JPS6241702A - 硫化水素含有ガス流からの硫黄回収方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、硫化水素含有ガス流からの硫黄回収に関する
。

（従来の技術） サワーガスは、硫化水素（Ｈ２Ｓ）を含有する天然ガス
井戸の生成物あるいは製油所あるいは合成ガス製造の水
素化脱硫あるいは水素処理個別装置のような工業源から
のテールガス；あるいは石油精製で見出される未処理製
油所燃料ガスあるいは廃水ス）　ｌ）ソバ排ガス流に適
用される用語である。

硫化水素は、環境および安全の理由のためサワーガスか
ら除去する必要があり、その後でこの種のガスを使用あ
るいは大気に対して排出することができる。通常にはＨ
２Ｓを含有するサワーガスは、吸収個別装置へ通過され
、そこでＨ２Ｓが液体で吸収される。次に液体は、約大
気圧でガスの混合物を生成させるように独立容器で再生
される。このガス混合物は、酸性ガスと称される。かな
りの量の炭酸ガスおよび比較的少量の水蒸気、炭化水素
、アンモニアおよび他の化学薬剤を含有できるのは、通
常加容［％以上Ｈ２Ｓを含有するガスである。燃料ガス
スクラビングプロセスあるいはサワーガスス）　ＩＪツ
、（＋からの再生器頭上ガスは、Ｈ２Ｓ供給原料（７０
〜９５容量係）を提供できる。

水蒸気および元素硫黄に対し酸性ガスのＨ２Ｓを転化す
る従来のプロセスは、一般にクラウス法として公知であ
る。このプロセスは、Ｎ２８３Ｑ容量チ以上を含有する
酸性ガス流に適している。なぜならば比較的低いＨ２Ｓ
濃度で燃焼温度が従来の方法で適宜維持するのに困難で
あるからである。それは、下記の正味反応を含む低圧法
である。すなわち ３Ｈ２Ｓ　＋１．５０２：　３Ｈ２０＋　１．５Ｓ２　
　　（ｉ）この反応は、通常反応炉で２段階に完成され
る。

先づ、酸性ガス流の部分、通常はぼ％が空気と自由炎燃
焼炉で反応され、正味比率２：１でＨ２ＳおよびＳＯ２
を生成する。この反応は、通常温度約９８０　’Ｃ（ｉ
８００下）ないし約１５０３°Ｃ（２９００下）および
圧力加ないし３０１）８１ａで以下のように進行する。

すなわち Ｈ２Ｓ　＋　　１，５０２−＋　Ｈ８Ｏ＋　ＢＯ２（２
＋それから供給材料Ｈ２Ｓの残り％ば、反応炉で反応式
（２）によってつくられたＳＯ２と下記のように反応さ
せる。すなわち ２Ｈ２６＋＋ＳＯ□ロ２Ｈ２０＋　１．５８２　　　　
　（３１反応（２）は、発熱および不可逆である。反応
（３）は、吸熱および可逆である。反応（ｉ）は、反応
（２）および（３）の正味反応である。反応（３）の可
逆平衡限定のために、炉の硫黄収率は、Ｈ２Ｓ供給材料
濃度レベルに従って約５０〜７０　％へ限定される。

反応炉から出る高温ガスは、それから廃熱ボイラ（〜約
３７１’Ｃ又は７００　？　）で冷却されて高圧蒸気を
発生し、さらに液体硫黄が凝縮されかつ上記ガスから分
離される硫黄凝縮器（約１２７°Ｃ〜約１７７’ｃ又は
２６０〜３５０下）で冷却される。硫黄凝縮器から出る
ガスは、それから一連の二あるいは三段階再熱／触媒ク
ラウス反応／硫黄凝縮器へ供給され、そこではＨ２Ｓお
よびＳ０２の残部が下記の反応によるボーキサイトある
いは活性アルミナの触媒床上で硫黄および水へ転化され
る。すなわち２　Ｎ２　Ｓ”　５０２−２　’２０＋　
ｘ　Ｓ　Ｘ　　　　　　（４）ここにｘ＝６〜８、＠Ｔ
＝約２６０〜３７１°Ｃ又は５００〜７００下。この反
応は、発熱および可逆である。

全硫黄収率（回収）は、代表的に二段法触媒クラウス反
応器列に対１〜約９２〜９４幅および三段法列に対し約
９７〜９８予である。未転化工（２Ｓ、Ｓ０２、硫黄蒸
気、Ｎ２、ＣＯ２、およびＮ２０から成るテールガスは
、燃料および空気で焼却されかつ大気へ排出されるか、
あるいけより厳密な放射規格を満しかつ約９９．Ｆ３％
に対し全硫黄回収を改良するため放射硫黄を減少させる
ようにテールガス掃除個別装置（ＴＧＣＵ　）に対して
送られる。前端クラウス燃焼炉区間のコストハ、全クラ
ウス法プラス（＋）ＴＧＣＵを含む全クラウスプラント
コストの約２０俤にしがならない。前端クラウス炉区間
は、コスト２０％で供給硫黄！５０〜７０チを除去する
。後端触媒クラウス転化器列およびＴＧＣＵユニットは
、全プラントコストの約８０％で残りの凹・〜５０％を
除去する。硫黄回収に対するこの不均衡なコスト分布は
、当低圧クラウス法の固有の問題である。

上述のような低圧クラウス法での基本的問題は、燃焼炉
からあるいは次の触媒クラウス転化器から生成される水
蒸気がこのプロセスを通じてガス流で残り、それがクラ
ウス反応（３）あるいは（４）の可逆性質のため硫黄転
化を著しく限定する事実である。

従ってこの固有の低圧限定は、不完全に硫黄を回収する
結果となり、また大きいガス容量流量および設備寸法が
クラウスプラント、テールガス掃除ユニットおよび焼却
器の大きい資本および操業コストをもたらす結果となる
。

プロセス効率に関する圧力の利得が公知であるけれども
、高圧でのクラウスプラントの操作は、多量の空気に関
連される圧縮コストのためおよび触媒床での液体硫黄凝
縮を回避させるため工業上実施されなかった。生じる問
題は、酸化剤として純粋酸素あるいは０２？！厚空気を
使用し、それによって不活性稀釈剤Ｎ２が除去あるいは
減少され、従って反応ガスの部分圧を増加することによ
って硫黄収量を増加して部分的にしか解決されない。し
かし高温硫黄転化に関する固有の限定は、同じに残る。

なぜならばクラウス反応から生成される水蒸気がなお除
去されないからである。

一般に従来のクラウス転化器では、温度が決して硫黄蒸
気の露点以下に下らず、また硫黄が液体へ凝縮すること
および触媒床を閉塞することから防止されるように条件
が維持される。硫黄は、低温で凝縮されかつ硫黄凝縮器
から除去され、またそのプロセスガス（Ｎ２ＳおよびＳ
Ｏ２）が通常二次的触媒段階に対して若干の適当な直列
加熱器によって再加熱される。反応（４）による硫黄の
生産は、温度の減少によって助けられる。

米国特許第３，７０２．８８４および３，７４９．７６
２号のような若干の先行技術側露点法は、混合物からＨ
２Ｓを除去するため硫黄を液体として生成してもよい低
温触媒床を使用した。このプロセスは、低レベルの硫黄
化合物を除去するため一般にクラウス法のＴＧＣＵで使
用される。これらの方法は、液体硫黄がクラウス反応か
ら凝縮される触媒床を再生するため床の間での切換え操
作を含んでいる。さらに、水蒸気は、低圧のためにそれ
らの触媒床あるいは凝縮器で凝縮されない。

米国特許第２　、２００　、９２８号は、クラウス反応
で生成される若干の水を吸収するクラウス転化器（約１
２０〜４５０°Ｃ又は２４８〜８４２下）の触媒の使用
を教示している。これは、硫黄収量を改良するため右側
に対して反応（３）の平衡を移動する。触媒は、乾燥ガ
スで加熱および・ｑ−ジして吸収された水を除去させる
ように再生しなければ彦らない。

米国特許第２，２５８．３０５号は、内燃機関へ空気お
よびＨ２Ｓ含有ガスを射出する系を開示しまたＳ、ＳＯ
２、Ｎ３、Ｈ２Ｓおよび水を含有するガスを生成させる
ように部分的にＨ２Ｓを燃焼する。排気は、冷却されて
硫黄を凝縮する。さらに排気は、約環境温度へ冷却され
て水を完全に凝縮する。それから排気は、クラウス反応
が行なわれより多い硫黄生成する温度へ再加熱される。

しかしながら、このプロセスは、水除去段階において固
体硫黄閉塞問題の危険に苦しむ。

米国特許第２．２９８，６４１号は、事実上乾燥供給ガ
スを使用しかつ水を除去するように触媒床で乾燥剤を合
体することを教示する。水を除去する別の案は、２つの
触媒転化器の使用を含む。少量のＨ２Ｓを含む供給ガス
は、０２と混合されかつ第１転化器へ通される。流出液
は、冷却されて硫黄を凝縮しまたそれからさらに水を除
去させるように冷却される。乾燥流出液が空気と混合さ
れかつ加熱されかつ第２転化器へ通され、また反応ガス
から硫黄を回収する。第１案の乾燥剤の使用は、高価に
なる熱再生を要求する。第２案は、米国特許第２．２５
８．：３０５号でのように硫黄閉塞の問題に苦しむ。

米国特許第３，８２２，３４１号は、気液コンタクタで
水を除去する冷却水（約Ｏ′Ｃ〜約ｕ′Ｃ又は３２下〜
７５下）の使用を教示する。入口蒸気散布器あるいは骨
分配器ンま、冷却水プールで直接に浸漬されまた乾燥表
面で容易に凝固される硫黄が米国特許第２．２５８，３
０５および２，２９８，６４１号でのように閉塞問題を
呈するかも知れない。

米国特許第４．４２６．３６９号は、低温および低い水
濃度条件のもとのクラウス法を教示する。この方法は、
単独硫黄種（Ｎ２との水素化によるＨ２Ｓ−＼あるいは
０２との酸化によるＳＯ２に対し）へ供給流の総ての化
合物を先づ転化し、水中急冷によって１０チ以下へ水を
減少し、クラウス反応混合物をつくシ、またそれから硫
黄および追加水に対して低温（硫黄融点以下）触媒転化
を行なうことによって硫黄化合物を含む供給流を処理す
る。

米国特許第４，２８０，９９０号は、リチャード硫黄回
収法（Ｒ８ＲＰ　）と称される高圧（５〜５０絶対気圧
）クラウス法を開示する。この方法は、クラウス反応炉
からＲ８ＲＰ触媒反応器へ圧縮Ｈ２ＳおよびＳＯ□含有
流を導入することを含む。それらのガスは、反応器の触
媒床で反応されて適当な温度および圧力のもとに原素硫
黄を生成し、従ってＲ９ＲＰ反応器の水が水蒸気として
しか存在せずまた硫黄蒸気が触媒床で凝縮されるように
する。凝縮硫黄は、液体として触媒床から除去される。

この方法で水蒸気は、触媒が有効のままでいるように液
体硫黄と共に凝縮されずかつこの方法装置において全金
鋼の必要をもたらす潜在的腐食を除去すべきである。

米国特許第４，４１９，３３７号は、酸化触媒の助けを
かりて硫黄および硫化水素からＳ０２およびＳ０３を発
生させるＲ８ＲＰ法の別の変形を開示する。この方法は
、Ｒ８ＲＰ酸化器で従来のクラウス反応炉を取り替え、
上記酸化器が米国特許第４．２８０．９９０号で説明さ
れるＲ８ＲＰ反応器によって後続される。酸化触媒は、
水が水蒸気としてのみ存在し、また水が液体硫黄と共に
凝縮されないことを要求する。

米国特許第４，１３８，４７３号は、硫黄収率を改良す
るため次の触媒クラウス転化器に入る前に各硫黄凝縮器
からの流出ガス流を再加圧することによる改変クラウス
法を教示する。この方法では条件は、水蒸気が硫哉と共
に凝縮されないようである。水蒸気は、総ての硫黄棟が
先づｏ２と酸化されてＳ０２になるプロセスのテールガ
スから急冷浴でしか凝縮されない。それから乾燥ＳＯ２
は、二次的硫黄転化に対する前端クラウス炉に対して再
循環される。

米国特許第４，２７９，８８２号は、セレクトクスと称
される触媒クラウス法の使用を開示し、それでは燃焼室
および廃熱ボイラを含む従来の熱炉が触媒的選択性酸化
反応器によって取り替えられる。水および硫黄の同時凝
縮はない。

米国特許第４，３０２，４３４号は、水素化脱硫法を教
示し、この方法が液体硫黄およびガス状水素を生成し、
また残りＨ２Ｓ加工ガス流の再循環を使用する。水蒸気
は、水素化の後急冷塔でしか凝縮されない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、硫化水素含有ガス流からの硫黄回収改良方法
に関する。クラウス反応によって生成される水蒸気は、
硫黄融点以上の温度で硫黄蒸気と同時に凝縮され、次い
で水と硫黄とに分離される。

増加される操作圧力が利得を増す。次の段階の一層高い
転化率は、稀釈剤および反応生成物の水除去の結果とし
て、硫黄回収を増加する。硫黄閉塞問題は、回避される
。減少されるプロセスガス流量は、装置の寸法、従って
コストを減少する。

（問題を解決するための手段） 本発明は、若干の重要な改変および追加をもつ硫黄回収
法を提供することにある。これらの改良は、上述の従来
クラウス法を含める任意の硫黄回収法へ適用することが
できる。

硫黄閉塞問題を回避し、プロセスガス流量を減少するこ
とによって装置のコストおよび寸法を減少し、テースガ
ス処理費を減少し、熱回収を増加Ｌ、およびＨ２Ｓ含有
ガス流から硫黄回収を増加することが提案されている。

上述の目的プラス当業者に明らかな他の目的総ては、十
分な高圧下硫黄融点（〜約１７６’Ｃ又は２４８″Ｆ）
以上の温度で硫黄蒸気と共の水蒸気の凝縮を介して達成
される。操作圧力は、好ましくは５０　ｐＢｉａ以上、
およびさらに好ましくは１６０　Ｔ３Ｓｉａ以上である
。本発明の凝縮段階は、クラウス燃焼炉、触媒クラウス
転化器、セレクトツクス型式触媒反応器、Ｒ８ＲＰ型式
触媒反応器、Ｒ８ＲＰ型式触媒酸化器、廃熱ボイラ、硫
黄凝縮器、水素化器、あるいはＳ０２焼却器を含むが限
定されない各種のユニット操作の任意のものに従うこと
ができる。凝縮段階に続いて、水および硫黄凝縮体流に
含ｉ往ろ水は、分離相として硫黄から容易に分離される
。上述の反応（２）、（３）および（４）によって生成
される水が硫黄融点（〜約１７６°Ｃ又は２４８下）以
上の温度で硫黄と共に大体において凝縮されるような高
圧下でのクラウス法を操作することは、反応の平衡限定
を除去し、また次のクラウス反応段階のより高い転化を
可能にする結果となる。本発明は、従来のクラウス法構
成、従来のクラウス法の変形、あるいはそのうちの若干
が以下に開示される他のクラウスのプロセス構成へ適用
する。本発明は、酸化剤源として空気、０２濃厚空気あ
るいは純粋酸素を使用して加工するものにも適用する。

下記の事例の各々において、コンピュータプロセスシュ
ミレーションの結果ｉｄ、　硫黄と共に水を凝縮させる
高圧操作の長所を証明する。

（実施例） 第９図は、燃焼炉、廃熱ボイラ、および硫黄凝縮器、そ
れに続いた再加熱器、触媒転化器、および硫黄凝縮器か
ら成る三段法転化器列を含む従来のクラウス三段法硫黄
回収法を示している。

この従来クラウス法では、空気１および酸性ガス供給材
２は、燃焼炉３に入る。この炉の生成ガスは、炉の廃熱
ボイラ４で冷却され、上記ボイラがボイラ給水（ＢＦＷ
　）　６から高圧蒸気５を生成する。冷却されるガス７
は、さらに第１凝縮器８で冷却され、この凝縮器がボイ
ラ給水１０から低圧蒸気９を生成する。第１凝縮器８に
おいて、液体硫黄１１が凝縮されかつさらに低温ガス１
２が一連の段階で加工される。

第９図は、例えば、三段階を示している。各段階は、再
加熱器、転化器、および硫黄凝縮器から成る。段階数は
、通常３つで、所望硫黄回収、経済的考慮等に従って変
化する。

第９図の第１段階は、第１再加熱器、第１転化器、およ
び第２凝縮器から成る。第１凝縮器８からの低温プロセ
スガス流１２は、第１加熱器１３で加熱される。加熱プ
ロセスガス流１４ば、第１触媒転化器１５で反応される
。転化プロセスガス流１６は、第２凝縮器１７で冷却さ
れ、この凝縮器がボイラ給水１９から低圧蒸気１８を生
成する。第２凝縮器１７では、液体硫黄加が凝縮されか
つさらに低温ガス流２１が加工される。

第９図の第２段階は、第２再加熱器、第２転化器、およ
び第３凝縮器から成る。第２凝縮器１７からの低温プロ
セスガス流２】は、第２再加熱器ｎで加熱される。加熱
プロセスガス流乙は、第２触媒転化器２４で反応される
。転化プロセスガス流５は、第３凝縮器渓で冷却され、
この凝縮器がボイラ給水路から低圧蒸気苔を生成する。

第３凝縮器２６では液体硫黄四が凝縮されかつ低温ガス
流加がさらに加工される。

第９図の第３段階は、第３再加熱器、第３転化器、およ
び第４凝縮器から成る。第３凝縮器２６からの低温プロ
セスガス流力は、第３再加熱器３１で加熱される。加熱
プロセスガス流：３２は、第３触媒転化器３３で反応さ
れる。転化プロセスガス流、舛は、第４凝縮器あて凝縮
され、この凝縮器がボイラ給水３７から低圧蒸気３６を
生成する。第４凝縮器３５では、液体硫黄あが凝縮され
かつ残りのテールガス流３９は、さらに加工される。

第１図は、高圧クラウス法を示し、この方法では各硫黄
凝縮器が硫黄／水凝縮器、また水および硫黄凝縮体を分
離する分離器によって取り替えられていることを除いて
、クラウス燃焼炉区間に第９図と同様な三段法触媒クラ
ウス転化器列が続いている。

第１図では、空気１と酸性ガス供給２とが炉３に入る。

炉の生成ガスは、炉の廃熱ボイラ４で冷却され、このボ
イラがボイラ給水６から高圧蒸気５を生成する。さらに
冷却ガス７ば、第１廃熱ボイラ８で冷却され、このボイ
ラがボイラ給水１０から高圧蒸気９を発生する。冷却ガ
ス１１は、さらに第１凝縮器１２で冷却され、凝縮器１
２がボイラ給水１４から低圧蒸気１３を発生する。第１
凝縮器１２では液体硫黄および水蒸気１５が凝縮されか
つ低温ガス１６がさらに一連の段階で加工される。凝縮
液体流】５は第１分離器１７で液体硫黄流］８および液
体の水流Ｊ９へ分割される。

第１図は、例えば、３つの段階を示す。各段階は、再加
熱器、転化器、硫黄／水凝縮器および分離器から成る。

第１図の第１段階は、第１再加熱器、第１転化器、第２
凝縮器および第２分離器から成る。第１凝縮器１２から
の低温加工ガス流１６が第１再加熱器加で加熱される。

加熱加工ガス流２１ば、第１触媒転化器ｎで反応される
。転化加工ガス流おは、第２凝縮器四で冷却され、凝縮
器路がボイラ給水３０から低圧蒸気四を発生する。第２
凝縮器四では、液体硫黄および水３１が凝縮されかつさ
らに冷却ガス光間が加工される。液体硫黄および水流３
１は、第２分離器３２で液体硫黄流おおよび液体水流あ
へ分割される。

第１図の第２段階は、第２再加熱器、第２転化器、第３
凝縮器、および第３分離器から成る。第２凝縮器四から
の低温加工ガス光間は、第２再加熱器４０で加熱される
。加熱加工ガス流４１は、第２触媒転化器４２で反応さ
れる。転化加工ガス流＝１．３は、第３凝縮器４８で冷
却され、凝縮器４８がボイラ給水間から低圧蒸気４９を
発生する。第３凝縮器４８において液体硫黄および水５
１が凝縮されまたさらに低温′ガス流５が加工される。

液体硫黄および水流５１は、第３分離器５２で液体硫黄
流５３および液体水流ヌへ分割される。

第１図の第３段階は、第３再加熱器、第３転化器、第４
凝縮器、第４分離器から成る。第３凝縮器４８からの低
温加工ガス流５５は、第３再加熱器印で加熱される。加
熱加工ガス流６１ば、第３触媒転化器６２で反応される
。転化加工ガス流６３は、第４凝縮器６８で冷却され、
凝縮器４８がボイラ給水７０がら低圧蒸気６９を発生す
る。第４凝縮器６８では、液体硫黄および水７１が凝縮
されかつ残りのテールガス流７５がさらに加工される。

液体硫黄および水流７１は、第４分離器７２で液体硫黄
流７３および液体水流７４へ分割される。

クラウス触媒転化器段階数は、本発明の重要な要因でな
い。なぜならばどんな段階数で存在しても有利にするた
め同時の水および硫黄凝縮を使用できるからである。凝
縮器および分離器は、当業者に公知のどんなに適当にも
組合わせあるいは設計することができる。

第１表は、硫黄回収および流量に関する各種の酸性ガス
供給材料Ｈ２Ｓ濃度の作用効果を証明している。第１表
は、３つのＨ２Ｓ供給濃度９２彊、７４チおよび５０％
（すべてモル％）および空気供給に対する例の加工条件
をもっている。各Ｈ２ｓ供給供給上、低、中および高圧
２５．７　ｐＢｌａ、８０あるいは１２０　ｐｓｌａ、
および２４０　ｐＢｌａでの例の加工条件を示している
。低圧（２５，７ｐｓｉａ　）試験は、第９図に示され
るクラウス硫黄プラントの代表的条件である。中（８０
あるいは１２０　ｐｓｉａ　）および高（２４゜ｐｓｉ
ａ　）圧試験は、第１図に示される改良クラウス硫黄プ
ラントに対して加工流量の減少および馨硫黄回収の増加
を示している。

第　　　１　　　表 ３つの供給組成に対する空気基礎倒 像、中、および高圧力で 供　給　　　　　　　　　　　　　　　８２％供給Ｈ２
ｓ炉入口圧力、］）ｆｌｉａ　　　　　　　　　　　　
　２５．７　　　８０　　　　２４０炉出口温度、Ｆ　
　　　　　　　　　　　　２１８６　　　２２９１　　
　２３４９研黄転化率、チ　　　　　　　　　　　　　
７１．４　　　６９．３　　　６５．３転化器人口湛度
、Ｆ　　　　　　　　　　　４３０　　　　４３０　　
　　５００転化器出口温度、Ｆ　　　　　　　　　　　
５６１　　　　５８１　　　　６８４．５露点、Ｆ（硫
黄）　　　　　　　　　　　　　４７２　　　　５６１
　　　　６５４．１硫黄転化率、チ　　　　　　　　　
　　　　９３．１　　　９１．８　　　９３．３転化器
入口温度、Ｆ　　　　　　　　　　　４２０　　　　５
００　　　　５００硫黄転化率、％　　　　　　　　　
　　　　９７．５　　　９６．６　　　９８．４７３％
供給Ｈ２ｓ　　　　　　　　　　　５０％供給Ｈ２Ｂ７
１．４　　　６６　　　　６３．ｆｉ　　　　ｆｉ６．
５　　　６０．９　　　５３．４０　　　　　０　　　
　　０．３０　　　　０　　　　　０　　　　　０．２
４０．５３　　　　０．５５　　　　０．５６　　　　
０．４．９　　　　０．５０　　　　０，５０１．００
　　　　０．２２　　　　０．１１　　　　１．００　
　　　０．２２　　　　０．１１１．００　　　０．１
８　　　　０，０８　　　　１．００　　　０．２０　
　　０．１（ｉ５４１６２２，６６５１５５０，４６２
４，４６４６，７４６５，１５７０，７６４０，５４６
４，６５７６６４３，２９３，７９２，０９３，３９２
，４９１，４９２，７０００，５６０００，５３ １，０００，２２０，１０１，０００，２００，＋０９
７．６　　　　９６．７　　　　９８．２　　　　９５
．２　　　　９６．５　　　　９８．０第　１　表（続
き） 供　給　　　　　　　　　　　　　　　８２％供給Ｔ（
２Ｂ転転化大入温度、Ｆ　　　　　　　　　　　４００
　　　５００　　　　５００転化器出口温度、Ｆ　　　
　　　　　　　　４０６　　　　５０７　　　　５０６
鎖、巾、Ｆ（硫イ＾）　　　　　　　　　　　　３５１
．５　　３７５　　　４４５硫黄転化率、チ　　　　　
　　　　　　　　９８．５　　　９７．６　　　９９．
１７３％供給ａ２Ｓ　　　　　　　　　　　　シ）％供
給Ｈ，Ｓ０　　　　　　　０　　　　　　　０．６０　
　　　　０　　　　　　　０　　　　　　　０．５８１
．００　　　　０．２０　　　　０．０９　　　　１．
００　　　　０．２０　　　　０．０９４０４．５　　
　５０４．９　　　５０４．３　　　４５３　　　　　
５０４．４　　　５０３．９３４４．７　　　３７９．
４　　　４０３．７　　　３１２．７　　　３７７　　
　　　４００．９９８．５　　　　９７．６　　　　９
８．９　　　　９７．８　　　　９７．５　　　　９８
．８０　　　　　　　０　　　　　　　０．６０　　　
　０　　　　　　　０　　　　　　　０．５８１、．０
０　　　　０．１９　　　　０．０８　　　　１．００
　　　　０．２０　　　　０．０９先づ、９２４Ｈ２ｓ
供給の３つの試験を考えよう。

試験Ａ−１は、クラウス硫黄回収プラントに対して代表
的低圧である供給圧２５．７　ｐｓｉａで操作する。

試験Ａ　−２は、３Ｑｐｓｉａまた試１験Ａ−３は、２
４０ｐｓｉａで操作する。試験Ａ−１の全流量転化率は
、９８．５％でかつ水が１ｌＴｈｉされない。なぜなら
ば水蒸気の露点がこの加工を通じて凝縮温度（約１２７
℃又は２６０　Ｆ　）よυ低めからである。試験Ａ−２
で圧力が８０ｐθ１ａへ増加されるから、全硫黄転化率
は１．９７．６％へ減少されまた水は、水の露点が余り
低いからなお凝縮されない。この減少される全硫黄転化
率て対する理由は、増加される圧力が高温でのクラウス
反応（３）へ逆効果をもつようである。平衡は、反応体
３モルが生成物３．５モルへ転化される場合、ルシャテ
リエの原理によシ圧側へ移動される。増加圧は、反応体
３モルが生成物２．３ないし２．５モルへ転化される転
化温度（約２３２℃〜３７１℃又は４５０〜７００　Ｆ
　＞でクラウス反応（４）の転化率へ正の効果をもって
いる。しかしながら、増加圧の正味効果は、試験Ａ−２
の硫黄収率が試験Ａ−１の硫黄収率よりも低いようなも
のである。試験Ａ−２の容積流量は、試験Ａ−１の流量
の％であり、従って比戟的小さいプラント全要求する。

これは、増加圧で操作する１つの明らかな長所である。

試験Ａ−３では操作圧が２４０ｐθ１ａへ増加され、こ
の圧力では水が約１１６°Ｃ又は２６０　Ｆ　（硫黄融
点約１２０℃又は２４８Ｆ以上）で液体＠を黄と共に凝
縮される。従ってクラウス反応炉転化率（試験Ａ　−１
の６５％対７１％）への圧力の逆効果にも拘わらず、凝
縮器の水除去は、次の触媒クラウス転化器の硫黄収率を
増加する。従って試験Ａ−３の全硫黄収率ば、試験Ａ−
１の９５チを超える９９．１％へ増加する。これは、予
期せざる結果である。さらに、テールガスの容積流量は
、低圧試験Ａ−１の７％だけであシかつプラント寸法が
著しく減少される。

なぜならばクラウス反応からの水蒸気の約６３壬がテー
ルガス流で出るよりもむしろ分雅器で凝縮されるからで
ある。同時により多い熱が蒸気の形式で回収される。

同じ結果は、７３チＨ２Ｓ供給に対する試験Ｂ−１ない
しＢ−３′ｓ？よび５０壬Ｈ２Ｂ供給に対する試験Ｃ−
１ないしＣ−３から観察される。すなわち、硫黄と共に
水を凝縮させる十分な高圧で、全誠黄収率は、かなり増
加されかつ所要プラントサイズが相当減少される。

高圧および硫黄と同時に水の除去の組合せは、硫黄閉幕
を防止し、硫黄回収を増加し、装置費用を減少する。加
うるに水の凝縮は、蒸気の形式の熱回収の増加をもたら
す。

低圧前端炉区間に追加水を＃８縮する圧縮段階および高
圧後端触媒転化器列が続く複合型高低圧クラウス法を使
用することは、本発明の範囲内にある。この複合法は、
一様に高い全硫黄収率をもつだろう；さらに硫黄および
水が前端炉区間の第１硫黄′＃ｌ縮器で凝縮される後で
ガスを圧、稲する必要が少ないから圧縮力要求が減少さ
れる。

１９８１年ガス調整会議報告書（ノーマン、オー。

クー　１９８１年３月２〜４日）で発表されたエム。

アール、グレーおよびダブリュー、クイ。スプレツクに
よる論文硫黄プラントのｏ２使用で説明されるように酸
素濃厚がクラウスプラントの全処理１１のほかにＨ２Ｓ
処理の能力？増加することが公知である。純粋０２或は
０２濃厚空気の使用は、極めて高い全硫黄回収および比
較的／ｈさ−プラントサイズをもたらす結果となるっ発
生される蒸気の部分は、空気分離、Ｈ，Ｓ供給ガス圧縮
、および０２圧縮に要求される多数の圧縮機を駆動する
に十分で、ちるっＮ２も空気分離プラントからの副生物
として回収される。

しかしながら、０２贋縮の程度に関して限定がある。な
ぜならば炉′の耐大物の最高温度が約１５３０℃〜１７
０４℃又は２９００〜３１００　Ｆへ限定されるからで
ある。クラウス法で縄粋酸累を使用することを十分利用
してこの欠陥を克服するため、近ごろ下記の技術が示唆
された：即ち ・酸性ガス再循環による０８＃厚クラウス硫黄回収プラ
ントの温度調節。

・水によるＯａｍ厚クチクラウス硫黄回収プラント度調
節。

・硫黄再循環による０２濃厚クラウス硫黄回収プラント
の温度調節。

・古硫酸によるｏ２濃厚クラウス軛黄の１ｍ親稠節。

これらの技術は、窒素稀釈剤を排除することによってガ
ス流ｔを減少しながら炉の温度を制御することを目的と
している。　しかしながら、水蒸気は、これらの方法の
低圧で凝鰯されない。

ｏ２濃厚墾気による高１ｍ度でのクラウス炉の操作に対
する別の技術は、先行技術で公知の高温熱分解アセチレ
ン法で使用されるものと同様な水冷金属ロケットモータ
型式燃焼器を使用すべきである。

この型式の燃焼器では、耐火物を要せずまた金属温度が
水冷によシ低い安全レベルで維持されるのに火炎温度が
極めて高いレベルに達することができる。

当業者に公知の他の技術の外に０２磯厚プロセスに対す
るこれら５つの温度調節技術は、本発明の適用によって
改良することができる。上述の温度調節技術の最初の３
つのフローチャートに対してそれぞｒＬ第２．３および
４図企参照しよう、第１表から空気ベースクラウス法試
験Ａ−１およびＡ−３の２つがこの比較から除外されて
いるコトに注意され度い。

一般に、クラウス法は、酸素源として空気を使用する。

生じる高温火炎温度を制御するよう適宜改良して、酸素
濃厚空気あるいは純粋ｒ！！素によって空気と取り替え
ることができるのが公知である。

第２．３および４図は、０２ベースあるいは０２濃厚空
気法に対する本発明の適用を示しているう各構成に対す
るプロセスシュミレーションＪｉｌの検討が各プロセス
の簡単な説明に続く。

第２図は、燃焼炉３に対する空気１が酸素源７６によっ
て変換されまた追加の酸性ガス再循煽流７７が鑞れ１６
から分割されかつ温度を調節するため燃焼炉３へ入るこ
とを除いて第１図と同様である。

酸性ガス再循環流７７は、流れ１６の水含量が相当に減
少される本発明の追加硫黄転化を用意する。

第３図は、燃焼炉３に対する空気１が酸素源７６によっ
て交換されまた液体の水７８が温度を調節するため燃：
廃炉３へ注入されることを除いて第１図と同様である。

第４図は、燃焼炉３に対する空気ｌが酸素源７６によっ
て交換されまた追加の億黄再循塚流７９が流れ１８から
分割されかつ温度を調節するため燃焼ｆ３に入ることを
除いて第１図と同様である。

先づ、第２表で０２＃厚鍍性ガス再循環結果を注意しよ
う。２５．７　ｐｓｉａでの試験Ｒ−１は、前端炉への
容を流がガス再循環のため３１％だけ増加されるけれど
も触媒クラウス転化器列に対する出口流のかなシのモル
流減少（〉６０％）をもつ空気ベース試験Ａ−１と同様
に全硫黄回収９８．６係を示している。圧力２５＊７　
ｐｓｉａから８０ｐθ１ａを増加させることによって、
試験Ｒ−２は、低圧試験Ｒ−１以上者しい改良を示して
いる。全硫黄回収９９．３％；覚、むしろ３つの大きい
後端触媒クラウス反応器よシも２つの小さｂ触媒クラウ
ス反応器だけ開用することによって達成される。また答
謎ガス流故少炉区間の７２係および触媒区間の９２〜９
５％が達成される。第３触媒クラウス段階が要求されな
い。

試験Ｒ−３は、もし燃焼炉入口ガスが約３７１°Ｃ（約
７００　Ｆ　）へ予熱されかつよシ多いガスを再循環さ
せる場合、全硫黄回収がさらに９９．６％へ増加されか
つさらにテールガスが減少されることを示している。再
び第３触媒クラウス段階が要求されない。試験Ｒ−４で
１６０ｐｓｉａへ圧力をさらに増加することによって、
全硫黄回収は９９．９％となる。

事実上炉区間だけが硫黄回収９８チを達成し、従って触
媒区間、ならびに費用のかかるＴＧＣＵも除去すること
ができる。この結果は、惚めて簡単かつ小じんまりし、
それでも甚だ有効な硫黄回収法である。この予期せざる
結果は、水が再循環ガスで除去されない、４３３で開示
されるような如何なる池の先行技術低圧クラウス法によ
っても示唆されない。

第２に、炉の温度は、第３図に示されるように反応炉入
ロガスｉ量を減少させるように水注入によって制御する
ことができる。試験Ｒ−１と試験Ｗ−１の比較は、流れ
減少４３％全示している。しかしながら、硫黄回収は、
９８．６％から９７．６％まで減少され、後端で同時流
れ増加６５チをもつ。なぜならば炉への注入水がこのプ
ロセスで残り、また予じめ説明したようにクラウス反応
へ逆効果をもつからである。この欠陥は、硫黄回収が増
加されるような水の同時凝縮をもつ試験Ｗ−２に対し８
０ｐｓｉａのような高圧で操作することによって容易に
克服される。全硫黄回収は、試験Ｒ−１より大きい９８
．９％となシ、それでも前端および後端双方の流量がか
なシ減少される。

第３＜、生成物液体硫黄は、反応炉へ再循環させること
ができる。水注入案と同様な効果が第２表の試験Ｓ−１
およびＳ−２で示される。低圧（２５，７ｐｓｉａ　）
で、試験Ｓ−１は、試験Ｗ−１よシ後端プロセスを介す
る遥かに鼠いモル流′Ｒを示している。高圧（８０ｐｓ
ｉａ　）で、試験Ｒ−２は、水蒸気が硫黄と同時に凝縮
されかつ加工ガスから除去される場合、二次的流れ減少
およびより高い硫黄回収の長所を示している。

第５図では新規な改良クラウス硫黄回収法が示され、こ
の方法は、ＳＯ２へのテールガスの部分焼却により、続
いて水の凝縮およびＳＯ２の回収と再循環を行なうこと
によって従来の触媒転化器列を使用しないで高度の硫黄
回収を達成する。第５図は、Ｈ２Ｓを含有するガスから
元素硫黄を回収する方法を示し、その方法では上記ガス
が硫化水素および二酸化硫黄を供給するように炉で酸累
宮再ガスによって燃・屍きれ、次いで水および硫黄を生
成するように硫化水素および二酸化硫黄を反応し、反応
燃焼流出ガス流が廃熱ボイラで冷却され、冷却ガス状流
は、複合液体の水および硫黄流とほぼ無水の第１残υ加
エガス流とへいづれも硫黄融点以上の温度で分割され、
複合液体水および硫黄流が生成物液体水流および生成物
液体水流へ分離され、大意の第１残りのカロエガス流が
燃焼炉へ再循環される一方第２残りの加工ガス流が二酸
化硫黄へ残りの硫黄ｄを転化させるよう焼却され、上記
焼却ガス流が冷却され、脱水され、欧化されまた燃焼炉
へ再循環される。

第５図では、酸素源１け、予熱器２で加熱されかつ酸性
ガスは、予熱器５で予熱される。加熱酸素源３および加
熱酸性ガス供給６は、燃焼炉７へ入る。炉の生成物ガス
は、炉の廃熱ボイラ８で冷゛却でれ、ボイラ８がボイラ
給水１０から高圧蒸気９を発生する。冷却ガス１１は、
第１廃熱ボイラ１２でさらに冷却され、ボイラ１２がボ
イラ給水１４から高圧蒸気１３を発生する。

さらに冷却ガス１５は、第１凝縮器１６で冷却され、凝
縮器１６がボイラ給水１８刀為ら低圧蒸気１７を発生す
る。第１凝縮器１６では、液体硫黄および水流１９が凝
縮されまたさらに低温加工ガス流加が加工さ几る。凝縮
液体ｉ１９は、第１分離器２１で液体硫黄流２２υよび
液体水流田へ分割される。

低温加工ガス流量は、流れ冴および６３へ分割される。

低温加工ガス流量は、再熱器５で加熱される。加熱加工
ガス流あは、酸素ごと焼却器２７で燃焼され、ＳＯ２へ
すべての硫黄鴇を転化する。屍却加エガス２９は１５発
熱ボイラ閏で冷却され、ボイラ加がボイラ給水３２から
高圧蒸気３１を発生す°るっさらに冷却加工ガス３３は
、第２４傾器具で冷却され、凝縮器あがボイラ給水間か
ら低圧蒸気３５を発生する。第２凝縮器あでは、液体水
流３７が凝縮されまた低温ガス関および３９がざらに加
工される。

低温ガス３９は、任意に第１圧縮機４０で圧縮される。

圧縮ガス４１ば、第１冷却ａ４２で冷却される。

冷却ガス４３は、第２分離６４４で液体水流４５、液体
二酸化硫黄および水流４６、および残りの加工ガス流４
７へ分割される。

残部の加工ガス流４７は、第２圧縮機招で任意に圧縮さ
れる。圧縮ガス４９は、第２冷却器刃で冷却される。冷
却ガス５１は、分別器５２で第１液体二酸化硫黄底流５
３および残部の不活性生成物流湯へ分割される。

組み合わされる装置にした第１圧縮機４０および第２圧
縮機は、もし分別器５２で適当に発生する分離に対して
前端圧力が十分に高い場合、除去することができる。

液体二酸化硫黄および水流４６は、圧力が減少されかつ
さらに第３分離器５５で液体水流５６、第２液体二酸化
硫黄底流５７、および残部の加工ガス流５８へ分割され
る。残部の加工ガス光間は、低温ガス流側と複合され、
す合流３９を生成し、このり合流が第１圧縮機４０を供
給する。

第１底流５３５＝′−よび第２底流５７は、複合されて
第３液体二酸化硫黄流５０を形成し、この流れが減圧さ
れて流れ印を形成する。流れωは、予′ｆＡ器６１で加
熱され、また加熱流６２は、燃焼炉７に入る。流れ加は
、酸性ガス流翼およびＢへ分割される。酸性ガス流出が
予熱器８で加熱てれ、また加熱流６５が燃廃室７へ入る
。

例えば、９２％Ｈ，Ｓ＠有供給ガスは、約８０ｐｓｉａ
へ圧縮され、約３７１℃（約７００　Ｆ　’）へ加熱さ
れ、またクラウス燃焼炉へ供給される。さらに、酸性ガ
スおよびＳＯ２再循環流は、予熱されかつこの炉へ供給
される。炉の流出ガスは、廃熱ボイラによって冷却され
、それから覆合嘘黄および水θ１ｔが峡縮嘔れかつ第１
分離器へ入る。峡ｍ器からの残部のガスは、それから分
割され、このガスの部分が温度詞節および原素硫黄への
二次的転化に対して前端炉へ再循環される。Ｈ２Ｓ、　
ｓｏ＝および硫黄蒸気から成るガスの残部は、再加熱さ
れかつ大体において総ての減少硫黄種およびａｔ原素硫
黄がＳＯ２へ酸化される熱焼却器に適量の０２と共に入
る。高温流出ガスは、それから約９３℃（約２００　Ｆ
　）へ冷却され、また水が凝縮されかつ析出されるっ約
８０２７５％、Ｈ２Ｏ１５係およびｃｏ、、　１０％か
ら成る第２凝縮器を離れるガスは、それから蒸留に対し
て約３００ｐｓｉａへ若干段階で圧縮される。段階状圧
縮において総ての水が除去てれる。加うるに、液相とし
てかなりの部分のＳ０２が回収されかつ原素硫黄への転
化しこ対して前端クラウス燃焼炉へ再９ぼ環して戻され
る。約ＣＯ２４９％および５Ｏ２５ｃ１％から成る残り
の圧鰯乾床ガスは、約３８℃（約１００　Ｆ　）へ冷却
されかつＣＯａおよびｆ巴の不活性体からＳ０２の最後
の部分が分離てれかつ原素硫黄への転化に対し前端クラ
ウス炉へ再循環される蒸留塔に対して供給される。この
ガス刀）らの全硫黄回収は、はぼ１００％（排出ガスの
ＳＯ２ｉ　ｐｐｍ以下）である。

各種の水流で＃解されるＢＯ２の痕跡は、供給材０２に
よって除去されかつ炉へ再循環させることができる。第
３表事ｆ！Ｉ　１ば、この例に対する主加工変数を示す
。

第３表 高圧酸素基礎無触媒法 基礎：ＨａＳ＝１００；ｔ？ンドモル／時（９２係）全
＝１０８．２ボンｒモル／時 事例１　　事例２ 温度、Ｆ　　　　　　　　　　　　　２２２３゜４　　
２２１８．８硫黄転化率、％　　　　　　　　　　　　
６８．３　　　　９４．３縦紬δれる水、ボンドモル／
時　　　　４７．１　　　　８９．３デに入る全［ａｃ
ｆｍ　　　　　　　　　６９７．３　　　１１１１．８
ポンドモル／時　　　　２６９．９　　　４３０凝縮さ
れる水、ボンドモル／時　　　　９７．０　　　　１０
２．５焼却器に入る全宛、ａｃｆｍ　　　　　　１８１
．４　　　　５５．４ポンドモル／時　１１７，２　　
　　３０．０圧縮１分陥器制動 段１１ｉ’１ 圧力、ｐｓｉａ　　　　　　　　　　　　　　１６５　
　　　　１６５圧紬機出ロ温度、Ｆ　　　　　　　　　
　３１７．１　　　３２８硫黄除去、％　　　　　　　
　　　　　９４，３　　　　９４．４ｍ＝される水、ボ
ンドモル／時　　　　１０３．１第　３　表（続き） 事例１　４例２ 段階２ 圧力、１）８１ａ　　　　　　　　　　　　３１０　　
　　　３１０圧縮機出口温度、Ｆ　　　　　　　　　２
０４．１　　　　２０４．８硫貢除去・％　　　　　　
　　　　　　９８．０　　　　　９６．９段階３ 圧力、ｐｓｉａ　　　　　　　　　　　　　　養　　　
　　６１０圧縮機出ロ温度、：Ｆ　　　　　　　　　　
　　　　　　　２１４．６呪負除去、％　　　　　　　
　　　　　　　　　　　９９．０峡縮される水、ボンド
モルフ時 段階４　　　　　　　　　　　　　　　　チ　　　　　
１２００圧力、ｐｓｉａ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　２２０．７圧＃機出ロ温度、Ｆ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　９９．５誠黄除去、チ 絨鰯芒れろ水、ボンドモルフ時 蒸　　留（ｉ５段階） 頭上 温度、Ｆ　　　　　　　−１１，０昇 流ｔボンｒモル／時　　　　　　　　５．２頴上のｓｏ
２、ｐｌ’１ｍ　　　　　　　　　＜１　／２正味認貢
除云、％　　　　　　　　　１００低部 温度、７　　　　　　１６３．９　　　畳流輩、ボンド
モルフ時　　　　　　　　　６．０低部のｓｏ２、％　
　　　　　　　　　９４．９低部のＣＯ２、％　　　　
　　　　　　　　３．９斧　要求てれない 本実施例の重要な特徴は、前端炉区間の分離での液体硫
５ｉＣを有する水の凝縮、焼却後の後端凝縮器でのｓｏ
２および水凝縮、冷却器を有する圧縮機中間段階、およ
び不活性体からＳ０２の蒸留性分離である。本例は、再
び高圧操作の長ｆｒを証明する。

このプロセスを通じてガス流が極めて小さい。プラント
サイズおよびコストは、先行技術低圧法よりかなシ小さ
くなる。

第５図で説明されるプロセス案は、例示的でありまた本
発明の範囲内の他の変形例は、はぼ完全な硫黄回収に対
して有効である。例えば、中間の圧縮段階は、第５図に
示されるプロセスで省略することができる。これらは、
圧縮機４０および４８、冷却器４２および父、および分
ｌ！ｉＩｔ器封および５５から成るっ咲縮器綱から離れ
るガス３８１″ｉ、任意の公知乾燥方法（例えば、シリ
カゲル吸看、活性アルミナ４？）によって乾燥させるこ
とができまたそれから蒸留塔へ供給される。この案は、
プロセスの複雑性を減少するが、それでも高圧操作から
得られる利得を総て保持する。

蒸留は、ミリオン（ｐｐｍ　）レベル当り部分まで硫黄
放出物を低下して減少させる十分公知のユニット操作で
ある。Ｈ２Ｓ濃厚流を処理するため純粋酸素が使用きれ
る場合、はば１００％硫黄回収が達成をれ、このプロセ
スのどこにも任意のａｄの触媒が使用芒れない、これは
、本実流例の高圧クラウス法の重要な新規特徴である。

第６図は、液体二酸化硫黄ならびに原累詑黄を同時生成
するプロセス案を示している。この条は、第５図と同様
である。前端クラウス燃・焼炉区間は、この区間に対す
るｓｏ２再循環流がないことを除いて同じである。

第６図では、酸素源ｌば、予熱器２で加熱６れかつ酸性
ガス供給４が予熱器５で予熱される。力Ω熱酸素源３お
よび加熱酸性ガス供給６が燃滉炉７に入る。炉の生成ガ
スが炉の廃熱ボイラ８で冷却され、このボイラがボイラ
給水１０から高圧蒸気９を発生する。さらに冷却ガス１
１は、第１発熱ボイラ１２で冷却でれ、このボイラがボ
イラ給水１４から高圧蒸気［３を発生する。

冷却ガス１５は、さらに第１凝縮器１６で冷却され、上
記凝縮器がボイラ給水１８から低圧蒸気１７を発生する
。第１凝縮器１６では、液体硫黄２よび水流１９が凝縮
されかつ冷却加工ガス流２１）がさらに加工される。凝
縮液体流１９は、第１分離器２１で液体硫黄流ｎおよび
液体水流乙へ分割される。

冷却加工ガス流加は、流れ翼および６４へ分８りされる
。低温加工流２４および２５は、酸素ｎで虎却器あにお
いて燃現される。ｇ８却加工ガスあは、廃熱ボイラ四で
冷却され、このボイラがボイラ給７ｙ：、　３１から高
圧蒸気３０ｉ発生する。さらに冷却加工ガス３２け、第
２凝縮６３３で冷却さル、この凝縮器がボイラ給水間か
ら低圧蒸気３４全発生する３第２疑−器３３では、液体
水流、３６は、凝縮されおよび低温ガス３７がさらに加
工される。

低温ガス３７は、流れ、ぢおよび３９へ分割される。

低温ガスあは、第１圧縮機４０で圧縮される。圧縮ガス
４１は、第１冷却器４２で冷却される。冷却ガス４３は
、第２分ＰＩＩ器躬で液体水流４５、液体二酸化硫黄生
成物流４６．５よび残りの加工ガス流４７へ分割される
。

加工ガス流４７は、第２圧ａ機４８で圧縮されるっ圧縮
ガス４９ば、第２冷却器５０で冷却される。冷却ガス５
１は、第３分離器５２で液体水流５３、液体二酸化硫黄
生成物流５↓、および残りの加工ガス流５５へ分１ｆｆ
ｌｊされる。

加工ガス流５５は、第３圧縮慎５６で圧扁される。

圧縮ガス５７は、第３冷却器関で冷却される。冷却ガス
５０は、第３分離器（イ）で液体水流６１、液体二酸化
硫黄生成物流６２、および残りの不活性生成物流−へ分
割される。酸性ガス流〇・↓は、予熱器６５で加熱され
、また加熱酸性ガス流６０は、燃焼炉７へ入る。

例示として、δ０ｐｓｉａ操作圧で第１分離器２１ら回
収さね５る硫黄は、Ｋ３表の事例２で示されるように約
９４．３％である。詭黄ａｆ全きむ正味ガスは、焼却器
でＳ０２に対して酸化きれる。高温ガスは、冷却され水
を凝帰する。頭上ガスの部分は、温度制御に対して焼却
器へ再循環きれる。それから残りのガスは、液体ｓｏ２
を回収する中間段階冷却をもつ３つの段階で６０ｐｓｉ
ａへ圧縮される。全硫黄除去は９９．０％である。もし
１２００　ｐｓｉａへ１つ以上の圧縮段階が使用される
ならば、その時には硫黄除去９９．５％が達成される。

それらのＭ要なプロセス変数は、第３表の事例２で表に
される。蒸留段階は要求されない。

本例の液体ｓｏ２共同生成物は、供給材Ｈ２Ｓの約５係
である。ＳＯ２の共同供成は、焼却器に対するガス流２
４′ｆ：増加および再循環６４を戯少することによって
増加することができる。

第５図で示される方法と同様に、圧縮機段階の数は、液
体ＳＯ２の分離が発生するに前端圧が十分高い場合、減
少あるいけ増加することができる。

第７図は、高い硫黄回収に対する後処理の別のｆ１１？
示す。前端炉区間を離れる正味ガスは、再加熱されかつ
硫黄回収を増加させるため（任意に）ｌあるいはそル以
上の触媒クラウス転化器へ供給される。それから最後段
階の分離器を離れる頭上ガスは、例えばＨ２あるいはＣ
ｏにすることができる還元ガスの過当量と結合され、ま
たＨ２Ｓに対し総ての硫黄橿を還元するように触媒水素
処理器へ供給される。そｒｔから流出ガスは、Ｈ２Ｓ選
択性吸着（例えばＭＤＫＡ　）区間あるいは他の分離案
へ通され残留Ｈ２Ｓガスを回収し、上記残留ガスがそれ
から前端クラウス炉区間へ再ｉ、ｌぎ環される。このプ
ロセス案は、第５図で予じめ説明されるＳＯ２再循環法
に対する別の後処理を提供する。

第７図では、酸素ｍｌは、予熱器２で加熱されかつ酸性
ガス供給４は、予熱器５で予熱される。

炉の生成物ガスは、炉の発熱ボイラ８で冷却され、上記
ボイラがボイラ給水１０から高圧蒸気９全発生する。冷
却ガス１１ば％妊らに第１＠熱ボイラ１２で冷却され、
このボイラがボイラ給水１４から高圧蒸気１３を発生す
る。

さらに冷却ガス１５は、第１凝縮器１６で冷却され、上
記凝縮器がボイラ給水１８から低圧蒸気１７を発生する
。第１凝縮器１６において液体硫黄および水流１９が＃
、縮されかつ低温加工ガス流加がさらに加工される。凝
縮液体流１９は、第１分離器２１で液体体黄流Ｚおよび
液体水流田へ分割される。

第】凝縮６１６からの低温加工ガス流は、流れ以および
４８へ分ＭＩｌｌされる。流れ冴は、第１再加−Ｍｋｉ
部でノ用熱される。加熱加工ガス流と６は１．七媒伝化
器がで反応される。転化加工ガス流あは、第２疑ｍ器お
で冷却され、この決ｊａ器がボイラ給水あから低圧蒸気
３４全発生する。第２凝縮器おでは、液体硫黄２よび水
流謁は、凝縮されかつさらに低温ガス流３７が加工され
る。液体露貢及び水流、３６は、第２分離器あで奴体硫
黄苑３９および畝体水υＬｉＯへ分割される。

低温加工ガス流３７は、透光ガス流５１をもつ水素処理
器で水素化される。水素化ガス流４２は、さらに１人収
ユニットで加工され、このユニットではＨ２Ｓが流れ４
４へ選択的に吸収されかつ残部の不活性生成物流４５を
発生する。　Ｈ２Ｓ流・↓４は、予熱器４６で加熱てれ
、また加熱Ｈａｓ流が二次的硫黄転化のために燃焼炉７
へ入る。流れ２０／ｉ、酸性ガス流２４および４８へ分
割される。酸性ガス流４８は、予熱器４９で加熱され、
また加熱光間が燃焼炉７へ入る。

第４表は、このプロセスに対する２つの事例を要約する
。第４表の事例１は、極めて高い全硫黄回収（９９，８
％）が極めて小さい後端流量および再循環ＨａＢ流で達
成されることを示している。これは、このプロセスを通
じて硫黄と共に水を凝縮させる本発明によシ教示される
高圧で操作することによってしか可能でない。第４表の
事例２は、増加される全硫黄回収（９９，９％）が、操
作圧力全増加するとき、減少される後端流量および減少
されるｌ１２８にで達成されることを示しているっ第　
　　４　　　表 硫化水素再循環法 基礎：供給−８＝１００ボンＰモル１時（９２チ）全供
給＝１０８．２ポンドモル／時 温度・Ｆ　　　　　　　　　２３８５．９　２７７６．
６露点、Ｆ　　　　　　　　　　　　　　　２６８．６
　　３００．２１１７ｉ：東弔松イヒ頑旨、　　％　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９
３．５　　　　　　　　９５．０飯輻さ九る水、ポンド
モル／時　　　　８８．５　　　　９６．１酸紫要求、
ボンドモル／時 （ポンドモルＨ２Ｓ供ｉｍ）　　　　　　　　０．５１
　　　　ｏ、ｓ。

炉に入る金泥、８０１ｍ５８１．９　　３９８．３ポン
ドモルフ時　　　　３９１．２　　　３０８．２恢端流
童、ａＣｆｍ　　　　　　　　　　　４０．３　　　１
３．０ポンドモル／時　　　　　　２５，６　　　１６
．５出口温度、Ｆ　　　　　　　　　　　　　　７４８
．８　　　８２３．１露点、Ｆ　　　　　　　　　　　
　　　　５０６．８　　６７４．３硫黄転化率、％　　
　　　　　　　　　　９７．８　　　９８．６凌縮され
る水、ポンドモル／時　　　　　９５，１　　　９９．
７人ロガス流童、ａｃｆｍ　　　　　　　　　　５４，
４　　　１７．６水素化器 入ロ一度、７　　　　　　　　　　　　　５００　　　
　５００出口温度・Ｆ　　　　　　　　　　　　１１１
６．９　　１２７４．８露点、Ｆ　　　　　　　　　　
　２６０．４　　２７６．７水素流量、ボンドモル／時
　　　　　　　９．３　　　　６．８生成されるＨ、Ｓ
、ボンＰモル／時　　　　２．２　　　　１．４人ロガ
ス先量、ａｃｆｍ　　　　　　　　　　　５２．９　　
　　１７．２第　４　表（続き） 硫黄除去、チ　　　　　　　　　　　　　９９．８　　
　９９．９排出ガス流２．ポンドモル／＃Ｐ　　　　　
２０．５　　　　１２．９併出ガスの詑黄、％　　　　
　　　　　　０．８　　　　０．８Ｈ２Ｓ再儂環流賃、
ポンドモル／時　　　　２．０　　　　１．３第８図は
、第７図に示されるプロセスの改変を示し、このプロセ
スでは再、４器５、転化器Ｎ、凝縮器あ、および分離器
部が除去され、その結果コストを節約している。この無
触媒クラウス法は、再循環光射のＨ２Ｓ含量を増加する
結果となっている。

（発明の効果） 以上の通シ本発明によれば、間圧クラウス法の１１’ｒ
種は、硫黄融点以上（〉約１２１℃又は２４８　Ｆ　）
で液体硫黄と共に凝縮水から成るプロセスに対する改良
によってＨ２Ｓ含有ガスからの高い硫黄回収に対して提
案される。このプロセス段階は、前端クラウス炉区間へ
合体させるのが好ましい。大部分の覚黄が第１分離器で
回収てれる。大部分の頭上ガスは、炉へ再循環されるの
が好ましい。硫黄様を含む如何なるガスパージ流も１つ
あるいはそれ以上の公知プロセス段階によって後端区間
で処理してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による同時硫黄および水凝縮を行なう
改良高圧触媒クラウス三段法硫黄回収法の概略図、第２
図は、同時硫黄および水倹縮ならびに酸性ガス再循環を
行ない酸素基礎にされる第１図の方法の概略図、第３図
は、同時硫黄および水縦縮ならびに液体水注入を行ない
酸素基礎にされる第１図の方法の概略図、第４図は、同
時硫黄および水凝縮ならびに液体硫黄再循環を行ない酸
素基礎にされる第１図の方法の概略図、第５図は、同時
硫黄および水凝縮ならびにｓｏ２再循環を行なう改良高
圧酸素基礎無触媒クラウス硫黄回収法の概略図、第６図
は、同時硫黄および水凝縮ならびにｓｏｎ共生酸生成な
う改良高圧酸素基礎無触媒クラウス硫黄回収法の概略図
、第７図は、同時硫黄および水縦縮ならびに濃厚Ｈ，Ｓ
再循環を行なう改良高圧酸素基礎触媒りラウス一段法硫
黄回収法の概略図、第８図は、同時硫黄および水縦縮な
らびに濃厚Ｈ２Ｓ再循環を行なう改良高圧酸素基礎無触
媒クラウス硫黄回収法を示す図、第９図は、従来の触媒
クラウス三段法の硫黄回収法の概略図である。 １・・パ空気、２・・・酸性ガス供給、３・・・燃焼炉
、４・・・炉廃熱ボイラ、５・・・高圧蒸気、６・・・
ボイラ給水、８・・・廃熱ボイラ、９・・・高圧ガス、
１２、あ、招、６８・・・凝縮器、加、４０、ω１再熱
器、ｎ１４２．６２・・・転化器、１７．３２．５２．
７２・・・分離器、１９、あ、潟、７４・・・水、１８
、お、＆、７３・・・硫黄、１３、四、４９．６９・・
・低圧蒸気、７５・・・テールガス 特許出願人　　エアー、プロダクン、アンド、ケミカル
ス。 インコーボレーテツド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、硫化水素含有ガスから原素硫黄を回収する方法にお
   いて、水蒸気、硫黄蒸気、および他の酸性ガス成分から
   成るガス流を生成し、生成ガス流を、複合液体水および
   硫黄流とほぼ無水の残りの加工ガス流とへいづれも硫黄
   融点以上の温度で分割し、あとで複合液体水および硫黄
   流を、生成物液体水および生成物液体硫黄へ分離する、
   方法。 ２、上記ガス流のかなりの部分の水蒸気を凝縮させるた
   め十分高い圧力で行なわれる特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ３、圧力が５０ｐｅｉａより大きくなる特許請求の範囲
   第２項記載の方法。 ４、圧力が１６０ｐｅｉａより大きくなる特許請求の範
   囲第２項記載の方法。 ５、ガス流が硫化水素および二酸化硫黄を供給するよう
   酸素含有ガスと共に炉で硫化水素含有ガスを燃焼し、次
   いで水蒸気および硫黄蒸気から成るガス流を生成するよ
   う硫化水素および二酸化硫黄を反応させて生成されてお
   り、またガス流を冷却してから二次加工する特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ６、上記ガス流のかなりの部分の水蒸気を凝縮させるよ
   うに十分高い温度で行なわれる特許請求の範囲第５項記
   載の方法。 ７、圧力が５０ｐｓｉａより大きくなる特許請求の範囲
   第６項記載の方法。 ８、圧力が１６０ｐｓｉａより大きくなる特許請求の範
   囲第６項記載の方法。 ９、酸素が空気によつて供給される特許請求の範囲第５
   項記載の方法。 １０、酸素が酸素含量２１％以上をもつ酸素濃厚空気に
   よつて供給される特許請求の範囲第５項記載の方法。 １１、酸素が純粋酸素によつて供給される特許請求の範
   囲第５項に記載の方法。 １２、加工ガス流の部分が炉に対する再循環流へ分割さ
   れる特許請求の範囲第５項記載の方法。 １３、ガス流が水蒸気および硫黄蒸気より成るガス流を
   生成させるよう反応器の触媒床上で硫化水素を含有する
   ガスを反応させることによつて生成され、またこのガス
   流を冷却してから二次加工する特許請求の第１項記載の
   方法。 １４、上記ガス流のかなりの部分の水蒸気を凝縮させる
   ように十分高い圧力で行なわれる特許請求の範囲第１３
   項に記載の方法。 １５、圧力が５０ｐｓｉａより大きくなる特許請求の範
   囲第１４項記載の方法。 １６、圧力が１６０ｐｓｉａより大きくなる特許請求の
   範囲第１４項記載の方法。 １７、酸素が空気によつて供給される特許請求の範囲第
   １３項記載の方法。 １８、酸素が酸素含量２１％以上をもつ酸素濃厚空気に
   よつて供給される特許請求の範囲第１３項記載の方法。 １９、酸素が純粋酸素によつて供給される特許請求の範
   囲第１３項記載の方法。 ２０、ガス流が硫化水素および二酸化硫黄を供給するよ
   う酸素含有ガスと共に触媒酸化器によつて硫化水素を含
   有するガスを触媒性反応させ、次いで適当な温度および
   圧力下水および硫黄を生成するよう硫化水素および二酸
   化硫黄を触媒反応させて生成され、従つて一部分の硫黄
   が中で凝縮されかつ液体硫黄生成物流として触媒床から
   除去されまた水が水蒸気としてしか存在せず、上記水蒸
   気が、気相の残り硫黄を添加されて、水蒸気および硫黄
   蒸気から成るガス流を生成させるようにし、ガス流を冷
   却してから二次加工する特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ２１、上記ガス流のかなりの部分の水蒸気を凝縮するた
   め十分高い圧力で行なわれる特許請求の範囲第２０項に
   記載の方法。 ２２、圧力が５０ｐｓｉａより大きくなる特許請求の範
   囲第２１項記載の方法。 ２３、圧力が１６０ｐｓｉａより大きくなる特許請求の
   範囲第２１項記載の方法。 ２４、酸素が空気によつて供給される特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ２５、酸素が酸素含量２１％以上をもつ酸素濃厚空気に
   よつて供給される特許請求の範囲第２０項記載の方法。 ２６、酸素が純粋酸素によつて供給される特許請求の範
   囲第２０項記載の方法。 ２７、一部分の冷却ガス流が触媒酸化器に対する再循環
   流へ分割される特許請求の範囲第２０項記載の方法。 ２８、硫化水素を含むガスから原素硫黄を回収する方法
   において、 （ａ）硫化水素および二酸化硫黄を供給するための酸素
   含有ガスと共に炉で上記ガスを燃焼し、次いで水蒸気、
   硫黄蒸気、他の酸性ガス成分から成るガス流を生成する
   ため硫化水素および二酸化硫黄を反応し； （ｂ）廃熱ボイラでガス流を冷却し； （ｃ）複合液体硫黄および水流およびほぼ無水の第１残
   りの加工ガス流へいづれも硫黄融点以上の温度で分割す
   るため冷却ガス流を部分的に凝縮し； （ｄ）生成物液体水流および生成物液体硫黄流へ複合液
   体水および硫黄流を分離し； （ｅ）燃焼炉に対する再循環流および第２残り加工ガス
   流へ第１残り加工ガス流を分割し；（ｆ）二酸化硫黄へ
   残り硫黄を転化するため第２残り加工ガスを焼却し； （ｇ）廃熱ボイラで二酸化硫黄を含む焼却ガス流を冷却
   し； （ｈ）冷却ガス流を脱水し； （ｉ）脱水ガス流を液化し；および （ｊ）燃焼炉に対し液化流を再循環する、 方法。 ２９、上記ガス流のかなりの部分の水蒸気を凝縮するた
   め十分高い圧力で行なわれる特許請求の範囲第２８項記
   載の方法。 ３０、圧力が５０ｐｓｉａより大きくなる特許請求の範
   囲第２９項記載の方法。 ３１、圧力が１６０ｐｓｉａより大きくなる特許請求の
   範囲第２９項記載の方法。 ３２、酸素が空気によつて供給される特許請求の範囲第
   ２８項記載の方法。 ３３、酸素が酸素含量２１％以上をもつ酸素濃厚空気に
   よつて供給される特許請求の範囲第２８項記載の方法。 ３４、酸素が純粋酸素によつて供給される特許請求の範
   囲第２８項記載の方法。 ３５、水蒸気、硫黄蒸気、および他の酸性ガス成分から
   成るガス流を生成する硫化水素を含むガスから原素硫黄
   を回収する装置において、複合液体水および硫黄流およ
   びほぼ無水の残りの加工ガス流へいづれも硫黄融点以上
   の温度でガス流を分割する手段、および生成物液体水流
   および生成物液体硫黄流へ複合液体水および硫黄流を分
   離する手段を含む装置。 ３６、硫化水素および二酸化硫黄を供給するため酸素含
   有ガスで硫化水素含有ガスを燃焼し、次いで水蒸気、硫
   黄蒸気、および他の酸性ガス成分を生成するため硫化水
   素および二酸化硫黄を反応させる炉、および炉の流出ガ
   ス流を冷却する廃熱ボイラを含む特許請求の範囲第３５
   項記載の装置。 ３７、硫化水素および二酸化硫黄を供給するため酸素含
   有ガスと硫化水素含有ガスとを反応し、次いで水蒸気、
   硫黄蒸気、および他の酸性ガス成分から成るガス流を生
   成するため硫化水素と二酸化硫黄とを反応させる触媒反
   応器、および触媒反応器流出ガス流を冷却する廃熱ボイ
   ラを含む特許請求の範囲第３５項記載の装置。 ３８、硫化水素および二酸化硫黄を供給するため酸素含
   有ガスと硫化水素含有ガスとを反応し、次いで水蒸気、
   硫黄蒸気、および他の酸性ガス成分から成るガス流を生
   成するため硫化水素と二酸化硫黄とを反応させる触媒酸
   化器；および触媒酸化器流出ガス流を冷却する廃熱ボイ
   ラを含む特許請求の範囲第３５項記載の装置。 ３９、硫化水素を含有するガンから原素硫黄を回収する
   装置において、 （ａ）硫化水素および二酸化硫黄を供給するため酸素含
   有ガスで上記ガスを燃焼し、次に水蒸気、硫黄蒸気、お
   よび他の酸性ガス成分から成るガス流を生成するため硫
   化水素と二酸化硫黄とを反応させる炉； （ｂ）ガス流を冷却する廃熱ボイラ； （ｃ）複合液体水および硫黄流とほぼ無水の第１残り加
   工ガス流とへいづれも硫黄融点以上の温度で冷却済ガス
   流を分割する凝縮器； （ｄ）生成物液体水流および生成物液体硫黄流へ複合液
   体水および硫黄流を分離する手段；（ｅ）炉に対する再
   循環流および第２残り加工ガス流へ第１残り加工ガス流
   を大体において分割する手段； （ｆ）二酸化硫黄に対し第２残り加工ガス流の残り硫黄
   を転化する焼却器； （ｇ）焼却器を出るガス流を冷却する廃熱ボイラ； （ｈ）冷却蒸気を脱水させる多数の分離器；（ｉ）脱水
   ガス流を液化させる手段； （ｊ）燃焼炉に対し液化流を再循環させる手段；から成
   る装置。