KR890003655B1 - 농축 산소 클라우스 시스템에서 황회수 방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

농축 산소 클라우스 시스템에서 황회수 방법
제1도는 본 발명을 사용하는 클라우스 장치의 농축 산소 및 황 주입실의 개략도이다.
제2도는 또다른 형태로 제1도의 폐열 보일러 및 연소 반응기를 보이고 있는 본 발명의 다른 예를 도시한 부분 단면도이다.
제3도는 제2도의 예와 다른 것을 도시한 것이다.
본 발명은 황화수소를 함유하고 있는 가스유분에서 황을 회수하며 특히 클라우스(claus)황 공정에서 농축산소를 사용하여 황 회수 능력을 향상시키며, 클라우스 반응 대역으로 온도 연화제 또는 반응 배출기류 냉각제로서 황을 유입시킴으로서 온도를 완화시키는 개량된 방법에 관한 것이다. 황화 수소 함유가스로부터 황을 회수하는 것은 다음과 같은 논문에서 개시된 공지의 기술이다. 즉 B.Gene Goar이 1977년 Gas Conditioning Conference Report에서 발표한 "Fundamentals of Sulfur Recovered by the Claus Process"에서 잘 나타나 있다.
the Canadian Gas Journal, Gas Processing/Canada, 1970년 7-8월 p38, 1970년 9-10월 p32, 1971년 1-2월 p12 및 1971년 7-8월 p16에서 R.S.Lees 및 J.T.Ryan이 "Computer Design and Simul ation of Sulfur Plants"라는 제목으로 4개의 논문을 발표하였는데 여기서는 연소반응 및 폐열 보일러에서 냉각시 일어나는 역반응에 중점을 두면서 전형적인 클라우스 공정의 속도식을 기술하였다.
클라우스 황회수 조작에 있어서 농축산소가 이러한 공정에서 처리되는 황화수소의용량을 증가시킨다는 것은 19781년도 Gas Conditioning Conference Report에 실린 M.R.Gray 및 W.Y.Svrcek의 논문인 "Oxygen Use in Claus Sulfur Plants에도 역시 기술되었다.
좀더 자세히 말하면 클라우스 황 공정에서 연소기의 버너에 공기 원료에 산소를 첨가함으로써 이산화황으로 연소되는 황화수소양을 증가시키며 후속의 접촉전화에서 이는 액상의 황으로 전화된다.
농축 산소로 성취될 수 있는 최대 용량 증가는 다음과 같은 것에 의해 좌우된다. 즉 공정내 압력강하, 연소기 및 여러 촉매대역의 공간속도와 온도, 특히 클라우스 장치의 연소기에 사용되는 내화 물질에 따라 좌우 된다.
Linde of Union Carbide에 의해 농축산소 클라우스 장치이라는 제목하에 1983년 공보에서 언급하기를, 클라우스공정의 폐열 보일러 또는 연소기에서 온도 한계가 존재한다고 하였다.
미합중국 특허 3,822,341에서는 농축 산소를 이용하는 클라우스 장치를 기술하고 있다. 산소 원료는 라인(96)에서의 산소유분이 Co1.5에서 인용된 대로 (도면에서는 라인 65-68을 말함) 폐열 보일러(8)의 연소 대역으로 가는 라인(R)의 산소와 같이 순환되기 전에 처음에는 반응기 (92)에서의 사이드 유분에서 잔류 SO2를 제거하기 위해 사용되었다.
이러한 유분중 산소성분은 발열 반응로 완전히 소모되기 때문에 이 유분은 연소기의 화염 온도를 위한 완화제로서 이용될 수 없다. 상기 Goar의 논문에서 기술된 것에 의할것 같으면 클라우스 황장치는 전형적으로 폐열 보일러 다음의 단열 반응 연소기를 가지고 있다.
농축 산소 조작으로 과잉의 온도 문제는 단열 반응 연소기에서 발생한다. 미합중국 특허 3,822,341는 이러한 문제점이 있다는 사실을 무시하였다. 미합중국 특허, 4,153,674에서는 클라우스 장치 및 테일(tail)가스 정화 장치를 기술하였는데 여기서 라인(20)에서의 가스유분은 테일가스 시스템으로부터 제거되고 클라우스 장치(7)의 전단부 말단으로 순환 시킨다. 이 특허는 농축 산소 또는 순환 유분에 의한 화염 온도완화를 고려하지 않았다. 또한, 테일 가스를 반응시켜 모든 황을 황화수소로 전환시키며, 이는 흡착되고 제거되어 클라우스 공정으로 되돌려 보내진다. 미합중국 특허, 4,279,882에서는 전형적인 클라우스 장치로서의 연소 반응기보다 단지 일련의 촉매 반응층을 사용하는 황회수 공정을 기술하고 있다. 순환 유분을 완화시키는 온도를 설명하고 있고, 여기서 유분(26)은 촉매 반응 대역에서의 온도를 조절하기 위하여 원료 유분에 되돌려 보내진다. 이 공정은 단지 희석 황화수소 원료 가스에 적용하는데 경제적일 뿐이다. 또한 이는 고온에서 작동하는 순환 브로우어(blower)를 필요로 한다.
또한 희석 원료 가스 유분을 클라우스 장치에서 처리할 경우 클라우스 장치로부터 클라우스 장치의 연소기에 액상의 황 생성물을 순환시킨다는 것은 주지의 사실이다. H.Grekel, J.W.Palm 및 J.W.Kilmer는 The Oil and Gas 장치의 1968년 10월 28일자에 페이지 88의 논문에서 제1도와 같은 개략도를 기술하였는데 이는 황화수소가 2-15%인 원료를 처리하는 것이다.
15부피% 이하는 클라우스 연소 반응 화염 온도가 안정한 작동하는데에는 너무 낮다. Grekel등은 클라우스장치 생성물인 황중1/3을 연소시켜 부가적인 이산화황을 제공하며 이 연소는 공기와 더불어 연소 반응기에서 일어난다. 약간의 원료도 연소반응기에 유입되어 연소온도를 완화시킨다. 그 결과 이산화 황은 접촉 반응 대역에 들어가는 상당량의 희석 원료의 전화에 사용된다. 이러한 접근 방법은 희박한 황화수소 원료의 적용에 한정된다. 여기서 산소 사용은 포함되지 않는다.
B.M.Gamson 및 R.H.Elkins 는 Chemical Engineering Process, Vol. 49, No. 4, 페이지 203(1953)에서 "Sulfur From Hydrogen Sulfide"라는 논문에서 클라우스 공정을 기술하였다.
여기서 제18도에서 클라우스 장치에서 소량의 액상 황을 순환시키는 것이 기술되어 있는바, 여기서 황은 황연소기로 되돌려져서 공기를 사용하여 이산화황을 제조한다.
황화수소 및 이산화황이 액상의황으로 접촉 전화되기에 앞서 희박한 황화 수소 유분과 혼합되고 또한 이에앞서 이산화황은 냉각된다. 그리고 여기서는 황을 다시 순환시키고 이를 연소시켜 이산화황을 제조하여 희박한 산성 개스 원료 유분을 처리하나 과잉 과열 온도를 피할 수 없다. 여기서는 이러한 순환과 농축산소를 사용한다고는 기술하고 있지 않다. 미합중국 특허, 4,302,434에서는 황화수소원료로부터 수소 및 황을 제조하기 위한 공정을 개설하고 있으며 여기서 황화수소원료는 산화가스와 연소된다기 보다는 고온에서 대부분 분해된다. 최소한 어느정도의 황화수소는 분해와 더불어 연소될 수 있다. 수소 및 황으로 구성된 황화수소는 분해되어 폐열 보일러로 815.6℃ 이하로 간접 열교환시켜 냉각시켜서 분해성분율이 재결합되어 황화수소로 되는것을 방지한다.
액상의 황을 응축 및 제거한후 잔류 황화합물은 용제추출을 하기위해 황화수소로 재수소화시켜 최종 수소가 풍부한 생성물을 제공한다.
실질적으로 어떠한 이산화황도 이 공정에서 생성되지 않으며 효율적인 전화를 위해 H2S : SO2가 2 : 1인 것을 요하는 비촉매 클라우스 전화단계가 포함된다.
미합중국 특허 4,481,181에서 황화수소에서 수소를 제조하는 것에 대해서 기술하고 있으며 여기서 황화수소는 산소화와 함께 연소되어 황화수소와 화학약론적인 양보다 적은 산소와 부분산화시켜, 이 부분산화된 생성물은 순환가스 유분으로 급냉시켜서 수소 및 황의 재결합을 방지한다.
원료 황화수소는 실질적으로 최대온도(1150°K)까지 예열시켜서 실질적인 흡열반응에 필요한 고온(1400°K)를 얻으며 황화수소는 수소 및 황기체로 평형상태로 분해되며 반면 이렇게 하여 흡열 분해 반응에 필요한 열을 얻기위해서 제조된 수소의 일부분을 연소시키는데 필요한 유입산소를 최소화 시킨다.
여기 실시예에서 설명한 대로 이들 조건하에서 평형상태하에서 전반적인 반응은 다음과 같다.
83H2S+6O2────────51H2S+20 H2+16 S2+12 H2O
이러한 조건에서 실질적으로 어떠한 이산화황도 생성되지 않으며 배출가스는 전형적인 접촉 클라우스 전화공정 단계에서 황으로 효율적으로 전화시키는데 요하는 H2S : SO2의 몰비가 2 :1이 되지도 않는다.
수소는 급냉을 실시하기 위한 순환 유분을 제거후에 급냉 배출가스로부터 회수한다.
본 발명은 선행기술의 단점을 클라우스 장치의 생산고를 농축산소로 증가시켜서 극복하고자 하며 이 경우 화염 온도 한계로 인한 선행 기술에서 고려되야 하는 농축산소의 정도 문제를 극복하자는 것이다.
부가해서 본 발명은 계를 통해서 비활성가스의 잔유가스를 감소시킴으로써 클라우스 장치의 반응을 통해서 반응 성분의 양호한 생산고를 제공한다.
이는 원소 황 또는 순환 원소황을 전체 클라우스 장치에서 생성된 황에서 클라우스 장치의 반응 연소기에 주입함으로써 성취된다.
황을 주입함으로써 물과같은 다른 유입물이 증가됨에 따른 클라우스 장치내의 압력강화의 증가를 감소시킨다.
우선 본 발명에 대해 간략하게 언급하면 다음과 같다.
본 발명은 황화수소가 풍부한 원료유분에서 황을 회수하는 공정에 고나한 것으로 가스유분은 클라우스반응 연소대역에서 농축산소와 부분연소되며 연소 배출 가스는 냉각되어 첫번째 응축대역에서 응축 및 황을 분리시키고 잔류 배출 유분은 통상 최소한 하나의 재가열단계를 통과시키고 접촉클라우스 반응 대역에서 전화시키고 부수응축장치로 냉각시켜 황을 분리시키며 여기서 개량된 구성은 원소황을 반응연소대역에 주입시켜 반응연소기의 온도를 완화시키거나 반응 생성물을 동결시키기위해서 반응연소 배출가스를 급냉시키는 것으로 되어있다. 통상 공정은 3가지 즉 재가열, 전화 및 냉각단계를 사용하고 첫번째 응축대역 다음에 분리 단계가 있다.
연소반응중 농축산소는 32-100몰%가 양호하며 특히 40-75몰%가 최적이다. 순환황의 주입은 반응연소기 버너에 유입되는 농축산소의 단위 몰당 황(S2로서)이 0.8-1.3몰%가 된다.
반응 연소 대역의 온도는 1315.6°-1537.8℃로 유지되는 것이 좋다. 본 발명을 다른 과점으로 보면 본 발명은, 경우에 따라서는 수소생성물을 회수하지 않고서, 농축산소 클라우스연소와 클라우스 접촉 전화를 결합하여 60% 또는 그이상의 황화수소를 가진 원료 유분에서 황을 회수하는 공정에 관한 것이며 이는 연소 대역에서 농축산소와 황화수소원료를 연소시키는 단계로 구성되있고 황화수소 대 산소의 부피비는 1.9 : 1-2.9 : 1의 범위이고 연소대역의 온도는 982.2℃-1482.2℃범위이며 생성물은 황화수소 대 이산화황의 비가 1.95 : 1-2.05 : 1인 연소배출가스이며 그다음 이를 급속하게 급냉시켜서 537.8-926.7℃로 냉각시켜 황화수소가 재형성되는 것을 방지하고, 폐열보일러 입구에서 액상의 황을 상기 배출가스에 주입시켜서 상기 배출가스의 황화수소 대 이산화황의 비를 유지시키며, 연소배출가스와 냉각액체를 간접적으로 열교환시킴으로서 폐열보일러 내에서의 연소 배출가스의 온도를 더 낮추며, 연소 배출가스를 냉각 액체에 대해서 황의 응축온도로 좀더 냉각시킴으로서 첫번째 응축대역에서 연소 배출가스로부터 액상의 황을 응축시키고 액상의 황을 회수하고, 남은 연소 배출가스는 최소한 하나의 가온 단계를 거쳐 접촉 클라우스 반응 대역에서 전화시키고 부수 응축 장치로 냉각시키며 황을 회수하고 나머지 잔류 연소가스는 테일가스 정화 장치에서 처리하여 황화수소양이 환경허용치인 2부피% 미만인 방출가스를 제공한다. 황화수소 대 산소비는 약 2.5 : 1이 양호하나 만약 원료가스가 탄화수소를 함유하면 좀더 감소될 것이다. 황화수소 대 이산화황비가 2인것이 가장 좋다. 연소대역온도는 약 1315.6℃가 좋으며 연소 대역 배출가스는 약 760℃로 급냉되는 것이좋다. 연소배출가스에 첨가되는 급냉액상황은 배출가스 1몰당 약 17몰이 좋으며, 액상의 냉각 황유분을 연소대역의 연소배출가스하부 유분에 첨가하고 즉각적으로 전체 공정중 폐열 보이러의 상부유분에 가하는 것이 좋다. 주입 액상의 황은 액체 형태인 것이 가장좋고 그 대안으로 분산된 황을 동반기체에서스펜션된 안개형태의 고체황일수도 있다.
본 발명을 좀더 자세하게 설명을 하면, 콜라우스 황회수 시스템은 천연가스 정제 및 석유정류장치에서 생성된 산성가스유분에서 황을 회수하는데 광범위하게 이용되고 있으며 특히 아민스위트닝 공정부터 황을 회수하는데 사용되고 있다. 정류하는데 있어서 황화수소는 천연석유에 존재하며 이는 탄화수소 탈황배기가스 및 유통상의 접촉 분해 장치 배기가스에함유되어있다 더러는 아민 장치에서 생성된 가스유분에 상당량의 황화수소가 있으며 특히 석유정제된것에 다량포함되어 있으며 통상이는 80-90몰%의 황화수소가 함유되어 있다.
많은 정류장치에 있어 황화합물이 보다 더많이 함유하고 있는 중질류를 처리하기 때문에 대부분 클라우스 장치가 설치되어 있다. 정제될수 있는 스위트 탄화수소 및 천연석유를 가진 알려진 보유고가 점차 감소함에 따라 기존의 고황함량의 슈어 석유(sour oil)을 처리하는 것은 점차 매력을 잃어가고 있다.
탄화수소를 함유하는 이러한 고함유황을 정제하고자 하는 경향은 미래에 점차 증가될 것이고 기존의 클라우스 장치는 용량에 있어 한계가 있을 것이다. 따라서 클라우스 장치의 재질등의 온도한계를 보유하면서 황을 제조하는 용량을 증가시키는 방법이 필요하다. 그런데 클라우스 황회수장치의 원료공급속도가 증가함에따라 몇가지 문제가 야기된다. 공급속도가 증가함에 따라 장치내 압력 강하 및 테일가스 정제 장치가 증가되며, 배기 압력이 증가됨으로써 황화수소를 공급하는 장치 및 공기를 공급하는 공기브로어로서 가능하지 못한 압력이 필요하게 된다. 공급속도가 증가함에 따라 연소 반응기 및 접촉 반응기의 공간속도가 증가된다. 이 공간속도의 증가는 황의 전화를 감소시키고 테일가스 정체장치에서의 방출가스를 증가시키게 된다.
이 테일가스 정제장치에서의 흐름속도가 증가됨에 따라 압력강하를 증가시키게 되고 더욱 테일가스 황회수를 낮추게 되어 환경 허용치를 넘는 황이 방출하게 된다.
몇몇 클라우스 장치에서의 배기압력은 독성의 황화수소를 방출할 우려가 있다.
비록 고압의 황배출 가스켓과 장비를 용량에 맞추어 제작하여도 황의 전화가 감소되고 황방출이 증가되는 문제가 요즈음 클라우스 장치 조작에서 여전히 존재하고 있다.
현존하는 클라우스 장치의 용량을 증가시키는데 사용하는 하나의 방법으로 클라우스 장치의 연소기에 21몰%산소(공기에 대해서)에서 70-90몰% 산소 또는 100몰% 산소와 같은 그 이상의 몰%까지 농축시킨것을 사용하는 것이다. 공기 유분중 산소 함량을 증가시킴으로서 효율적으로 클라우스 장치내를 통과하는 질소 즉 불활성 가스를 감소시킴으로서 황의 생산고를 증가시키게 된다.
통상 80-90몰%의 황화수소를 갖는 클라우스 장치 용량은 이 농축 산소를 사용함으로써 10-15%가 증가될 수 있다.
이러한 산소를 좀더 사용함으로써 연소기의 내화벽의 화염온도 한계가 초과될수 있다.
산성가스가 90몰%의 황화수소를 함유하고 있고 클라우스장치가 황화수소의 단지1/3만(화학양론적인 공기요구량중 1/3)을 연소시키고 연소기에 공기(21몰% 산소)를 주입시킬 경우 이론적인 단열 화염 온도는 약 1315.6℃일 것이고 연소반응기의 출구의 온도는 약 1204.4℃일 것이다.
Goar 논문에서 기술한 대로 연소시에서의 클라우스 반응은 흡열반응이고 이는 연소 생성물을 냉각시킨다. 공기 유분이 40몰% 산소까지 농축되면 이론적인 단열 화염온도는 1648.9℃까지 증가한다.
70몰% 산소까지 증가되면 이론적인 단열불꽃 온도는 1843.3℃까지 증가한다.
그러나 가장 좋은 클라우스 장치 연소기에 설치된 내화 벽돌 및 내화 물질은 이들이 알루미나 함량이 85-90중량% 또는 그 이상일 경우 최대 연속 조작 온도는 단지 1482.2℃-1537.8℃일 경우 양호하다. 실질적으로 내화 물질이 손상되는 것을 방지하도록 한계온도 이하로 유지되도록 신중하게 조작해야 한다.
따라서 공기 유분중 30-32몰%의 한계농축 산소가 사용될수 있고 최대 1537.8℃이하의 온도로 유지시키는 상기 계산으로부터 유추해낼수 있을 것이다.
공기유분중 21에서 32몰%까지 산소함량을 증가시켜 질소함량을 다소줄임으로써 줄잡아 클라우스장치 용량을 줄잡아 약 12-15%를 증가시킨다. 그러나 본 발명은 농축산소를 2몰% 이상까지 증가시켜서 양호하기로는 126.6°-143.3℃로 액상의 황을 클라우스 장치에서의 황으로부터 반응 연소 대역 주입시켜서 현존 클라우스 황회수장치 또는 신규 황회수장치의 용량을 증가시키는데 이 액상의 황은 주입시키는 것은 농축산소 화염 온도를 완화시키거나 평형 상태를 달성시키거나 그 대안으로 반응 연소 대역의 부가적 유분으로 반응연소배출가스를 급냉시킨다.
실질적으로 황의 주입속도는 반응연소 온도는 1315.6℃-1537.8℃로 조절하도록 희석 및 냉각을 제공하기 위하여 설정된다.
한예로, 액상의 황은 반응 연소가 버너에 각기 독립적으로 첨가된다. 이러한 기법을 사용함으로써 90몰% 황화수소함유 산성가스원료를 처리할 경우 공기 유분을 70몰% 산소로 농축시킴으로써 황화수소 원료 및 황회수 용량을 50-100%까지 증가시킬수 있다.
액상의 황을 분무 또는 잘분산시켜서 주입함으로써, 상당한 생산고 증가를 위해서 필요한 고도 농축 산소를 접촉시의 화염 온도는 상대적으로 냉각 주입황에 의해서 완화될 것이다.
액상의 황을 주입함으로써 완화 효과를 가져오는데, 이는 액상의 황의 기화 및 가열 그리고 반응연소대역에서 일어나는 기체의 고분자 분해 반응이 열을 흡수하기 때문이다.
언뜻보면 황 그 자체 산소와 반응하여 고온의 화염온도로 연소되기 때문에 액상의 황은 화염온도를 완화시키는데 사용되지 않는것 같이 보인다.
클라우스 공정에서 황화수소 원료에서 탄화수소를 연소시키는데 필요한 산소 및 반응연소기 화염 조건에서 수소와 황으로 분해하는 소량의 황화수소 원료에 대해서 고려한후 소요되는 산소 소요량은 전체적인 화학양론적 요구량이 선정된다.
H2S+1/2 O2────── H2O+S1
따라서 주입된 산소가 황을 연소시키는 정도에 따라서 좀더 적은 황화수소를 연소시킨다.
황화수소 또는 황을 연소시키는 경우 반응열 및 과잉 반응물의 열용량을 고려할 경우 화염 온도는 황화수소 또는 황이 한정된 산소로 연소되든간에 거의 같을것이다.
또한 열역학적 평형 상태는 반응연소기의 출구에서 거의 도달하며 이는 단지 유입속도, 조성 및 온도에만 좌우되고 반응경로에는 무관하다.
따라서 반응 연소기 출구온도 및 조성은 산소가 황화수소 또는 황을 연소시키던간에 같다.
비록 클라우스 장치의 하부 부위에서의 액상의 황은 반응 연소 대역에서 황 완화제 또는 평형 급제냉에 대해서 가장 양호한 원료이지만 황의 다른 형태 또는 원료도 유사한 방법으로 이용될수 있다. 따라서 클라우스 장치의 개개의 응축 단계의 황이 중앙수집통보다 더 사용될수 있었다.
또다른 대안으로 고체의 분산 황을 동반기체로 산성가스원료에서 반응연소기로 보내고 완화제 또는 희석제로서 주입된다. 이러한 미세하게 분산된 고체황은 액상의 황에 대해서 열흡착 능력을 증가시킨다. 물론 액상의 황에 관하여, 반응 연소기에 그러한 황을 부가하는 것을 반응연소기에서의 연소를 위해 혼합되는 가스로 미세분산된 상태로 황을 도입하는 방법이 고려되었다.
비록 반응대역의 화염의 온도를 완화시키기 위해 황을 첨가하는 것이 버너 또는 그자체의 독립된 오리피스를 통해서 버너 화염에 집어 넣는것이 양호하지만 황을 반응 연소기의 버너에 주입하기전에 산성가스 원료유분에 부가하는것 역시 고려되었다.
또한 액상의 황을 공기, 산소 또는 농축 산소 공기 유분과 같이 버너에 도입되는 산화제 유분으로 도입시키는것 역시 가능하나 결과적인 화염성 혼합물의 조기점화는 고려되어야 할것이다.
또다른 대안으로 황을 반응대역의 화염아래로 그리고 폐열보일러의 위쪽으로 주입하는 가역적으로 생성된 물질들이 각기 분리된 상태로 동결되도록 상대적으로 낮은온도로 급냉시킨다.
농축 산소 및 액상의 황을 주입하는 것으로 클라우스 공정의 용량 또는 생산고를 예측하지 못할 정도로 상당한 향상을 가져왔다.
특히, 액상의 황은 농축산소의 형태로 반응 연소기에 첨가된 다른 희석 성분에 대한 아주 바람직한 대체물로서 공급된다.
왜냐하면 황은 반응연소기의 하부에 있는 첫번째 응축기에서 재빨리 제거되어 부분적으로 반응된 산성가스를 처리하는 하부장치에서의 생산량 한계가 생성되지 않도록 하기 때문이다.
액상의 황 주입 장치를 사용함으로써 현존하는 클라우스 장치계를 한정하는 용량에 개량을 가할수 있거나 또는 농축산소 및 액상의 황주입 장치로서 용량의 증가를 고려하면 좀더 적은 규모의 새로운 설비만이 필요하다.
비록 반응 연소기에 액상의 황을 첨가시키는 것은 클라우스공정에 용량 제한을 좀더 악화시키는 것처럼 보이지만 사실상 연소 반응기에 공기의 전량 또는 부분량을 제거함으로써 희석제로의 질소의 양을 상당량 줄일수 있음으로써 반응연소기 및 하부의 접촉 전화기에서의 상당한 용량의 융통성이 성취될수 있다.
액상의 황을 주입함으로써 야기되는 물질의 흐름속도의 증가는 하부의 접촉 전화기를 통한 향상된 생산고로 바란스를 맞추는것 이상이다.
이는 주입된 액상의 황이 반응연소기 하부의 첫번째 응축기에서 쉽게 제거되고 전반적인 클라우스 장치를 통해 통과하는 공정 유분중 일부분로 되지 않기 때문이다.
클라우스 공정은 다음의 연속적 반응 단계로 진행된다.
(1) H2S+3/2 O2──── H2O+SO2
이 반응에서는 황화수소 및 산소가 빠른 비가역적 발열 반응으로 물과 이산화황이 생성된다. 이산화황은 잔존 황화수소와 반응한 후 다음(2)의 반응이 일어난다.
(2) 2H2S+SO2───── 2H2O+(1+1/2)S2
여기서는 상대적으로 느린 가역 흡열 반응이며 황원소는 하나의 평형반응의 생성물이다.
따라서 반응 연소기에 황을 첨가하는 것은 전체 클라우스 공정 반응을 억제하는 것처럼 보인다.
이는 아래 표1에서 황전화를 억제하는 것으로 나타난 반응 연소기에서는 사실이다.
그러나 접촉 전화기에서의 여러 전화 및 반응 연소기 하부의 응축 장치에서 볼수 있는 바와같이 이들 연속적인 전화에서의 회수는 증가하고 대부분 최초 억제를 초과시킨다.
이는 반응 연소기에 주입된 완화 액상 황희석제가 황응축기로서 최초 응축기로부터 거의 전량제거되고 응축단계에서 하부의 접촉 전화에 영향을 미치지 않는다.
불활성 가스에서 공기로부터 질소 또는 물주입기로부터 수분이 적어짐에 따라 감소되기 때문에 접촉 조건하에서의 전화는 다른 클라우스공정에서 보다 상당히 증가된다.
이는 접촉 전화기의 조작 온도에서 형성된 황이 중합반응을 일으키고 반응에서 가스의 몰수가 실질적으로 감소하기 때문에 사실이다.
르샤트리에의 원리에 따라서 ; 부피가 감소하는 반응의 경우 평형전화는 반응 압력에 따라 증가한다. 일정한 전압에서 실질 반응 압력은 공기 조작 또 물조작에 비하여 불활성 가스 분압에서의 감소로 인하여 증가한다.
따라서 전제전화는 아래 표1에서 보는 바와같이 다소감소하는 것으로 보이나 온도는 낮아지고 용량한계는 좀더 자유스럽게 된다.
또한 질소유속이 작아짐으로써 테일가스 유속이 급격하게 감소하여 이는 테일가스 정화 장치에서의 회수를 증가시키게 된다. 표1에서 90% 황화수소유분이 반응 연소기와 3단계의 접촉 전화기 및 응축기를 통해서 처리하는 여러가지 형태의 클라우스 장치 조작을 비교해 놓았다.
이표에서 공기를 사용하는 기본 경우, 반응 연소기로부터 허용치인 출구 온도를 보여주고 있으나 최후 말미 유속과 같은 전체 생산고에 대한 용량 한계는 높다.
두번째 경우는 100% 농축산소를 사용하여 용량은 공기 경우에 비해 상당히 증가되었고 그 온도는 반응연소기에서의 내화 벽돌에 대한 주지의 한계를 초과하였다.
세번째 경우는 농축 산소와 물을 더불어 사용하여 온도를 완화시키고 용량을 다소 증가시키거나 최종 말미유속에서 언급한 바와같이 물 주입은 클라우스 흐름장치에서 최초 응축기의 물이 통과하는 배관에 손상을 끼친다.
마지막 경우는(본 발명)은 액상의 황주입과 더불어 농축산소를 사용하는 것이다. 이 경우 물을 주입하는 것과 마찬가지로 고농도 산소로부터 유사한 온도 완화를 제공함을 알수있으나 가장 큰 용량을 제공하며 이는 표1에서의 최후 말미 유속으로 확인된다. 순수한 황의 전화에 대한 평가는 여러가지로 설명할 수 있다.
특히 반응연소기로부터의 전화는 클라우스공정의 첫번째 단계이다. 첫번째 전화기에 대한 전화는, 모두 반응 연소기 및 첫번째 전화기이나, 두번째 전화기에 대한 전화는, 모두 반응연소기, 첫번째 전화기 및 두번째 전화기이다. 마지막으로 세번째 전화기에 대한 전화는, 모두 반응연소기, 앞의 두 전화기 및 세번째 전화기에서 순수한 황전화에 대한 수치는 이 공정의 전체 전화를 형성하고 있다.
이러한 수치상의 비교로서 본 발명의 농축된 산소를 사용 황주입 공정은 다른 방법에 비교할만한 전화를 하고 있음을 보여주는 반면 동시에 온도 완화와 상기와 같은 용량 증가를 보여주고 있음을 알수 있다.
이러한 전체 전화, 온도 완화, 용량증가들이 본 발명의 예기치 못한 결과를 제공한다.
일반적으로 전체 전화를 향상시키고, 용량도 증가시키고 온도를 완화시키려는 결과를 원할경우 클라우스 공정에 재차 생성물을 도입하는 것을 생각하지 못했다.
일반적으로 클라우스 공정에 황을 첨가하는 것을 클라우스 공정 평형 상대를 저해해서 균형있는 전체 반응이 일어나지 않는다고 생각하였다.
그러나 이는 본 발명에 있어서는 그러하지 않고 황을 주입함으로써 모든 바람직한 성질을 제공하였고 반응연소기 및 하나 또는 그 이상의 연속적인 접촉 전화 공정으로 구성된 클라우스 공정에서 전반적인 황전화를 크게 억제하지 않는다.
[표1]
Figure kpo00001
아래의 표2에서는 클라우스 공정에 관한 선행기술과 본 발명의 공정과 비교하여 용량증가의 양에 대해서 보이고 있다.
여기서 기본(공기)인 경우 100% 농축 산소의 경우, 산소 및 물 첨가 경우, 본 발명의 산소 및 황주입의 경우 압력강하가 한정된 조작에 있어서의 용량증가가 기술되어 있다.
황주입 온도 완화의 경우는 물 주입 완화 조작에 비해 용량증가가 107.2%의 상당한 개량을 보여주고 있다. 비록 용량증가가 크지만 내화 온도 한계가 고농도의 황화수소농도를 가진 원료유분에 100% 농축 산소가 도달하기 훨씬전에 내화온도 한계에 도달한다는 사실에 비추어 순수한 농축산소의 경우는 이루어질수 없다.
표1에서는 주어진 압력 강하 값은 공기경우에서 있어서 반응연소기에서보다 접촉 반응관에서 가장 크게 존재한다는 것을 보여준다. 물 주입 조작 방법은 압력 강하가 유사하게 분포되는데 반하여 본 발명의 황주입 방법은 접촉 반응관에서 반응 연소기로 압력강하가 전환되는 것을 보여준다.
이는 액상의 황주입 형태로 반응 연소기를 통해서 통하는 물지의 부피가 증가하기 때문이나 이는 첫번째 응축 대역에서 거의 완전히 응축된다. 그결과 부가적 흐름은 클라우스 공정의 하부 접촉관에 영향을 미치지 않는다.
다른 방법에 있어서의 모든 압력 강하치는 11psia이나 이는 조작 방법에 따라 전체 유속량이 다르다는 것도 알아야 한다. 또한 이는 클라우스 장치의 입구 압력이 29psia에 기초를 둔 것이고 클라우스 장치의 경우 11psia압력강하가 있으므로 클라우스 테일 가스 장치의 입구 압력은 18psia이고 테일 가스장치를 통한 압력 강하는 3psia정도이다.
[표2]
용량증가
Figure kpo00002
본 발명의 첫번째 실시예는 제1도에 나타나있는 것을 참조해서 좀더 자세히 기술할 것이다.
라인(10)을 통해서 클라우스계로 산성 가스 원료 유분이 유입된다. 이 원료는 37.8℃이고 압력은 29.5psia이다.
이 원료는 반응연소기(22)의 버너(20)로 유입된 다음 압축기(16)로부터 라인(14)를 통해 공급된 공기와 라인(12)에서의 산소와 더불어 실질적으로 연소된 다음 하부의 연소반응기의 버너로 유입된다.
산소는 공기와 혼합될 수 있거나 반응 연소 대역으로 분리되어 유입될 수 있다.
산소는 비록 상업적으로 양호하기로는 순수한 산소가 유입되는 좋지만 바람직할 정도로 순수한 정도이다.
필요한 전체 농축 산소에 따라 버너(20)에 유입되는 공기 또는 약간의 공기를 배제하도록 할수 있다.
산성 가스 원료와 농축 산소의 연소시의 온도를 완화시키기 위해서 액상의 황이 라인(18)을 통해서 버너(20)으로 직접 유입된다. 그러나 액상의 황첨가가 산성 가스 원료유분으로 집어넣거나 또는 온도 및 가연성에 대한 고려를 적절하게 조절한다면 공기 또는 산소의 산화제 유분으로 집어넣는 것이 고려될 수 있다.
물론 대안으로 먼저 언급한 대로 동반기체내에 분산된 고체황도 상기 액상의 황대신에 사용될 수 있다.
첨가된 황의 양은 분자량이 64.13인 S2로 간주하면 계에 공급된 농축 산소의 단위몰당 1.3몰의 범위이다.
농축한소 단위몰당 액상의 황이 1.02몰자리가 첨가되는 것이 좀더 바람직하다.
반응물은 버너(20)에서 연소되고 클라우스 공정의 흡열 반응이 일어나는 반응 연소기(22)에 보내어진다. 특히 버너에서 황화수소와 산소는 결하하여 이산화황과 물로 되며 여기 반응 원료중 1/3정도가 최초 연소되고 나머지 2/3는 생성된 이산화황과 반응하여 다음 식과 같이 황과 물로 된다.
(1) H2S+2/3 O2
Figure kpo00003
SO2+H2O
(2) 2H2S+SO2
Figure kpo00004
3/2 S2+2H2O
따라서 전체 클라우스 반응은
(3) 3H2S+3/2 O2
Figure kpo00005
3H2O+3/2 S2
어느정도 수소는 황화수소의 분해에 의해 다음식과 같이 생성된다.
(4) 2H2S
Figure kpo00006
2H2+S2
(5) CO2+H2S
Figure kpo00007
CO+H2O+1/2 S2
반응기의 연소 배출가스는 그다음 원형 열교환기 또는 폐열보일러(24)를 통과하며 여기서 연소 배출가스는 라인(26)에서의 보일러 원료수에 의해 냉각되고 그다음 라인(28)에서 수증기를 발생시킨다. 폐열보일러(24)에서 반응 연소가스는 일종의 황물질형태에서 다른 S3에서 S8가지의 형태로 전환된다.
중요 황물질은 다음식과 같이 형성된다.
S2
Figure kpo00008
1/3 S6
S2 1/4 S8
냉각된 배출가스는 여전히 고온의 상태로 라인(30)을 통해서 폐열 보일러에서 제거되고 압력은 다소 버너에서의 원료 압력보다 낮아진다.
그다음 배출가스는 첫번째 응축기(32)로 보내어지며 여기서 배출가스는 또다시 열교환되어 라인(34)에서 공급된 보일러 원료수에 의해 배출가스를 냉가시키고 여기서는 라인(36)에서 수증기를 발생시킨다.
액상의 황은 라인(38)에서 응축되고 기상 연소 배출가스 유분은 라인(42)에서 제거된다. 라인(38)에서의 액체황은 일반적으로 여러 응축 장치로부터 황을 수집하는 중앙 황 수거통으로 제거된다.
그러나 라인(38)로 응축기(32)로부터의 일부 황은 직접 라인(18)을 통해서 반응 연소기에 주입하기 의해 순환시킨다.
여기서는 보이지는 않았고 실질적으로 크게 양호한 실시는 아니다. 가장 양호한 실시는 여기서는 도시하지 않았지만 라인(18)에 순환 황은 중앙의 황 수거통에서 순환된 것이다. 그다음 라인(42)상의 배출가스 유분은 수증기에 의해 열교환기(48)로 재가열된다.
라인(50)상에서 재가열된 유분은 그에 함유된 황을 좀더 반응시키기 위한 충분한 온도로 재가열되며, 이 온도는 약 221.1℃정도이다.
그다음 이 유분은 접촉 전화 반응기(5)로 보내어지며 여기서 황화수소 및 이산화황은 반응하여 황(우선적으로 S6및 S8) 및 물이 다음식에 따라 생성된다.
(6) 2H2S+SO2
Figure kpo00010
3/6 S6+2H2O
(7) 2H2S+SO2
Figure kpo00011
3/8 S8+2H2O
반응된 유분은 라인(54)를 통해서 두번째 응축기로 보내어지며, 여기서 라인(58)을 통한 보일러 원료수에 의해 배출유분은 또다시 냉각되어 여기서 라인(60)을 통해 다른 수증기를 생성한다.
생성된 황은 라인(62)를 통해서 액상으로 회수되고 여기서 접촉 반응에서 생성된 황 종류는 고분자량의 황종류로 전화되고 액상의 황으로 응축된다.
라인(64)를 통해서 유분은 거의 175.8℃의 온도이며 이는 다음 접촉 반응에서 요하는 온도 이하이다.
따라서 이 유분은 열교환기(66)으로 유입되어 공정 수증기로 가열시켜서 라인(68)을 통해서 약 215.6℃로서 접촉 클라우스 반응에 충분한 온도로 가열한다.
이 유분은 두번째 접촉 전화기(70)으로 보내어져 황화수소와 이산화황 사이의 유사한 접촉 반응이 일어나고 이 접촉 배출가스는 라인(72)를 통해서 다음 응축기(74)로 보내어지고 이 응축기에서는 보일러 원료수(76)으로 냉각시켜 라인(78)로 수증기를 생성한다. 액상의 황은 라인(80)을 통해서 제거된다.
라인(82)를 통해서 배출 유분은 공정 수증기를 사용하여 약 204.4℃로 열교환기로 재가열시켜 접촉 클라우스 반응에 적합한 고온의 유분으로 만든다.
이 유분은 세번째 및 마지막 접촉 반응기(88)로 보내어져 실질적으로 남아있는 황화수소와 이산화황을 반응시켜서 황을 생성하며 라인(90)을 통해서 제거된다.
이 유분은 응축기(92)로 보내어지고 라인(94)로 통하는 보일러 원료수로 냉각되며 라인(96)을 통해서 수증기를 생성한다.
액상의 황은 라인(98)로 제거되는 반면 마지막 배출가스는 라인(100)을 통해서 회수되며, 이는 우선적으로 질소, 이산화탄소, 수소 및 잔류 황화수소 그리고 황화합물로 구성되어 있다.
이 유분은 라인(100)을 통하여 테일가스 부착기(tailgas coalescer, 102)로 보내어지며 여기서 미분(微分) 황은 라인(104)를 통해 제거된다. 라인(106)상의 잔류유분은 테일가스 정화장치(109)로 라인(107)을 통해서 보내어지거나 직접 밸브(113)을 통해서 소각로(114)로 보내어진다. 라인(106)상의 유분이 테일가스 정화장치(109)로 보내어지면 황을 좀더 제거하기 위해 처리하며 그 결과 라인(111)상의 배출가스은 라인(10)의 산성가스 원료로 순환시킨다.
소각시(114)는 버너(112)와 라인(110)으로 천연가스와 같은 연료 공급되고 라인(108)로 공기가 공급된다. 그결과 테일가스 장치 또는 선택적으로 유착기(102)로 부터 잔류황을 연소시킨다. 그 결과 라인(116)의 유분은 환경론적으로 허용될 정도이고 이는 대기에 방출된다. 상기예는 농축산소 및 순환 액체황을 사용하는 본 발명의 예를 나타낸 것으로 다음과 같은 (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8)을 제공한다.
(1) 산소의 농축 정도에 대한 융통성이 증가함.
(2) 클라우스 장치에 대한 생산의 증가.
(3) 액상의 황을 주입하기전에 같은 용량을 사용하는 클라우스 장치에서의 전체 압력 강하를 감소시킴.
(4) 배출가스 유속 및 테일가스 처리장치에서의 유속 감소.
(5) 원료 가스 유분에서부터 황의 회수 퍼센트가 동등하거나 거의 같음.
(6) 클라우스 평형 반응에 첨가하여 조절가능한 반대효과는 하부 접촉 대역에서 보상된다.
(7) 액상의 황이 용이하게 글라우스 장치내에서 제일 먼저 융축 됨으로서 희석제의 물보다 반응연소기의 하부의 반응 연소기에서 희석제를 분리하기 좀 더 쉽고 개량된다.
(8) 액상의 황이 좀더 많은 열을 흡수하는 용량에 비추어보아 다른 불활성 가스가 온도를 완화시키는데에 대해서 반응 연소기에서의 체류시간을 증가시킨다.
제2도, 제3도에서 보이고 있는 제1도의 반응 연소기의 다른 도시를 참조해서 본 발명의 클라우스 공정의 다른 대안의 황으로 완화시키는 것을 도시하려 한다.
본 발명의 앞에서는 산소양이 증가할것을 요하고 다음 아래에서 설명하겠지만 황화수소의 고유반응(반응(4) 및 (5))를 이용하지 못한다.
반응 연소기 또는 연소 대역 배출가스에서는 약간의 이황화탄소를 제외하고는 거의 모든 물질이 열역학적 평형이 이루어진다는 것은 주지의 사실이다.
평형상태에서 이미 언급하였지만 다음의 중요한 가역 흡역 반응(황화수소를 산소를 이용하지 않고 황으로 전환시키는 반응)도 평형을 이룬다.
(4) H2S
Figure kpo00012
H21/2 S2
(5) CO2H2S
Figure kpo00013
CO+H2O+1/2 S2
앞서 언급했지만 이들 흡열 반응(4) 및 (5)는 산소를 사용하지 않고 직접 황을 생성한다. 이들이 일어나는 정도에 따라 반응(4) 및 (5)는 반응(1) 또는 (3)을 위한 산소 필요량을 줄일 수 있다.
부가해서 이들은 발열 산소와의 반응을 감소시키고 그 자 흡열 반응이기 때문에 산소 유입이 연소대역 배출가스에서 황화수소 대 이산화황이 2 : 1로 주어지도록 설정된 경우 반응 연소기 온도 수준을 낮출수 있다.
황화수소가 60% 또는 그 이상 함유된 원료를 클라우스 공정에서 처리할 경우 발열 반응으로부터의 열을 이 흡열반응이 이용함으로써 수백℃까지 반응 연소기의 연소대역의 전반적인 온도를 낮출수있다.
농축산소를 100% 산소까지 증가시킬 경우라도 클라우스 장치내의 라인의 내화 온도한계인 1537.8℃ 이하로 연소대역 온도를 유지하는데 충분할 정도로 냉각되야 한다.
농축 산소도가 증가하고 연소 대역 온도가 증가함에 따라 이 흡열 반응은 증가하고 이 흡열 반응은 황화수소와 산소와의 발열 반응으로 야기된 온도상승을 완화 및 그치게 하는 경향이 있다. 연소 대역내에서는 완벽한 열역학적 평형상태가 도달되기전에 (2), (3), (5)에 비하여 반응(1) 및 (4)의 반응 속도가 상대적으로 높기 때문에 황화수소가 열에의해 분해되는 정도는 평형전에서보다 더크다.
따라서 반응(2) 및 (3)이 반응(1) 및 (4)만큼 빠르지 않으므로 이 반응(2) 및 (3)이 상당한 정도로 진행되기전에 반응혼합물을 급냉시킴으로서 수소생성을 좀더 향상시키고 산소소비를 감소시킨다. 다른 클라우스 공정은 이들 흡열반응을 이용하지 않고 황화수소로 부터 황을 생성한다.
이는 통상적인 클라우스 공정의 반응연소 폐열보일러에 연소대역 배출가스를 보통의 냉각으로 이들반응은 상당한 정도로 역반응이 일어나기 때문이다.
그 결과로서 반응(4) 및 (5)의 역반응에 의해 재형성된 황화수소는 황화수소 대 이산화황의 비를 원하는 비인 2 : 1 이상으로 증가시킨다. 이미 언급한 바와같이 황화수소의 재결합에 대해 억제함으로서 반응 연소기의 연소대역에 산화제 가스 유입을 증가시켜서 반응(1)로부터 형성된 이산화황을 2 : 1 비율 이상으로 증가시켜 클라우스 장치치의 폐열보일러에서 상대적으로 서서히 냉각되는 동안 연소 및 재형성후 그 2 : 1의 비는 부분가역 반응(4) 및 (5)후 하부 유분을 지배할 것이다.
고농축 산소의 공기를 클라우스장치 용량을 증가시키기 위해 사용될 경우 증가된 산화제 가스유입은 반응연소기에서 연소대역 온도를 연소기내의 물질의 내부온도 한계를 초과할 정도로 상승시킨다.
반응(4) 및 (5)의 동결은 황화수소로서 처리하는 수소제조장치에 이용되며, 여기서는 고도의 효율적인 간접 열교환기가 사용되거나 하부의 반응된 가스를 주입하거나 반응연소 대역 배출가스로 직접 외부수증기를 이용하여 그러한 반응을 동결시킨다.
상업적인 전망을 비추어, 반응(4) 및 (5)를 동결시키는데 필요한 금속 급냉을 할 수 있는 고급율성 열교환기의 제조 및 이용은 실용성이 없다.
본 발명의 대안으로서의 실시는 액상의 황을 양호하게 이용하여 반응(4) 및 (5)를 동결시키기 위해 충분히 낮은 온도로 급속하게 반응연소대역 가스유분을 급냉시켜서 이러한 반응의 역반응이 일어나는 열의 방출을 막고 이러한 반응에 의해 생성되는 황을 보전하도록 하며, 반면 클라우스공정에서 접촉 전화에 필요한 황화수소 대 이산화황의 비가 바람직한 값인 2 : 1로 변화시키는 황화수소 물질들의 증가를 막도록 한다.
또 다른 대안으로 기상황을 황냉각으로 사용할 수 있다.
액상의 황을 연소대역의 반응연소기 하부유분 및 폐열보일러의 상부 유분에 주입함으로써 537.8-926.7℃의 범위내로(양호하기로는 760℃) 반응연소 대역 배출가스를 급냉시키며, 반응(4) 및 (5)를 동결시킴으로써 몇가지 이점을 제공한다.
산소를 사용하지 않고 최소한 부분적으로 황화수소로부터 황을 생성함으로써 평형상태로 이 가역반응을 정반응으로 진행하도록하여 반응(1)에 필요한 산소의 양을 감소시킨다.
또한 이는 하부유분 접촉 클라우스반응기에 대한 필요성을 감소시킨다.
놀랍게도 액상의 황을 주입함으로서 반응조작에 있어서 반응연소기 및 특히 반응연소 대역에서의 고온을 주어진 황화수소의 양을 처리하는데 필요한 산소요구량을 감소시킴으로서 회피할 수 있다.
본 발명의 다른 실시로서 반응연소기에 유입되는 산소의 양을 감소시킴으로서 아주 고온인 조건의 분위기를 피할 수 있고 결국 좀더 낮은 연소온도를 유지시킬 수 있도록 한다.
이미 언급한 바와같이, 황화수소의 분해가 최대로 되고 반응(4)가 역반응이 시작되기전인 활성반응 대역에서 급냉시킴으로써 반응(4)의 급속반응을 효율적으로 이용할 수 있다는 관점하에서, 완벽한 열역학적 평형상태가 도달하기전에 반응연소대역 반응이 급냉되면 또 다른 이점을 제공한다.
반응연소기의 연소 또는 화염의 하부유분 및 클라우스공정의 폐열보일러 상부유분 액상의 황을 첨가하는 것은 접촉 클라우스반응 하부유분에 압력강하 속도 또는 평형 황 전화억제를 심화시키지 않는다. 왜냐하면 주입된 황은 황이 제거되는 첫번째 응축단계에서 응축으로 공정흐름 유분에서 용이하게 제거되기 때문이다.
이는 반응된 가스 또는 외부 수증기와 같은, 응축에 의해 용이하게 제거되지 않는 다른 희석제의 이용과는 정반대이다.
반응연소기의 화염 또는 연소의 하부유분에 액상의 황을 첨가하고 폐열보일러의 상부유분에 액상의 황을 첨가하는 것은 그자체 효율면에서 본 발명의 최초예에서 반응연소기의 화염대역에 가능한 희석제로서 액상의 황을 첨가하는 것과 다르다.
액상의 황을 반응연소기의 화염대책에 첨가할 경우, 특히 반응연소기의 버너를 통해서 첨가할 경우에 액상의 황은 희석제로서 작용하여 공급된 산소연소에 의해 야기된 고온을 감소시킨다. 이는 폐열보일러에서의 냉각중 바람직하지 못한 역반응을 막는데 아무런 도움이 되지 않는다.
본 예에서는 액상의 황은 반응연소기의 연소 또는 화염대역 또는 화염버너를 통해서 첨가하지 않고 오히려 반응연소기와 폐열보일러 사이의 오리피스를 통해서 반응연소 화염대역에 첨가하며, 여기서는 연소생성물만이 액상의 황과 접촉하여 최소한 가역반응의 반응 생성물을 동결시켜 황화수소의 분해로부터 생성된 황의 전화생성물을 보전한다.
이점에 있어서 액상의 황은 특정장소에 첨가되며 단순히 온도완화제로서 액상의 황을 첨가하지 않는다는 것은 상당히 중요하다. 따라서 실질적인 결과 및 효과는 반응연소기의 화염대역에 버너를 통해서 첨가하는 것과는 달리 연소대역과 폐열보일러 사이에 액상의 황을 주의깊게 첨가함으로서 성취된다.
이러한 차이점은 황화수로를 황으로 전환시키는데에 있어서 반응연소기에 유입되는 산소의 외적요구량을 보면 분명히 알 수 있다.
액상의 황이 온도완화제로서 반응연소기의 화염대역에 첨가될 경우에 있어서, 반응(4) 및 (5)가 액상의 황이 주입된 클라우스공정의 하부유분에서 일어나는 예에 황과 수소가 황화수소로 될 수 있는 재결합과 일산화탄소, 물 및 황이 이산화탄소와 황화수소로 되는 재결합이 균형을 이루게 하기 위해서 이 부가적인 황화수소를 이산화탄소로 전환시키기 위해 산소요구량은 더 많을 것이다.
본 발명의 다른 실시예에서 설명한 바와같이, 반응연소기의 연소대역과 폐열보일러 사이의 화염대역의 하부유뷴에 액상의 황을 첨가함으로써 산소요구량을 좀더 낮출 것이다.
따라서 반응연소기의 연소대역과 반응연소기의 폐열보일러 하부유분 사이에 액상의 황을 집어넣음으로써 산소소비량을 감소시키며 결국 연소대역 온도를 낮추고 접촉 클라우스 반응기의 하부유분에서의 속도억제를 좀더 제거할 수 있다.
본 발명의 다른 이점으로 75% 황화수소함유 클라우스 장치 원료에 본 발명의 효과를 나타내는 컴퓨터 시뮬레이션을 한 예를 참고로해서 설명하겠다.
[표3]
Figure kpo00014
[표4]
Figure kpo00015
표 3는 100% 산소의 전형적인 클라우스 공정조작을 보이고 있는 것으로 상대적으로 완속인 가역반응(2) 및 (5)가 최초의 사이드 회수(cut off)의 고정온도 1093.3℃에서 평행상태가 된다.
더 빠른 반응(4)는 두번째 회수 고정온도 871.1℃에서 평형을 이룬다. 이미 언급한 Lees 및 Ryan의 논문에서는 첫번째 및 두번째 사이드 회수 온도를 클라우스 공정의 컴퓨터 시뮬레이션에 사용하는 것을 기술하고 있다.
폐열보일러 내에 들어가는 배출가스는 접촉 클라우스 전화대역 하부유분에서 반응(2)에 의해 황을 효율적으로 회수하기위해 폐열보일러 배출가스에 황화수소 대 이산화황의 비가 2 : 1의 비로 되기 위해 조절될 경우, 반응연소기의 연소대역에서 산소요구량은 황화수소 원료 1몰당 0.49몰 정도이다.
반응연소 온도는 1659.4℃로서 이는 본 발명에 사용되는 내화 라인설비의 한계온도에 비해 상당히 높아 허여될 수 없다.
표 3에서 수소 및 일산화탄소에서 보는 바와 같이 37%의 황화수소는 반응(4) 및 반응(5)에 의해 반응연소기에서 반응되어 황으로 되는 반면 이들 반응에 의한 황화수소 전환중 단지 3% 만이, 폐열보일러에서 전형적인 냉각으로 전형적인 시간동안 냉각되어 역반응이 된후, 포함되어 있다. 황 회수는 반응연소기로 유입된 황의 63%이다.
반응연소 배출가스 유분을 분석해보면, 접촉 클라우스 전화 대역 하부유분에 고전화에 필요하기 때문에 폐열보일러의 하부유분 끝에서 황화수소 대 이산화황의 비가 2 : 1이 되도록 하기 위해서는 황화수소 대 이산화황의 비가 0.43인 것이 필요하다.
대표적인 첫째 및 둘째 사이드 회수온도는, 클라우스 폐열보일러의 열전달 및 속도 그리고 가스체류시간 특성에 따라, 이 경우는 1093.3℃와 871.1℃ 사이이다.
첫번째 접촉 클라우스 전화 단계 하부유분은 상대적으로 고온하에 작동되며 특정 촉매를 촉매를 사용하여 소량의 카르보닐 설파이드를 황화수소로 가수분해시킨다. 이는 H2S ; SO2비를 2 : 1 이상으로 상승시키고 효율적인 황전화를 위해 접촉 클라우스 전화기 하부유분에서 2 : 1의 비로 유지시키기 위해 산소가 조금 필요하게 된다.
표 4는 본 발명의 양호한 액상의 황 냉각 방법을 표시한 것으로 액상의 황은 주입되어 반응연소기의 연소대역 배출가스 온도를 거의 동시에 760℃로 급냉시킨다(여기서 반응(2), (4) 및 (5)의 역반응은 무시할 수 있다)
연소대역 배출가스 및 폐열보일러 배출가스로 황화수소 대 이산화황 비로 바람직한 1 : 1의 비로 다시하고 26.5%의 황화수소는 수소 및 일산화탄소로 표시된대로 반응(4) 및 (5)에 의해 반응되어 황으로 된다.
이 전화물은 액상의 황을 첨가하여 급냉사킴으로서 접촉전화 하부유분을 위해서 냉각 및 유지시킨다.
반응(1)에 따라 황화수소를 이산화황으로 전화시키는데 연소대역에서 필요한 산소요구량은 황화수소 원료 1몰당 0.38몰로 감소되었고 반응연소기에서의 연소대역 온도를 가역반응(4) 및 (5)를 동결시킴으로서 허용가능치인 1377.2℃로 감소시키며 배출가스 중 증가된 수소 및 일산화탄소 함량은 클라우스 공정내에 테일가스 정화장치의 가스요구량을 감소시킨 하부유분에 이용될 수 있다.
본 발명의 이전형태의 황전화는 연소대역 및 폐열보일러를 포함하는 반응연소 단계에 대해 73%까지 증가된다.
이러한 전화는 하부유분 장치의 접촉 클라우스 전환단계에 부하를 줄이고 전반적인 황 회수를 증가시키고 방출가스를 감소시킨다.
본 발명의 다른 예를 제2도를 사용하여 좀더 자세히 기술해보면 여기서는 제1도와 다른 것은 반응연소대역이다.
도면은 농축 클라우스 연소공정을 나타내며 이는 미국 클라우스공정의 테일가스 정화장치에서 사용될 수 있는 수소가 생성된다 하더라도 제품용 수소생성물은 생성하지 않는다. 60% 또는 그 이상의 황하수소를 함유하는 원료는 라인(210)을 통해 반응연소기(222)로 들어간다. 반응연소기는 내화벽돌(223)으로 내장되어 있다.
공기는 통풍기(214)를 통해 라인(212)로서 유입된다.
특히 상업적으로 순수 산소가 라인(216)을 통해 농축산소로 반응연소기(222)로 보내어진다.
산소(216)은 공기와 혼합되거나 서로 분리되어 버너에 첨가된다. 연소가스(218)중 전체 산소함량은 21%-100%범위이다. 라인(210)의 원료가스 및 라인(218)의 연소가스는 버너(220)에로 들어가고 여기서 연소 또는 화염대역(224)에서 반응(1) 및 (2)에 의해서 황화수소는 연소되고 전화되며 그리고 반응(4) 및 (5)에 의해 분리된다.
연소 또는 화염대역(224)에서의 온도는 982.2℃-1482.2℃ 정도이다.
산소는 공기, 농축산소 또는 상업적으로 순수산소의 형태로 첨가되어 황화수소 대 산소부피비가 1.9 : 1-2.9 : 1로 하도록 한다.
황화수소의 연소 및 클라우스반응에 의한 전화는 연소대역 배출가스가 황화수소 대 이산화황의 비가 1.95 : 1-2.05 : 1로 갖도록 한다. 그 다음 연소대역 배출가스는 세라믹 벤츄리(228)을 통해 통과되며 여기서 배출가스는 스프레이노즐(226)에서 유입되는 액상의 황과 혼합되어 연소 또는 화염대역(224) 하부유분의 연소반응대역 배출가스 및 폐열보일러(234)의 상부유분을 537.8-926.7℃까지 냉각 및 급냉시킨다.
배출가스는 직접 액상의 황을 도입하여 연소대역 배출가스와 분산 방법으로서 흡열적으로 혼합 및 기화시켜 급냉함으로써 가역반응(2), (4) 및 (5)를 동결시킨다.
이 급냉방법은 황화수소의 재형성을 막고 반응연소기 배출가스의 황화수소 대 이산화황의 비를 유지시켜 폐열보일러(234)의 입구에 들어가도록 한다. 급냉된 배출가스는 라인(246)으로 유입된 보일러 원료수와 같은 냉매로서 폐열보일러(234)에서 간접열교환시켜 좀더 냉각되며 이 원료수는 라인(248)을 통해 수증기로 제거된다.
연소반응기 대역 배출가스는 냉각 및 급냉후에 폐열보일러(234)에 있는 최초 냉각을 위한 라인(230)과 같은 최초 열교환기를 통과하고 프레눔(plenum, 232)에 들어가며 여기서 부분적으로 냉각된 배출가스는 두번째 열교환 튜브(236,238)을 통해 역방향으로 원형수집대역(240)로 보내어진다.
라인(242)에서 냉각된 반응연소기대역 배출가스 및 기상화된 주입황은 제거되어 본 발명 첫번째예와 제1도에서 기술된 바와 같이 첫번째 응축기와 클라우스 접촉반응기 하부유분으로 보내어진다. 비록 황급냉이 액상의 형태로 제공되는 것이 바람직하지만, 황급냉은 440℃의 끓는점 이상의 온도에서 기화될 수 있고 460℃로 급냉하면 급냉속도가 약 40% 증가하면 이 기상의 황도 효율적이다. 기상의 황이 급냉을 위해 사용되면 주입시스템은 제2도와 유사할 것이나 주입은 냉각되지 않고 적절한 물질이 필요할 것이다. 액상의 황, 액상 또는 기상의 황이 급냉을 위해 사용될 수 있다.
제3도는 제2도에 부가해서 황급냉의 다른예를 보이고 있다.
황화수소원료(310), 압축기(314)에서 압축된 공기(312), 산소(316) 혼합유분(318)이 반응연소기(322)의 버너(320)에 공급된다.
연소 또는 화염대역(324)는 내화벽돌(323)으로 내장되어 있다. 급냉황은 다수의 황 노즐(325)를 통해 공급되고 이는 황을 방사보호기(326)뒤의 연소 또는 반응 배출가스로 보낸다.
그 다음 냉각된 가스는 벤츄리(338), 폐열보일러(334), 통로(330), 프레눔(332), 역통로(33,6338), 수집대역(340)을 통과해서 라인(342)를 통과해서 제1도에 도시한 하부유분 공정으로 간다.
배출가스는 라인(346)상에서의 폐열보일러 원료수로 냉각되고 이는 라인(348)에서 온도가 높아진상태로 보일러(334)를 나온다.
본 발명의 다른예를 특정 컴퓨터 시뮬레이트예 및 제2도, 제3도에서 도시한 양호한 조작방법으로서 설명하였다. 그러나 본 대안예는 여러조건하에서 작동될 수 있다.
예를들면 처리된 황화수소 원료 유분은 통상 60% 이상의 황화수소이나 가능하면 60-100몰 % 황화수소, 바람직하기로는 80-90% 황화수소가 좋다.
연소가스의 산소함량은 통상 21몰 %이나 32-100몰 %가 바람직하다. 급냉-냉각 단계를 수행하기 위해 사용되는 액상의 황은 반응연소 배출가스의 단위 몰당 12-30 gs/g 몰이 부가되나 17gs/g몰이 바람직하다.
산소는 황화수소에서 황을 제조하는 클라우스 반응에 유리한 양호한 황화수소 대 이산화황비를 유지하는 양과 방법으로 부가되며 이는 황화수소 대 이산화황비가 1.95-2.05 : 1 범위내이고 2 : 1의 비가 바람직하다.
이러한 결과 연소 또는 화염대역 온도는 982.8℃-1482.2℃이고 바람직하기로는 약 1315.6℃가 좋다.
액상의 황첨가가 상기 범위내로 이루어질 경우, 연소대역 배출가스의 급냉온도는 537.8℃-926.7℃, 바람직하기로는 760℃가 좋다. 비록 제1도의 최초예 및 제2도, 제3도의 다른 예를 분리해서 기술하였지만 90% 또는 그 이상의 농도를 가진 황화수소원료는 반응배출가스에 급냉매를 첨가하는 것뿐만 아니라 직접 완화제를 연소 또는 화염대역에 첨가하는 것도 좋을 것이다.
통상 순환가스, 물 또는 황이 제1도에 따라 첨가되는 반면 액상의 황은 제2도 또는 제3도에 따라 첨가된다.
본 발명은 여러 양호한예로서 기술하였고, 본 발명에 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 권리범위에 속하는 다소 다른 것도 고려할 수 있는바 이 범위는 다음 특허청구범위에서 주장하겠다.

Claims (13)

  1. 60몰 % 또는 그 이상의 황화수소를 함유하는 원료가스를 클라우스 반응연소기 대역에서 농축산소 가스와 부분연소시키고, 연소배출가스는 응축대역에서 황을 분리하기 위해 다음부수의 응축으로 냉각시키고 남은 배출가스 유분을 더욱 처리하는 황 회수 공정에 있어서, 온도를 완화시키는 액상의 황유분을 반응연소대역에 주입하여 농축산소 반응연소가 대역의 온도를 완화시킴을 특징으로하는 황 회수 방법.
  2. 제1항에 있어서, 반응연소기 배출가스를 급냉시키기 위하여 액상의 황을 연소 또는 화염대역의 반응연소기 하부유분 및 폐열보일러 상부유분에 첨가하는 황 회수 방법.
  3. 제1항에 있어서, 농축산소 가스가 32-100몰 %의 산소함량을 가지는 황 회수 방법.
  4. 제1항에 있어서, 주입된 액상의 황이 농축산소의 단위몰당 1.3몰까지로 구성된 황 회수 방법.
  5. 제1항에 있어서, 주입된 액상의 황이 농축산소의 단위몰당 0.8-1.3몰의 범위에 있는 황 회수 방법.
  6. 제1항에 있어서, 반응연소대역의 온도가 1315.6℃-1537.8℃의 범위인 황 회수 방법.
  7. 농축산소 클라우스 연소 전화에서 60% 이상의 황화수소 함량을 가진 원료유분으로부터 황을 회수하는데 있어서 다음의 단계로 구성된 황 회수 방법.
    (a) 황화수소 대 산소부피비는 1.9 : 1-2.9 : 1의 범위이고 반응연소대역의 온도는 982.2℃-1482.2℃범위이어서 황화수소 대 이산화황의 비가 1.95 : 1-2.05 : 1의 비를 가진 반응연소 배출가스를 생성하도록 황화수소 원료가스를 반응연소대역에서 농축산소가스와 연소시킨다 ; (b) 반응연소가스를 537.8℃-926.7℃로 직접 급냉시켜서 황화수소의 재형성을 방지하고 연소배출가스의 황화수소 대 이산화황의 비를 유지하도록 폐열보일러의 입구에 액상의 황을 상기 배출가스로 주입하도록 한다. ; (c) 반응연소 배출가스를 폐열보일러에서 냉매로 반응연소 배출가스를 간접열교환시켜 반응연소 배출가스의 온도를 낮춘다. ; (d) 첫번째 응축대역에서 반응연소 배출가스를 냉매로서 황의 응축온도까지 좀더 냉가시켜 반응연소 배출가스로부터 액상의 황을 응축시키고 회수한다 ; (e) 잔류반응 연소배출 가스를 황을 회수하는 부가적 처리 공정으로 통과시킨다.
  8. 제7항에 있어서, 원료유분중 황화수소 함량이 60-100몰 %인 황 회수 방법.
  9. 제7항에 있어서, 황화수소 대 산소비가 약 2.5 : 1인 황 회수 방법.
  10. 제7항에 있어서, 황화수소 대 이산화황비가 2인 황 회수 방법.
  11. 제7항에 있어서, 연소대역의 온도가 1315.6℃인 황 회수 방법.
  12. 제7항에 있어서, 급냉연소대역 배출가스의 온도가 760℃인 황 회수 방법.
  13. 제7항에 있어서, 연소대역 배출가스에서 액상의 황비율이 배출가스의 단위 몰당 17gs/g몰인 황 회수 방법.
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4844881A (en) * 1986-02-24 1989-07-04 The Boc Group, Inc. Process for the production of sulfur from hydrogen sulfide using high concentration oxygen and recycle in combination with a scrubbing tower
EP0237216B1 (en) * 1986-03-07 1991-05-22 The BOC Group plc Treatment of gas streams
FR2613250A1 (fr) * 1987-04-03 1988-10-07 Air Liquide Procede de recuperation de soufre du type claus a capacite augmentee et installation pour sa mise en oeuvre
GB8710828D0 (en) * 1987-05-07 1987-06-10 Boc Group Inc Treatment of gas streams
ATE84500T1 (de) * 1989-06-30 1993-01-15 Beb Erdgas & Erdoel Gmbh Verfahren und vorrichtung zur reinigung von schwefel.
DE69102778T2 (de) * 1990-01-29 1995-02-23 Praxair Technology Inc Verfahren zur Rückgewinnung von Schwefel aus Ammoniak enthaltendem Gas.
BR9100353A (pt) * 1990-01-29 1991-10-22 Union Carbide Ind Gases Tech Processo de recuperacao de enxofre em zona de combustao dupla
GB9205877D0 (en) * 1992-03-18 1992-04-29 Boc Group Plc Treatment of waste or other material
US5625579A (en) * 1994-05-10 1997-04-29 International Business Machines Corporation Stochastic simulation method for processes containing equilibrium steps
US5826065A (en) * 1997-01-13 1998-10-20 International Business Machines Corporation Software architecture for stochastic simulation of non-homogeneous systems
DE19718261A1 (de) * 1997-04-30 1998-11-05 Messer Griesheim Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Schwefelwasserstoff in elementaren Schwefel
US6776974B1 (en) 1999-10-22 2004-08-17 Monsanto Enviro-Chem Systems, Inc. Process for the production of sulfur
US7357908B2 (en) * 2000-12-18 2008-04-15 Conocophillips Company Apparatus and catalytic partial oxidation process for recovering sulfur from an H2S-containing gas stream
DE10233818B4 (de) * 2002-07-25 2007-05-24 Uhde Gmbh Abhitzekessel für eine Claus-Anlage
US7067101B2 (en) * 2003-06-25 2006-06-27 Worleyparsons Group Inc. Water wall boiler for air and oxygen fired Claus sulfur recovery units
EP1667933B1 (en) * 2003-09-29 2010-07-21 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Process for the selective oxidation of hydrogen sulfhide
CA2600697A1 (en) * 2005-03-30 2006-10-05 Shell Canada Limited Process for producing a gas stream depleted of hydrogen sulphide
ATE444267T1 (de) * 2005-03-31 2009-10-15 Shell Int Research Verfahren zur herstellung eines schwefelzementprodukts
US7867459B2 (en) * 2008-07-15 2011-01-11 Sidney Leroy Born Compact, tiered sulfur recovery unit
EA019187B9 (ru) * 2008-11-28 2014-03-31 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ производства очищенного природного газа
US8713907B2 (en) * 2010-01-04 2014-05-06 General Electric Company System for providing air flow to a sulfur recovery unit
US8236276B2 (en) * 2010-02-22 2012-08-07 Fluor Enterprises, Inc. System and method for sulfur recovery
US9433893B2 (en) 2014-02-28 2016-09-06 Fluor Corporation Configurations and methods for advanced oxygen enrichment for sulfur recovery
CN104932570B (zh) * 2015-06-26 2017-03-01 中国石油大学(北京) 微量生物质热劈及硫化物收集装置与方法
DE202020005861U1 (de) 2020-12-09 2022-11-25 Svetlana Beck Reaktor für thermische Spaltung von Schwefelwasserstoff zur Gewinnung von Schwefel und Wasserstoff
US20240132345A1 (en) * 2022-10-20 2024-04-25 Saudi Arabian Oil Company Partial oxidation sulfur technology (post)

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3399970A (en) * 1966-04-22 1968-09-03 Pan American Petroleum Corp Recovery of sulfur from sour gas by the split-flow process
US3447903A (en) * 1966-10-27 1969-06-03 Freeport Sulphur Co Sulphur production
DE1941703A1 (de) * 1969-08-16 1971-03-04 Messer Griesheim Gmbh Verfahren zum Gewinnen von Schwefel aus schwefelwasserstoffhaltigen Gasen
US3661534A (en) * 1970-06-15 1972-05-09 Zink Co John Apparatus for sulfur recovery
US3822341A (en) * 1972-09-01 1974-07-02 Marsh V Method of producing sulfur from acid gases
US3873679A (en) * 1973-05-29 1975-03-25 Amoco Prod Co Reheat method for use in sulfur recovery process
GB1563251A (en) * 1976-12-07 1980-03-26 Shell Int Research Process for working hydrogen suphidecontaining gases
DE2915210A1 (de) * 1979-04-14 1980-10-16 Davy International Ag Verfahren zur erzeugung von wasserstoff und schwefel aus schwefelwasserstoff
US4279882A (en) * 1979-04-27 1981-07-21 Ralph M. Parsons Company Process for sulfur production
US4481181A (en) * 1982-02-08 1984-11-06 Ga Technologies Inc. Hydrogen production from in situ partial burning of H2 S
US4552747A (en) * 1984-06-20 1985-11-12 Gaa Engineered Systems, Inc. Temperature moderation of an oxygen enriched Claus sulfur plant
GB8509393D0 (en) * 1985-04-12 1985-05-15 Boc Group Plc Treatment of gases
US4684514A (en) * 1985-07-22 1987-08-04 Air Products And Chemicals, Inc. High pressure process for sulfur recovery from a hydrogen sulfide containing gas stream

Also Published As

Publication number Publication date
US4632818A (en) 1986-12-30
JPH0465001B2 (ko) 1992-10-16
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DE3685797D1 (de) 1992-07-30
DE3685797T2 (de) 1993-01-14
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CA1266758A (en) 1990-03-20
CA1266758C (en) 1990-03-20
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EP0220610B1 (en) 1992-06-24
AU569666B2 (en) 1988-02-11
MX163362A (es) 1992-04-30
NO864163D0 (no) 1986-10-17
NO864163L (no) 1987-04-22

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