NO326657B1 - Fremgangsmate og katalysator for oksydering av H<N>2</N>S inneholdt i en gass direkte til svovel - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen gjelder en metode hvor HS i en gass som skal behandles, blir oksidert til svovel ved å være i kontakt med en oksidasjonskatalysator som består av minst et oksysulfid av et metall valgt blant Ni, Fe, Co,. Cu, Cr, Mo og W, forbundet med en bærer av silisiumkarbid ved å arbeide ved temperaturer under duggpunktet for det svovel som dannes og mer spesielt varierende mellom 30 og 70°C. Oppfinnelsen er nyttig til eliminering av HS i gasser av forskjellig opprinnelse med gjenvinning av nevnte H,S. hovedsakelig i form av svovel.

Description

Oppfinnelsen gjelder en katalytisk prosess for oksidasjon, ved lav temperatur, av den H2S som finnes i lav konsentrasjon i en gass, direkte til svovel. Den gjelder også en katalysator for implementering av denne prosessen.

For å gjenvinne den H2S som finnes i lav konsentrasjon, nemlig en konsentrasjon på mindre enn 20 volum% og mer spesielt mellom 0,001 og 20 volum% og mest spesielt varierende fra 0,001 til 10 volum%, i gasser fra forskjellige kilder, kan det spesielt gjøres bruk av prosesser som innebærer en direkte katalytisk oksidasjon av H2S til svovel i samsvar med reaksjonen:

I slike prosesser bringes den H2S-inneholdende gassen, blandet med en passende mengde av en gass som inneholder fritt oksygen, for eksempel luft, oksygen eller oksygen an-riket luft, i kontakt med en katalysator for å oksidere H2S til svovel ved å gjennomføre denne kontakten enten over duggpunktet for det svovel som dannes, i hvilket tilfelle det svovelet som dannes, er til stede i dampfase i det reaksjonsmedium som kommer fra reaksjonen, eller ved temperaturer under duggpunktet for det svovel som dannes, i hvilket tilfelle nevnte svovel avsettes på katalysatoren, som derved krever at den svovelladede katalysatoren periodisk må regenereres ved spyling med en ikke-oksiderende gass med en temperatur på mellom 200 og 500 °C.

Spesielt kan oksidasjonen av H2S til svovel ved temperaturer over duggpunktet for svovel, dvs. ved temperaturer høyere enn omtrent 180 °C utføres i kontakt med en katalysator bestående av titanoksid (EP-A-0,078,690), og titanok-sidet inneholder et jordalkalimetallsulfat (WO-A-8302068), titanoksid inneholdende nikkeloksid og valgfritt aluminiumoksid (EP-A-0,140,045), et oksid av titanoksid eller zirkonoksid eller silikatypen, kombinert med en eller flere forbindelser av overgangsmetaller valgt fra Fe, Cu, Zn, Cd, Cr, Mo, W, Co og Ni, fortrinnsvis Fe, og valgfritt med en eller flere forbindelser av edelmetaller valgt fra Pd, Pt, Ir og Rh, foretrukket Pd (Fr-A-2,511,663) eller ellers et termisk stabilisert aluminiumoksid kombinert med en eller flere forbindelser av overgangsmetallene, slik som de som er nevnt ovenfor, spesielt Fe, og valgfritt med en eller flere forbindelser av edelmetaller valgt fra Pd, Pt, Ir og Rh (Fr-A-2,54 0,092).

Med hensyn til oksidasjonen av H2S til svovel ved temperaturer slik at det dannede svovelet avsettes på katalysatoren, kan denne utføres i kontakt med en katalysator som består av, for eksempel, en eller flere forbindelser slik som salter, oksider eller sulfider av overgangsmetallene, for eksempel Fe,Cu, Cr, Mo, W, V, Co, Ni, Ag og Mn, kombinert med en bærer av aktivert-aluminiumoksid, bauxitt, silika/aluminiumoksid eller en zeolittype (Fr-A-2,277,877). Denne oksidasjonen av H2S med avsetning av svovel på katalysatoren kan også utføres i kontakt med en katalysator som består av en katalytisk fase, valgt fra oksidene, saltene eller sulfidene av metallene V, Mo, Ni og Co kombinert med en bærer laget av aktivkull (fransk patentsøknad Nr. 93/02996 fra 16.03-1993).

Katalysatorene som nevnt ovenfor, bestående av en katalytisk fase basert på minst et oksid, salt eller sulfid av et overgangsmetall og kombinert med en bærer bestående av minst et material valgt fra aluminiumoksid, titanoksid, zirkonoksid, silisiumdioksid, zeolitter, silika/alumina-blandinger, blandinger av silisiumdioksid og titanoksid og aktivkull, som brukes til den katalytiske oksidasjonen av H2S til svovel, har fortsatt visse utilstrekkeligheter ved forlenget bruk. Spesielt er katalysatorene som har en bærer basert på aluminiumoksid, følsomme for forandringer over tid ved sulfuriseringen. Med hensyn til katalysatorene hvis bærer består av aktivkull, må det tas forholdsregler under deres bruk for å forhindre forbrenning av bæreren. I tillegg, med disse forskjellige katalysatorene har den katalytiske fasen som impregnerer bæreren, en tendens til å migrere inn i hulrommene i bæreren, og derved gjøre det vanskelig, eller faktisk ofte umulig, å gjenvinne metallet fra den katalytiske fasen i den forbrukte katalysatoren. Til slutt har de tidligere nevnte katalysatorene en mid-delmådig termisk ledningsevne noe som betyr at temperaturen i de katalysatorsjiktene som inneholder dem, ikke effektivt kan kontrolleres gjennom varmeutveksling med et kjølemid-del.

For å råde bot på ulempene med katalysatorene av den ovenfor nevnte typen, som brukes i prosesser for den katalytiske oksidasjonen av H2S til svovel og således få en prosess som resulterer i en forbedret svovelselektivitet som fortsetter varig over tid, har Søkeren i de omtalte Fr-A-2, 727, 101 og WO-A-97/19019 foreslått å utføre den direkte oksidasjonen av H2S til svovel i kontakt med en katalysator dannet av en silisiumkarbid bærer kombinert med en katalytisk aktiv fase som inneholder minst ett overgangsmetall, spesielt Ni, Co, Fe, Cu, Ag, Mn, Mo, Cr, Ti, W og V, i oksid- eller saltform og/eller i den elementære tilstanden.

Spesielt beskriver skriftene Fr-A-2,727,101 og WO-A-97/- 19019 en implementering av prosessen med direkte oksidasjon av H2S til svovel i kontakt med katalysatoren med en silisiumkarbid som bærer, i hvilken nevnte oksidasjon utføres ved temperaturer under duggpunktet for svovelet dannet ved denne oksidasjonen, og hvilket svovel avsettes på katalysatoren, og oksidasjonskatalysatoren dekket med svovel må så periodisk regenereres ved å spyle med en ikke-oksiderende gass, noe som utføres ved temperaturer på mellom 200 og 500 °C og fortrinnsvis mellom 230 og 450 °C, for å fordampe det svovel som er holdt tilbake på katalysatoren, og deretter nedkjøles den regenererte katalysatoren under duggpunktet for svovel, til den temperaturen som kreves for at H2S-oksidasjonen kan utføres på nytt, og denne kjølingen utføres ved hjelp av en gass med en temperatur på mindre enn 180 °C.

Ved å fortsette sin forskning har Søkeren funnet at den desulfuriserende aktiviteten og svovelselektiviteten til katalysatoren med en silisiumkarbid bærer i den tidligere nevnte regenereringsprosessen, utført ved temperaturer under duggpunktet for det frembrakte svovel, ytterligere kan forbedres ved å utføre H2S-oksidasjonen til svovel med bruk av en aktiv fase av nevnte katalysator som inneholder en eller flere oksysulfider av noen av de tidligere nevnte overgangsmetallene og som, i en foretrukket utførelse, regenereres ved en spesiell behandling før hver ny H2S oksidasjonsfase.

Den foreliggende oppfinnelsen er sammenfattet i det som står i vedføyde krav.

Målet med oppfinnelsen er derfor en regenerativ prosess for katalytisk oksidasjon av H2S inneholdt i lav konsentrasjon i en gass direkte til svovel som omfatter å bringe den nevnte H2S-inneholdende gassen sammen med en gass som inneholder fritt oksygen i en egnet mengde for å gi et C>2/H2S-molforhold i området fra 0,05 til 15 i kontakt med en katalysator for den selektive oksidasjonen av H2S til svovel, som består av en katalytisk aktiv fase kombinert med en silisiumkarbidbærer og som består av en forbindelse av minst ett overgangsmetall, den nevnte kontakten utføres ved temperaturer under duggpunktet til svovelet dannet ved oksidasjonen av H2S, hvilket svovel avsettes på katalysatoren, deretter periodisk regenerere den svovellastede oksidasjonskatalysatoren ved å spyle ved temperaturer på mellom 200 °C og 500 °C med en ikke-oksiderende gass for å fordampe svovelet som holdes igjen på katalysatoren, og deretter kjøle ned den regenererte katalysatoren ved hjelp av en gass som har en temperatur på mindre enn 180 °C inntil det nås en temperatur på under duggpunktet av svovelet påkrevd for at H2S-oksidasjonen skal utføres igjen, hvor prosessen er særpreget ved at katalysatoren for oksidasjon av H2S til svovel har en aktiv fase inneholdende minst ett oksysulfid av minst ett metall valgt fra nikkel, jern, kobolt, kopper, krom, molybden og wolfram og at nevnte katalysator, etter å ha blitt regenerert, utsettes for en behandling for å gjenopprette metalloksysulfidfasen, hvor behandlingen består av å bringe den regenererte katalysatoren, under eller etter dens kjøling, i kontakt med, ved temperaturer på mindre enn 250 °C og for en tid på mellom 0,2 og 3 timer, en oksygenert gasstrøm bestående av en inert bærergass inneholdende 0,1 % til 3 % oksygen og 0 % til 50 % vann ved volum.

Som indikert ovenfor utføres H2S til svovel oksidasjonsreaksjonen ved temperaturer under duggpunktet for det svovel som produseres og mer spesielt ved temperaturer mellom 30 og 180 °C. I henhold til en foretrukket utførelse utføres H2S til svoveloksidasjonsreaksjonen ved temperaturer mellom 35 og 70 °C og mer spesielt ved temperaturer varierende fra 40 til 65 °C.

I denne foretrukne utførelsen bringes den H2S-holdige gassen i kontakt med oksidasjonskatalysatoren ved en temperatur mellom 35 og 70 °C og mer spesielt på mellom 40 og 65 °C, hvor den nevnte temperaturen fordelaktig er lavere enn eller lik den temperaturen som velges for H2S-til-svovel oksidasjonsreaksjonen.

Den aktive fasen av oksidasjonskatalysatoren representerer vanligvis, beregnet som metallvekt, 0,1 til 20 %, mer spesielt 0,2 til 15 %, og enda mer spesielt 0,2 til 7 % av vekten av nevnte katalysator.

Silisiumkarbid bæreren utgjør med fordel minst 40 % og mer spesielt minst 50 % av vekten av oksidasjonskatalysatoren.

Det spesifikke overflatearealet av H2S-til-svovel oksidasjonskatalysatoren kan variere vidt avhengig av betin-gelsene under hvilke oksidasjonsprosessen utføres. Nevnte spesifikke overflateareal, bestemt med BET nitrogen adsorpsjonsmetoden ved temperaturen på flytende nitrogen (NF X 11-621 standard)kan med fordel utgjøre 0,1 til 600 m<2>/g og mer spesielt 2 til 300 m<2>/g.

Oksidasjonskatalysatoren med en bærer av silisiumkarbid kan fremstilles, for eksempel, som følger. Bæreren som er i form av et pulver, pellets, granuler, ekstruderte partikler eller andre former for agglomerater, impregneres først ved hjelp av løsning eller en sol, i et løsemiddel som vann, med det ønskede metallet eller metallene i form av salter og deretter tørkes den således impregnerte bæreren, og det tørkede produktet kalsineres ved temperaturer som kan variere fra 250 til 500 °C, hvilken prosess kan/kan ikke utføres i en inert atmosfære. Dernest utsettes den kalsinerte katalysatoren for en sulfuriseringsbehandling ved å bringe den i kontakt med et svoveltilførende middel bestående av elementært svovel eller bestående av H2S og en inert gass, hvilken prosess utføres ved temperaturer på mellom 250 og 400 °C og lenge nok til å oppnå maksimal sulfurisering av metallet eller metallene i katalysatorens aktive fase. Den sulfuriserte katalysatoren bringes deretter i kontakt med, ved temperaturer på mindre enn 250 °C, og spesielt mellom 30 og 200 °C i en tid mellom 0,2 og 3 timer, og mer spesielt mellom 0,5 og 2 timer, en oksygen-holdig gasstrøm bestående av en inert bærergass som inneholder 0,1 til 3 % og mer spesielt 0,3 til 1,5 % oksygen og 0 til 50 % eller mer spesielt 0,5 til 30 % vann for å frembringe metall oksysulfidfasen. Mengden av elementært svovel som brukes til sulfuriseringen av den kalsinerte, impregnerte bæreren representerer med fordel et mindre overskudd, for eksempel et overskudd varierende opp til 300 mol %, med hensyn til den støkiometriske mengden som tilsvarer maksimal sulfurisering av metallet eller metallene i den aktive fasen av katalysatoren. Varigheten av sulfuriseringsbehandlingen med elementært svovel er fordelaktig mellom 0,5 og 4 timer. Gassblandingen som består av H2S og inert gass, brukt som sulfuriseringsmiddel inneholder med fordel mellom 0,2 og 30 volum% H2S. Varigheten av sulfuriseringsbehandlingen med gassblandingen som inneholder H2S er generelt mellom 0,5 og 15 timer.

Silisiumkarbiden brukt til å lage bæreren til H2S-til-svovel oksidasjonskatalysatoren kan bestå av en hvilken som helst av de kjente silisiumkarbidene så lenge som de har det spesifikke overflatearealet som kreves, nemlig et spesifikt overflateareal bestemt med BET nitrogen adsorpsjonsmetoden varierende fra 0,1 til 600 m<2>/g.

Spesielt kan nevnte silisiumkarbid fremstilles ved å bruke en hvilken som helst av de teknikkene som er beskrevet i skriftene EP-A-0,313,480 (tilsvarende US-A-4,914,070, EP-A-0,440,569, EP-A-0,511,919, EP-A-0,543,751 og EP-A-0,543,-752.

Gassen som inneholder fritt oksygen og brukes til oksidasjonen av den H2S som finnes i den gassen som skal behandles, er generelt luft, skjønt det er mulig å bruke rent oksygen, oksygenanriket luft og til og med blandinger, i forskjellige forhold, av oksygen og en annen inert gass enn nitrogen.

Gassen som inneholder fritt oksygen og gassen som skal behandles inneholdende H2S, kan hver for seg bringes i kontakt med oksidasjonskatalysatoren. For å få en meget homo-gen reaksjonsblanding i gassform i kontakt med katalysatoren er det imidlertid foretrukket først å blande gassen som skal behandles og som inneholder H2S, med gassen som inneholder fritt oksygen og deretter bringe blandingen i kontakt med oksidasjonskatalysatoren.

Som indikert ovenfor brukes gassen som inneholder fritt oksygen i en mengde passende til å skaffe et molforhold 02/H2S varierende fra 0,05 til 15, mer spesielt fra 0,1 til 10 og mest spesielt fra 0,1 til 4 i reaksjonsblandingen som kommer i kontakt med H2S-til-svovel oksidasjonskatalysatoren .

Tiden som den gassformige reaksjonsblandingen er i kontakt med oksidasjonskatalysatoren, kan variere fra 0,5 til 20 sekunder og fortrinnsvis fra 1 til 12 sekunder, verdiene oppgitt ved standard trykk og temperatur betingelser.

Gassen som inneholder H2S i lav konsentrasjon som behandles i henhold til oppfinnelsen kan komme fra forskjellige kilder. Spesielt kan en slik gass være en naturgass med et lavt H2S-innhold eller en gass som kommer fra forgassing av kull eller fra tungoljer, og til og med en gass som er resultatet av hydrogeneringen av en restgass, for eksempel en restgass fra et svovelanlegg, som inneholder svovelforbindelser, slike som S02, merkaptaner, COS, CS2, som konverteres til H2S ved virkningen av hydrogen eller av vanndamp, eller også en gass som er resultatet av behandlingen, i kontakt med en Claus katalysator, i stand til å promovere den svoveldannende reaksjonen mellom H2S og S02, av et gassformig utslipp som inneholder H2S og S02 i et H2S/ S02-molforhold på større enn 2/1 og slik at den resulterende gassen fremfor alt inneholder H2S og intet eller meget lite S02 som svovelforbindelser. Prosessen i henhold til oppfinnelsen kan appliseres til behandlingen av gass som inneholder H2S i en konsentrasjon på mellom 0,001 og 25 volum% og mer spesielt varierer fra 0,01 til 20 volum%. Gassen som skal behandles, kan også inneholde organiske svovelforbindelser, slike som merkaptaner, COS og CS2, i en total konsentrasjon som kan variere opp til ca 1 volum%. Det vil være mulig, ved å bruke prosessen i henhold til oppfinnelsen å behandle gasser som inneholder H2S i en konsentrasjon større enn 25 volum%, i dette tilfellet er det imidlertid foretrukket å bruke den konven-sjonelle produksjonsprosessen for svovel som omfatter et termisk reaksjonstrinn.

Den H2S-holdige gassen som oksideres i kontakt med katalysatoren med en silisiumkarbid som bærer, kan være fri for vann eller i alt vesentlig fri for vann, eller motsatt kan den inneholde en ganske stor mengde vann. Således er det mulig i henhold til oppfinnelsen å behandle en H2S-holdig gass som har et vanninnhold som kan variere fra 0 % til ca 50 volum%. Fremfor alt er det fordelaktig når den aktive fasen av katalysatoren med en bærer av silisiumkarbid er et nikkeloksysulfid, idet nærværet av en mengde vann i den H2S-holdige gassen som skal behandles varierende fra 10 til 50 volum% og mer spesielt fra 15 til 30 volum%, gjør det mulig å øke vesentlig tiden under hvilken effektiviteten av katalysatoren kan holdes på et optimalt nivå.

Hvis temperaturen på reaksjonsblandingen etter oksidasjonen ikke kan overstige den øvre grensen for området av oksi-das j ons temperaturer, kan H2S-til-svovel oksidasjonen ut-føres adiabatisk. Hvis dette ikke er tilfelle, fjernes den varmen som frigjøres ved oksidasjonsreaksjonen ved ned-kjøling av katalysatoren på en hvilken som helst kjent måte, for å holde oksidasjonstemperaturen på valgt nivå eller i det valgte området. Eksempelvis kan kjølingen ut-føres ved å bruke et koldt fluid som strømmer i en direkte varmeveksling med katalysatoren eller i et indirekte varme-utbytte med nevnte katalysator innenfor sistnevnte. Prosessen kan også gjennomføres ved å plassere katalysatoren i en rørreaktor som består av rør arrangert i en kappe, for eksempel, med katalysatoren til stede i rørene og et koldt fluid sirkulerende mellom rørene på mantelsiden eller vice versa. Den katalytiske oksidasjonen kan også utføres i en reaktor med flere katalysatortrinn med kjøling av reaksjonsblandingen mellom de suksessive trinnene ved indirekte varmeveksling med et koldt fluid, og varme-vekslingen finner sted innenfor eller utenfor oksidasjonsreaktoren.

Når oksidasjonen utføres ved temperaturer på mellom 35 og 70 °C og mer spesielt varierer fra 40 til 65 °C, og når den H2S-holdige gassen som behandles i henhold til oppfinnelsen, er tilgjengelig ved temperaturer over 70 °C, er det derfor tilrådelig å kjøle den til en temperatur valgt mellom 35 og 70 °C før man bringer den i kontakt med H2S-til-svovel katalysatoren. Hvis gassen som skal behandles i tillegg til H2S, inneholder en stor mengde vann, for eksempel mellom 10 og 50 volum%, vil en ganske stor del av dette vannet følgelig kondensere under nevnte kjøling og kan eller kan ikke skilles fra gassen som skal behandles og som kjøles før sistnevnte kommer i kontakt med oksidasjonskatalysatoren .

I henhold til en første metode for implementering utføres kjølingen av gassen som skal behandles, på en slik måte at den nedkjølte gassen har et vanndampinnhold på mindre enn ca 10 volum%, og det vannet som kondenseres fjernes fra den nedkjølte gassen før sistnevnte bringes i kontakt med H2S oksidasjonskatalysatoren.

I henhold til en andre metode for implementering skilles det kondenserte vannet fra nedkjølingen av gassen som skal behandles, ikke fra den nedkjølte gassen og blandet gass/- kondensert vannfase bringes i kontakt med H2S-oksidasjonskatalysatoren, mens temperaturen i oksidasjonssonen holdes på den verdien som er valgt mellom 35 og 70 °C og mer spesielt kan variere fra 40 til 65 °C ved å injisere inn i nevnte sone, en strøm av kjølevann som sirkulerer kontinuerlig i motstrøm til gassen som skal behandles, og en renset gass i alt vesentlig fri for svovelforbindelser strømmer ut fra toppen av oksidasjonssonen og en vannstrøm belastet med faste svovel partikler føres ut fra bunnen av nevnte sone, og en del av nevnte vannstrøm resirkuleres, etter å ha fraskilt det svovel som den inneholder og kjø-les, for å frembringe den strøm av kjølevann som injiseres i oksidasjonssonen.

I samsvar med en tredje metode for implementering som ut-gjør en variant av den andre, skilles det vannet som kondenseres ved nedkjølingen av gassen til behandling ikke fra den nedkjølte gassen og en blandet gass/kondensertvannfase bringes i kontakt med H2S-oksidasjonskatalysatoren, temperaturen i oksidasjonssonen holdes på den valgte verdien mellom 35 og 70 °C og spesielt varierende fra 40 til 65 °C ved å injisere i nevnte sone, en strøm kjølevann som kontinuerlig sirkulerer medstrøm i forhold til gassen som skal behandles, en renset gass/kondensertvann-blanding belastet med faste svovelpartikler trekkes ut fra bunnen av oksidasjonssonen, og nevnte blanding skilles i en strøm av renset gass som blåses ut og en vandig fase, og etter å ha fraskilt det svovel som den inneholder og blitt nedkjølt, blir en del av denne vandige fasen resirkulert for å få den strømmen av kjølevann som injiseres i oksidasjonssonen.

Spylegassen som brukes for å regenerere den svovelbelastede katalysatoren, kan for eksempel være metan, nitrogen, CO2, eller blandinger av slike gasser, eller kan også bestå av en fraksjon av den gassen som kommer fra oksidasjonstrinnet eller en del av den gassen som skal behandles. Spylegassen brukt ved den forannevnte regenereringen kan valgfritt inneholde en del av en gassformig reduserende forbindelse slik som for eksempel H2, CO eller H2S, i det minste under den siste fasen av regenereringen, dvs. etter at den største delen av svovelet avsatt på oksidasjonskatalysatoren har blitt fordampet.

Implementeringen av oksidasjonsreaksjonen i henhold til oppfinnelsen ved temperaturer under duggpunktet for det svovel som dannes, kan utføres i en enkel oksidasjonssone som inneholder oksidasjonskatalysatoren på en bærer av silisiumkarbid, som avvekslende arbeider i en oksidasjonsfase og en regenererings-/kjølefase. En slik implementering adopteres når gassen til behandling inneholder lite H2S og følgelig når regenereringen av katalysatoren ikke behøver å skje så ofte. Implementeringen av den katalytiske reaksjonen utføres med fordel i en rekke oksidasjonssoner som hver inneholder oksidasjonskatalysatoren med en bærer av silisiumkarbid, som arbeider på en slik måte at minst en av de nevnte sonene arbeider i regenererings-/kjølefasen mens de andre sonene er i den katalytiske oksidasjonsfasen. Prosessen kan også utføres ved å ha en eller flere soner i oksidasjons reaksjonsfasen, minst en sone i regenereringsfasen og minst en sone i kjølefasen.

Gassen som brukes for regenerering av oksidasjonskatalysatoren sirkulerer fortrinnsvis i en lukket sløyfe fra en varmesone, passerer i rekkefølge gjennom den katalytiske sonen under regenereringen, og en kjølesone hvor mesteparten av svovelet til stede i nevnte gass skilles fra ved kondensasjon før den sendes tilbake til varmesonen. Regenereringsgassen kan naturligvis også sirkulere i en åpen sløyfe.

Gassen som brukes til kjøling av den regenererte oksidasjonskatalysatoren er av samme type som den som brukes til regenerering av den svovelbelastede katalysatoren. Kretsene for regenereringsgassen og kretsene for kjøle-gassen kan være uavhengige av hverandre. Imidlertid, i henhold til en utførelse kan regenereringsgasskretsen, definert ovenfor, også omfatte en gren som forbinder utgangen på dens kjølesone med inngangen til sonen som gjennomgår regenerering ved å passere forbi dets varmesone, og derved gjør det mulig å kortslutte nevnte varmesone og således bruke den regenererte gassen som kjølegass.

Etter hver regenerering av den svovelbelastede katalysatoren utføres restaureringen av den aktive fasen til katalysatoren ved å bringe den regenererte katalysatoren i kontakt med, ved temperaturer på mindre enn 2 50 °C og spesielt mellom 80 og 200 °C, i en tid på mellom 0,2 og 3 timer og mer spesielt mellom 0,5 og 2 timer, med en oksy-genholdig gasstrøm som består av en inert bærergass som inneholder 0,1 til 3 % og mer spesielt 0,3 til 1,5 % oksygen, og 0 til 50 % og mer spesielt 0,5 til 30 % vann, målt som volum. Den nevnte restaureringen av den oksysulfid-aktive fasen av den regenererte katalysatoren kan utføres etter at den regenererte katalysatoren har blitt nedkjølt og under kjølingen av nevnte regenererte katalysator.

Andre fordeler og karakteristika vil fremkomme når man leser den beskrivelsen som er gitt nedenfor av de metodene for implementering av prosessen i henhold til oppfinnelsen, som er velegnet for behandling av restgasser fra svovelanlegg og som implementeres i apparaturene vist skjematisk i Figurene 1 til 3 i de vedlagte tegningene, hvor H2S-til-svovel oksidasjonen utføres ved temperaturer på mellom 35 og 70 °C. Figur 1 viser en apparatur hvor H2S-til-svovel oksidasjonen utføres i en reaktor som arbeider adiabatisk. Figurene 2 og 3 viser to varianter av en apparatur i hvilke H2S-til-svovel oksidasjonen utføres i en rislereaktor.

I disse figurene er identiske elementer i den ene eller andre figuren identifisert ved samme referansesymboler.

Apparaturen vist i Figur 1 kombinerer en hydrogenerings- og hydrolysereaktor 1, et skrubbetårn 2 og to katalytiske oksidasjonsreaktorer 3a og 3b, hvor nevnte katalytiske reaksjonsreaktorer er montert i parallell og hver inneholder et lag av en H2S-til-svovel oksidasjonskatalysator. Reaktor 1 har, på den ene siden, en ledning for innmating av restgassen som skal behandles, som kommer fra et svovelanlegg eller en behandlingsenhet, for eksempel en SULFREEN-enhet, som produserer en restgass med sammenlignbar sammensetning, i hvilken ledning det er satt inn et varmeapparat

5, og på den annen side, en utløpsledning 6 for gassene som er forbundet, via en indirekte varmeveksler 7 som arbeider som en kjøler, til et innløp 8 laget i den nedre delen av skrubbetårnet 2. Dette tårnet innbefatter en ledning 9 for en vannsprut, som strømmer ut i dets øvre halvdel og i hvilken ledning det er satt inn en kjøler 10, og som videre har ved bunnen, en ledning 11 for å lede ut væske og, på

toppen, en ledning 12 for å lede ut gass. Ledningen 11 er forbundet med inntaket til en pumpe 13 på hvilken innmatingsåpningen er forlenget med en ledning 14 for å lede ut væske, til hvilken ledning 9 er montert som en forgrening .

De katalytiske oksidasjonsreaktorene 3a og 3b er forsynt med en første ledning, henholdsvis 15a og 15b, og med en andre ledning, henholdsvis 16a og 16b, og disse ledningene er plassert på hver side av det katalytiske laget til stede i hver av nevnte reaktorer. Ledningen 15a på reaktoren 3a er forbundet på den ene siden, via en ledning 17a forsynt med en ventil 18a, til en ledning 19 som selv er forbundet med ledningen 12 og på den annen side, via en ledning 20a forsynt med en ventil 21a, med en ledning 22 som selv er forbundet med inntaksåpningen til en vifte 23 og til hvilken ledning det er montert en svovelkondensator. På samme måte er ledningen 15b på reaktoren 3b forbundet, på den ene siden, via en ledning 17b forsynt med en ventil 18b, til ledningen 19, nedstrøms for koplingen av ledning 17a med nevnte ledning 19, og på den annen side, via en ledning 20b forsynt med en ventil 21b til ledningen 22 ved et punkt på sistenevnte som ligger mellom ledningen 20a og svovelkondensatoren 24. Oppstrøms for dens forbindelse til ledningen 17a, har ledningen 19 som en forgrening, et inn-løp 25 for tilførsel av en gass som inneholder fritt oksygen .

Ledningen 16a til reaktoren 3a er forbundet på den ene siden, via en ledning 26a forsynt med en ventil 27a, til en ledning 28 for tømme ut den rensede restgassen i en forbrenningsreaktor (ikke vist) og derfra ut i atmosfæren, og på den andre siden via en ledning 2 9a forsynt med en ventil 30a, til en ledning 31 som forlenger innmatingsåpningen til viften 23. Ledning 31 har et oppvarmingsorgan 32 og en forgrening 33 som er forsynt med en ventil 34 og som kortslutter varmeapparatet og den delen av grenen 33 oppstrøms for sistnevnte. På samme måte er ledningen 16b til reaktoren 3b forbundet, via en ledning 26b forsynt med en ventil 27b, til ledningen 28 for utblåsing av den rensede restgassen og, på den andre siden, via en ledning 29b forsynt med en ventil 30b, til ledningen 31, ved et punkt på sistnevnte plassert mellom forgreningen 33 og ledningen 29a. En ledning 36 forsynt med en justerbarstrøm ventil 37 er montert som en gren på ledningen 22, mellom svovelkondensatoren 24 og viften 23, og danner en ledning for innmating av en tilsetningsgass, mens en ledning 38 forsynt med en justerbarstrøm ventil 39 er montert som en gren på ledning 31 mellom viften 23 og sammenkoplingen av grenen 33 og ledningen 31 oppstrøms for ventilen 35 og frembringer en spyleledning.

Apparaturen vist i Figur 2 kombinerer en hydrogenerings- og hydrolysereaktor 1, to katalytiske oksidasjonsreaktorer 3a og 3b, de nevnte katalytiske oksidasjonsreaktorene montert i parallell og hver inneholdende et lag av en H2S-til svovel oksidasjonskatalysator, og et vann-injeksjons kjøle-system som omfatter en tank 40 som arbeider som en bunnfellingstank og en gass/væske-separator. Reaktoren 1 har, på den ene siden, en ledning 4 for innmating av restgassen som skal behandles, som kommer fra et svovelanlegg eller fra en behandlingsenhet, for eksempel en SULFREEN-enhet, som produserer en restgass av sammenlignbar sammensetning, i hvilken ledning det er innsatt et varmeapparat 5, og på den annen side en gass utløpsledning 6 koplet til innløpet til en indirekte varmeveksler 7 som arbeider som en kjøler.

De katalytiske oksidasjonsreaktorene 3a og 3b er utstyrt med en første ledning henholdsvis 15a og 15b og med en andre ledning henholdsvis 16a og 16b, og disse ledningene er plassert på hver sin side av det katalytiske laget til stede i hver av nevnte reaktorer. Ledningen 15a i reaktoren 3a er forbundet på den ene siden, via en ledning 17a forsynt med en ventil 18a, til en ledning 19 forbundet med utløpet på den indirekte varmeveksleren 7 og, på den andre siden, via en ledning 20a utstyrt med en ventil 21 a, med en ledning 22 som selv er forbundet med inntaksåpningen på en vifte 23 og til hvilken det er montert en svovel-konden-sator. På samme måte er ledningen 15b på reaktoren 3b forbundet, på den ene siden, via en ledning 17b utstyrt med en ventil 18b, til ledningen 19, nedstrøms for sammenkoplingen av ledning 17a med nevnte ledning 19, og på den andre siden, via en ledning 20b utstyrt med en ventil 21b, til ledningen 22 ved et punkt på sistnevnte plassert mellom ledningen 20a og svovelkondensatoren 24. Oppstrøms for dens forbindelse med ledningen 17a har ledningen 19 som en forgrening et innløp 25 for tilførsel av en gass som inneholder fritt oksygen.

Ledningen 16a til reaktoren 3a er på den ene siden forbundet via en ledning 26a utstyrt med en ventil 27a, med en ledning 28 for utblåsing av den rensede restgassen i en forbrenningsreaktor (ikke vist) og derfra ut i atmosfæren og, på den andre siden, via en ledning 29a forsynt med en ventil 30a, med en ledning 31 som forlenger innmatingsåpningen til viften 23. Ledningen 31 har et varmeapparat 32 og en gren 33, hvilken gren er utstyrt med en ventil 34 og som kortslutter varmeapparatet, og det har også en ventil 35 mellom varmeapparatet og delen av grenen 33 oppstrøms for den sistnevnte. På samme måte er ledningen 16b til reaktoren 3b forbundet, via en ledning 26b utstyrt med en ventil 27b, til ledningen 28 for utmating av den rensede restgassen og, på den andre siden via en ledning 29b utstyrt med en ventil 30b, med ledningen 31, ved et punkt på den sistnevnte lokalisert mellom forgreningen 33 og ledningen 29a. En ledning 36 utstyrt med en justerbar-strøm ventil 37 er montert som en gren på ledning 22, mellom svovelkondensatoren og viften 23, og utgjør en ledning for innmating av en tilleggsgass, mens en ledning 38 utstyrt med en justerbar-strøm ventil 39 er montert som en gren på ledning 31 mellom viften 23 og sammenkoplingen av grenen 33 med ledning 31 oppstrøms for ventilen 35 og danner en spyleledning.

De katalytiske oksidasjonsreaktorene 3a og 3b er også utstyrt ved bunnen med en utmatingsledning, henholdsvis 41a og 41b, utstyrt med en ventil, henholdsvis 42a og 42b, som er forbundet via en utmatingsledning 43 for væske, til inn-løpet på en bunnfellingstank og gass/væske-separatortank 40 og, i sin øvre del med en injeksjonsledning for væske, henholdsvis 44a og 44b, utstyrt med en ventil, henholdsvis 45a og 45b. Utmatingsledningen og injeksjonsledningen for væske som hver av de katalytiske oksidasjonsreaktorene er utstyrt med, er også lokalisert på hver sin side av det katalytiske sjiktet til stede i reaktoren det gjelder. Tanken 40 har en bunnfellingssone 4 6 som i sin nedre del er utstyrt med et system for fjerning av faste stoffer og en gass/væske separasjonssone 48 som i sin nedre del har et utløp 49 for væskene, og i sin øvre del et utløp 50 for gassene. Utløpet 4 9 på tanken 40 er koplet til innløpet på en pumpe 51, hvis innmatingsåpning er forlenget med en utmatingsledning for væske 52. En ledning 53 som er montert som en forgrening på ledning 52 og i hvilken det er innsatt en indirekte varmeveksler 54 som arbeider som en kjøler, er forbundet med injeksjonsledningen for væske, henholdsvis

44a og 44b, med hvilke hver av de katalytiske oksi-das jonsreaktorene er utstyrt. En ledning 55 montert som en forgrening på ledning 53 mellom varmeveksleren 54 og sammenkoplingen av ledning 53 og ledningene 44a og 44b, forbinder også nevnte ledning 53 med bunnfellingssonen 46 til tanken 40.

Apparaturen vist i Figur 3 kombinerer en hydrogenerings- og hydrolysereaktor 1, to katalytiske oksidasjonsreaktorer 3a og 3b, de nevnte katalytiske oksidasjonsreaktorene montert i parallell og hver av dem inneholdende et sjikt av en H2S-til svovel oksidasjonskatalysator, og et vanninjeksjons kjølesystem som innbefatter en tank 40 som arbeider som en bunnfellingstank og en gass/væske separator. Reaktor 1 har på den ene siden en ledning 4 for innmating av den restgass som skal behandles, som kommer fra et svovelanlegg eller fra en behandlingsenhet, for eksempel en SULFREEN-enhet, som produserer en restgass av sammenlignbar sammensetning, i hvilken det er innsatt et varmeapparat, og på den andre siden en utmatingsledning for gass forbundet med innløpet på en indirekte varmeveksler 7 som arbeider som en kjøler.

De katalytiske oksidasjonsreaktorene 3a og 3b er utstyrt med en første ledning, henholdsvis 15a og 15b, og med en andre ledning, henholdsvis 16a og 16b, og disse ledningene er plassert på hver sin side av det katalytiske laget som er til stede i hver av nevnte reaktorer. Ledning 15a på reaktor 3a er forbundet, via en ledning 20a forsynt med en ventil 21a, til en ledning 22 som selv er forbundet med innmatingsåpningen på en vifte 23 og til hvilken det er montert en svovelkondensator 24. På samme måte er ledningen 15b på reaktoren 3b forbundet via en ledning 20b forsynt med en ventil 21b, med ledningen 22 ved et punkt på sistnevnte lokalisert mellom ledningen 20a og svovelkondensatoren 24.

Ledningen 16a på reaktoren 3a er forbundet på den ene siden via en ledning 26a forsynt med en ventil 27a, til innmatingsledningen for gass 56 og på den andre siden via en ledning 29a utstyrt med en ventil 30a, til en ledning 31 som forlenger innmatingsåpningen på viften 23. Ledningen har et varmeapparat 32 og en gren 33, hvilken gren er utstyrt med en ventil 34 og som kortslutter varmeapparatet, og det har også en ventil 35 mellom varmeapparatet og delen av grenen 33 oppstrøms for sistnevnte. På samme måte er ledningen 16b på reaktoren 3b forbundet, via en ledning 26b utstyrt med en ventil 27b, med innmatingsledningen for gass 56, og på den andre siden via en ledning 29b utstyrt med en ventil 30b, med ledningen 31 ved et punkt på sistnevnte lokalisert mellom grenen 33 og ledningen 29a. En ledning 36 utstyrt med en justerbar-strøm ventil 37 er montert som en gren på ledningen 22, mellom svovelkondensatoren og viften 23, og danner en ledning for innmating av en tilleggsgass, mens en ledning 38 utstyrt med en justerbar-strøm ventil 39 er montert som en gren på ledning 31 mellom viften og sammenkoplingen av grenen 33 med en ledning 31 oppstrøms for ventilen 35 og frembringer en spyleledning.

De katalytiske oksidasjonsreaktorene 3a og 3b er også utstyrt ved bunnen med en utløpsledning, henholdsvis 41a og 41b, utstyrt med en ventil, henholdsvis 42a og 42b, som er forbundet via en utmatingsledning for væske 4 3 til innløpet på bunnfellingstanken og gass/væske separatortanken 40 og, i sin øvre del med en injeksjonsledning for væske, henholdsvis 44a og 44b, utstyrt med en ventil henholdsvis 45a og 45b. Utmatingsledningen og injeksjonsledningen for væske som hver av de katalytiske oksidasjonsreaktorene 3a og 3b er utstyrt med, er også lokalisert på hver side av det katalytiske sjiktet som finnes i angjeldende reaktor. Tanken 40 har en bunnfellingssone 46 som i sin nedre del er utstyrt med et system for å fjerne faste stoffer, og en gass/væske separasjonssone 48 som i sin nedre del har et utløp 4 9 for væskene og i sin øvre del et utløp 50 for utmating av de rensede restgassene inn i en forbrenningsreaktor (ikke vist) og derfra ut i atmosfæren. Utløpet 49 på tanken 40 er forbundet med inntaket på en pumpe 51, hvis innmatingsåpning er forlenget med en utmatingsledning for væske. En ledning 53 som er montert som en gren på ledning 52 og i hvilken det er innsatt en indirekte varmeveksler som virker som en kjøler, er forbundet med injeksjonsledningen for væske, henholdsvis 44 a og 44b som begge de katalytiske oksidasjonsreaktorene er utstyrt med. En ledning 55 montert som en gren på ledning 53 mellom varmeveksleren 54 og tilkoplingen av ledning 53 med ledningene 44a og 44b, forbinder også nevnte ledning 53 med bunnfellingssonen 46 i tanken 40. Innmatingsledningen for gass 56 er forbundet via en ledning 19 med utløpet på varmeveksleren 7. Videre har nevnte varmeveksler en utløpsåpning for de kondenserte væskene, hvilken utløpsåpning er forbundet via en ledning 57, med bunnfellingssonen 46 i tanken 40. Oppstrøms for dens forbindelse med ledningen 57, har ledningen 19 som en gren, et innløp 25 for tilførsel av en gass som inneholder fritt oksygen.

Prosessen for behandling av restgasser i den apparaturen som nettopp er beskrevet, kan indikeres skjematisk på følgende måte: Med henvisning til apparaturen i Figur 1, er det antatt at reaktoren 3a er i den katalytiske oksidasjonsfasen mens reaktoren 3b er i regenereringsfasen, ventilene 18a, 21b, 27a, 30b og 35 er åpne mens ventilene 18b, 21a, 27b, 30a og 34 er stengt.

Restgassen som kommer fra svovelanlegget via ledning 4, passerer gjennom varmeveksleren 5 hvor den varmes opp til den temperaturen som kreves for hydrogeneringen, for eksempel mellom 200 og 400 °C. Den varme restgassen som forlater nevnte varmeveksler 5, passerer gjennom hydrogenerings- og hydrolysereaktor 1 som inneholder en passende mengde av en katalysator i stand til å promovere hydrogeneringen av SO2 og elementært svovel til H2S så vel som en hydrolyse av forbindelsene COS og CS2 til H2S, og den nevnte katalysatoren er for eksempel basert på kobolt og molybden. For mer detaljer om implementeringen av hydrogenerings- og hydrolysefasen av de svovelforbindelsene som finnes i restgassen, kan det refereres til den informasjon som finnes i skriftet WO-A-94/21359. I reaktor 1 blir de andre svovelforbindelsene enn H2S nesten fullstendig omdannet til H2S. Det gassformige utslippet som forlater reaktor 1 via ledning 6, hvis reaktortemperatur er mellom 280 og 450 °C passerer deretter gjennom varmeveksleren 7 i den hensikt å kjøle nevnte gassformige utslipp før det kommer inn i skrubbingtårnet 2 via åpningen 8. I dette tårnet blir det nedkjølte, hydrogenerte gassformige utslippet skrubbet med vann som kontinuerlig sprutes ut gjennom ledning 9, for å kondensere den største delen av den vanndamp som det inneholder. En strøm av vann trekkes kontinuerlig ut via ledning 11, hvilken strøm av vann mates ut med pumpen 13 og ledning 14 til en lagertank for svovelholdig vann, etterat fraksjonen av nevnte vannstrøm som kreves, etter kjøling i varmeveksleren 10, etter at vannspruten tilført til skrubbingtårnet har blitt tappet av gjennom ledning 9.

Et nedkjølt gassformig utslipp som inneholder mindre enn ca 10 % vann, målt som volum, forlater toppen av skrubbingtårnet 2, hvilket utslipp hvis temperatur ligger mellom 35 og 70 °C, bringes inn i oksidasjonsreaktoren 3a via ledningene 12 og 19, ledning 17a gjennom ventilen 18a, og ledningen 15a etter å ha mottatt via ledningen 25, en kontrollert mengde av en gass som inneholder fritt oksygen, og spesielt av luft, for å oksidere H2S til svovel.

I reaktoren 3a som presis lik reaktoren 3b inneholder en H2S-til svovel oksidasjonskatalysator i henhold til oppfinnelsen, blir H2S selektivt oksidert til svovel av oksygen i kontakt med oksidasjonskatalysatoren i samsvar med reaksjonen:

Oksidasjonen utføres adiabatisk mellom 35 og 70 °C og mer spesielt innenfor området 40 til 65 °C, og svovelet dannet ved oksidasjonen avsettes på oksidasjonskatalysatoren. En renset restgass med et ekstremt lavt restinnhold av H2S forlater reaktoren 3a via ledningen 16a. hvilken gass sendes ved ledningen 26a, gjennom ventilen 27a, til utmatingsledningen 29 som overfører nevnte rensede restgass til en termisk eller katalytisk forbrenningsreaktor (ikke vist).

En strøm av ikke-oksiderende spylegass sendes ved hjelp av viften inn i ledning 31 gjennom ventilen 35 og varmeapparatet 32, hvor denne gasstrømmen varmes opp til den temperaturen som er passende for regenerering, som generelt er mellom 200 og 500 °C og mer spesielt mellom 230 og 400 °C. Strømmen av oppvarmet gass som sirkulerer i ledning 31, føres inn i reaktor 3b via ledning 29b, gjennom ventilen 30b og ledning 16b, og spyler ut den svovelbelastede oksidasjonskatalysatoren som finnes i nevnte reaktor. Den rensende gasstrømmen som fanger opp det fordampede svovelet, forlater reaktoren via ledning 15b og strømmer via ledning 20b gjennom ventil 21b, og ledning 22 så langt som svovelkondensatoren 24 i hvilken den største delen av svovelet skilles ut ved kondensasjon. På utløpssiden av svovelkondensatoren tas den rensende gasstrømmen opp av viften 23 og leveres til ledning 31 som indikert ovenfor.

Etter tilstrekkelig tid for spyling av katalysatoren i reaktoren 3b ved hjelp av den rensende gassen som passerer gjennom varmeapparatet 32, for fullstendig å fjerne svovelet avsatt på katalysatoren, åpnes ventilen 34 og ventilen 35 stenges så varmeapparatet kortsluttes og temperaturen på den spylende gassen senkes, og spylingen fortsettes passende lenge for å kjøle den regenererte katalysatoren som finnes i reaktoren 3b og dermed tillate katalysatoren å bringes i kontakt med den to-fase strøm som passerer gjennom ledning 19 nedstrøms for innløpet 25.

Under kjølingen av den regenererte katalysatoren når temperaturen av nevnte katalysator når verdier på mindre enn 250 °C og mer spesielt mellom 30 og 200°, blir en oksygen-holdig gasstrøm bestående av en inert bærergass inneholdende 0,1 til 3% og mer spesielt 0,3 til 1,5% oksygen og 0 til 50% og mer spesielt 0,5 til 30 % vann regnet som volum, og nevnte gass har en temperatur på mindre enn 250 °C og mer spesielt mellom 30 og 300 °C , innført i spylegassen via ledning 36 gjennom ventilen 37 og injiseringen av nevnte oksygenholdige gasstrøm opprettholdes i en tid på mellom 0,2 og 3 timer og mer spesielt mellom 0,5 og 2 timer for å gjenopprette den oksysulfidaktive fasen av oksidasjonskatalysatoren.

Når nevnte katalysator har blitt nedkjølt til den temperaturen som kreves og dens aktive fase er gjenopprettet, byttes rollene som spilles av reaktorene 3a og 3b om, dvs. at reaktor 3b bringes inn i oksidasjons reaksjonsfasen og reaktor 3a inn i regenererings-/nedkjølingsfasen. For å gjøre dette, stenges ventilene 30b og 21b, så åpnes ventilene 18b og 27b og deretter stenges ventilene 18a og 27a, noe som har det resultat at reaktor b bringes inn reaksjonsfasen. Endelig åpnes ventilene 30a og 21a for å sirkulere den varme regenereringsgassen i reaktor 3a som deretter opererer i regenereringsfasen. Etter en tilstrekkelig regenereringstid går reaktor 3a over i nedkjølings-fasen med gjenoppretting av den aktive fasen av katalysatoren som indikert ovenfor med hensyn til reaktor 3b.

Med henvisning til apparaturen i Figur 2 er det antatt at reaktor 3a er i den katalytiske oksidasjonsfasen mens reaktor 3b er i regenereringsfasen, ventilene 18a, 21b, 27a, 30b, 35, 42a og 45 a er åpne mens ventilene 18b, 21a, 27b, 30a, 34, 42b og 45b er stengt.

Restgassen som kommer fra svovelanlegget via ledning 4, passerer gjennom varmeveksleren 5, hydrogenerings- og hydrolysereaktoren 1 og varmeveksleren 7, hvor den behandles som indikert med henvisning til Figur 1. Nevnte varmeveksler produserer et gass/kondensert vann to-fase utslipp, hvis temperatur ligger mellom 35 og 70°C og som bringes inn oksidasjonsreaktoren 3a via ledning 19, ledning 17a, gjennom ventilen 18a, og ledning 15a, etter å ha mottatt ,via ledning 25, en kontrollert mengde gass inneholdende fritt oksygen og spesielt luft for å oksidere H2S til svovel.

En strøm av kjølevann brakt inn gjennom ledning 53 tilføres kontinuerlig til reaktoren 3a via ledningen 44a gjennom ventilen 45a, og nevnte vannstrøm sirkulerer i reaktoren 3a i motstrøm med hensyn til den gassen som finnes i det to-fase utslippet som injiseres i nevnte reaktor via ledning 15a og som forlater denne reaktoren via ledning 41a gjennom ventilen 42a, belastet med faste svovelpartikler, for å tilføres via ledning 43 til bunnfellingssonen 46 i tanken 40. I denne sonen 46 blir de faste svovelpartiklene som finnes i den vannstrømmen som bringes inn gjennom ledning 43, samlet opp i den nedre delen av nevnte sone, fra hvilket de tappes i form av en vandig suspensjon gjennom ekstraksjonssystemet 47. Vannet strippet for svovel-partikler går deretter inn gass/væske-separasjonssonen 48 i tanken 40, i hvilken sone nevnte vann avgasses, og den avskilte gassen mates ut via ledning 50. Ved bunnen av sone 48 blir en vannstrøm kontinuerlig trukket ut via ledning 49 og tømt ut, ved hjelp av pumpen 51 via ledning 52, i en lagertank for svovelholdig vann, etter at en fraksjon av det nevnte uttømte vannet har blitt tappet av gjennom ledning 53. Fraksjonen av vann således tappet av, kjøles ned i varmeveksleren 54 og en del av det nedkjølte vannet brukes til å frembringe den strømmen av kjølevann som innføres i reaktoren 3a i den hensikt å kontrollere temperaturen i nevnte reaktor, mens resten av nevnte fraksjon av vann returneres via ledning 55 til sone 46 i tanken 40.

I reaktoren 3a som likesom reaktoren 3b inneholder en katalysator i henhold til oppfinnelsen for oksidasjon av H2S til svovel, blir H2S selektivt oksidert til svovel med oksygen i kontakt med oksidasjonskatalysatoren i samsvar med reaksjonen:

Ved temperaturene som holdes mellom 35 og 70 °C og mer spesielt innenfor området 40 til 65 °C ved den tidligere nevnte vanninjiseringen, som brukes for å utføre oksidasjonen, avsettes det svovelet som dannes ved oksidasjonen på nevnte katalysator. En renset restgass med et usedvanlig lavt innhold av H2S forlater reaktoren via ledning 16a, hvilken gass sendes via ledning 26a, gjennom ventilen 27a inn i utmatingsledningen 28 som overfører nevnte rensede restgass til en termisk eller katalytisk forbrenningsreaktor (ikke vist).

En strøm av ikke-oksiderende spylegass sendes av viften 23 inn i ledning 31 gjennom ventilen 35 og varmeapparatet 32, i hvilket denne gasstrømmen varmes opp til den temperaturen som er egnet for regenerering som vist med referanse til Figur 1. Strømmen av oppvarmet gass som sirkulerer i ledning 31, innføres i reaktoren 3b via ledning 29b, gjennom 30b og ledningen 16b og spyler den svovelbelastede oksidasjonskatalysatoren som finnes i nevnte reaktor. Strømmen av spylegass som fører med seg det fordampede svovelet, forlater reaktoren 3b via ledningen 15b og flyter via ledning 20b, gjennom ventilen 21b og ledningen 22 så langt som svovelkondensatoren 24 hvor den største delen av svovelet skilles fra ved kondensasjon. På den utgående siden av svovelkondensatoren 24 fanges strømmen av spylegass opp av viften 23 og leveres i ledning 31 som indikert ovenfor.

Etter en tilstrekkelig tid for spyling av katalysatoren i reaktor 3b med spylegassen som passerer gjennom varmeapparatet 32 for fullstendig å fjerne svovelet avsatt på katalysatoren, åpnes ventilen 34 og og ventilen 35 stenges så varmeapparatet 32 kortsluttes og temperaturen på spylegassen reduseres, og spylingen fortsettes i en passende tid for å kjøle den regenererte katalysatoren i reaktoren 3b til en egnet temperatur som tillater katalysatoren å bringes i kontakt med den to-fase strømmen som passerer gjennom ledning 19 nedstrøms for innløpet 25.

Under kjølingen av den regenererte katalysatoren når temperaturen på nevnte katalysator når verdier på mindre enn 250 °C og mer spesielt på mellom 30 og 200 °C, blir den oksysulfidkatalytiske fasen til den regenererte katalysatoren gjenopprettet ved å utføre prosessen som beskrevet med referanse til Figur 1.

Når nevnte katalysator har blitt nedkjølt til den temperaturen som kreves og dens aktive fase er gjenopprettet, byttes rollene som spilles av reaktorene 3a og 3b om, dvs. at reaktor 3b bringes inn i oksidasjons reaksjonsfasen og reaktor 3a inn i regenererings-/kjølefasen. For å oppnå dette, stenges ventilene 30b og 21b, så åpnes ventilene 18b, 27b, 42b og 45b, og deretter stenges ventilene 18a, 27a, 42a og 45 a, og dette har det resultat at reaktor 3b bringes inn i reaksjonsfasen. Endelig åpnes ventilene 30a og 21 a for å sirkulere den varme regenereringsgassen til reaktoren 3a, som så arbeider i regenereringsfasen. Etter en tilstrekkelig lang regenereringstid overgår reaktor 3a til kjølefasen med gjenoppretting av den aktive fasen til katalysatoren som indikert ovenfor med hensyn til Figur 3b.

Med henvisning til apparaturen i Figur 3, er det antatt at reaktoren 3a er i den katalytiske oksidasjonsfasen mens reaktor 3b er i regenereringsfasen, ventilene 21b, 27a, 30b, 35, 42a og 45a er åpne mens ventilene 21a, 27b, 30a, 34, 42b og 45b er stengt.

Restgassen som kommer fra svovelanlegget via ledning 4, passerer gjennom varmeveksleren 5, hydrogenerings- og hydrolyse reaktoren 1 og varmeveksleren 7, hvor den behandles som indikert med referanse til Figur 1. Nevnte varmeveksler produserer kondensert vann som bringes via ledning 57 til bunnfellingssonen 46 i tanken 40, og et gass/kondensert vann to-fase utslipp, hvis temperatur ligger mellom 35 og 70 °C og som bringes inn i oksidasjonsreaktoren 3a via ledning 19, ledning 56, ledning 26a, gjennom ventilen 27a og ledningen 16a, etter å ha mottatt via ledning 25 en kontrollert mengde av en gass som inneholder fritt oksygen og spesielt luft, for å oksidere H2S til svovel .

En strøm av kjølevann brakt inn gjennom ledningen 53 blir kontinuerlig tilført til reaktoren 3a via ledning 44a, gjennom ventilen 4 5a, og nevnte strøm av vann sirkulerer medstrøms i reaktoren 3a med hensyn til gassen i det to-fase utslippet injisert i nevnte reaktor via ledningen 16a.

I reaktoren 3a som likesom reaktor 3b inneholder en katalysator i henhold til oppfinnelsen for oksidasjon av H2S til svovel, blir H2S selektivt oksidert til svovel med oksygen i kontakt med oksidasjonskatalysatoren i samsvar med reaksjonen:

Ved temperaturene som holdes mellom 35 og 70 °C og mer spesielt innenfor området 40 til 65 °C ved den tidligere nevnte vanninjiseringen, som brukes for å få til oksidasjonen, avsettes det dannede svovelet ved oksidasjonen på nevnte katalysator.

En vann/renset gass to-fase blanding, belastet med faste svovelpartikler, forlater reaktoren 3a via ledningen 41a gjennom ventilen 42a, for å bli innmatet via ledning 43 i bunnfellingssonen 46 på tanken 40. I denne sonen 46 opp-samles de faste svovelpartiklene som finnes i den vann/- renset gass to-fase blandingen brakt inn gjennom ledning 43, i den nedre del av nevnte sone, fra hvilken de tømmes ut i form av en vandig suspensjon via avtappingssystemet 47. Nevnte to-fase blanding strippet for svovelpartiklene går deretter inn i gass/væske separasjonssonen 48 i tanken 40 i hvilken sone vannet separeres fra den rensede gassen som deretter via ledning 50 innmates i en termisk eller katalytisk forbrenningsreaktor (ikke vist). Ved bunnen av sone 48, trekkes en vannstrøm kontinuerlig ut via ledning 4 9 og tømmes ut ved hjelp av pumpen 51 og via ledningen 52 i en lagertank for svovelholdig vann, etter at en fraksjon av den nevnte utmatede vannstrømmen har blitt tappet ut gjennom ledningen 53. Vannfraksjonen som således tappes av blir kjølt i varmeveksleren 54 og en del av det nedkjølte vannet, brukes til å frembringe den strøm av kjølevann som mates inn i reaktoren 3a i den hensikt å kontrollere temperaturen på nevnte reaktor, mens resten av nevnte fraksjon med vann blir returnert via ledningen 55 til sone 46 i tanken 40.

En ikke-oksiderende strøm av spylegass sendes via viften 23 inn i ledning 31 gjennom ventilen 35 og varmeapparatet 32, i hvilket denne gasstrømmen varmes opp til den hensikts-messige temperaturen for regenerering, som vist med referanse til Figur 1. Strømmen av oppvarmet gass som sirkuleres i ledning 31, mates inn i reaktoren 3b via ledning 29b, gjennom ventilen 30b og ledning 16b, og spyler ut den svovelbelastede oksidasjonskatalysatoren i nevnte reaktor. Strømmen av spylegass som bringer med seg det fordampede svovelet, forlater reaktoren 3b via ledning 15b og flyter via ledning 20b, gjennom ventil 21b, og ledning 22 så langt som svovelkondensatoren 24 hvor mesteparten av svovelet separeres ved kondensasjon. På den utgående siden av svovelkondensatoren 24, tas strømmen av spylegass opp av viften 23 og leveres i ledningen 31 som vist ovenfor.

Etter tilstrekkelig tid for spyling av katalysatoren i reaktoren 3b med spylegassen som passerer gjennom varmeapparatet 32, for fullstendig å fjerne svovelet avsatt på katalysatoren, åpnes ventilen 34 og ventilen 35 stenges for å kortslutte varmeapparatet 32 og senke temperaturen på spylegassen, og spylingen fortsettes i en passende tid for å kjøle den regenererte katalysatoren i reaktor 3b til en egnet temperatur som tillater katalysatoren å bringes i kontakt med to-fase strømmen som passerer gjennom ledning 19, og deretter gjennom ledning 56, nedstrøms for innløpet 25.

Under kjølingen av den regenererte katalysatoren når temperaturen av nevnte katalysator når verdier på mindre enn 250 °C og mer spesielt mellom 30 og 200 °C, gjenopprettes den oksysulfid-katalytiske fasen i den regenererte katalysatoren ved å utføre prosessen som beskrevet med referanse til Figur 1.

Når den nevnte katalysatoren har blitt nedkjølt til den temperatur som kreves og dens aktive fase er gjenopprettet, byttes rollene som spilles av reaktorene 3a og 3b om, det vil si at reaktor 3b bringes inn i oksidasjons reaksjonsfasen og reaktor 3a over i regenererings/ nedkjølingsfasen. For å oppnå dette stenges ventilene 29b og 21b, så åpnes ventilene 27b, 42b og 45b og deretter stenges ventilene 27a, 42a og 45a noe som har det resultat at reaktor 3b bringes over i reaksjonsfasen. Endelig åpnes ventilene 30a og 21 a for å sirkulere den varme regenereringsgassen til reaktor 3a, som så arbeider i regenereringsfasen. Etter tilstrekkelig regenereringstid går reaktor 3a deretter over i nedkjølingsfasen med gjenoppretting av den aktive fasen til katalysatoren som vist over med hensyn til reaktor 3b.

For å gjøre beskrivelsen ovenfor fullstendig, gis det nedenfor en serie eksempler som illustrerer oppfinnelsen på en ikke-begrensende måte.

EKSEMPEL 1

Et restgassutslipp som på volumbasis inneholdt 0,8 % H2S som den eneste svovelforbindelsen ble behandlet, nevnte restgassutslipp frembrakt ved hydrogenering/hydrolyse av en restgass fra et Claus svovelanlegg hvor en svovelholdig gass med 70 volum% H2S ble behandlet.

Behandlingen av nevnte gassformige utslipp ble utført ved en temperatur under duggpunktet på det svovel som ble dannet ved oksidasjonen av nevnte H2S og ved å bruke en katalysator som besto av en aktiv fase som omfattet nikkel i oksysulfid-formen på en bærer av silisiumkarbid, og nevnte katalysator hadde en BET spesifikk overflate på 23 m<2>/g og inneholdt 5 vekt% nikkel.

Nevnte katalysator ble frembrakt ved å utføre følgende prosess. Mikroporøse partikler av silisiumkarbid med en midlere diameter på 1 mm og en BET spesifikk overflate på 25 m<2>/g, ble impregnert med en passende mengde nikkelnitrat i vandig løsning, og det impregnerte produktet ble deretter tørket ved 100 °C og det tørkede produktet kalsinert ved 300 °C i tre timer. Dernest ble det kalsinerte produktet sulfurisert ved å bringe det i kontakt med, ved en temperatur på 300 °C og i 1 time, en strøm av nitrogen som inneholdt 0,8 volum% H2S og endelig ble det sulfuriserte produktet utsatt for en oksiderende behandling ved å bringe det i kontakt med , ved en temperatur på 150 °C i 1 time, en gasstrøm bestående av 94,2% nitrogen, 0,8 % oksygen og 5 % vanndamp målt som volum, for å frembringe en katalysator med en aktiv fase av nikkel oksysulfid.

Behandlingen av restgassen ble utført i et anlegg bestående av to katalytiske oksidasjonsreaktorer montert i parallell, og hvor hver reaktor hadde et innløp og et utløp adskilt av et fast lag av den tidligere nevnte katalysatoren. Videre ble nevnte reaktorer arrangert på en slik måte at avvekslende en av reaktorene arbeidet i reaksjonsfasen, dvs. hadde sitt innløp forbundet med en mateledning for gass til hvilken det var montert en tappekran for luftinjisering og utløpet forbundet med en utmatingsledning for gass, og den andre reaktoren arbeidet i regenererings-/ nedkjølingsfasen, det vil si at den var plassert i en regenererings-/kjølekrets utstyrt med midler for å sikre sirkulasjonen av en spylegass gjennom oksidasjonsreaktoren fra et varmeapparat så langt som til en svovelkondensator og retur til nevnte varmeapparat, og for deretter å få en kjølegass til å sirkulere gjennom reaktoren som hadde blitt regenerert. En slik plan tilsvarende den delen av anlegget i Figur 1 nedstrøms for ledningen 12.

Det gassformige utslippet som skulle behandles, ankom via mateledningen for gass med en strømningshastighet på 100 kmol/h og en temperatur på 120 °C og via tappekranen ble det tilsatt 8,4 kmol med omgivende luft. Blandingen oppnådd i hvilken molforholdet 02/H2S var lik 2,1/1 (4,2 det støkiometriske forholdet) kom inn i reaktoren i oksidasjonsfasen med en temperatur på omtrent 120 °C. Oksidasjonsreaksjonen i reaktoren i reaksjonsfasen ble utført ved 120 °C, idet nevnte reaktor ble holdt på denne temperaturen ved varmeutveksling med et fluid med passende temperatur. Tiden som gassblandingen som passerte gjennom reaktoren i reaksjonsfasen, var i kontakt med katalysatorsjiktet i nevnte reaktor var lik 4,3 sekunder. Graden av omsetning av H2S i reaktoren i oksidasjons reaksjonsfasen var 100%. På den utgående siden av nevnte reaktor ble det matet ut en gasstrøm med en temperatur på 120 °C og som inneholdt mindre enn 150 vpm SO2.

En spylegass ble injisert i reaktoren som opererte i regenererings-/kjølefasen i den hensikt å regenerere den svovel-belastede oksidasjonskatalysatoren, nevnte spyle gass bestående av nitrogen og injisert i reaktoren med en temperatur på ca 300 °C og med en strømningshastighet på 1000 Sm<3>/h. Ved slutten på katalysatorens regenereringsfase, under hvilken alt det avsatte svovelet på katalysatoren ble samlet opp, ble temperaturen på spylegassen senket til 120 °C og spylingen fortsatte med den nedkjølte katalysatoren til katalysatorsjiktet nådde den nevnte temperaturen. På dette stadiet ble den regenererte og ned-kjølte katalysatoren utsatt for en oksiderende behandling som besto i å la den regenererte og nedkjølte katalysatoren i en time komme i kontakt med en gasstrøm som hadde en strømningshastighet på 1000 Sm<3>/h og en temperatur på

120 °C og besto av 94,2% nitrogen, 0,8% oksygen og 5% vanndamp målt som volum, for å frembringe katalysatoren med en nitrogen oksysulfid aktiv fase som inneholdt 0,5% oksygen og 5% vanndamp målt som volum for å gjenopprette nikkel oksysulfidfasen i katalysatoren.

Oksidasjonsreaktorene arbeidet vekselvis i 24 timer i reaksjonsfase og 24 timer i regenererings-/kjølefase, som omfatter 9 timers kjøling og 1 time oksiderende behandling.

Omsetningsgraden for H2S i reaktoren i oksidasjons reaksjonsfasen var 100% rett fra start og gjennom hver behan-dlings syklus var dette slik over en periode på flere måneder. Gasstrømmen som kom fra reaktoren i oksidasjons reaksjonsfasen hadde et S02-innhold som forble under 150 vpm under hver behandlingssyklus og den inneholdt nå praktisk talt ingen H2S, noe som tilsvarer en svovelselektivitet for katalysatoren på mer enn 98% i hver behandlingssyklus .

EKSEMPEL 2

En H2S-mager svovelholdig gass ble behandlet, nevnte gass bestående av 95,5% C02, 4% H20, og 0,5% H2S målt som volum. Behandlingen av nevnte svovelholdige gass ble utført ved en temperatur under duggpunktet til svovelet som ble dannet ved oksidasjon av H2S'en i denne svovelholdige gassen ved å utføre prosessen i et anlegg tilsvarende det brukt i Eksempel 1 og med bruk av en katalysator bestående av en silisium karbid som bærer av en aktiv fase av nikkel i oksysulfidform, hvor nevnte katalysator hadde en BET spesifikk overflate på 22 m<2>/g og inneholdt 3,6 vekt% nikkel.

Nevnte katalysator ble frembrakt ved å utføre følgende prosess.

Ekstruderte partikler av silisiumkarbid med en midlere diameter på 2 mm og en lengde på 4 til 6 mm og med et BET spesifikt overflateareal på 25 m<2>/g, ble impregnert med en passende mengde nikkelnitrat i vandig løsning, deretter ble det impregnerte produktet tørket ved 100 °C og det tørkede produktet kalsinert ved 300 ° i tre timer. Dernest ble det kalsinerte produktet sulfurisert ved å bringe det i kontakt med, ved en temperatur på 300 °C i 1 time, en gasstrøm bestående av 80,2 % nitrogen, 19 % vanndamp og 0,8 % oksygen målt som volum, for å frembringe katalysatoren med en nikkel oksysulfid aktiv fase.

Det gassformige utslippet som skulle behandles, kom via innmatingsledningen for gass med en strømningshastighet på 100 kmol/h og en temperatur på 40 °C og, via tappekranen, ble det tilsatt 3,5 kmol av omgivende luft. Den oppnådde blandingen hvor molforholdet 02/H2S var 1,4/1 (2,8 ganger det støkiometriske forholdet) kom inn i reaktoren i oksidasjonsfasen med en temperatur på omtrent 40 °C. Oksidasjonsreaksjonen i reaktoren i reaksjonsfase ble utført ved 40 °C ved å holde nevnte reaktor på denne temperaturen ved indirekte varmeveksling med et fluid ved en passende temperatur. Tiden som gassblandingen som passerte gjennom reaktoren i reaksjonsfasen, var i kontakt med kataly-sators jiktet i nevnte reaktor var 4 sekunder. Omsetningsgraden var 100 %. På den utgående siden av nevnte reaktor ble det sendt ut en gasstrøm med en temperatur på 120 °C og som var fri for H2S og SO2.

En spylegass ble injisert i reaktoren som arbeidet i regenererings/kjølefasen, i den hensikt å regenerere den svovelbelastede oksidasjonskatalysatoren, nevnte spylegass besto av nitrogen og ble injisert ved ca 300 °C og en strømningshastighet på 1000 Sm<3>/h. Etter katalysatorens regenereringsfase under hvilken alt svovelet avsatt på katalysatoren ble samlet opp, ble temperaturen på spylegassen redusert til 40 °C og spylingen med den nedkjølte katalysatoren inntil katalysatorsjiktet nådde nevnte temperatur. På dette stadiet ble den regenererte og nedkjølte katalysatoren utsatt for en oksiderende behandling som besto i å la den regenererte og nedkjølte katalysatoren i 1 time komme i kontakt med en gasstrøm med en temperatur på 40 °C og bestående av 80,2 % nitrogen, 19 % vanndamp og 0,8 % oksygen, målt som volum, for å gjenopprette nikkel oksysulfid til katalysatoren.

Oksidasjonsreaktorene arbeidet avvekslende 60 timer i reaksjonsfasen og 24 timer i regenererings/kjølefasen, noe som inkluderte 9 timer nedkjøling og 1 time oksiderende behandling.

Omsetningsgraden for H2S i reaktoren i oksidasjonsfasen var 100 % rett fra starten og gjennom hver behandlingssyklus, og dette var likedan over en periode på flere måneder. Gasstrømmen som kom fra reaktoren i oksidasjonsfasen under hver behandlingssyklus var fri for H2S og S02 noe som tilsvarer en svovelselektivitet for katalysatoren på 100% i hver behandlingssyklus.

Implementeringen av prosessen i henhold til oppfinnelsen beskrevet ovenfor, hvor en gass som i tillegg til H2S inneholder en relativt stor mengde vann, for eksempel mellom 10 og 50 volum%, er behandlet ved å utføre den katalytiske oksidasjonen med en oksysulfidtype katalysator ved en temperatur på mellom 35 og 70 °C og som mer spesielt varierer fra 40 til 65 °C, med temperaturen i oksidasjonssonen opp-rettholdt ved injisering i nevnte sone av en strøm av kjølevann som sirkulerer i medstrøm eller motstrøm med hensyn til gassen som skal behandles, kan generaliseres til bruken av en hvilken som helst oksidasjonskatalysator i stand til å promovere den selektive oksidasjonen av H2S til svovel ved temperaturer på mellom 35 og 70 °C.

Denne generaliserte implementeringen kan defineres som en regenerativ prosess for oksidasjon gjennom en katalytisk vei, den H2S som finnes i lav konsentrasjon i en gass som også inneholder 10 til 50 volum% vann direkte til svovel, hvor nevnte prosess er av den typen hvor nevnte H2S-holdige gass blandes med en gass som inneholder fritt oksygen i en passende mengde så man får et C>2/H2S-mol. forhold varierende fra 0,05 til 15, og får komme i kontakt med en katalysator for den selektive oksidasjonen av H2S til svovel, for eksempel en katalysator bestående av en katalytisk aktiv fase kombinert med en bærer, spesielt en silisiumkarbidbærer, og bestående av en forbindelse av minst ett overgangsmetall, hvor prosessen utføres ved temperaturer under duggpunktet for det svovel som dannes ved oksidasjonen av H2S, hvilket svovel avsettes på katalysatoren, og den svovelbelastede oksidasjonskatalysatoren blir deretter periodisk regenerert ved spyling med en ikke-oksiderende gass, idet prosessen blir utført ved temperaturer på mellom 200 og 500 °C for å fordampe svovelet tilbakeholdt på katalysatoren, og deretter kjøles den regenererte katalysatoren under duggpunktet for svovel til den temperatur som kreves for at H2S-oksidasjonen kan utføres på nytt, og denne kjølingen utføres ved hjelp av en gass med en temperatur lavere enn 180 °C og som er karakterisert ved at gassen som skal behandles, bringes i kontakt med oksidasjonskatalysatoren ved en temperatur på mellom 35 og 70 °C og mer spesielt varierer fra 40 til 65 °C ved hvilken temperatur en del av vannet som finnes i gassen er til stede i kondensert form, og gassen som skal behandles, er deretter i form av en blandet fase av gass/kondensert vann, og ved at oksidasjonssonen holdes på en temperatur på mellom 35 og 70 °C, mer spesielt mellom 40 og 65 °C ved å injisere inn i nevnte sone en strøm av koldt vann som sirkuleres kontinuerlig i motstrøm eller medstrøm til den gassen som skal behandles.

Når gassen som skal behandles, brakt i kontakt med H2S-oksidasjonskatalysatoren, sirkuleres i motstrøm med hensyn til strømmen av kjølevann injisert i oksidasjonssonen, blir en renset gass, i alt vesentlig fri for svovelforbindelser, matet ut fra toppen av nevnte oksidasjonssone og en strøm av vann belastet med faste svovelpartikler trekkes ut fra bunnen av denne sonen, og en del av nevnte vannstrøm, etter å ha skilt fra svovelet som den inneholdt og nedkjølt den, blir resirkulert for å skaffe strømmen av kjølevann som injiseres i oksidasjonssonen.

Når gassen som skal behandles, brakt i kontakt med H2S-oksidasjonskatalysatoren, sirkuleres i medstrøm med hensyn til strømmen av kjølevann injisert i oksidasjonssonen, trekkes en renset gass/kondensert vannblanding, belastet med faste svovelpartikler, ut fra bunnen av oksidasjonssonen, og nevnte blanding skilles i en strøm av renset gass som blir utmatet, og en vandig fase, og en del av denne vandige fasen, etter å ha skilt fra svovelet som den inneholder, og kjølt ned, resirkuleres for å frembringe strøm-men av kjølevann som injiseres i oksidasjonssonen.

De andre driftsbetingelsene for disse generelle implemen-teringene, slik som naturen og mengden av gassen som inneholder fritt oksygen, tiden som den gassformige reaksjonsblandingen er i kontakt med oksidasjonskatalysatoren, forholdene relatert til regenereringen av den svovel-belastede katalysatoren og til kjølingen av den regenererte katalysatoren, er de som er spesifisert ovenfor i tilfellet med oksysulfidtype-katalysatoren.

På samme måte er den ovenfor gitte beskrivelsen av utførelsene av prosessen i henhold til oppfinnelsen for behandlingen av en gass som har et lavt innhold av H2S og et høyt innhold av vann, i apparaturen vist skjematisk i Figurene 2 og 3 i de vedlagte tegningene, med bruk av en H2S-til svovel oksydasjonskatalysator av oksysulfidtypen, appliserbar på samme måte når den H2S-til-svovelselektive oksidasjonskatalysatoren ikke lenger er av oksysulfidtypen.

Claims (22)

1. Regenerativ prosess for katalytisk oksidasjon av H2S inneholdt i lav konsentrasjon i en gass direkte til svovel som omfatter å bringe den nevnte H2S-inneholdende gassen sammen med en gass som inneholder fritt oksygen i en egnet mengde for å gi et 02/H2S-molforhold i området fra 0,05 til 15 i kontakt med en katalysator for den selektive oksidasjonen av H2S til svovel, som består av en katalytisk aktiv fase kombinert med en silisiumkarbidbærer og som består av en forbindelse av minst ett overgangsmetall, den nevnte kontakten utføres ved temperaturer under duggpunktet til svovelet dannet ved oksidasjonen av H2S, hvilket svovel avsettes på katalysatoren, deretter periodisk regenerere den svovellastede oksidasjonskatalysatoren ved å spyle ved temperaturer på mellom 200 °C og 500 °C med en ikke-oksiderende gass for å fordampe svovelet som holdes igjen på katalysatoren, og deretter kjøle ned den regenererte katalysatoren ved hjelp av en gass som har en temperatur på mindre enn 180 °C inntil det nås en temperatur på under duggpunktet av svovelet påkrevd for at H2S-oksidasjonen skal utføres igjen, hvor prosessen er karakterisert ved at katalysatoren for oksidasjon av H2S til svovel har en aktiv fase inneholdende minst ett oksysulfid av minst ett metall valgt fra nikkel, jern, kobolt, kopper, krom, molybden og wolfram og at nevnte katalysator, etter å ha blitt regenerert, utsettes for en behandling for å gjenopprette metalloksysulfidfasen, hvor behandlingen består av å bringe den regenererte katalysatoren, under eller etter dens kjøling, i kontakt med, ved temperaturer på mindre enn 250 °C og for en tid på mellom 0,2 og 3 timer, en oksygenert gasstrøm bestående av en inert bærergass inneholdende 0,1 % til 3 % oksygen og 0 % til 50 % vann ved volum.

2. Prosess i henhold til krav 1, karakterisert ved at H2S-til-svovel oksidasjonsreaksjonen utføres ved temperaturer på mellom 30 og 180 °C.

3. Prosess i henhold til krav 1, karakterisert ved at H2S-til-svovel oksidasjonsreaksjonen utføres ved temperaturer på mellom 35 og 70 °C og mer spesielt ved temperaturer varierende fra 40 til 65 °C.

4. Prosess i henhold til krav 3, karakterisert ved at den H2S-holdige gassen bringes i kontakt med oksidasjonskatalysatoren ved en temperatur på mellom 35 og 70 °C og mer spesielt på mellom 40 og 65 °C, og nevnte temperatur er lavere eller lik temperaturen valgt for H2S-til-svovel oksidasjonsreaksjonen.

5. Prosess i henhold til ethvert av kravene 1 til 4, karakterisert ved at behandlingen for å gjenopprette metalloksysulfidfasen av den regenererte katalysatoren utføres ved temperaturer på mellom 30 °C og 200 °C, og for en tid på mellom 0,5 til 2 timer, med oksygenert gasstrøm inneholdende 0,3 % til 1,5 % oksygen og 0,5 % til 30 % vann ved volum.

6. Prosess i henhold til ett av kravene 1 til 5, karakterisert ved at den aktive fasen forbundet med bæreren av silisiumkarbid for å frembringe oksidasjonskatalysatoren består av minst et oksysulfid av et overgangsmetall valgt fra nikkel, kobolt, jern og kopper.

7. Prosess i henhold til ett av kravene 1 til 6, karakterisert ved at silisiumkarbidbæreren for oksidasjonskatalysatoren utgjør minst 40 og mer spesielt minst 50 vekt% av nevnte katalysator.

8. Prosess i henhold til ett av kravene 1 til 7, karakterisert ved at den aktive fasen av oksidasjonskatalysatoren representerer, med hensyn til metallvekt, 0,1 til 20 %, mer spesielt 0,2 til 15% og enda mer spesielt 0,2 til 7 vekt% av katalysatoren.

9. Prosess i henhold til ett av kravene 1 til 8, karakterisert ved at det spesifikke overflatearealet på katalysatoren, bestemt med BET nitrogen adsorpsjonsmetoden, antar verdier varierende fra 0,1 til 600 m<2>/g .

10. Prosess i henhold til ett av kravene 1 til 9, karakterisert ved at gassen som inneholder fritt oksygen brukes i en mengde passende for å gi et C>2/H2S-molforhold varierende fra 0,1 til 10 og mer spesielt fra 0,1 til 4.

11. Prosess i henhold til ett av kravene 1 til 10, karakterisert ved at tidene som den gassformige reaksjonsblandingen er i kontakt med oksidasjonskatalysatoren, ved standard temperatur og trykkforhold, varierer fra 0,5 til 20 sekunder og fortrinnsvis fra 1 til 12 sekunder.

12. Prosess i henhold til ett av kravene 1 til 11, karakterisert ved at regenereringen av den svovelbelastede oksidasjonskatalysatoren utføres ved temperaturer på mellom 230 og 450 °C.

13. Prosess i henhold til ett av kravene 1 til 12, karakterisert ved at H2S-innholdet i gassen som skal behandles, er mellom 0,001 og 25 volum% og mer spesielt varierer fra 0,01 til 20 volum%.

14. Prosess i henhold til Krav 3, karakterisert ved at gassen som skal behandles, har en temperatur over 70 °C og inneholder 10 til 50 volum% vann og ved at nevnte gass kjøles til temperaturen valgt for oksidasjonen, en temperatur mellom 35 og 70 °C og mer spesielt varierende fra 40 til 65 °C før den bringes i kontakt med H2S-til-svovel oksidasjonskatalysatoren, og en del av dette vannet kondenserer under nevnte kjøling og blir eller ikke blir separert fra den nedkjølte gassen som skal behandles, før sistnevnte bringes i kontakt med H2S-oksidasjonskatalysatoren.

15. Prosess i henhold til krav 14, karakterisert ved at kjølingen av gassen som skal behandles utføres på en slik måte at den nedkjølte gassen har et vanndampinnhold på mindre enn ca 10 volum%, og det kondenserte vannet er fraskilt fra den nedkjølte gassen før sistnevnte er brakt i kontakt med H2S-oksidasjonskatalysatoren.

16. Prosess i henhold til krav 14, karakterisert ved at vannet kondensert ved nedkjølingen av gassen som skal behandles, ikke skilles fra den nedkjølte gassen og ved at en blandet fase av gass/ kondensert vann bringes i kontakt med H2S-oksidasjonskatalysatoren, hvor temperaturen i oksidasjonssonen holdes på et nivå valgt mellom 35 og 70 °C og mer spesielt varierende mellom 40 og 65 °C ved injisering i nevnte sone av en strøm av kjølevann som kontinuerlig sirkuleres i motstrøm med gassen som skal behandles, idet en renset gasstrøm, i alt vesentlig fri for svovelforbindelser, mates ut fra toppen av oksidasjonssonen og en vannstrøm belastet med faste svovelpartikler, trekkes ut fra bunnen av nevnte sone, og en del av nevnte vannstrøm resirkuleres etter fraskilling av det svovel som den inneholder og nedkjøling, for å frembringe den kjølevannstrøm som injiseres i oksidasjonssonen.

17. Prosess i henhold til krav 14, karakterisert ved at det kondenserte vannet fra den nedkjølte gassen ikke atskilles fra denne og en blandet fase av gass/kondensert vann bringes i kontakt med H2S-oksidasjonskatalysatoren , hvis temperatur i oksidasjonssonen holdes på den valgte verdien mellom 35 og 70 °C og mer spesielt varierer fra 40 til 65 °C ved injisering i nevnte sone av en strøm av kjølevann som kontinuerlig sirkuleres i medstrøm med hensyn til gassen som skal behandles, og en renset gass/kondensert vannblanding, belastet med faste svovelpartikler, trekkes ut fra bunnen av oksidasjonssonen, nevnte blanding skilles i en strøm av renset gass som mates ut, og en vandig fase og en del av denne vandige fasen , etter fraskilling av det svovel som den inneholder, resirkuleres for å gi den strømmen av kjølevann som injiseres i oksidasjonssonen.

18. Katalysator for den direkte selektive oksidasjonen av H2S til svovel, som består av en katalytisk aktiv fase kombinert med en silisiumkarbidbærer og som består av en forbindelse av minst ett overgangsmetall, og nevnte bærer representerer minst 40 % av vekten til katalysatoren, hvilken katalysator er karakterisert ved at dens aktive fase er dannet av minst ett oksysulfid av minst ett metall valgt fra nikkel, jern, kobolt, kopper, krom, molybden og wolfram.

19. Katalysator i henhold til krav 18, karakterisert ved at den aktive fasen kombinert med bæreren består av minst et oksysulfid av et overgangsmetall valgt blant nikkel, kobolt, jern og kopper.

20. Katalysator i henhold til krav 18 eller 19, karakterisert ved at den aktive fasen av katalysatoren representerer med hensyn til vekten av metallet, 0,1 til 20%, mer spesielt 0,2 til 15% og mest spesielt 0,2 til 7 vekt% av katalysatoren.

21. Katalysator i henhold til ett av kravene 18 til 20, karakterisert ved at den har et spesifikt overflateareal , bestemt ved BET nitrogen adsorpsjonsmetoden , varierende fra 0,1 til 600 m<2>/g.

22. Katalysator ifølge ethvert av kravene 18-21, karakterisert ved at silisiumkarbidbæreren representerer minst 50 % av katalysatorvekten.