JPS62235202A - ガスの処理 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス流の処理に関するものである。特に、本発
明は硫化水素から成るガス流の処理に関するものである
。

硫化水素から成るガス流は代表的には多くの工業的工程
からの廃生成物または副生成物どして生成する。例えば
、二酸化炭素と硫化水素から成る酸性ガス流は代表的に
は硫黄が原油から除かれる油精製操作中に生成される。

その種の硫化水素含有流をそれらの大気中放出の前て処
理して硫黄含有ガス含量を減らすか全く除去するように
することが必要である。硫化水素から成るガス流を処理
するための一つのよく知られ広〈実施される方法はクラ
ウス法である。この方法は硫化水素と二酸化硫黄とを反
応させて硫黄蒸気と水蒸気を形成させることに基づいて
おり、次の式に従う。

％式％ 硫黄は蒸気相中で温度に応じてＳ２．Ｓ、およびＳ８の
ような多くの異なる分子状種として存在する。

クラウス法の第一段階は入ってくるガス流の中の硫化水
素の約三分の−を燃焼させて式２式％ に従って二酸化硫黄と水蒸気を形成させることである。

この燃焼反応は適当な炉の中でおこり、通常は空気が燃
焼目的用に酸素源として用いられる。炉は、二酸化硫黄
と硫化水素の間の反応が燃焼帯においてはじまり次いで
その燃焼帯の下流で継続することができるよう設計され
ている。しかし、クラウス法の一つの特色は、硫化水素
の燃焼によってつくり出される温度において、残留硫化
水素の約７５％以上を硫黄へ二酸化硫黄との反応によっ
て転化することが可能ではなく、代表的には硫化水素の
５０％から７０％の間がそのような転化を受けるという
ことである。しかし、残留硫化水素と二酸化硫黄とを反
応させることにより、２００から３５０°Ｃの程度の反
応温度における触媒の存在下においてより高率の転化を
達成することが可能である。（そのような「接触的」温
度においては、温度が低いほど達成される転化率が高い
）。

従って、ガスが炉のいわゆる熱領域を通過したのちに、
それらを炉中で形成された硫黄が凝縮する温度へ冷却す
る。硫黄はこのようにして回収される。ガスは次に硫化
水素と二酸化硫黄の間の接触反応の実施に適する温度へ
再加熱されるが、その温度は代表的には２００°Ｃの程
度のものである。

接触反応を次に実施し、代表的には残留硫化水素の約６
０％が硫黄へ転化される。けれども、１００％の転化を
達成することはまだ可能ではなく、それは、実際には９
９．５％より大きい転化は硫黄蒸気が凝縮しそれによっ
て触媒の有効性を実質的に下げる温度においてのみ達成
し得るからである。

それゆえ、硫化水素の二酸化硫黄による接触的酸化を一
段以上の方式で実施することが代表的であり、まず第一
に硫黄蒸気を凝縮させ次に硫化水素含有ガスを再加熱す
ることが各段階の間で実施される。

各々の接触的段階に先立ってガスの再加熱を実施するた
めて各種の手段を用いてよい。例えば、供給ガス混合物
の小部分を炉の上流からそらさせて、装置系列内のバー
ナーにおいて完全に二酸化硫黄へ燃焼させることができ
、そこには、代表的には１個のその種のバーナーが各接
触反応器の上流で存在する。二酸化硫黄含有熱ガスを次
に主ガス流と各々の接触反応器の上流で混合して再加熱
をを行なわせるようにする。あるいはまた、主ガス流の
一部を例えば炉を出る主ガス流を冷却するのに用いる廃
熱ボイラーから取り、装置系列内バーナーからのガスと
同じ方式で使用することができる。もう一つの方式は、
例えばスチームとの間接的熱交換を用いて再加熱を行な
わせることである。

二段または三段のその種の段階の後に、最下流段階中で
形成した硫黄はガス流から凝析され、そのガス流は次に
比較的稀薄な硫化水素流を取扱うための既知の種類のテ
ールガス浄化工程（例えば、スコツト、ビーボンあるい
はストシトフォード法）へ送られるか、そのガス流は次
に焼却される。

この基本的なりラウス法の多くの変形が可能である。こ
れらの変形のいくつかはＨ，フィッシャーのＨｙｄｒｏ
−Ｃａｒｂｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、　　３月（１
９７９年）。

１２５−１２９頁によって「硫黄コストはプロセスの選
択とともに変る」という論文においてまとめられている
。

最近は、比較的高い硫黄含量の原油を使う傾向があり、
また硫黄含有ガスの大気放出に関するかぎり、より厳し
い環境規準の傾向があって、益々多くの硫化水素含有流
が処理されることが体要となり、従って硫化水素含有ガ
スのためのより多くの処理能力が２、要とされる。例え
ば、可能な場合には、現存クラウス法プラントが硫黄を
製造し得る速度を上げることが望ましい。実際には、そ
の種のプラントが硫化水素含有ガスの増大した処理量を
扱える能力は限られている。燃焼用の必要酸素を供給す
るためには、ガス混合物中の硫化水素の毎６容精ちたり
約１４容積の空気が必要とされることは実際に知られて
いる。例えば１９８１年のＧａｓ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ｉｎｇ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　（１９８１年、オクラ
ホマ）のＭ、　Ｒ，グレイおよびＷ、　Ｙ、スプルチェ
クによる「クラウス法硫黄プラントにおける酸素使用」
と題する論文、およびＯｉｌ　ａｎｄＧａｓ　Ｊｏｕｒ
ｎａｌ　、　１９８４年８月２０日、１０８−１１２頁
の”’Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｊｕｍｐ　５ｕｌ
ｐｈｕｒＲ−ｅｃｏｖｅｒｙ　Ｃａｐａｃｉｔｙ”’と
題する論文においては、現存クラウス法の能力は空気を
いくらかの商業的酸素で置き換えそれによって工程から
流出するガス混合物中の窒素の割合を減らすことによっ
て増すことができるということが提案されている。実際
にはしかし、多くのプラントにおいて、この方法によっ
て達成し得ろ増加量は、窒素の容積減少が炉と関連して
いる廃熱ボイラーまたは熱交換器、あるいは炉の耐火内
張りが耐えろことができないより高い炉排出温度をもた
らす傾向があるので、制約がある。事実、ガス流が濃縮
（硫化水素に関して）されているほど著しい増率を達成
できる可能性が小さく、その種の可能性はしばしば８０
容積％またはそれより多い硫化水素を含む供給ガス流に
特に限定されるようになる。クラウス法中で純酸素を用
いるもう一つの提案は米国特許明細書３．６８１．０２
４およびそれに相当するカナダ特許明細書８５４０９４
に示されている。これらの特許明細書は硫化水素流の三
分の−を約り５％純度の酸素で以て燃焼すること火開示
している。１個または２個の接触的反応器からのプラン
ト排出流は水スクラバーへ送られてその排出流の水分含
量が減らされ、そのスクラバー・オフガスの十分な量を
循還させて酸素供給体を稀釈し、炉温か空気で操作する
ときに得られる温度と本質上等しし・ようになされる。

この方法はプラントの犬ぎさを小さくすることを可能に
する利点をもっと述べられている。しかし、空気を使っ
て硫化水素の燃焼を支持する意図で以て建設された現存
プラントは米国特許明細書３．６８１，０２４に記載の
方法を実施するよう容易圧は転換させることができず、
この方法は商業的有利さを見出していない。その上、熱
反応帯域へその中を通ってきたガス混合物を循還すると
いうことの実際は、熱反応帯域を規定する炉の寸法を小
さくし得る量に対して、入ってくる硫化水素流が硫化水
素の容積で例えば５０％以上を含む場合には特に、制約
を課する。米国特許明細書３．３３　Ｌ７３３と４，５
５２，７４７は熱反応器中の温度を調節するためにガス
が循還される提案の別の例である。

本発明の一つの目的は硫化水素から成りあるいは比較的
高割合の硫化水素を含むガス流から硫黄を回収するため
の改善方法と装置を提供することであり、それらは、硫
黄回収工程中を流れる窒素のような「バラスト」ガスの
容積を最小化することができ、かつ、炉の取入口へ排出
ガスを循還丁：Ａ、−３−η−俵ノＬ　−ｔ　；Ａ　　
、＋７、写り六−戸「し）へ本発明によると、少くとも
６０容積％の硫化水素から成る供給ガス流から硫黄を回
収する方法が提供されるのであり、その方法は、供給ガ
ス流の硫化水素含量の３３モル％以下を第一燃焼領域中
で燃焼して水蒸気と二酸化炭素を形成させ；酸素を燃焼
領域中へ導入して硫化水素の燃焼を支持させ；未燃焼硫
化水素を上記二酸化硫黄と第一燃焼領域と共同する熱反
応領域中で反応させて硫黄蒸気と水蒸気を形成させ；硫
化水素と燃焼領域に入る酸素の単位時間あたりのモル比
が２：１より犬ぎく、かつ、硫化水素と燃焼領域中に入
る酸素以外の流体（もしあれば）との単位時間あたりの
モル比が３：２（好ましくは４：１）より大きく；水蒸
気、二酸化硫黄、硫化水素、および硫黄蒸気から成る生
成ガス混合物を上記の熱反応領域から取り；硫黄蒸気を
その生成混合物から抽出し；少くとも一つの接触的反応
領域の中で生成ガス混合物中に含まれろ硫化水素を生成
ガス混合物中に含まれる二酸化硫黄と反応させて硫黄蒸
気と水蒸気をさらて形成させ；そして、このさらに形成
された硫黄蒸気をガス混合物から抽出する；ことを含む
方法であり、その際、上記硫化水素と二酸化硫黄とのモ
ル比を上記の少くとも一つの接触的反応領域の上流で、
生成ガス混合物の硫化水素含量のさらに一部を第二燃焼
領域で燃焼することによって調節し、モル比を化学量論
的値またはそれに近い値とさせる。

本発明はまた、すぐ上の節において規定した方法を実施
するための装置を提供するものであり、その装置は、供
給ガス流の硫化水素含量の３３モル％以下を第一燃焼領
域の中で燃焼して水蒸気と二酸化硫黄を形成させる手段
；酸素を燃焼領域中へ導入して硫化水素の燃焼を支持す
る手段；未燃焼硫化水素を上記二酸化硫黄と反応させて
硫黄蒸気と水蒸気を形成させるための、燃焼領域と共同
している熱反応領域；このようにして形成される硫黄蒸
気を抽出する第一手段；この抽出手段の下流における、
硫化水素と二酸化硫黄とを反応させて水蒸気と硫黄蒸気
とを形成させるための少くとも一つの接触的反応領域；
このさらに形成された硫黄蒸気を抽出するだめの第二手
段；および、上記硫化水素と二酸化硫黄とのモル比を調
節してそれを化学量論的値またはそれに近い値とさせる
手段があって、使用中に硫化水素のさらに一部が中で燃
焼されその際にガスが上記第一燃焼領域へ循還されない
第二燃焼領域から成る調節手段；から成る。

第二燃焼領域は好ましくは第一硫黄抽出手段と上記の少
くとも一つの接触反応領域との間にある。

熱反応領域は代表的にはそれと共同する熱交換器手段を
、第一硫黄抽出手段の上流でガス混合物の温度を下げる
ためにもっている。

第一燃焼領域中で供給ガス混合物の硫化水素含量の３３
モル％以下を燃焼することにより、硫化水素の大部分を
その種の領域中の温度を調節するのに利用できるように
なり、それゆえ、この燃焼領域において他の調節用ガス
が減らされ、あるいは必要でなくなる。このように、第
一燃焼領域へ熱反応領域の下流からガスを循還させる必
要がなくなり、そのような循還を行なわないことはきわ
めて好ましい。このように、代表的には、第一燃焼領域
中へ導入される硫化水素と酸素との以外の唯一の流体は
、硫化水素以外の供給ガス混合物中でもともと存在する
他の流体（もし存在するならば）のどれかである。実際
は、本発明による方法と装置において純酸素源を使用す
ることか可能であり、ただし、それほど好ましくはない
が、酸素富化空気も使用してよい。

第−硫黄葵縮器を出るガス混合物のいくらかあるいは全
部を第二燃料領域へ通してもよい。安定な焔が第二燃焼
領域中で維持できるならば、第一硫黄抽出手段からのす
べてのガス混合物を第二燃焼領域へ通すことが好ましい
。好ましくは、純酸素を使って第二燃焼領域中の燃焼を
支持させる。

純酸素のこの種の使用は第二燃焼領域中で火焔温度を最
大化するのを助けるが、ただし、純酸素の代りに第二燃
焼領域中で酸素富化空気を使用して硫化水素の燃焼を支
持することも可能である。しかし、そのような安定火焔
を維持するのに困難が生じそうな場合には、第一硫黄抽
出手段を出るガス混合物のいくらかに第二燃焼領域をバ
イパスさせてよい。

ガス混合物のいくらかが第一燃焼領域の上流で第一燃焼
領域をバイパスするよう整えることも可能である。

好ましくは第二燃焼領域の下流で第二の熱反応領域が存
在する。硫化水素と二酸化硫黄との反応はこの第二熱反
応領域においておこって水蒸気と硫黄蒸気を形成する。

第二熱反応領域を出るガス混合物は代表的には冷却され
、次いで、その硫黄蒸気がもう一つの硫黄抽出手段の中
で抽出される。

第一および第二の燃焼領域のいくらかのバイパスカ存在
する本発明の例においては、バイパスされたガス混合物
は第二の熱反応領域の上流、中、または下流において、
第二燃焼領域を出るガス混合物と合体させてよい。好ま
しくは、その種の例においては、供給ガス混合物中の硫
化水素のモル分率に応じて、ガス混合物の比較的小割合
のみを第一硫黄抽出手段の下流でバイパスさせる。しか
し、硫化水素濃度が例えば約６０から６５容積％の硫化
水素まで落ちるときては、第二燃焼領域の下流において
第二熱反応領域の必要がなく、ある（・はこれらの例の
いくつかにおいては廃熱ボイラ（または類似手段）の必
要がない。

その上、本発明のいくつかの例において、特に供給ガス
混合物が硫化水素が比較的稀薄である場合には、比較的
大量の割合のガス混合物をバイパスさせることが望まし
いかもしれない。

代表的には、第一燃焼領域中で燃焼される供給ガス混合
物中の硫化水素の割合は少くとも１３００℃の火焔温度
を与えるように選ばれろ。硫化水素と二酸化硫黄との間
の熱反応の程度は温度の上昇とともに増すので、第一燃
焼領域およびその共同する熱反応領域の中の温度は好ま
しくは、本発明による装置に損傷をおこさせる傾向のな
い最高の温度であるように整えられる。

代表的には供給ガス混合物の２５モル％までが第一燃焼
領域中で燃焼される。９０モル％の硫化水素と１０モル
％の二酸化炭素から成る供給ガスを用いる本発明による
方法の一例においては、硫化水素の約１５から２０モル
％が燃焼を支持てる純酸素を使って第一・燃焼領域中で
二酸化硫黄と水蒸気を形成するよ°う燃焼される。この
ようにつくり出される第−燃・焼領域と共同する熱反応
帯を出るガス混合物の温度は１４２５°Ｃ以下であると
我々は計算しており、硫黄蒸気抽出前に熱反応領域を出
ろガス混合物を冷却するために慣用的熱交換器を使うこ
とが代表的には可能である（上記抽出は例えば蒸気の凝
縮とその凝縮物の非凝縮ガスからの分離によろ）。硫黄
蒸気のその種の抽出σ）下流において、十分な酸素を第
二燃焼領域へ供給して十分な硫化水素を燃焼させて、硫
化水素対二酸化炭素のモル比を約２：１の化学ｆ論的値
へ調節してもよい。

第一燃焼領域の第−燃反応領域とは代表的には第−炉ま
たは第一反応器の中で設けられ、そして本発明のいくつ
かの例においては、第二燃焼領域とそれと共同する熱領
域とが第二炉または第二反応器中で設けられている。本
発明による方法は第−炉または第一反応器に入る硫化水
素と酸素との他のガスが実質的に小割合である状態で操
作されるので、この炉または反応器は慣用的クラウス法
硫黄回収法において用いられるよりも実質的に小さくあ
り得ろ。その上、上記バイパスを採用せずかつ硫化水素
の燃焼を二つの別の燃・暁領域中で行なわせ、硫化水素
と二酸化硫黄の間の熱反応が各領域の下流で実施される
、本発明の例においては、クラウス法を行なう慣用的プ
ラントの１回燃焼付き熱反応領域の中で得られるよりも
高度の、硫黄への硫化水素転化を得ることが可能である
。その後の接触的反応領域が果たすべき役割の軽減がこ
のようにして、硫化水素の硫黄への与えられる総括的転
化度につ（・て可能になる。一般的には、硫化水素と二
酸化炭素との間の接触的反応の与えられた度合と関連す
る圧力降下は同じ度合の熱的または非接触的反応と関連
する圧力降下より大きいので、硫化水素処理量を最大化
するよう本発明の方法を実施するだめのプラントの設計
が容易となる。

木金日旦Ｖよる古体の昇ネ１−し・仔１１Ｆ松髪ハてｂ
す　　第二燃焼領域と共同する熱反応領域を出るガス混
合物は好ましくは３００から４００°Ｃの範囲の温度へ
冷却され、次Ｋ、触媒上の反応にかけられ、それによっ
て、まず、残留硫化水素のいくらかは二酸化硫黄と反応
して硫黄蒸気と水蒸気を形成し、第二には、ガス混合物
中の痕跡不純物として存在するオキシ硫化炭素および二
硫化炭素がすべて加水分解される。これらの反応は、第
二燃焼領域と共同する熱反応領域を出るガス混合物の中
の硫黄蒸気を中間的に抽出しあるいはそれを行うことな
しに、実施されてよい。そのような硫黄抽出を実施する
場合ばば、ガス混合物は好ましくは次の接触的反応領域
の上流で再加熱される。

好ましくは、硫黄蒸気は接触的反応領域を出るガス混合
物から凝縮器中で抽出され、その中で硫黄蒸気は１凝縮
し、生成凝縮物はガス混合物から分離される。好ましく
は、硫化水素と二酸化硫黄との間の少くとももう一つの
接触的段階または反応が実施されるが、この段階におい
ては第一の接触的反応器中よりも多くの触媒が用いられ
る。

本発明による方法と装置を付図を参照して実施例によっ
てここで述べる。

図１を参照すると、第一燃焼領域２には硫化水素燃焼用
のバーナー４が設けられている。バーナー４は硫化水素
富化ガス混合物（代表的には少くとも８０容積％の硫化
水素を含む）の流れのための取入口６と実質上純粋の酸
素の流れのための取入口８をもつ。バーナー４へ供給さ
れる酸素はすべて硫化水素の燃焼を支持するのに用いら
れる。

二酸化硫黄と水蒸気がこの燃焼の結果として形成される
。このようにして形成された二酸化硫黄と硫化水素との
間の反応は第一の熱反応領域１０の中でおこり水蒸気と
硫黄蒸気を形成する。領域１０中では触媒が用いられな
い。熱反応領域１０を出るガス混合物は廃熱ボイラ（あ
るいは熱交換器）１２に入り、その中で温度を下げられ
、代表的には廃熱ボイラーまたは熱交換器１２を２７５
°Ｃから３２５°Ｃの範囲の温度で出る。燃焼領域２と
熱反応領域１０とは好ましくは単一炉（図示せず）中で
囲まれ、それにはその出口において廃熱ボイラー１２が
設けられている。

本発明による方法においては、硫化水素富化ガス流と酸
素流との相対的供給割合は熱反応領域１゜の出口におい
て１４２０°Ｃの程度の温度を与えるように設定しても
よく、その温度は代表的にはこの方法の最適値である。

慣用的クラウス炉においては、入ってくる硫化水素の三
分の−が二酸化硫黄へ転化され、このようにして形成さ
れた二酸化硫黄が次に残留硫化水素と化学量論的に反応
して硫黄蒸気と水蒸気を形成し、未反応の硫化水素と二
酸化硫黄の最小量のみが残されるよ５になることが窒ま
しい。慣用的クラウス炉においては、空気が燃焼を支持
するのに用いられ、従って一般的には、硫化水素の化学
量論的量の燃焼を達成する際に熱反応領域の出口におい
て約１４００℃の火焔温度をこえる危険性はほとんど存
在しない。本発明の方法においては、しかし、流れ６の
中の硫化水素の三分の−の領域２中での燃焼は不可避的
に、許容不能の高い火焔温度および／または廃熱ボイラ
ー１２への取入口におけろ許容不能の高温をつくり出す
という結果をもたらす。従って、入ってくる硫化水素の
三分の−よりかなり少ない量が燃焼領域２の中で燃焼さ
れる。本発明の方法においてはそれゆえ、二酸化硫黄へ
酸化される、取入口６のための燃焼領域２に入る硫化水
素の割合は、硫化水素と酸素のほかに燃焼領域２に入る
他の流体の割合てよってきめられる。領域２に入る他の
流体の割合が大きいほど、燃焼領域２の中の硫化水素の
化学（を論的割合（すなわち三分の−）の燃焼の達成に
より近づく。しかし、我々は、燃焼領域２の中で燃焼す
る硫化水素の割合を三分の−より十分に低い割合に、二
酸化炭素、窒素、水蒸気および稀ガスのような稀釈ガス
の量を最小値へ保つことによって、保持することをわざ
と考えている。従って、廃熱ボイラー１２またはそのあ
との凝縮器（以下で述べる）から燃焼領域２ヘガスを全
く循還させない。さらに、本発明による方法において例
えば２０容積％までの不紳物を含む酸素を用いることが
可能であるけれど（例えば少くとも８０容積％の酸素を
もつ酸素富化空気）、取入口８を通って入る燃焼領域２
に入る酸素が実質的に純粋であることを我々は好む。従
って、唯一の稀釈剤は好ましくは、バーナー取入口６を
通って燃焼領域に入る硫化水素含有ガスの流れの部分で
本来的にあるものである。代表的には、ただしり・要と
いうわけではないが、その種の稀釈剤の少くとも犬艙い
方の部分は二酸化炭素から成る。

本発明による方法はこのようにして少くとも６０容積％
の硫化水素、好ましくは少くとも８０容積％の硫化水素
から成る供給ガス流から硫黄を回収するのに用いられ、
燃焼領域２に入る硫化水素とその領域に入る酸素または
硫化水素以外のガスとの比は少くとも４：１である。

廃熱ボイラー】２を出たのち、硫化水素および二酸化炭
素、水蒸気、そして硫黄蒸気から成るガス流は硫黄凝縮
器１４中に送られ、その中で硫黄蒸気を受線させるよう
約１４０°Ｃの温度へ冷却される。生成凝縮物は硫黄シ
ール・ピット３８へ送られる。得られるガス混合物は里
二燃焼領域１６の中に配置されたバーナー１８の取入口
１９へ送られる。バーナー１８は酸素含有ガス、好まし
くは実質上純粋の酸素のための取入口２０をもつ。

取入口１”９を通ってバーナー１８に入る硫化水素の十
分な量を燃焼させてこのガス混合物中の硫化水素対二酸
化硫黄の比を約２：１へ下げるよう、二酸化硫黄を形成
させる。このガス混合物は次に熱反応領域２２の中へ送
られ、その中で硫化水素と二酸化硫黄との間の反応がお
こって硫黄蒸気と水蒸気が形成する。このガス混合物を
次に廃熱ボイラー２４の中で３００°Ｃから４００°Ｃ
の範囲の温度へ冷却される。第二燃焼領域１６と旭二反
応預域２２とは好ましくは、出口において廃熱ボイラー
２４をもつ単一炉（図示せず）の中に囲まれて℃・る。

廃熱ボイラー２４を通過後、ガス混合物はクラウス法に
おいて用いる慣用的種類の触媒の比較的小さい床の上に
通る。ただし、必要ならば、硫黄をガス混合物から凝縮
器（図示せず）中で凝析させ、ガス混合物を廃熱ボイラ
ー２４と床２６の間の熱交換器（図示せず）の中で再加
熱する。硫黄蒸気がさらにこのようにして形成される（
水蒸気とともに）。その上、残留ガスが二硫化炭素また
はオキシ硫化炭素を含む場合には、これらの化合物の大
部分または実質上全部が３５０から４００°Ｃの支配的
出口温度において加水分解される。硫化水素と二酸化硫
素との間の接触的反応はこれらの温度において発熱的で
あるので、ガス混合物は接触的反応器２６をそれがその
反応器へ入る温度よりも高い温度で出る。このガス混合
物を次に凝縮器２８中に送り、その中で１４０℃の温度
へ冷却されてそれが含む硫黄を凝縮させるようになり、
その凝縮物は硫黄シール・ピット３８へ送られる。

凝縮器２８を出るガス混合物は硫黄蒸気を含まず、熱交
換器３０の中で２００から２５０℃・の範囲の温度へ再
加熱される。反応器３２において、硫化水素のさらに一
部と二酸化硫黄のさらに一部が相互に反応して硫黄蒸気
と水蒸気を形成する。得られるガス混合物を凝縮器３４
の中へ送り、その中で、硫黄は凝縮され、次いで硫黄シ
ール・ピット３８外送られ、一方、硫黄蒸気を今や含ま
ないガス混合物の残りは代表的にはテールガス浄化装置
３６へ送られ、必要ならば、装置３６の上流で、硫化水
素と二酸化硫黄との間の接触的反応の再加熱と硫黄抽出
の順序（図示せず）をもう−回繰返す。

テールガス浄化装置は例えばスコツト法およびビーボン
法を実施するプラントから選ばれる慣用的種類のもので
あってよい。

代表的には、燃焼領域２は大気圧をわずかにこえる圧力
で運転される。例えば、燃焼領域が囲われている炉内の
圧力は１．５から２絶対気圧の範囲にあってよい。

本発明による方法の例証的実施例においては、供給ガス
混合物は９０容積％の硫化水素と１０容積％の二酸化炭
素から敗る。このガス混合物の毎１００モルについて、
２２．５モルの酸素を燃焼領域２中で用い、硫化水素を
二酸化硫黄へ酸化し、かくして、１５モルの二酸化硫黄
と１５モルの水蒸気が１４２５°Ｃ程度の熱帯域出口温
度において形成される。その上、少量の水素、−酸化炭
素、およびオキシ硫化炭素が副反応の結果として形成さ
れる。約７０モル％の二酸化硫黄は硫化水素と反応し、
凝縮器１４中での硫黄蒸気凝縮後において、残留ガス混
合物が約３２モル％の水蒸気、５１モル％の硫化水素、
９モル％の二酸化炭素、４モル％の二酸化硫黄、および
３モル％の水素、０．６モル％の一酸化炭素および０．
４モル％のオキシ硫化炭素から成る。十分な硫化水素を
次に第二燃焼領域中で燃焼させて硫化水素対二酸化硫黄
のモル比２：１へ正確に減らす。約６７モル％の残留硫
化水素を次に硫黄へ、二酸化硫黄との反応によって転化
させる。硫黄蒸気凝縮後、ガス混合物は容積で、６９．
８％の水、１１．６％の硫化水素、８．８％の二酸化炭
素、６，０％の二酸化硫黄、０．６％の一酸化炭素、お
よび０．４％のオキシ硫化炭素から成る。残留する硫化
水素と二酸化硫黄とから硫黄をさらに回収することは一
段または一段以上（好ましくは二段）の接触的段階にお
いて達成される。

ここで付属図面の図２を参照すると、示されているプラ
ントは一般的には、硫黄１凝縮器１４とバ−ナー１８へ
の取入口との間の領域から熱反応領域２２と廃熱ボイラ
ー２４０間の領域へのびているパルプ付きバイパス配管
４０がある以外は、第１図に示すものと同じである。代
表的には、硫黄凝縮器１４を出るガス混合物の６０から
８０％が、供給ガス混合物が７０容積％の硫化水素を含
む場合には、配管４０の中にバイパスされる。必要なら
ば、導管４０中のパルプ４２の設定は第二燃焼領域中で
選択された温度を保つよう温度制御されてよい。本発明
の別の具体化（図示せず）においては、そのパルプ付き
配管は熱反応領域２２の中で終る。

【図面の簡単な説明】 図１は硫化水素含有ガス混合物から硫黄を抽出するプラ
ントを描く模型線図であり、 図２は硫黄を抽出する別のプラントを描く模型的線図で
ある。 （外５名） 手続補正書 昭和６２年　４月２λ臼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少くとも６０容積％の硫化水素を含む供給ガス流か
   ら硫黄を回収する方法であって、 その供給ガス流の硫化水素含量の３３モル％以下を第一
   燃焼領域において燃焼して水蒸気と二酸化炭素を形成さ
   せ；酸素を第一燃焼領域中へ導入して硫化水素燃焼を支
   持させ；未燃焼硫化水素を上記二酸化硫黄と第一燃焼領
   域と対応する熱反応領域中で反応させて硫黄熱気と水蒸
   気を形成させ、硫化水素と燃焼領域に入る酸素との単位
   時間あたりのモル比が２：１より大きく、かつ、硫化水
   素と燃焼領域の中へ導入される酸素以外の流体（もしあ
   るならば）との単位時間あたりのモル比が３：２より大
   きく；水蒸気、二酸化硫黄、硫化水素、および硫黄蒸気
   を含む生成ガス混合物を上記熱反応領域から取り；その
   硫黄蒸気を生成混合物から抽出し；少くとも一つの接触
   的反応領域の中で、生成ガス混合物中で含まれる硫化水
   素と生成ガス混合物中で含まれる二酸化硫黄とを反応さ
   せて硫黄蒸気と水蒸気をさらに形成させ；そして、この
   さらに形成された硫黄蒸気をガス混合物から抽出する；
   ことを含むものであり、 その際、上記硫化水素と二酸化硫黄とのモル比を上記の
   少くとも一つの接触反応領域の上流で、生成ガス混合物
   の硫化水素含量のさらに一部を第二の燃焼領域の中で燃
   焼することによって調節して、そのモル比を化学量論的
   値、あるいはそれに近い値にさせる、硫黄回収方法。 ２、硫化水素と燃焼領域の中へ導入される酸素以外の流
   体（もしあるならば）との単位時間あたりのモル比が４
   ：１より大きい、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、硫化水素と第一燃焼領域中へ導入される酸素とのほ
   かの唯一の流体は、硫化水素以外の本来的に供給ガス混
   合物中に存在するどの流体（もし存在するならば）であ
   ってよい、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   方法。 ４、供給ガス流の硫化水素含量の２５モル％までを第一
   燃焼領域中で燃焼させる、前記特許請求の範囲各項のい
   ずれかに記載の方法。 ５、第二燃焼領域が、硫黄蒸気が上記生成ガス混合物か
   ら抽出される場所と上記の少くとも一つの接触的反応領
   域との間にある、前記特許請求の範囲各項のいずれかに
   記載の方法。 ６、純酸素を第二燃焼領域中の燃焼を支持するのに用い
   る、前記特許請求の範囲各項のいずれかに記載の方法。 ７、反応が硫化水素と二酸化硫黄との間で第二熱反応領
   域中において第二燃焼領域の下流でおこり、水蒸気と硫
   黄蒸気とを形成させる、前記特許請求の範囲各項のいず
   れかに記載の方法。 ８、第二熱領域を出るガス混合物を冷却し、次いで硫黄
   蒸気を抽出する、特許請求の範囲第７項に記載の方法。 ９、第二熱反応領域を出るガス混合物を３００℃から４
   ００℃の範囲の温度へ冷却し、次いで、残留硫化水素の
   いくらかが二酸化硫黄と反応して硫黄蒸気と水蒸気をさ
   らに生成させる触媒上の反応にかけ、上記の第二熱領域
   と触媒との間で硫黄蒸気を抽出する手段が存在しない、
   特許請求の範囲第７項または第８項に記載の方法。 １０、硫黄蒸気が上記生成混合物から抽出される場所を
   出るガス混合物の全部を第二燃焼領域中に次に通す、特
   許請求の範囲第７項から第９項のいずれかに記載の方法
   。 １１、硫黄蒸気が上記生成混合物から抽出される場所を
   出るガス混合物のいくらかを第二燃焼領域へ側流させる
   、特許請求の範囲第７項から第９項のいずれかに記載の
   方法。 １２、側流ガス混合物を第二熱反応領域の上流中、ある
   いは下流において、第二燃焼領域を出るガスと合体させ
   る、特許請求の範囲第１１項に記載の方法。 １３、特許請求の範囲第１項に記載の方法を実施する装
   置であって、 供給ガス流の硫化水素含量の３３モル％以下を第一燃焼
   領域中で燃焼して水蒸気と二酸化硫黄を形成する手段；
   酸素を燃焼領域中へ導入して硫化水素の燃焼を支持する
   手段；未燃線硫化水素を上記二酸化硫黄と反応させて硫
   黄蒸気と水蒸気を形成させるための、燃焼領域と共同す
   る熱反応領域；このようにして形成された硫黄蒸気を抽
   出する第一の手段；この抽出手段の下流における、硫化
   水素と二酸化硫黄を反応させて水蒸気と硫黄蒸気をさら
   に形成させる少くとも一つの接触的反応領域；このさら
   に形成された硫黄蒸気を抽出する第二の手段；および、
   上記の硫化水素と二酸化硫黄とのモル比を調節してそれ
   を化学量論的値またはそれに近い値とさせる手段であっ
   て、上記第一燃焼領域へガスを循還させないことから成
   る上記調節手段； から成る装置。 １４、熱反応領域がそれと共同する熱交換器を、第一硫
   黄抽出手段の上流でガス混合物の温度を下げるためにも
   つ、特許請求の範囲第１３項に記載の装置。 １５、第二燃焼領域が第一硫黄抽出手段と上記の少くと
   も一つの接触的反応領域との間にある、特許請求の範囲
   第１４項に記載の装置。 １６、第二燃焼領域と共同する第二熱反応領域を追加的
   に含む、特許請求の範囲第１４項または第１５項に記載
   の装置。 １７、第一硫黄抽出手段の取出口（ガス用）と連がる取
   入口と、第二燃焼領域の下流であり、かつ第二熱反応領
   域の上流、中、または下流において終わる取出口とをも
   つ側流導管をさらに含む、特許請求の範囲第１６項に記
   載の装置。