NO180034B - Fremgangsmåte for fjerning av hydrogensulfid fra en gassblanding - Google Patents

Fremgangsmåte for fjerning av hydrogensulfid fra en gassblanding Download PDF

Info

Publication number
NO180034B
NO180034B NO932686A NO932686A NO180034B NO 180034 B NO180034 B NO 180034B NO 932686 A NO932686 A NO 932686A NO 932686 A NO932686 A NO 932686A NO 180034 B NO180034 B NO 180034B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
contact
reactant solution
aqueous reactant
container
solution
Prior art date
Application number
NO932686A
Other languages
English (en)
Other versions
NO932686L (no
NO932686D0 (no
NO180034C (no
Inventor
David Frederick Bowman
Original Assignee
Shell Int Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shell Int Research filed Critical Shell Int Research
Publication of NO932686D0 publication Critical patent/NO932686D0/no
Publication of NO932686L publication Critical patent/NO932686L/no
Publication of NO180034B publication Critical patent/NO180034B/no
Publication of NO180034C publication Critical patent/NO180034C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/02Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/04Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
    • C01B17/05Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by wet processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/52Hydrogen sulfide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fjerning av hydrogensulfid fra en gassblanding som inkluderer hydrogensulfid og omfatter at gassblandingen i en kontaktbeholder ved en temperatur under svovelets smeltepunkt bringes i kontakt med en vandig reaktantløsning som inkluderer et koordinasjonskompleks av Fe(III) med et chelateringsmiddel for å fremstille en renset gass-strøm som har et redusert innhold av hydrogensulfid og en for-brukt vandig løsning som inneholder fast svovel og som har et øket innhold av koordinasjonskompleks av Fe(II) med chelateringsmidlet, og regenerering av den brukte vandige reaktantløsning for å oppnå regenerert vandig reaktant-løsning .
En slik prosess er beskrevet i US-patent nr.
4 871 520. I kontakttrinnet oksyderes hydrogensulfid i kontaktbeholderen til elementært svovel ved hjelp av Fe(III) som i sin tur reduseres til Fe(II). Oksydasjons-trinnet vil finne sted som følger:
For å regenerere den brukte vandige reaktantløsning, bringes løsningen i kontakt med en gass som inneholder fritt oksygen, slik at Fe(II) oksyderes til Fe(III) for å fremstille en regenerert vandig reaktantløsing som kan anvendes i kontakttrinnet. Regenereringen antas å finne sted i henhold til følgende reaksjoner:
Nedbryting av chelateringsmidlet (L) antas å finne sted ifølge følgende reaksjon:
I reaksjonsligningene ovenfor er -OH et fritt hydrok-sylradiakal, Fe(III) (L) er koordinasjonskomplekset av
Fe (III) med et chelateringsmiddel L, og Fe(II) (L) er koor-dinas j onskomplekset av Fe(II) med et chelateringsmiddel L.
I europeisk patentsøknad med publikasjonsnummer 215 505 foreslås det å opprettholde en viss konsentrasjon av Fe (II) i den regenererte vandige reaktantløsning, idet denne konsentrasjon er høyere enn ca. 0,15 mol Fe(II) pr. mol Fe, for å redusere nedbrytingen av chelateringsmidlet, idet det er egnet at mengden er større enn ca. 0,15 mol Fe (II) pr. mol Fe.
I europeisk patentskrift nr. 186.235 beskrives regenerering av brukt vandig løsning hvor løsningen og fri oksy-genholdig gass tvinges til å strømme i pluggstrøm medstrøms gjennom en kontaktbeholder, slik at konsentrasjonen av -OH i retning av strømmen gjennom kontaktbeholderen avtar sam-tidig med konsentrasjonen av Fe(II), som oksyderes til Fe (III) .
Det viser seg i praksis at dersom man gjør forsøk på å gjennomføre prosessen med pluggstrøm, vil noe bakblanding finne sted slik at kontaktbeholderen ligger nær opptil et ideelt blandeapparat hvor sammensetningen av fluidet i kontaktbeholderen i hovedsak er lik sammensetningen av fluidet som går ut av beholderen. Nedbryting av chelateringsmidlet kan da bare unngås dersom omvandlingen til Fe(III) ikke er fullstendig.
For å redusere bakblanding kan kontaktbeholderen ut-styres med pakkemateriale eller alternativt kan en lang, slank, kontaktbeholder anvendes. Disse løsninger er imid-lertid uønskelige, ettersom pakkematerialet viser tilbøye-lighet til å gro til og anvendelsen av pakkemateriale vil være årsak til et stort trykkfall. Anvendelsen av en lang, slank, kontaktbeholder vil også være årsak til et stor trykkfall.
Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å til-veiebringe en fremgangsmåte hvor nedbrytingen av chelateringsmidlet under regenerering reduseres og hvor konsentrasjonen av Fe(II) i den regenererte reaktantløsning er lavere enn 0,10 mol Fe(II), pr. mol Fe noe som tilsvarer mer enn 0,90 Fe(III) pr. mol Fe.
For dette formål omfatter fremgangsmåten for fjerning av hydrogensulfid fra en gassblanding som inneholder hydrogensulfid i henhold til oppfinnelsen at gassblandingen i en kontaktanordning ved en temperatur under smeltepunktet for svovel bringes i kontakt med en vandig reaktantløsning som inkluderer et koordinasjonskompleks av Fe(III) med et chelateringsmiddel, for å fremstille en renset gass-strøm som har et redusert innhold av hydrogensulfid, og en brukt vandig løsning som inneholder fast svovel og som har et øket innhold av koordinasjonskompleks av Fe(II) med chelateringsmidlet, og regenerering av den brukte vandige reak-tantløsning for å oppnå regenerert vandig reaktantløsning, hvor regenereringen av den brukte vandige reaktantløsning omfatter at den brukte vandige reaktantløsning i en første kontaktbeholder i medstrøm bringes i kontakt med en gass som inneholder fritt oksygen for å fremstille delvis regenerert vandig reaktantløsning, og en blanding av brukt luft og delvis regenerert vandig reaktantløsning føres gjennom en rørledning til en andre kontaktbeholder, og bringes i den andre kontaktbeholder i motstrømskontakt med en gass som inneholder fritt oksygen for å fremstille regenerert vandig reaktantløsning som fjernes fra den lavere del av den andre kontaktbeholder.
Oppfinnelsen skal nå beskrives mer detaljert ved hjelp av et eksempel med referanse til den vedlagte tegning som viser et flytskjema for fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse.
En gassblanding som inneholder hydrogensulfid føres til en kontaktbeholder 1 gjennom tilførselsrørledning 3. I kontaktbeholderen 1 bringes gassblandingen ved en temperatur under svovelets smeltepunkt i kontakt med en vandig reaktantløsning som inneholder et koordinasjonskompleks av Fe(III) med et chelateringsmiddel som tilføres kontaktbeholderen 1 gjennom rørledning 6. I kontaktbeholderen 1 oksyderes hydrogensulfid til elementært svovel ved hjelp av Fe(III) som i sin tur reduseres til Fe(II). En renset gass-strøm som har et redusert innhold av hydrogensulfid føres ut fra kontaktbeholderen 1 gjennom rørledning 7 og brukt vandig løsning som inneholder svovel og som har et øket innhold av koordinasjonskompleks av Fe(II) med chelateringsmidlet, føres ut gjennom rørledning 9.
Den hydrogensulfidholdige gassblanding kan være hvilken som helst gassblanding som inneholder hydrogensulfid, idet eksempler er naturgass og syntesegass fremstilt ved delvis forbrenning av kull, hydrokarbonolje eller naturgass. Konsentrasjonen av hydrogensulfid kan være i områder fra 0,05 til 50 volum-%.
Den vandige reaktantløsning inneholder fra 2-15 mol Fe(III) pr. mol hydrogensulfid som skal fjernes. Chelateringsmidlet er på egnet måte en organisk syre, f.eks nitri-lotrieddiksyre, etylendiamintetraeddiksyre eller hydroksy-etyletylenendiamintrieddiksyre. pH-verdien i rektantløsnin-gen er på egnet måte i område fra 4 til 8. Temperaturen i kontaktbeholderen 1 strekker seg fra til 10 til 80°C, trykkene fra 0,1 til 15 MPa og kontakttiden er fra 1 til 120 sek.
For å kunne regenerere brukt vandig løsning, føres løsningen til en første kontaktbeholder 10. I den første kontaktbeholder bringes brukt vandig løsning i medstrøm i kontakt med en gass som inneholder fritt oksygen og som er i form av luft som tilføres til beholderen 10 gjennom rør-ledning 12 og fordeler 13 anordnet i den første kontaktbeholder 10. I den første kontaktbeholder 10 regenereres den brukte vandige løsning bare delvis, og en blanding av brukt luft og delvis regenerert vandig reaktantløsning føres gjennom rørledning 15 til en andre'kontaktbeholder 18.
I den andre kontaktbeholder 18 bringes delvis regenerert vandig reaktantløsning i motstrøm i kontakt med en gass som inneholder fritt oksygen og som er i form av luft tilført gjennom rørledning 20 og fordeler 21 anordnet i beholder 18. Regenereringen av den vandige reaktantløsning fullstendiggjøres i den andre kontaktbeholder 18, og regenerert vandig reaktantløsning føres ut fra den nedre del av den andre kontaktbeholder 18 gjennom rørledning 24. Den regenererte vandige løsning pumpes ved hjelp av pumpe 25 til kontaktbeholder 1 for gjenanvendelse.
Brukt luft både fra kontaktbeholder 10 og 18 fjernes fra den andre kontaktbeholder 18 gjennom rørledning 26 og en strøm som er rik på elementært svovel føres ut gjennom rørledning 28 som er utstyrt med pumpe 30.
Mengden av Fe(II) som oksyderes i regenereringen av-henger av kontakttiden og av mengden av gass som inneholder fritt oksygen, idet mengden av oksygen kan velges slik at den er direkte proporsjonal med mengden av hydrogensulfid i gassblandingen som skal behandles.
Fremgangsmåten for regenerering av brukt vandige løs-ning i fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, underletter utvelgelse av kontakttidene i den første og andre kontaktbeholder, 10 og 18, slik at i den første kontaktbeholder 10 er konsentrasjonen av Fe(II) i strømmen som går ut av den første kontaktbeholder 10 gjennom rørled-ning 15 mellom 0,20 og 0,50 mol Fe(II) pr. mol Fe, og konsentrasjonen av Fe(II) i strømmen som går ut av den andre kontaktbeholder 18 er under 0,10 mol Fe (II) pr. mol Fe. I praksis er den minimale konsentrasjon av Fe(II) i strømmen som går ut av den andre kontaktbeholder 18 ca. 0,01 mol Fe(II) pr. mol Fe.
Regenereringen gjennomføres på egnet måte ved atmosfæ-risk trykk og omgivelsestemperatur, med luft som inneholder 21 volum-% oksygen. Kontakttiden i den første kontaktbeholder er mellom 8 og 12 minutter og i den andre regenere-ringsbeholder 18 er kontakttiden mellom 6 og 10 minutter. Om nødvendig kan regenereringen gjennomføres ved høyere trykk og temperaturer.
Fordelen med regenereringsprosessen ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan forklares som følger.
Det antas at konsentrasjonen av Fe(III) som dannes fra Fe(II) er direkte proporsjonal med kontakttiden, idet denne antagelse innebærer at det tar omtrent samme kontakttid for å redusere konsentrasjonen av Fe(II) til 0,10 mol Fe(II) pr. mol Fe i én kontaktbeholder eller i to kontaktbeholdere, og at mengden av chelateringsmiddel som nedbrytes også er direkte proporsjonal med kontakttiden, samt at nedbrytingsgraden er omvendt proporsjonal med konsentrasjonen av Fe(II). I tillegg antar vi at en kontaktbeholder kan betraktes som en ideell blander, slik at konsentrasjonen av forbindelsene i kontaktbeholderen tilsvarer konsentrasjonen av forbindelsene som går ut av kontaktbeholderen.
La oss nå ta som eksempel regenerering av en brukt vandig løsning som inneholder ca. 0,8 mol Fe(II) pr. mol Fe, og som regenereres slik at den endelige konsentrasjon
av Fe(II) er 0,10 mol pr. mol Fe, og for å oppnå denne endelige Fe(II)-konsentrasjon er.den totale regenererings-tid 18 minutter.
I det tilfelle hvor én kontaktbeholder anvendes, opp-nås den endelige konsentrasjon av Fe(II) i denne kontaktbeholder. Når det anvendes to kontaktbeholdere, nås denne sluttkonsentrasjon i to trinn: et første trinn hvor konsentrasjonen av Fe (II) er 0,40 mol pr. mol Fe (kontakttid 10 minutter) og et andre trinn hvor sluttkonsentrasjonen er 0,10 mol pr. mol Fe (kontakttid 8 minutter). I det tilfelle hvor det således anvendes én kontaktbeholder er det ca.
0,10 mol Fe(II) pr. mol Fe tilstede i kontaktbeholderen i de 18 minutter det tar å oksydere Fe(II), mens i det tilfelle hvor det anvendes to kontaktbeholdere, er det i den første kontaktbeholder ca. 0,40 mol Fe(II) pr. mol Fe i løpet av 10 minutter og bare i løpet av 8 minutter i den andre kontaktbeholder er konsentrasjonen av Fe(II) 0,10 mol pr. mol Fe. Graden av nedbryting av chelateringsmidlet i den første kontaktbeholder er således mye lavere enn graden av nedbryting i den andre kontaktbeholder, og den totale nedbrytingsgrad er mye lavere enn graden av nedbryting dersom det bare hadde vært anvendt én kontaktbeholder.
I flytskjemaet som ble beskrevet med henvisning til tegningen, bringes gassblanding og vandig reaktantløsning i kontakt i motstrøm i kontaktbeholder 1. Andre gass/væske-kontaktanordninger kan likeledes anvendes, eksempler er en spray-kolonne eller en medstrøms-kontaktanordning eller hvilken som helst kombinasjon av kontaktanordninger.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for fjerning av hydrogensulfid fra en gassblanding som inneholder hydrogensulfid, omfattende at gassblandingen i en kontaktanordning ved en temperatur under smeltepunktet for svovel bringes i kontakt med en vandig reaktantløsning som inkluderer et koordinasjonskompleks av Fe (III) med et chelateringsmiddel, for å fremstille en renset gass-strøm som har et redusert innhold av hydrogensulfid, og en brukt vandig løsning som inneholder fast svovel og som har et øket innhold av koordinasjonskompleks av Fe(II) med chelateringsmidlet, og regenerering av den brukte vandige reaktantløsning for å oppnå regenerert vandig reaktantløsning, karakterisert ved at regenereringen av den brukte vandige reaktantløsning omfatter at den brukte vandige reaktantløsning i en første kontaktbeholder i med-strøm bringes i kontakt med en gass som inneholder fritt oksygen for å fremstille delvis regenerert vandig reak-tantløsning, og en blanding av brukt luft og delvis regenerert vandig reaktantløsning føres gjennom en rørledning til en andre kontaktbeholder, og bringes i den andre kontaktbeholder i motstrømskontakt med en gass som inneholder fritt oksygen for å fremstille regenerert vandig reaktant-løsning som fjernes fra den lavere del av den andre kontaktbeholder .
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter at det fjernes en svovelrik strøm fra den nedre del av den andre kontaktbeholder, under det sted hvor regenerert vandig reaktantløsning fjernes.
NO932686A 1992-07-27 1993-07-26 Fremgangsmåte for fjerning av hydrogensulfid fra en gassblanding NO180034C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP92202316 1992-07-27

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO932686D0 NO932686D0 (no) 1993-07-26
NO932686L NO932686L (no) 1994-01-28
NO180034B true NO180034B (no) 1996-10-28
NO180034C NO180034C (no) 1997-02-05

Family

ID=8210810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO932686A NO180034C (no) 1992-07-27 1993-07-26 Fremgangsmåte for fjerning av hydrogensulfid fra en gassblanding

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5422086A (no)
CA (1) CA2100294C (no)
DE (1) DE69301791T2 (no)
NO (1) NO180034C (no)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5705135A (en) * 1993-11-04 1998-01-06 Gas Research Institute Composition and process for the removal of hydrogen sulfide from gaseous streams
NL9401036A (nl) * 1994-06-23 1996-02-01 Tno Anaerobe verwijdering van zwavelverbindingen uit afvalwater.
AU4134796A (en) * 1994-11-03 1996-05-31 Khanmamedov, Tufik K. Method and apparatus for removal of contaminates from refinery gas
US6506349B1 (en) 1994-11-03 2003-01-14 Tofik K. Khanmamedov Process for removal of contaminants from a gas stream
ITMI20050322A1 (it) * 2005-03-03 2006-09-04 Eni Spa Procedimento per la rimozione tramite ossidazione di mercaptani contenuti in idrocarburi
WO2009064962A2 (en) * 2007-11-14 2009-05-22 Texyn Hydrocarbon, Llc System and method for high pressure synthesis gas processing
US7951353B1 (en) * 2010-06-07 2011-05-31 Merichem Company Flow control method and apparatus for a continuous multiple zone mass transfer

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1281571A (en) * 1968-07-13 1972-07-12 Vetrocoke Cokapuania Spa Improvements in or relating to the removal of CO2 and/or H2S from gaseous mixtures
US3728440A (en) * 1969-02-26 1973-04-17 Universal Oil Prod Co Continuous process for scrubbing hydrogen sulfide from a gas stream and selectively producing elemental sulfur while minimizing thiosulfate make
JPS5113480B2 (no) * 1972-08-14 1976-04-28
NL7402037A (no) * 1973-02-16 1974-08-20
NL8001886A (nl) * 1980-03-31 1981-11-02 Shell Int Research Werkwijze voor het verwijderen van zure gassen uit een in hoofdzaak uit methaan bestaand gasmengsel.
DE3216161A1 (de) * 1982-04-30 1983-11-03 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren zur entfernung von schwefelwasserstoff aus gasgemischen
US4534955A (en) * 1983-07-01 1985-08-13 Chevron Research Company Sulfur extraction process
IN166496B (no) * 1984-12-24 1990-05-19 Shell Int Research
US4871520A (en) * 1985-08-23 1989-10-03 Shell Oil Company Process and composition for H2 S removal
IN168471B (no) * 1985-08-23 1991-04-13 Shell Int Research
US4774071A (en) * 1986-05-01 1988-09-27 The Dow Chemical Company Process and composition for the removal of hydrogen sulfide from gaseous streams
US4853192A (en) * 1987-08-31 1989-08-01 Shell Oil Company Water removal in a redox process
US5139753A (en) * 1991-04-08 1992-08-18 Ari Technologies, Inc. Continuous process for mass transfer of a liquid reagent with two different gases

Also Published As

Publication number Publication date
CA2100294C (en) 2003-08-19
DE69301791D1 (de) 1996-04-18
NO932686L (no) 1994-01-28
US5422086A (en) 1995-06-06
NO932686D0 (no) 1993-07-26
NO180034C (no) 1997-02-05
DE69301791T2 (de) 1996-08-01
CA2100294A1 (en) 1994-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3824766A (en) Gas purification
US5152976A (en) Process for producing high purity hydrogen
US4976935A (en) Regeneration of solvent in H2 S removal from gases
US4241032A (en) Process for the removal of hydrogen sulfide from gas streams
US4138230A (en) Dual pressure absorption process
AU2007253790B2 (en) Process for treating a gas stream
NO170798B (no) Fremgangsmaate for svovelutvinning fra en hydrogensulfidholdig gasstroem
NL8202184A (nl) Werkwijze voor het verwijderen van h2s en co2 uit een gasmengsel.
JPH0253365B2 (no)
US3848071A (en) Process for reducing the total sulfur content of claus off-gases
US5718872A (en) Apparatus for controlling the hydrogen sulfide concentration in the acid gas feedstock of a sulfur recovery unit
JPH03327B2 (no)
EP0073074A2 (en) Process for reducing the total sulphur content of a high CO2-content feed gas
NO311423B1 (no) Kontinuerlig fremgangsmåte for behandling av kondensater av ammoniakk og urea
NO180034B (no) Fremgangsmåte for fjerning av hydrogensulfid fra en gassblanding
US3984316A (en) Treating foul refinery waste waters with absorber gas
US4808341A (en) Process for the separation of mercaptans contained in gas
US3794710A (en) Gas desulfurization
EP0922669B1 (fr) Procédé de récupération du soufre à haute pression
US4781910A (en) Hydrogen sulfide removal and sulfur recovery
CA2243626A1 (fr) Procede et unite d'hydrotraitement d'une charge petroliere comprenant le craquage de l'ammoniac et le recyclage de l'hydrogene dans l'unite
US8900544B2 (en) Sulfur removal methods
NO130715B (no)
US4975255A (en) Removal of sour components from a gas stream
EP0582337B1 (en) Process of removing hydrogen sulphide from a gas mixture

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees