JP3332964B2 - 硫黄化合物含有ガスの水素化処理方法 - Google Patents
硫黄化合物含有ガスの水素化処理方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/16—Hydrogen sulfides
Description
処理して、硫黄および硫黄化合物の大部分を硫化水素に
変換する方法に関するものである。さらに詳しくは本発
明は、硫黄回収装置の最終凝縮器から溶融硫黄を分離し
たテールガスを、エネルギー効率良く処理する方法に関
するものである。
硫黄は様々な脱硫および回収工程を経て除去される。例
えばクラウス法においては、硫化水素を亜硫酸ガスと反
応させることにより硫黄単体を分離している。 2H2S + SO2 → 3S + 2H2O この場合亜流酸ガス源が他にないときには、硫化水素を
含有する原料ガスを空気または富酸素空気によって部分
燃焼させている(特開平1ー270505号明細書)。
しかしこの様な硫黄回収装置から出るテールガス中に
は、なおH2S、SO2、硫黄蒸気、硫黄ミスト、有機硫
黄化合物等が含まれている。これらを処理する方法とし
ては、大別して湿式方法と乾式方法等があるが、代表的
にはスコット法(SCOT)がある。これはクラウス装
置からのテールガスをインラインバーナーに供給し、こ
こで燃料ガスの燃焼により、予熱される。ついで還元触
媒の充填された反応器に入り、テールガス中の硫黄分を
H2Sに転化する。しかしながら、クラウス装置で硫黄
蒸気を凝縮した後のテールガスは通常130〜150℃
に冷却されており、これを再びスコット法などの処理を
行うため、水素化の反応温度260〜330℃に昇温す
るためには多くのエネルギーを要する。さらにこの昇温
のためにインラインバーナー方法を採用すれば、排ガス
量が増大し、その分、後段の装置が大型化する等の欠点
がある。本発明はこれらの欠点を改良することを目的と
するものであり、クラウス装置等からのテールガスをガ
ス量を増大させることなく、最終的な水素化反応に導こ
うとするものである。
ウス装置からのテールガスに、該ガス中の硫黄および硫
化水素の少なくとも一部を亜硫酸ガスに変換するに必要
な量の酸素を加えて予熱したのち、耐硫黄性のある酸化
触媒層を通し、次いで、水素化触媒層を通すことを特徴
とする、硫黄化合物含有ガスの水素化処理方法を提供す
るものである。以下、本発明をさらに詳細に説明する。
ル%)は、通常以下のとおりである。 H2S : 0.5〜1.0 SO2 : 0.2〜0.5 CS2 : 0.01〜0.04 COS: 0.01〜0.04 S8 : 0.03〜0.05 H2 : 〜2.0 CO : 〜0.1 N2 : 〜60 H2O : 〜30 CO2 : 〜1.0 酸素富化空気を使用したクラウス装置からのテールガス
は、上記の値よりもN2濃度が減少、H2O濃度が増加す
ると共にH2濃度が5容量%以上となるが硫黄化合物の
濃度はほとんど変わらない。本発明方法の前段において
は、テールガス中のH2SおよびSを酸化してSO2と
し、その反応熱により系内のガス温度を水素化可能な温
度まで昇温し、次いで水素化触媒層を通すことにより、
還元反応熱によりガス温度はさらに上昇しながら、SO
2および他の硫黄化合物を殆ど全量H2Sに転換するもの
である。
と、以下のとおりである。 1) クラウス装置からのテールガスに、該ガス中の硫
化水素および元素状硫黄の少なくとも一部を亜硫酸ガス
に変換するに必要な量の純酸素もしくは富酸素空気ある
いは空気を加えた後、150〜250℃、好ましくは1
80〜220℃に予熱する。これは通常、一般の工程で
使用される高圧スチーム(42Kg/cm2G)を用いて、
熱交換器により加熱することができる。 2) 上記混合ガスを、耐硫黄性のある酸化触媒たとえ
ばTiO2、WO3−TiO2、MoO3−TiO2などの
触媒層に通す。ここで次式の反応が生じる。 イ) S + O2 → SO2 ロ) H2S + 1/2O2 → H2O + S ハ) H2S + 3/2O2 → SO2 + H2O 酸素濃度が硫化水素濃度の1/2よりも大きいときは、
イ)とハ)の反応が進むということのようである。これ
らの反応により系内の温度はS 1モル%当たり90
℃、またH2S 1モル%当たりでは60℃の上昇(ロ)
の反応式)または150℃の上昇(ハ)の反応式)があ
る。反応熱を利用するには、H2Sが0.5モル%以上で
あることが望ましい。GHSVは2000〜20,00
0hr-1、好ましくは5000〜10,000hr-1が
採用される。必要な触媒量が少ない場合には、酸化触媒
を水素化反応器内に充填することが可能である。なおこ
こでの酸化反応においては水素の酸化が生じないことが
特徴である。 3) 酸化反応により温度が上昇した主としてSO2か
らなる混合ガスはCo−Mo系またはNi−Mo系など
の水素化触媒層に通す。ここでは次式の反応が行われ
る。 SO2+3H2 → H2S+2H2O この水素化反応によってもまた反応熱により温度が上昇
し、SO2 1モル%当たり系内温度は概ね70℃上昇す
る。水素化反応ではその他先に示したSの水素化および
COS、CS2の加水分解反応も同時に進むことは勿論
である。本水素化反応に必要な水素は、本来テールガス
に含まれている水素や一酸化炭素(水素化触媒上で水性
反応によりH2に変換される)を利用することが好まし
く、とくに富酸素化空気を使用するクラウス装置からの
テールガスには、5容量%以上の水素が好まれているの
で好適である。テールガス中に含まれる還元ガス量だけ
では不足の場合には、外部より注入し常に水素が過剰に
なるように保つことが必要である。以上の工程により得
られるH2S含有ガスは吸収あるいは反応処理に好適に
供することができる。
る。クラウス装置のテールガスを原料ガスとして、本発
明方法により、酸化反応および水素化反応を実施した。 イ)実験に用いた装置および触媒は下記のとおりであっ
た。 反応器:内径52.7mm 高さ1m 触媒層:上流側(酸化触媒)MoO3−TiO2(MoO
3 16%)253CC 下流側(水素化触媒)CoO−MoO3−Al2O3 (CoO 3.5%MoO3 13%)1013CC 触媒の硫化:N2 95% H2S 1 H2 4 の混合ガスを250℃で4時間流した。 ロ)原料ガスの組成および反応条件は、実施例および比
較例を対比して、次の表1に示す。反応器出口における
ガス水分離後のSO2およびCOSも表1にまとめて示
す。
した実施例1においては、反応器出口ガス水分離後のS
O2およびCOS濃度は10PPM以下であり検出限界以下
であった。酸化触媒層出口温度は285℃、水素化触媒
層出口温度は340℃であった。 2) 比較例1においては、実施例1に準じて酸素濃度
のみをゼロのガスに切り替えると、出口ガスのSO2お
よびCOS濃度はSO2:36PPM、COS:198PPM
であった。このとき酸化触媒層出口温度は223℃、水
素化触媒層出口温度は247℃であった。 3) 比較例2においては、原料ガス中の酸素濃度ゼロ
のガスのまま、反応器入り口ガス温度を285℃に予熱
すると、反応器出口ガスのSO2およびCOS濃度はと
もに10PPM以下となった。酸化触媒層出口温度は28
3℃、水素化触媒層出口温度は305℃であった。しか
しこの場合は、原料ガスを283℃までに予熱するため
の熱エネルギーが余分に必要であった。
の反応熱を加熱エネルギー源として、水素化に必要な温
度にまで昇温することができる。また、一度に水素化温
度に高める必要がないため、スチームを利用する間接加
熱が可能であり、エネルギーを節約できる。さらに、プ
ロセスガス量の増加を防ぐことができるため、水素化反
応器の下流側の吸収装置規模を小さくすることができ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 クラウス装置からのテールガスに、該ガ
ス中の硫黄および硫化水素の少なくとも一部を亜硫酸ガ
スに変換するに必要な量の酸素を加えて予熱したのち、
耐硫黄性のある酸化触媒層を通し、次いで、水素化触媒
層を通すことを特徴とする、硫黄化合物含有ガスの水素
化処理方法。 - 【請求項2】 前記テールガスが少なくとも0.5容量
%の硫化水素を含有するものである、請求項1に記載の
方法。 - 【請求項3】 前記テールガスが少なくとも合計で5容
量%の水素と一酸化炭素を含有するものである、請求項
1に記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27996092A JP3332964B2 (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 硫黄化合物含有ガスの水素化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP27996092A JP3332964B2 (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 硫黄化合物含有ガスの水素化処理方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH06127907A JPH06127907A (ja) | 1994-05-10 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP27996092A Expired - Fee Related JP3332964B2 (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 硫黄化合物含有ガスの水素化処理方法 |
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CA2562848C (en) * | 2004-04-22 | 2013-06-25 | Fluor Technologies Corporation | Configurations and methods for effluent gas treatment |
CN100441274C (zh) * | 2005-03-25 | 2008-12-10 | 中国石油化工股份有限公司 | 克劳斯尾气加氢催化剂 |
-
1992
- 1992-10-19 JP JP27996092A patent/JP3332964B2/ja not_active Expired - Fee Related
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