JPS6114106A - イオウ回収方法及びそのプラント - Google Patents
イオウ回収方法及びそのプラントInfo
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- JPS6114106A JPS6114106A JP60131624A JP13162485A JPS6114106A JP S6114106 A JPS6114106 A JP S6114106A JP 60131624 A JP60131624 A JP 60131624A JP 13162485 A JP13162485 A JP 13162485A JP S6114106 A JPS6114106 A JP S6114106A
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
-
- 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
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
- C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
- C01B17/0413—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process characterised by the combustion step
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- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、硫化水素を含んだガス流から元素イオウを回
収する方法に関するものである。さらに詳しく述べると
、本発aAは酸素を富化し、かつ再循環ガスを用いるク
ラウス・硫黄プラントにおいて反応炉の処理能力を上け
、火炎温度を低下させるための改良に関するものである
。
収する方法に関するものである。さらに詳しく述べると
、本発aAは酸素を富化し、かつ再循環ガスを用いるク
ラウス・硫黄プラントにおいて反応炉の処理能力を上け
、火炎温度を低下させるための改良に関するものである
。
(従来の技術)
1977年のガス・コンデショニング会議レポートで公
表されたB・ジーン・ボアー(B、 Gene Goa
rの)文献「クラウス法によるイオウ回収方法の基礎」
で記載されているように、硫化水素を含んだガス流から
元素イオウを回収することは先行技術として知られてい
る。
表されたB・ジーン・ボアー(B、 Gene Goa
rの)文献「クラウス法によるイオウ回収方法の基礎」
で記載されているように、硫化水素を含んだガス流から
元素イオウを回収することは先行技術として知られてい
る。
また、 1981年のガス・コンデショニング会議レポ
ートで公表されたM−R−グレイ(M、 RoGray
)及びW−Y−スプルセック(W ! Y −5vr
cek )との文献「クシウス硫黄プラントにおける酸
素の使用」で記載されているように、取り扱う硫化水素
の処理能力を高めるとともにプラントの総処理tを増大
させるためにり2ウス硫黄プラント’を稼動させる際に
酸素富化を行なうことも知られている。この文献には、
酸素全反応炉のバーナーへの供給空気に加えることによ
って後に追加した硫化水素と接触転化してクラウス法の
液状元素イオウ生成物となる二酸化イオウに燃焼により
変わる硫化水素のiKヲ増やすことが出来ることが開示
されている。
ートで公表されたM−R−グレイ(M、 RoGray
)及びW−Y−スプルセック(W ! Y −5vr
cek )との文献「クシウス硫黄プラントにおける酸
素の使用」で記載されているように、取り扱う硫化水素
の処理能力を高めるとともにプラントの総処理tを増大
させるためにり2ウス硫黄プラント’を稼動させる際に
酸素富化を行なうことも知られている。この文献には、
酸素全反応炉のバーナーへの供給空気に加えることによ
って後に追加した硫化水素と接触転化してクラウス法の
液状元素イオウ生成物となる二酸化イオウに燃焼により
変わる硫化水素のiKヲ増やすことが出来ることが開示
されている。
この文献には、酸素を富化することによって達成出来る
処理能力の最大増加量は、プラント中の圧力低下及び反
応装置での空間速度によって決定されると述べられてい
る。しかしながら、所与のプラント流について酸素富化
法を用いる際の処理能力の可能な増加量は温度及びイオ
ウ凝縮装置の容素によって制限を受ける可能性があると
いうことが、この文献で述べられている別の制限事柄で
ある。特に、反応炉及び転化床中のガス流の温度は酸素
を富化させることによって上昇する可能性がアリ、事実
酸素富化によるこのような温度上昇鉱炉で用いられてい
る材料すなわち耐火物の内張りの最大許容温度に達する
。
処理能力の最大増加量は、プラント中の圧力低下及び反
応装置での空間速度によって決定されると述べられてい
る。しかしながら、所与のプラント流について酸素富化
法を用いる際の処理能力の可能な増加量は温度及びイオ
ウ凝縮装置の容素によって制限を受ける可能性があると
いうことが、この文献で述べられている別の制限事柄で
ある。特に、反応炉及び転化床中のガス流の温度は酸素
を富化させることによって上昇する可能性がアリ、事実
酸素富化によるこのような温度上昇鉱炉で用いられてい
る材料すなわち耐火物の内張りの最大許容温度に達する
。
「クラウスプラントの酸素富化jと題するユニオン・カ
ーパイPのリング(Linde )による1983年の
刊行物には、クラウスプラントの炉あるいは排熱ボイラ
ーにおいて温度制限があるのでF(28に対して酸素富
化を行なう上で制約があることが特許されている。
ーパイPのリング(Linde )による1983年の
刊行物には、クラウスプラントの炉あるいは排熱ボイラ
ーにおいて温度制限があるのでF(28に対して酸素富
化を行なう上で制約があることが特許されている。
米国特許第3,822,34)号には、ライン%の酸素
流全随意再循環して排熱ボイラー8の燃焼領域に延びる
ライン稔の酸素に加える前に容器92の側流から残留5
o2k N り除くために初めに1つの酸素源音用いて
酸素富化を行なっているクラウスプラントが記載されて
いる。この米国特許の明細書の第5欄@65−68行で
述べられているように、このようなガス流に含まれてい
る酸素は発熱反応で完全に消費されるので、このガス流
は反応炉の火炎温を低下させる媒体としては利用するこ
とは出来ない。ボアーが述べているように5代表的なり
2ウス硫黄プラン)H断熱型反応炉とそれに続く排熱ボ
イラーとを有する。酸素を富化した稼動の場合での過度
の温、度の問題が、断熱型反応炉で生ずる。米国特許第
3)822.34)号は、この問題が存在することを無
視している。
流全随意再循環して排熱ボイラー8の燃焼領域に延びる
ライン稔の酸素に加える前に容器92の側流から残留5
o2k N り除くために初めに1つの酸素源音用いて
酸素富化を行なっているクラウスプラントが記載されて
いる。この米国特許の明細書の第5欄@65−68行で
述べられているように、このようなガス流に含まれてい
る酸素は発熱反応で完全に消費されるので、このガス流
は反応炉の火炎温を低下させる媒体としては利用するこ
とは出来ない。ボアーが述べているように5代表的なり
2ウス硫黄プラン)H断熱型反応炉とそれに続く排熱ボ
イラーとを有する。酸素を富化した稼動の場合での過度
の温、度の問題が、断熱型反応炉で生ずる。米国特許第
3)822.34)号は、この問題が存在することを無
視している。
(発明が解決しようとする問題点)
米国特許第4 、153 、674号には、クラウスプ
ラント及び後尾ガス洗浄プラントが開示され、ライン加
のガス流を後尾ガスシステムから取シ出してクラウスプ
ラント7の前端部へ返流すなわち再循流している。この
特許では、酸素を富化すること及び再循槍システムによ
って火炎温度全低下させることは考慮されていない。ま
た、後尾ガスを反応させイオウすべてを硫化水素に変え
て硫化水素は吸収され取シ出されてクラウスプラントに
戻される。
ラント及び後尾ガス洗浄プラントが開示され、ライン加
のガス流を後尾ガスシステムから取シ出してクラウスプ
ラント7の前端部へ返流すなわち再循流している。この
特許では、酸素を富化すること及び再循槍システムによ
って火炎温度全低下させることは考慮されていない。ま
た、後尾ガスを反応させイオウすべてを硫化水素に変え
て硫化水素は吸収され取シ出されてクラウスプラントに
戻される。
(問題を解決するための手段)
本発明鉱、火炎温度の制限のために先行技術で考えられ
ていた以上の範囲迄酸素富化を行ないクラウスプラント
の処理量を増大させることによって先行技術の欠点を解
消するものである。このことは、クラウス装置列の第1
の凝縮装置からの途中のガス流を再循環して反応炉の/
セーナーの火炎温度を低げることKよって達成される。
ていた以上の範囲迄酸素富化を行ないクラウスプラント
の処理量を増大させることによって先行技術の欠点を解
消するものである。このことは、クラウス装置列の第1
の凝縮装置からの途中のガス流を再循環して反応炉の/
セーナーの火炎温度を低げることKよって達成される。
本発明は、クラウス反応炉領域においてガス流を酸素を
富化したガスで部分的に燃焼させ、燃焼流出物を第1の
凝縮領域で冷却してそれによりイオウを凝縮・分離し、
流出流の残部を接触式クラウス反応領域での再加熱、反
応及び別の凝縮領域で冷却を行ないイオウを凝縮・分離
することからなる工程を少なくとも1回行なわせる硫化
水素に富んだ供給ガス流からイオウを回収する方法に関
し、第1の凝縮領域からの流出流の1部を反応炉領域に
再循環して反応炉領域の温度を低下させる改良を行なっ
たものである。
富化したガスで部分的に燃焼させ、燃焼流出物を第1の
凝縮領域で冷却してそれによりイオウを凝縮・分離し、
流出流の残部を接触式クラウス反応領域での再加熱、反
応及び別の凝縮領域で冷却を行ないイオウを凝縮・分離
することからなる工程を少なくとも1回行なわせる硫化
水素に富んだ供給ガス流からイオウを回収する方法に関
し、第1の凝縮領域からの流出流の1部を反応炉領域に
再循環して反応炉領域の温度を低下させる改良を行なっ
たものである。
代表的な方法では、第1の凝縮領域以降の再加熱、反応
及び冷却・分離からなる工程t−3回用いている。
及び冷却・分離からなる工程t−3回用いている。
本方法越、硫化水素がω−100モルパーセントの範囲
でめる硫化水素を含んだガスに関連するも への
である。供給ガスの硫化水素の量は、80−100モル
ノ臂ノナ−トが好t Lイ。
でめる硫化水素を含んだガスに関連するも への
である。供給ガスの硫化水素の量は、80−100モル
ノ臂ノナ−トが好t Lイ。
反応炉の酸素富化は、32−90T−ル、Q−セント、
特に40−75モルパーセントの範囲が好ましい。
特に40−75モルパーセントの範囲が好ましい。
再循環流の流量は、第1の′凝縮領域からの燃焼流出流
の5−60パーセントの範囲とすべきである。
の5−60パーセントの範囲とすべきである。
反応炉領域の温度は、2.400−2,800°Fの範
囲に維持することが好ましい。
囲に維持することが好ましい。
また、本発F!Aは、供給ガス流を酸素富化ガスによっ
て部分燃焼するための反応炉と、燃焼流出流からイオウ
を冷却・凝縮させるための第1の凝縮手段と、再加熱を
しさらに反応を行ない前記流出流からイオウを回収する
ための再加熱手段、接触式クラウス反応装置及び別の凝
縮手段とからなる少なくとも1連の手段とを有するクラ
ウス反応によって硫化水素に富んだ供給ガス流からイオ
ウを回収するシステムに関し、前記第1の凝縮手段から
の流出流の1部を前記反応炉へ再循環させる再循環手段
による改良を行なったものでおる。
て部分燃焼するための反応炉と、燃焼流出流からイオウ
を冷却・凝縮させるための第1の凝縮手段と、再加熱を
しさらに反応を行ない前記流出流からイオウを回収する
ための再加熱手段、接触式クラウス反応装置及び別の凝
縮手段とからなる少なくとも1連の手段とを有するクラ
ウス反応によって硫化水素に富んだ供給ガス流からイオ
ウを回収するシステムに関し、前記第1の凝縮手段から
の流出流の1部を前記反応炉へ再循環させる再循環手段
による改良を行なったものでおる。
本システムは、第1の凝縮手段のすぐ下流の導′管全構
成する再循環手段を備えることが好ましく、この導Vt
−通って再循環送風機によシ運ばれる燃焼流出ガスの1
部を後続の導管を通してクラウスプラントシステムの反
応炉へ再循環している。
成する再循環手段を備えることが好ましく、この導Vt
−通って再循環送風機によシ運ばれる燃焼流出ガスの1
部を後続の導管を通してクラウスプラントシステムの反
応炉へ再循環している。
(作 用)
クラウス硫黄回収システムは、天然ガスの精製及び主に
アミン甘味化からの石油精練所において生成される酸性
ガス流がらイオウを回収するために広く利用されている
。精練所において、硫化水素紘原油中に存在し、炭化水
素脱硫化装置の排ガス及び流動触媒式クララキンク装置
の排ガス中に含まれている。アミン装置から生成される
酸性ガス流は、しばしば硫化水素に非常に富んでいて、
特に石油精練所においては硫化水素が80−95モルパ
ーセントとなる可能性がある。また、多くの精練所で線
、り2ウスプラント装置は、比較的多量のイオウ化合物
を含んだ重原油を処理するので(処理能力は限られてい
るが)目一杯負荷ががけられているか、あるい蝶一杯迄
負荷ががけられるようになるかどちらかである。精練可
能な炭化水素及び原油からなる既知の貯蔵物は価値が低
減しているが、現在では典型的に高いイオウ含有量を有
するより魅力の少ない既知のオイル貯蔵物が処理されて
いる。このように高イオウ含有の供給原料を精製する傾
向は将来高ま′るであろう。従って、イオウを処理する
ためにり2ウスプラントの処理能力を高めるための方法
が必要とされている。
アミン甘味化からの石油精練所において生成される酸性
ガス流がらイオウを回収するために広く利用されている
。精練所において、硫化水素紘原油中に存在し、炭化水
素脱硫化装置の排ガス及び流動触媒式クララキンク装置
の排ガス中に含まれている。アミン装置から生成される
酸性ガス流は、しばしば硫化水素に非常に富んでいて、
特に石油精練所においては硫化水素が80−95モルパ
ーセントとなる可能性がある。また、多くの精練所で線
、り2ウスプラント装置は、比較的多量のイオウ化合物
を含んだ重原油を処理するので(処理能力は限られてい
るが)目一杯負荷ががけられているか、あるい蝶一杯迄
負荷ががけられるようになるかどちらかである。精練可
能な炭化水素及び原油からなる既知の貯蔵物は価値が低
減しているが、現在では典型的に高いイオウ含有量を有
するより魅力の少ない既知のオイル貯蔵物が処理されて
いる。このように高イオウ含有の供給原料を精製する傾
向は将来高ま′るであろう。従って、イオウを処理する
ためにり2ウスプラントの処理能力を高めるための方法
が必要とされている。
クラウス硫黄回収装置の供給tを増やすと、上記処理能
力についての問題がいくつか生じる。流量が増えると、
クラウスプラント及び後尾ガス洗浄装置での圧力降下が
大きくなり、また背圧によシ必要なH2Sと空気供給口
の圧力が上昇してH2Sの供給を行なうアミン再生装置
と空気の供給を行なう空気送風機とから利用され得る圧
力を越えてしまう。さらに、流量が増加すると反応炉及
び接触式反応炉段階での空間速度を増大させ、イオウへ
の転化反応を低下させるとともに後尾ガス洗浄装置への
イオウの流出を増大させる。後尾ガス洗浄装置への流量
が増えると、圧力降下が大きくなシ後尾ガスのイオウの
回収率をさらに低減させてイオウの流出が増大して通常
受は入れないものにしてしまう。クラウス装置によって
は、背圧が増大すると液状のイオウ流出に対するシール
を破壊して有害、有毒のHaB′ft:周囲に放出する
という問題を引き起こす可能性がある。ブースターによ
ってH2S及び空気の供給を行なうために送風を行ない
、よシ高い圧力でのイオウ液状流出物のシールによって
処理能力を多少増大させることが出きるが、イオウへの
転化の低下及びイオウ放出の増大は依然として変わらな
い。
力についての問題がいくつか生じる。流量が増えると、
クラウスプラント及び後尾ガス洗浄装置での圧力降下が
大きくなり、また背圧によシ必要なH2Sと空気供給口
の圧力が上昇してH2Sの供給を行なうアミン再生装置
と空気の供給を行なう空気送風機とから利用され得る圧
力を越えてしまう。さらに、流量が増加すると反応炉及
び接触式反応炉段階での空間速度を増大させ、イオウへ
の転化反応を低下させるとともに後尾ガス洗浄装置への
イオウの流出を増大させる。後尾ガス洗浄装置への流量
が増えると、圧力降下が大きくなシ後尾ガスのイオウの
回収率をさらに低減させてイオウの流出が増大して通常
受は入れないものにしてしまう。クラウス装置によって
は、背圧が増大すると液状のイオウ流出に対するシール
を破壊して有害、有毒のHaB′ft:周囲に放出する
という問題を引き起こす可能性がある。ブースターによ
ってH2S及び空気の供給を行なうために送風を行ない
、よシ高い圧力でのイオウ液状流出物のシールによって
処理能力を多少増大させることが出きるが、イオウへの
転化の低下及びイオウ放出の増大は依然として変わらな
い。
現存のクラウスプラントの処理能力を高めるために用い
ることが出来る方法の1つとして、酸素音用いてプラン
トの反応炉への空気流を空気中の含有量の21モル/Q
−セントかう70−90モルパーセントあるいはそれ以
上まで酸素を富化を行なう方法もある。空気流中の酸素
の含有量をいくらかでも増やせば、効果的にクラウスプ
ラントラ通過するガス中の窒素含有量が低下し、不活性
ガス、すなわち同じく装置を通過しなければならない窒
素の量を低減させることによってイオウに対するプ
〜ラントの処理能力が増大する。代表的には、閏−5
モルパーセントの硫化水素酸性ガスを処理するクラウス
プラントでは処理能力が40−60 /’i’−セント
増大することが必要であるが、反応炉中の耐火レンガ及
び耐火物の火炎温度゛に対する制約によって加えること
ができる酸素の量が制限されるので処理能力を10−1
5パーセント増やすのに十分な童の酸素しか空気流へ加
えることが出来ない。これは、酸素を空気流へ加えると
火炎温度が上昇するからである。
ることが出来る方法の1つとして、酸素音用いてプラン
トの反応炉への空気流を空気中の含有量の21モル/Q
−セントかう70−90モルパーセントあるいはそれ以
上まで酸素を富化を行なう方法もある。空気流中の酸素
の含有量をいくらかでも増やせば、効果的にクラウスプ
ラントラ通過するガス中の窒素含有量が低下し、不活性
ガス、すなわち同じく装置を通過しなければならない窒
素の量を低減させることによってイオウに対するプ
〜ラントの処理能力が増大する。代表的には、閏−5
モルパーセントの硫化水素酸性ガスを処理するクラウス
プラントでは処理能力が40−60 /’i’−セント
増大することが必要であるが、反応炉中の耐火レンガ及
び耐火物の火炎温度゛に対する制約によって加えること
ができる酸素の量が制限されるので処理能力を10−1
5パーセント増やすのに十分な童の酸素しか空気流へ加
えることが出来ない。これは、酸素を空気流へ加えると
火炎温度が上昇するからである。
酸性ガス流が叩モルノ々−セントの硫化水素を含有し、
クラウスプラントが硫化水素の3分の1だけ(化学貧論
的空気の必要量の3分の1)について典型的な燃焼全行
ない、バーナーに空気(21モルパーセントの酸素)が
供給されると、計算された理論上の断熱火炎温度は約2
,400 ”F 、!:なるであろう。もし、を気流を
酸素が40モルパーセントとなるように酸素で富化する
と、計算された理論上の断熱火炎温度は約3 、150
″Fとなるであろう。さらに、今度#′i酸素が70モ
ル/ξ−セントまで空気流を酸素で富化すると、計算さ
れた理論上の断熱火炎温度は約3,750’Fまで上昇
する。しかしながら、クラウスプラントの反応炉に置か
れている最も良質な耐火レンガ及び耐火物では80−9
5重量/q−セントのアルξす含有量を有する場合でも
たった2、700−2,800 ’″Fの最大継続稼動
温度に適するに過ぎない。従って、空気流の酸素全3i
J−32モルパーセントの限られた範囲内で酸素富化を
行なうことのみが採用出来−従来同様最大2,800″
F以下の温度に保持出来ることが上記計値から分かるで
あろう。空気流の酸素含有量を21から32モルパーセ
ント迄増やし窒素の供給量を多少減らすと、クラウスプ
ラントの処理能力は、処理能力で約12から15優にわ
ずかな量だけ増大させることが出来るに過ぎない。
クラウスプラントが硫化水素の3分の1だけ(化学貧論
的空気の必要量の3分の1)について典型的な燃焼全行
ない、バーナーに空気(21モルパーセントの酸素)が
供給されると、計算された理論上の断熱火炎温度は約2
,400 ”F 、!:なるであろう。もし、を気流を
酸素が40モルパーセントとなるように酸素で富化する
と、計算された理論上の断熱火炎温度は約3 、150
″Fとなるであろう。さらに、今度#′i酸素が70モ
ル/ξ−セントまで空気流を酸素で富化すると、計算さ
れた理論上の断熱火炎温度は約3,750’Fまで上昇
する。しかしながら、クラウスプラントの反応炉に置か
れている最も良質な耐火レンガ及び耐火物では80−9
5重量/q−セントのアルξす含有量を有する場合でも
たった2、700−2,800 ’″Fの最大継続稼動
温度に適するに過ぎない。従って、空気流の酸素全3i
J−32モルパーセントの限られた範囲内で酸素富化を
行なうことのみが採用出来−従来同様最大2,800″
F以下の温度に保持出来ることが上記計値から分かるで
あろう。空気流の酸素含有量を21から32モルパーセ
ント迄増やし窒素の供給量を多少減らすと、クラウスプ
ラントの処理能力は、処理能力で約12から15優にわ
ずかな量だけ増大させることが出来るに過ぎない。
(発明の効果)
しかしながら、本発明によれば、冷却して液状イオウを
分離した後燃焼流出流を再循環させて反応炉の温度を低
けて過度の高温を回避することによって酸素の富化を約
&モル/々−セント迄増大して、−存のクラウス硫黄回
収装置の処理能力をさらに高めることが可能となる。実
際、再循環率は、希釈及び冷却を行なうことによって反
応炉の温度t 2,400−2,800°Fの範囲に制
御するように設定されるであろう。この技術によって、
硫化水素が匍モルパーセントの供給酸性ガスを処理する
場合には空気流全酸素が70モルパーセントとなる迄富
化を行なうことによシ硫化水素の供給量及びイオウ回収
能力を50−100 パーセント高めることが出来る。
分離した後燃焼流出流を再循環させて反応炉の温度を低
けて過度の高温を回避することによって酸素の富化を約
&モル/々−セント迄増大して、−存のクラウス硫黄回
収装置の処理能力をさらに高めることが可能となる。実
際、再循環率は、希釈及び冷却を行なうことによって反
応炉の温度t 2,400−2,800°Fの範囲に制
御するように設定されるであろう。この技術によって、
硫化水素が匍モルパーセントの供給酸性ガスを処理する
場合には空気流全酸素が70モルパーセントとなる迄富
化を行なうことによシ硫化水素の供給量及びイオウ回収
能力を50−100 パーセント高めることが出来る。
特に、バーナーへの酸性ガス供給ラインで反応・冷却後
の反応炉段階のイオウ凝縮装置からの流出ガスの1部を
反応炉への供給流へ再循環させることによって、処理量
をかなシ増大させるのに必要である非常に大幅な酸素富
化を行なう場合と関連した火炎温度は凝縮装置から出る
相対的に低い温度の反応後の再循環ガスによって低下す
る。あるいは、再循環ガス全バーナーあるいは供給空気
へ直接添加することも出来る。酸素富化及びこの中間で
の再循環全組合わせることによって、クララスジ2ント
に対し処理能力すなわち処理量が予期されない程度にか
つ潜在的に高められる。このような方法形態は、処理能
力の制約されている現存のクラウスプラントシステムに
対して逆に適合させた形態として付与することも出来る
し、わるいは、酸素富化及び中間での再循3Jをすると
いう特性によって得られる増大された処理能力の自由度
を考慮してより小屋の新規な装置にこのような形態を付
与することも出来る。
の反応炉段階のイオウ凝縮装置からの流出ガスの1部を
反応炉への供給流へ再循環させることによって、処理量
をかなシ増大させるのに必要である非常に大幅な酸素富
化を行なう場合と関連した火炎温度は凝縮装置から出る
相対的に低い温度の反応後の再循環ガスによって低下す
る。あるいは、再循環ガス全バーナーあるいは供給空気
へ直接添加することも出来る。酸素富化及びこの中間で
の再循環全組合わせることによって、クララスジ2ント
に対し処理能力すなわち処理量が予期されない程度にか
つ潜在的に高められる。このような方法形態は、処理能
力の制約されている現存のクラウスプラントシステムに
対して逆に適合させた形態として付与することも出来る
し、わるいは、酸素富化及び中間での再循3Jをすると
いう特性によって得られる増大された処理能力の自由度
を考慮してより小屋の新規な装置にこのような形態を付
与することも出来る。
最初に一見した場合、再循環流からの流量が増大すると
り2ウスゾ2ントシステムの圧力降下を増大させかつ酸
素富化によって低減した圧力降下に対する制約を再度生
起するように思われるかも知れない。このことは、隘路
のある空気稼動による先行技術システムと酸素富化と中
間での再循環上用いた隘路のないシステムとを比較して
いる下記表から理解することが出来るように正しくはな
い。表では、ケース1の隘路のある空気移動の場合から
中間での再循環操作を行なっている酸素にネ″′ないケ
ー52へと見たとき・ネックのな 1いケース2
について反応炉圧力差は1.9から2.8psiに増加
することが示されて腟る。しかじなから、接触段階及び
後尾ガス装置での圧力降下は、接触段階を通過する窒素
の流量が低下するのでケース2については9.1から3
′、4に減少する。同時に、ネックのないケース2につ
いてはクラウス装置全体のイオウ回収率は97.7から
98.3 /Q−セントに増大する。後尾ガス装置の回
収率も流量を低くし接触時間を長くすると増えるであろ
う。
り2ウスゾ2ントシステムの圧力降下を増大させかつ酸
素富化によって低減した圧力降下に対する制約を再度生
起するように思われるかも知れない。このことは、隘路
のある空気稼動による先行技術システムと酸素富化と中
間での再循環上用いた隘路のないシステムとを比較して
いる下記表から理解することが出来るように正しくはな
い。表では、ケース1の隘路のある空気移動の場合から
中間での再循環操作を行なっている酸素にネ″′ないケ
ー52へと見たとき・ネックのな 1いケース2
について反応炉圧力差は1.9から2.8psiに増加
することが示されて腟る。しかじなから、接触段階及び
後尾ガス装置での圧力降下は、接触段階を通過する窒素
の流量が低下するのでケース2については9.1から3
′、4に減少する。同時に、ネックのないケース2につ
いてはクラウス装置全体のイオウ回収率は97.7から
98.3 /Q−セントに増大する。後尾ガス装置の回
収率も流量を低くし接触時間を長くすると増えるであろ
う。
上記論議は、本発明の酸素富化及び再循at行なうとい
う技術が現存のプラント処理能力を高めるために用いる
ことが出来ることを示しているが、同技術を新規なりラ
ウス硫黄回収装置の設計に用いて所与の処理能力に必要
とされる装置の大きさ門空気での稼動で必要とされるで
あろう大きさよりも小さくすることが出来ることを示し
ている。
う技術が現存のプラント処理能力を高めるために用いる
ことが出来ることを示しているが、同技術を新規なりラ
ウス硫黄回収装置の設計に用いて所与の処理能力に必要
とされる装置の大きさ門空気での稼動で必要とされるで
あろう大きさよりも小さくすることが出来ることを示し
ている。
特に、空気の供給量ヲ減らしてその結果窒素の供給t1
に減少させるとTGCU (後尾ガス洗浄装置)の大き
さ及びコストを低減させることが出来る。
に減少させるとTGCU (後尾ガス洗浄装置)の大き
さ及びコストを低減させることが出来る。
(実施例)
次に、本発明を図面に図示した好ましい実施態様に言及
しながらさらに詳細゛に説明をする。硫化水素の含有量
が92モルパーセントの酸性がス供給流をライン10で
クラウスシステムに導入する。供給流の温度100°F
及び圧力25psiaとなっている。
しながらさらに詳細゛に説明をする。硫化水素の含有量
が92モルパーセントの酸性がス供給流をライン10で
クラウスシステムに導入する。供給流の温度100°F
及び圧力25psiaとなっている。
ライン18の再循環・流は、酸性ガス供給流IOに導入
される。再循環流は、低減された量の窒素、水素、硫化
水素、二酸化イオウ、二酸化炭素及び水素を含んだ主に
水蒸気からなる。再循環は、約350°Fで行なわれる
。混合ガス流は、圧縮機16からの昇圧されたライン1
4で供給される空気及び工業的純度のなんらかの簡便な
酸素源から供給される酸素流12とともにバーナー頷に
供給される。反応物線、バーナー幻で燃焼され反応炉乙
に放出されて、そこでクラウス法の反応が行なわれる。
される。再循環流は、低減された量の窒素、水素、硫化
水素、二酸化イオウ、二酸化炭素及び水素を含んだ主に
水蒸気からなる。再循環は、約350°Fで行なわれる
。混合ガス流は、圧縮機16からの昇圧されたライン1
4で供給される空気及び工業的純度のなんらかの簡便な
酸素源から供給される酸素流12とともにバーナー頷に
供給される。反応物線、バーナー幻で燃焼され反応炉乙
に放出されて、そこでクラウス法の反応が行なわれる。
特に、バーナー中で、硫化水素と酸素が結合して二酸化
イオウと水を生じ、そこで次式に従って反応供給流の3
分の1がまず燃焼して残りの3分の2が生成した二酸化
イオウと反応しイオウと水を生成する。
イオウと水を生じ、そこで次式に従って反応供給流の3
分の1がまず燃焼して残りの3分の2が生成した二酸化
イオウと反応しイオウと水を生成する。
H2S + 3/20a→5O1l+H2O2Hg5
+SO2→3/2Si +2HzOまた、硫化水素が解
離して水素もいくらが発生するa 2HtrB −+
2H2十82その後、反応炉からの流出流は循環式熱交
換領域、すなわち排熱ボイラー24を通され、そこで燃
焼流出流はラインあのディ2−供給水によっテ冷却され
、供給水はラインあでスチームとなる。排熱ボイラース
において、次式に従って反応流出流はイオウの一形態か
ら別の形態へと転移する。
+SO2→3/2Si +2HzOまた、硫化水素が解
離して水素もいくらが発生するa 2HtrB −+
2H2十82その後、反応炉からの流出流は循環式熱交
換領域、すなわち排熱ボイラー24を通され、そこで燃
焼流出流はラインあのディ2−供給水によっテ冷却され
、供給水はラインあでスチームとなる。排熱ボイラース
において、次式に従って反応流出流はイオウの一形態か
ら別の形態へと転移する。
S2→1/3Sa
S2→1/4Sa
排熱ボイラーからのラインIの冷却後の流出流の温度は
600°Fで圧力は24pSiaである。次に、流出流
は第1の凝縮装置32へ導入されてそこで流出流は再度
熱交換されラインあのボイラー供給水で冷却されて供給
水はラインあで水蒸気となる。供給流の77.4*t−
なす液状イオウが2イア38で凝縮し、ガス状燃焼流出
流はライン切で取シ出される。 ′その後、約45
パーセントの燃焼流4oは凝縮装置32の直ぐ下流から
取シ出される中間再循環流としてライン44に分離され
送風機46に通して再循環されライン18でライン10
の酸性ガスの供給流へと供給されてバーナー加の火炎温
度を低下させる。このガス流も温度が350’Fである
。また、ガス流18は、バーナーか、ライン12あるい
はライン14のいずれかに導入することも出来る。
600°Fで圧力は24pSiaである。次に、流出流
は第1の凝縮装置32へ導入されてそこで流出流は再度
熱交換されラインあのボイラー供給水で冷却されて供給
水はラインあで水蒸気となる。供給流の77.4*t−
なす液状イオウが2イア38で凝縮し、ガス状燃焼流出
流はライン切で取シ出される。 ′その後、約45
パーセントの燃焼流4oは凝縮装置32の直ぐ下流から
取シ出される中間再循環流としてライン44に分離され
送風機46に通して再循環されライン18でライン10
の酸性ガスの供給流へと供給されてバーナー加の火炎温
度を低下させる。このガス流も温度が350’Fである
。また、ガス流18は、バーナーか、ライン12あるい
はライン14のいずれかに導入することも出来る。
ライン42の残部のガス流は、その後処理流で再加熱用
熱交換装置路で再加熱される。そして、430°Fの温
度にまで再加熱されたライン閣のガス流は接触型転化反
応装置52に導入され、そこで次式に従って新たな量の
硫化水素と二酸化イオウとが反応してイオウと水を生成
する。
熱交換装置路で再加熱される。そして、430°Fの温
度にまで再加熱されたライン閣のガス流は接触型転化反
応装置52に導入され、そこで次式に従って新たな量の
硫化水素と二酸化イオウとが反応してイオウと水を生成
する。
2HgS+SO2−+ 3/6S6+2H202E2S
+802→3/8Ss+2HgO次に、ライン與の反
応後のガス流は第2の凝縮装置間に導入さ扛、同凝縮装
置でライン絽のボイラー供給水で再度流出流を冷却しラ
インωで新たに水蒸気を生成する。ライン62で本方法
における供給流のイオウの14.3/Q−セントにあた
る新たな元素イオウが回収され、そこで次式罠従って接
触型反応で生成され念イオウの形態は高分子量のイオウ
形態に転化されてさらに元素イオウに凝縮される。
+802→3/8Ss+2HgO次に、ライン與の反
応後のガス流は第2の凝縮装置間に導入さ扛、同凝縮装
置でライン絽のボイラー供給水で再度流出流を冷却しラ
インωで新たに水蒸気を生成する。ライン62で本方法
における供給流のイオウの14.3/Q−セントにあた
る新たな元素イオウが回収され、そこで次式罠従って接
触型反応で生成され念イオウの形態は高分子量のイオウ
形態に転化されてさらに元素イオウに凝縮される。
S6→6.BI
S8→881
ラインー〇ガス流の温度は340@F、圧力はηpsi
a である。このガス流は、再加熱用の熱交換装置団
へ導入され、処理スチームで再度加熱されてライン田で
420’Fの水蒸気を生成する。この水蒸気は第2の接
触式転化装置7oに導入され、そこで發化水素と二酸化
イオウとの間で類似の接触反応が行なわれてライン72
の接触後の流出流はさらに別の凝縮装置74へ送られボ
イラー供給水76で冷却されライン78に水蒸気を生成
する。本方法への供給流の4.9 ’16のイオウにあ
たる新たな量の元素イオウが除去される。
a である。このガス流は、再加熱用の熱交換装置団
へ導入され、処理スチームで再度加熱されてライン田で
420’Fの水蒸気を生成する。この水蒸気は第2の接
触式転化装置7oに導入され、そこで發化水素と二酸化
イオウとの間で類似の接触反応が行なわれてライン72
の接触後の流出流はさらに別の凝縮装置74へ送られボ
イラー供給水76で冷却されライン78に水蒸気を生成
する。本方法への供給流の4.9 ’16のイオウにあ
たる新たな量の元素イオウが除去される。
ライン82の流出流の温度は330″Fで圧力はゎps
iB であり、その後同流出流はさらに再加熱用熱交
換装置8で処理水蒸気で再加熱されてライン86に40
0″F、 20ps1aの水蒸気が生成される。この水
蒸気は第3の最后の接触式反応装置簡に導入されて実質
的に残りの硫化水素゛と二酸化イオウとを反応させ各形
態のイオウ全生成してイオウはライン90で取り出され
、そこでこの流出流はライン%の水蒸気全生成するライ
ン94のボイラー供給水で冷却されている凝縮装置92
に導入される。さらに、本方法の供給流の1.7係にあ
たる液状の元素イオウがライン98で取9出され、主に
1.4モルノ々−セントの流出流にあたる水蒸気、窒素
、二酸化炭素、水素及び残りの硫化水素とイオウ化合物
とからなる最后の流出流がライン100で回収される。
iB であり、その後同流出流はさらに再加熱用熱交
換装置8で処理水蒸気で再加熱されてライン86に40
0″F、 20ps1aの水蒸気が生成される。この水
蒸気は第3の最后の接触式反応装置簡に導入されて実質
的に残りの硫化水素゛と二酸化イオウとを反応させ各形
態のイオウ全生成してイオウはライン90で取り出され
、そこでこの流出流はライン%の水蒸気全生成するライ
ン94のボイラー供給水で冷却されている凝縮装置92
に導入される。さらに、本方法の供給流の1.7係にあ
たる液状の元素イオウがライン98で取9出され、主に
1.4モルノ々−セントの流出流にあたる水蒸気、窒素
、二酸化炭素、水素及び残りの硫化水素とイオウ化合物
とからなる最后の流出流がライン100で回収される。
ライン100の水蒸気は後尾ガス凝縮装置102に導入
され、新たなイオウがライン104で取シ出される。そ
の後、ライン106と107の残シのガス流が後尾ガス
洗浄装置(T()CU )に導入され、1060大部分
の残留イオウ成分が代表的には硫化水素に転化してイオ
ウ放出の環境的基準に合うように回収され、この硫化水
素は酸性ガス供給流10に返流される。あるいは、後尾
ガスは、ライン1080天然ガス及びライン110の空
気で燃焼が行なわれる焼却バーナー112に送られる。
され、新たなイオウがライン104で取シ出される。そ
の後、ライン106と107の残シのガス流が後尾ガス
洗浄装置(T()CU )に導入され、1060大部分
の残留イオウ成分が代表的には硫化水素に転化してイオ
ウ放出の環境的基準に合うように回収され、この硫化水
素は酸性ガス供給流10に返流される。あるいは、後尾
ガスは、ライン1080天然ガス及びライン110の空
気で燃焼が行なわれる焼却バーナー112に送られる。
その後、ガス流杜煙突114で許容されるイオウ含有量
レベルにおいて大気への流出流116として放出される
。
レベルにおいて大気への流出流116として放出される
。
上記した本発明は本発明の唯一っの実11@態様例に過
ぎず、この実施lll1mでは酸素富化と中間での再循
環流を組み合せて(a)酸素富化0予期されない稈度の
自由度、(1))クラウスプラントの処理量の非常に高
いレベル迄の増大、(c)クラウスプラントシステムを
通しての全体の圧力降下の低沖、((1)後尾ガス処理
装置への流出流の流量の低減、及び(6)供給ガス流か
らのよシ大きい/々−セントのイオウの回収を行なって
おシ、この実施態様では中間での再循環をすることによ
って酸素富化したクラウスプラントの火炎温度を特異的
に低下させている。
ぎず、この実施lll1mでは酸素富化と中間での再循
環流を組み合せて(a)酸素富化0予期されない稈度の
自由度、(1))クラウスプラントの処理量の非常に高
いレベル迄の増大、(c)クラウスプラントシステムを
通しての全体の圧力降下の低沖、((1)後尾ガス処理
装置への流出流の流量の低減、及び(6)供給ガス流か
らのよシ大きい/々−セントのイオウの回収を行なって
おシ、この実施態様では中間での再循環をすることによ
って酸素富化したクラウスプラントの火炎温度を特異的
に低下させている。
図面は、クラウスプラントの酸素富化及び流出再循環の
1実施態様を模式的に示した図である。 10 、14 、18 、26.28 、30.34
、あ、あ、40,4゜、44,50,54. 〜詔
、 60 、62 、64 、68 、72 、7B
、 &l 、 82 I 86 、匍、潟、9G、郭。 100、104.106.107.108.110−
ライン、12°°°酸素流、16・・・圧縮装置、加印
バーナー、n・・・反応炉、別・・・排熱ボイラー、3
2・・・第1の凝縮装置、46・・・送風機、48・・
・再加熱用熱交換装置、52・・・接触式反応装置、団
・・・第2の凝縮装置、邪・・・再加熱用熱交換装置、
70・・・第2の接触式転化反応装置、74・・・凝縮
装置、76・・・ボイラー供給水、濶・・・再加熱水熱
交換装置、羽・・・接触式反応装置、92・・・凝縮装
置、102・・・後尾ガス凝縮装置、112・・・焼却
バーナー、114・・・煙突、116・・・流出流、T
GCU・・・後尾ガス洗浄装置特許出願人 エアー、
プロダクツ、アンド、ケミカルス。 インコーホレーテッド 同 ジ−ニーニー、エンジニアード。
1実施態様を模式的に示した図である。 10 、14 、18 、26.28 、30.34
、あ、あ、40,4゜、44,50,54. 〜詔
、 60 、62 、64 、68 、72 、7B
、 &l 、 82 I 86 、匍、潟、9G、郭。 100、104.106.107.108.110−
ライン、12°°°酸素流、16・・・圧縮装置、加印
バーナー、n・・・反応炉、別・・・排熱ボイラー、3
2・・・第1の凝縮装置、46・・・送風機、48・・
・再加熱用熱交換装置、52・・・接触式反応装置、団
・・・第2の凝縮装置、邪・・・再加熱用熱交換装置、
70・・・第2の接触式転化反応装置、74・・・凝縮
装置、76・・・ボイラー供給水、濶・・・再加熱水熱
交換装置、羽・・・接触式反応装置、92・・・凝縮装
置、102・・・後尾ガス凝縮装置、112・・・焼却
バーナー、114・・・煙突、116・・・流出流、T
GCU・・・後尾ガス洗浄装置特許出願人 エアー、
プロダクツ、アンド、ケミカルス。 インコーホレーテッド 同 ジ−ニーニー、エンジニアード。
Claims (12)
- (1)クラウス反応炉領域においてガス流を酸素を富化
したガスで部分的に燃焼させ、燃焼流出流を第1の凝縮
領域で冷却してそれによりイオウを凝縮・分離し、流出
流の残部を接触式クラウス反応領域での再加熱、転化及
び別の凝縮領域で冷却をすることからなる工程を少なく
とも1回行なわせそれによつてイオウの凝縮・分離を行
なう硫化水素に富む供給ガス流からイオウを回収する方
法において、第1の凝縮領域からの流出流の1部を反応
炉領域に再循環させて反応炉領域の温度を緩和すること
を特徴とするイオウ回収方法。 - (2)流出流の残部を処理するために前記工程を3回用
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方
法。 - (3)供給ガス流には60−100モルパーセントの量
の硫化水素が含まれていることを特徴とする特許請求の
範囲第1項に記載の方法。 - (4)供給ガス流には80−100モルパーセントの量
の硫化水素が含まれていることを特徴とする特許請求の
範囲第1項に記載の方法。 - (5)酸化富化ガスは21モルパーセント以上の量の酸
素を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第1項
に記載の方法。 - (6)酸素富化ガスは32−90モルパーセントの量の
酸素を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の方法。 - (7)再循環流の流量が燃焼流出流の5−60パーセン
トをなすことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の方法。 - (8)反応炉領域の温度が2,400−2,800°F
の範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の方法。 - (9)供給ガス流を酸素富化ガスによつて部分燃焼する
ための反応炉と、燃焼流出流からイオウを冷却・凝縮す
るための第1の凝縮手段と、再加熱をしさらに反応を行
ない前記流出流からイオウを回収するための再加熱手段
、接触式クラウス反応装置及び別の凝縮手段とからなる
少なくとも1連の手段とを有し、クラウス反応によつて
かなりの量の硫化水素を含む供給ガス流からイオウを回
収するシステムにおいて、前記第1の凝縮手段からの流
出流の1部を前記反応炉へ再循環するための再循環手段
を有することを特徴とするシステム。 - (10)再加熱手段と、接触式クラウス反応装置と別の
凝縮手段とからなる手段を三連有することを特徴とする
特許請求の範囲第9項に記載のシステム。 - (11)再循環手段は、流出流を炉へ返流するための導
管と第1の凝縮手段の流出流出口と反応炉のバーナーと
に連結されている送風機とからなることを特徴とする特
許請求の範囲第9項に記載のシステム。 - (12)流出流のイオウ量をさらに減少させるためにシ
ステムの最後の連の手段に連結されている後尾ガス洗浄
手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第9項に
記載のシステム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/622,433 US4552747A (en) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | Temperature moderation of an oxygen enriched Claus sulfur plant |
US622433 | 1984-06-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6114106A true JPS6114106A (ja) | 1986-01-22 |
JP2615007B2 JP2615007B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=24494155
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60131624A Expired - Lifetime JP2615007B2 (ja) | 1984-06-20 | 1985-06-17 | イオウ回収方法及びその装置 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4552747A (ja) |
EP (1) | EP0165609B1 (ja) |
JP (1) | JP2615007B2 (ja) |
KR (1) | KR890001119B1 (ja) |
BR (1) | BR8503011A (ja) |
CA (1) | CA1212817A (ja) |
DE (1) | DE3572793D1 (ja) |
ES (2) | ES8802120A1 (ja) |
MX (1) | MX163365A (ja) |
NO (1) | NO167018C (ja) |
ZA (1) | ZA854627B (ja) |
Cited By (2)
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JP2012504538A (ja) * | 2008-10-06 | 2012-02-23 | ティッセンクルップ・ウーデ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 脱硫方法 |
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