であって、ボイラ流出物中の元素硫黄を凝縮して硫黄流および非凝縮ガスを生成するように構成された硫黄凝縮器であって、前記非凝縮ガスが元素硫黄の不在下にあり、前記非凝縮ガスが水蒸気を含む、硫黄凝縮器と;
前記硫黄凝縮器に流体接続された第1の水吸着器であって、前記第1の水吸着器は非凝縮ガスから水を除去して、第1の回収水流および第1の脱水流を生成するように構成され、前記第1の水吸着器は第1の分子篩を含み、前記第1の脱水流は水蒸気の不在下にあり、前記第1の脱水流は二酸化硫黄を含む、第1の水吸着器と;
前記第1の水吸着器に流体接続された第1の水素化反応器であって、水素ガスの存在下で二酸化硫黄を硫化水素に変換するように構成された、第1の水素化反応器と;
前記第1の水素化反応器に流体接続された反応炉であって、酸素および二酸化硫黄の存在下で硫化水素を元素硫黄に変換するように構成された、反応炉と;
前記反応炉に流体接続された熱回収ボイラであって、反応炉流出物から熱を除去してボイラ流出物を生成するように構成された、熱回収ボイラと;
前記熱回収ボイラに流体接続された硫黄冷却器であって、前記硫黄冷却器は反応炉流出物中の元素硫黄を凝縮して回収硫黄流およびガス流を生成するように構成され、前記ガス流は元素硫黄の不在下にあり、前記ガス流は水蒸気を含む、硫黄冷却器と;
前記硫黄凝縮器に流体接続された第2の水吸着器であって、前記第2の水吸着器は非凝縮ガスから水を除去して第2の回収水流および第2の脱水流を生成するように構成され、前記第2の水吸着器は第2の分子篩を含み、前記第2の脱水流は水蒸気の不在下にあり、前記第2の脱水流は二酸化硫黄を含む、第2の水吸着器と;
前記第2の水吸着器に流体接続された第2の水素化反応器であって、前記第2の水素化反応器は水素ガスの存在下で二酸化硫黄を硫化水素に変換して、処理されたテールガス流を生成するように構成され、前記第2の水素化反応器は燃焼炉に流体接続され、前記処理されたテールガス流は燃焼炉に再循環される、第2の水素化反応器;
を含む、システム。 - 全変換率が決定される、請求項10に記載のシステム。
- 全変換率が99重量%を超える、請求項11に記載のシステム。
- 前記第1の分子篩がゼオライト−3Aを含み、さらに前記第2の分子篩がゼオライト−3Aである、請求項10〜12のいずれか一項に記載のシステム。
- 燃焼炉内の温度が1800°F〜2500°Fであり、さらに反応炉内の温度が1800°F〜2500°Fである、請求項10〜13のいずれか一項に記載のシステム。
- 硫黄凝縮器内の温度が100°F〜200°Fであり、さらに硫黄冷却器内の温度が100°F〜200°Fである、請求項10〜14のいずれか一項に記載のシステム。
- 第1の水吸着器の温度が75℃〜170℃であり、さらに第2の水吸着器の温度が75℃〜170℃である、請求項10〜15のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第1の脱水流が1ppm未満の水の濃度を含み、さらに前記第2の脱水流が1ppm未満の水の濃度を含む、請求項10〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の水素化反応器内の温度が220℃〜310℃であり、前記第2の水素化反応器内の温度が220℃〜310℃である、請求項10〜17のいずれか一項に記載の方法。
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