JPH0725522B2 - 液体硫黄の脱ガス方法 - Google Patents

液体硫黄の脱ガス方法

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JPH0725522B2
JPH0725522B2 JP22123691A JP22123691A JPH0725522B2 JP H0725522 B2 JPH0725522 B2 JP H0725522B2 JP 22123691 A JP22123691 A JP 22123691A JP 22123691 A JP22123691 A JP 22123691A JP H0725522 B2 JPH0725522 B2 JP H0725522B2
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JP
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sulfur
hydrogen sulfide
liquid sulfur
degassing
air
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信夫 立花
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Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/02Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/0232Purification, e.g. degassing

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液体硫黄の脱ガス方法に
関し、さらに詳しくはクラウス式硫黄回収装置の製品液
体硫黄中の硫化水素の除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】石油精製工場においては、クラウス式硫
黄回収装置によって大量の硫黄が回収,生産されてい
る。すなわち、各石油留分中の硫黄化合物は、脱硫のた
めに水素化処理を受けて硫化水素ガスに成り、次にガス
洗浄装置で吸収,分離されて硫化水素の濃度の高いアシ
ッドガスとして硫黄回収装置に供給される。硫黄回収装
置においては、次記のクラウス反応により、硫化水素の
3分の1が空気中の酸素と反応して二酸化硫黄になり、
これが残りの硫化水素と反応して単体硫黄を生成する。 H2 S+3/2 O2 =SO2 +H2O ─── (1) 2H2 S+SO2 =3S+2H2 O ─── (2) これらの反応は、実際には従来の硫黄回収装置の系統図
である図2において、(1) 式の酸化反応は主に反応炉
(F−1)で、(2) 式の反応はアルミナ触媒充填のリア
クター(R−1,R−2)でそれぞれ起こる。そしてリ
アクターは、硫化水素の硫黄への転換率を高くして、装
置出口ガス(以下テイルガスという)中の硫黄化合物の
含有量を極力少なくするため2段以上の多段方式が用い
られる。これは各段で生成する気相の単体硫黄をコンデ
ンサー(C−1〜3)で凝縮して液状にして反応系より
除去し、次段のリアクターにおける反応が、(2) 式にお
いてより右に有利に進行させるためである。
【0003】以上のようにして各コンデンサー(C−1
〜3)で凝縮して得られる液状の単体硫黄(以下液体硫
黄という)は、ヘッダー管路を介して地下に埋設される
硫黄ピット(S−1)に流入して貯留され、ポンプ(P
−1)にて製品タンクに送出される。この硫黄ピットに
流入する液体硫黄は、凝縮の際に硫化水素ガスと接触す
るため、このガスを相当溶存しておりその濃度は温度等
の条件によっても異なるが、一般には200ppm 以上で
ある。この溶存している硫化水素は貯蔵又は輸送中に大
気中に気化し、拡散するので労働安全衛生上好ましくな
く、例えば10ppm 程度まで除去する必要がある。
【0004】従来、この溶存硫化水素の除去方法とし
て、いくつかの案が提案されているが、代表的なものに
ついて次に説明する。最も古くから用いられている方法
としては、空気スィープ方式がある。これは硫黄ピット
(S−1)中で液体硫黄をポンプ(P−2)及びスプレ
イノズルを介してミスト状に噴霧し、ピット内の空気中
に硫化水素を気化して除去するものである。そしてこの
硫化水素を含む空気をスチームエジェクター(E−1)
で抽気して、硫黄回収装置のテイルガストリータのオフ
ガスの焼却炉(F−2,以下インシネレータという)に
移送して焼却して大気放出するものである。
【0005】また最近用いられている方法として微量の
アンモニア等を液体硫黄中に噴霧と同時に注入して硫化
水素の気化を促進する方法もある。これは硫化水素は、
液体硫黄中に単に溶存してるのみでなく、一部は硫黄と
化合して多硫化物になっており、アンモニア等はこれら
の分解に触媒作用を有するといわれている。そして気化
された硫化水素は、前記と同じようにスィープ空気によ
ってインシネレータに移送され焼却される。しかしなが
ら、このアンモニアの注入量が多い場合には、アンモニ
アの硫化物が析出し、製品硫黄の品質低下の原因になる
とともに、液体硫黄の輸送管路の閉塞トラブルの原因に
もなる問題がある。
【0006】また以上の二つの方法に共通のものとして
次の問題がある。現在の硫黄回収装置では、大気汚染防
止の観点から、旧来のクラウス式硫黄回収装置の後段に
SCOT法,ビーボン法等のテイルガストリータ(T−
1)と称する装置を設け、例えばテイルガス中の硫黄化
合物を還元して硫化水素にしてから吸収塔にてアミン系
の水溶液で洗浄して回収し、しかも吸収塔を出るテイル
ガス中に残存している硫化水素は、後続して設けられる
インシネレータ(F−2)で焼却し、無害化してスタッ
ク(U−1)を経由して大気放出している。このように
して現在の硫黄回収装置では、最終的な大気放出ガスで
あるスタックガス中の硫黄酸化物の濃度は100〜20
0ppm と少なくなっている。これに対して前記のよう
に、硫黄ピット(S−1)から抽気される硫化水素含有
のスィープ空気をインシネレータ(F−2)で焼却し、
スタックガスに混合した場合には、スタックガス中の硫
黄酸化物の濃度が、一般的には50ppm 以上増加する。
これは設備費の嵩むテイルガストリータ設置の効果を減
少するものであり、好ましいことではない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上説明し
た従来の液体硫黄の脱ガス方法の問題点に基づいてなさ
れたものであって、簡単な設備でもって液体硫黄中の硫
化水素を効率よく脱ガスでき、しかもテイルガストリー
タのスタックガス中の硫黄酸化物の濃度を増加しない方
法を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、硫化水素を原料にしてクラウス反応によって液体
硫黄を生成する硫黄回収装置において、製品液体硫黄を
脱ガス塔内で噴霧するとともに、前記硫黄回収装置の反
応炉に供給される燃焼空気の一部を分流して前記脱ガス
塔に導入し、噴霧液体硫黄と接触せしめて液体硫黄中に
溶存している硫化水素を気化し、該硫化水素を含む燃焼
空気を前記反応炉に戻してクラウス反応に供することを
特徴とする液体硫黄の脱ガス方法である。すなわち、液
体硫黄をスプレイノズルを介して脱ガス塔内に噴霧して
ミスト状にして溶存している硫化水素が気化し易い状態
にするとともに、クラウス式硫黄回収装置の反応炉に供
給される燃焼空気の一部を分流して脱ガス塔に導入し前
記噴霧硫黄と接触させて、該空気中に硫化水素を気化さ
せて液体硫黄を脱ガスする。一方脱ガス塔を出る硫化水
素を含んだ燃焼空気は反応炉の燃焼室に供給され、通常
のクラウス式硫黄回収装置と同様に硫化水素の燃焼用に
供される。同時に燃焼空気に含まれる硫化水素も、他の
アシッドガス中の硫化水素と同様にクラウス反応の原料
ガスとして処理される。
【0009】
【実施例】以下実施例に基づいて本発明の内容をさらに
説明する。図1は実施例の系統図である。図において、
図2と同じ機器については同じ符番で示してある。反応
炉(F−1)及び各リアクター(R−1〜3)内で、ク
ラウス反応により生成した単体硫黄は各コンデンサー
(C−1〜3)内で凝縮し液体硫黄となって硫黄ピット
(S−1)に流入する。硫黄ピット(S−1)内の液体
硫黄は、ポンプ(P−3)によって汲み出され、脱ガス
塔(D−1)に供給される。ブローワ(B−1)で昇圧
された燃焼空気の大部分は、流量指示調節計(FIC−
1)で流量制御され、反応炉(F−1)の燃焼室にクラ
ウス反応用として供給される。そして一部は、例えばク
ラウス反応に必要な総空気量の5%前後の流量が流量指
示調節計(FIC−2)によって流量制御されて脱ガス
塔(D−1)の下部に供給される。脱ガス塔において
は、ミスト状で流下する液体硫黄と上昇する燃焼空気が
効率よく接触し、液体硫黄中の硫化水素は燃焼空気中に
気化し拡散する。脱ガス塔頂を出る硫化水素を含んだ燃
焼空気は、反応炉(F−1)の燃焼室に供給され、空気
及び硫化水素は通常のクラウス反応に供される。この
際、前記の流量指示調節計(FIC−1)によって流量
制御される空気量と脱ガス塔(D−1)を出る空気量の
和が、反応炉に供給されるアシッドガス中の硫化水素の
量に見合う量になる。
【0010】脱ガス塔を出る硫化水素の濃度は0.5 %以
下であり、爆発限界の下限値である3.5 %を考慮すれば
充分に安全であるが、脱ガス塔の出口管路には硫化水素
の分析計(AN)を設けて、例えば1%を越えた場合は
警報を発し、2%を越えた場合は脱ガス塔への液体硫黄
の供給を停止する等の自動安全停止機構を設けることが
望ましい。本実施例では、反応炉の燃焼空気を用いて脱
ガスしたが、場合によってはインシネレータ(F−2)
を出る酸素濃度の少ないガスを用いて脱ガスすることも
可能である。硫黄の融点は115℃であり、また硫化水
素の液体硫黄に対する溶解度は、低温ほど減少すること
を考慮して脱ガス塔に供給される液体硫黄の温度は12
0〜140℃の範囲で選定される。液体硫黄の温度は硫
黄ピット(S−1)に装着されるスチームコイルにより
調節され,そして脱ガス塔に入る空気の温度は,ブロ−
ワ(B−1)によって相当昇温するが必要な場合は空気
予熱噐(H−3)でさらに昇温する。また脱ガス塔(D
−1)に循環される液体硫黄の流量は、脱ガス気体と接
触をよくするため、硫黄ピットに流入する硫黄流量の数
倍とし実際には、3〜5倍の範囲である。また本実施例
においては、脱ガス塔(D−1)は空塔であるが、場合
によってはトレイ塔,充填塔等の使用も可能である。
【0011】実施デ−タ:温度140℃で硫化水素を3
00ppm 含む液体硫黄を直径が12cmのジャケット付の
空塔に150kg/Hの流量割合で、塔頂よりスプレイノ
ズルを用いて噴霧し、塔下部より温度120℃の空気を
5.5 Nm3 /Hの割合で供給して脱ガス実験を行ったと
ころ、次の結果が得られた。 液体硫黄の残存硫化水素濃度 : 12ppm 塔頂を出る空気中の硫化水素濃度 : 0.50%
【0012】
【発明の効果】以上説明した構成と作用を有する本発明
によれば、次の効果が得られる。 (イ)液体硫黄より脱ガスされた硫化水素は、反応炉で
アシッドガス中の硫化水素と同様にクラウス反応に供さ
れるので、スタックガス中の硫黄酸化物の濃度を増加す
ることはない。 (ロ)脱ガス用の空気は反応炉の燃焼空気を利用できる
ので特別の空気源は不要である。 (ハ)液体硫黄の脱ガスの程度は、脱ガス塔に供給する
液体硫黄の循環量及び空気量を増減することにより容易
に調節できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の系統図
【図2】従来の硫黄回収装置の系統図
【符号の説明】
B−1:燃焼空気ブローク、C−1〜3:コンデンサ
ー、D−1:脱ガス塔、E−1:スチームエジェクタ
ー、F−1:反応炉、F−2:インシネレータ、H−1
〜2:予熱器、H−3:空気予熱器,P−1〜3:ポン
プ、R−1〜2:リアクター、S−1:硫黄ピット、T
−1:テイルガストリータ、U−1:スタック,A.
G:アシッドガス,C.A:燃焼空気,T.G:テイル
ガス,,S.T:スチ−ム,L.S:液体硫黄。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】硫化水素を原料にしてクラウス反応によっ
    て液体硫黄を生成する硫黄回収装置において、製品液体
    硫黄を脱ガス塔内で噴霧するとともに、前記硫黄回収装
    置の反応炉に供給される燃焼空気の一部を分流して前記
    脱ガス塔に導入し、噴霧液体硫黄と接触せしめて液体硫
    黄中に溶存している硫化水素を気化し、該硫化水素を含
    む燃焼空気を前記反応炉に戻してクラウス反応に供する
    ことを特徴とする液体硫黄の脱ガス方法。
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