PL102127B1 - A process of obtaining sulphur from gases containing hydrogen sulphide - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzyimywa- nia siarki z gazów zawierajacych siarkowodór.

W przemysle przy usuwaniu siarkowodoru z ga¬ zów kierowanych do dalszej syntezy, wzglednie przy utylizacji siarkowodoru pochodzacego z wód trzeciorzedowych i odprezeniowych kopaln eksplo¬ atujacych zloza siarki, stosujac metode Ferrox, otrzymuje sie siarke koloidalna.

Wiadomo jest równiez, ze siarkowodór i dwutle¬ nek siarki w podwyzszonej tempera/turze okolo 300°C przy udziale katalizatora boksytowego albo w temperaturze okolo 180°C przy katalizatorze z aktywowanego koksu z wytlenienia wegla bru¬ natnego lub w temperaturze pokojowej w obecnosci wody reaguja z soba z wydzieleniem siarki — zmodyfikowana metoda J.G. Clausa (polski opis patentowy nr 40561).

Siarke koloidalna otrzymac mozna równiez z re¬ akcji HaS z S02 w roztworze wodnym zawieraja-, cym 15% NaCl i 4% HC1, -przy czym w temperatu¬ rze pokojowej roztwór nasyca sie S02 a potem przez wprowadzenie H2S wytraca sie siarke (opis patentowy RFN nr 1036831).

Siarka koloidalna otrzymana z siarkowodoru me¬ toda Ferrox zawiera znaczna ilosc zelaza i z tych wzgledów nie' znalazla zastosowania w przemysle, natomiast sama metoda jest zarzucona jako nie¬ ekonomiczna.

Sposób otrzymywania siarki koloidalnej z HgS i SQ2w roztworze wodnym w obecnosci NaiCl i HC1 z uwagi na periodycznosc metody nie ma szerszego zastosowania w przemysle.

Stosujac jako surowiec siarkowodór jako pro¬ dukt uboczny z procesów odsiarczania gazów lub uzyskany z obróbki chemicznej siarczków oraz dwutlenek siarki uzyskany przez spalanie siarki, siarkowodoru lub-prazenia siarczków, mozna przez dobór odpowiedniego stosunku wyzej wymienio¬ nych gazów, odpowiedniego srodowiska reakcji, io otrzymac siarke koloidalna o duzym stopniu czy¬ stosci poszukiwana na rynku. ' Celem wynalazku jest opracoiwanie cialego spo¬ sobu otrzymywania siarki elementarnej, która to siarka pod wzgledem rozdrobnienia odpowiada siarce koloidalnej, zawiera równiez znaczna ilosc siarki nierozpuszczalnej w dwusiarczku wegla, jest pozbawiona zapachu i smaku.

Sposób otrzymywania siarki elementarnej — ko¬ loidalnej z gazów zawierajacych siarkowodór we- dlug wynalazku polega na Wytworzeniu jedno¬ rodnej mieszaniny gazów, siarkowodoru i dwu¬ tlenku siarki, która to mieszanine w sposób ciagly wprowadza sie do przestrzeni reakcyjnej tak aby utrzymac staly stan nasycenia cieczy reakcyjnej dwutlenkiem siarki. Stan takd uzyskuje sie przez utrzymywanie stosunku objetosciowego siarkowpdó- ru do dwutlenku siarki w przedziale od 2:|1 do 1:1 przy predkosci przeplywu gazu przez przestrzen reakcyjna w granicach ód 0,002 m/sek. do 0,7 m/sek. 102 127102 127 3 Gazy wprowadzane do przestrzeni reakcyjnej zawierac moga tlen i dwutlenek wegla, które to gazy nie wplywaja ujemnie na wydajnosc procesu oraz wlasciwosci otrzymanego produktu.

Sam proces wydzielania siarki przebiega w prze¬ strzeni reakcyjnej na silnie rozwinietej powierzchni styku fazy gazowej z faza ciekla, która to po- lwierzchnie uzyskac mozna w technice wieloma spo¬ sobami, dla przykladu stosujac pierscienie Ra- sehiga.

W wyniku przepuszczania gazów w przeciwpra- dzie do cieczy cyrkulacyjnej na silnie rozwinietej powierzchni zachodza procesy fizyko-chemiczne ab¬ sorpcji wedlug równan: 1. Htf) + S025=tHgSOa 2. H2SOs + 2H2S ^ 3S + 3HgO Proces ten przebiega pod cisnieniem atmosferycz¬ nym przy czym wypadkowa temperatura dla tych dwóch nastepujacych po sobie procesów (1, 2) jest temperatura 30ÓC.

Nadmiar dwutlenku siarki wplywa zasadniczo na wydajnosc i kierunek procesu oraz wlasciwosci otrzymanego produktu. Ciecz cyrkulujaoa po przej¬ sciu przez przestrzen reakcyjna ogrzewa sie do temperatury 20°—70°C, najkorzystniej do 40°C. Wy¬ dzielona siarke oddziela sie od cieczy na drodze sedymentacji a nastepnie przemywa woda i fil¬ truje.

Siarke suszy sie w temperaturze 30°—80°C, najle¬ piej w 50°C. Ciecz do dekantacji i filtracji zawraca sie do przestrzeni reakcyjnej i podaje w przeciw- pradzie do przeplywajacej mieszaniny gazów. Tem¬ peratura cieczy wchodzacej w bezposredni kontakt z mieszanina gazów zawarta jest w przedziale od °—50°C, najlepiej 20^.

Ciecz cyrkulujaoa zawiera do 10% zwiazków de- socjujacych w wodzie na jony siarczanowe wzgled¬ nie halogenowe przy czym uzupelnianie cieczy cyr¬ kulujaeej w wyzej wymienione zwiazki dokonuje sie roztworami zatezonymi, które dodaje sie do cieczy przed jej wprowadzeniem do przestrzeni re¬ akcyjnej.

Otrzymana wedlug podanego sposobu siarka ko¬ loidalna moze zawierac: od 97—99,99% siarki elementarnej, od 30—80% siarki nierozpuszczalnej w dwusiarczku wegla. Otrzymana siarka jest bezwonnym prosz¬ kiem o barwie jasnozóltej.

Sposób wedlug wynalazku umozliwia otrzymy¬ wanie siarki koloidalnej, nierozpuszczalnej, z siar¬ kowodoru otrzymanego w procesach odsiarczania, przy czym otrzymana siarka charakteryzuje sie du¬ zym stopniem czystosci.

Otrzymana siarka ze wzgledu na zawartosc siar¬ ki .nierozpuszczalnej ma szczególnie zastosowanie w przemysle gumowym poniewaz w przeciwien¬ stwie do siarki rozpuszczalnej nie daje wykwitów na powierzchniach wulkanizatorów z tych tez wzgledów uzywa sie jej miedzy innymi do pro¬ dukcji opon radialnych i zabawek dzieciecych.

Metoda wedlug podanego sposobu umozliwia równiez utylizacje siarkowodoru z gazów zawiera- 4 jacych tlen i dwutlenek wegla i z tego wzgedu jest szczególnie przydatna do utylizacji siarkowodoru pochodzacego z wód trzeciorzedowych i odpreze¬ niowych kopaln siarki.

Siarka koloidalna otrzymywana z siarkowodoru pochodzacego z wód kopalnianych z uwagi na duza czystosc surowca to jest siarkowodoru, charaktery¬ zuje sie wysokim stopniem czystosci wynoszacym 99,99%.

Przyklad. W przestrzeni reakcyjnej o silnie rozwinietej powierzchni przepuszczono w przeciw- pradzie do cieczy cyrkulacyjnej w jednorodnej mie¬ szaninie 50 m3 gazii zawierajacego 1,72 kg H2S oraz 25 m3 gazu zawierajacego 1,64 kg S02. Tempe- jratura gazów na wlocie do przestrzeni reakcyjnej wynosila 40°C. Ciecz cyrkulujaca. zawierala 5% NaCl a jej temperatura wynosila 30°C.

Otrzymana w wyniku reakcji zawiesine siarki po jej zsedymentowaniu odwirowano i wysuszono w temperaturze 60°C. Otrzymano 2,31 kg jasnozól- tego proszku, który zawieral: 99,99% — siarki ele¬ mentarnej, powyzej 30% — siarki nierozpuszczalnej w dwu¬ siarczku wegla.

¦ Wykonanie sposobu wedlug wynalazku jest przedstawione na zalaczonym rysunku, który przed¬ stawia schemat aparaturowy procesu.

Gazy zawierajace siarkowodór i dwutlenek siarki wprowadza sie do mieszalnika 1 a nastepnie prze¬ wodem 2 do reaktora 3 zraszanego ciecza cyrkulu- jaca, w przeciwpradzie do przeplywajacych gazów.

Gazy po przejsciu przez reaktor lub przez zespól reaktorów polaczonych szeregowo kierowane sa do atmosfery 4 natomiast siarka zawieszona w postaci drobnych czasteczek w wodzie splywa przewodem do ogrzewanego zbiornika posredniego- 6.

Ze zbiornika posredniego zawiesine siarki kieru¬ je sie przewodem 7 do sedymentatora 8, lub ze- 40 spolu sedymentatorów — zageszczaczy, gdzie na¬ stepuje rozdzial miedzy faze ciekla a stala.

Sklarowana ciecz odprowadza sie góra z sedy¬ mentatora przewodem 9 do zbiornika cyrkulacyj¬ nego 10 natomiast koagulat siarki, odbierany do- 45 lem z sedymentatora, splywa przewodem 11 do filtra prózniowego 12 do którego doprowadzana jest woda do przemywania siarki. Filtrat odprowadza sie przewodem 13 do zbiornika cyrkulacyjnego, na¬ tomiast siarke po procesie filtracji poddaje sie su- 50 szeniu w suszarce rozplywowej wzglednie tunelo¬ wej 14. Ze zbiornika cyrkulacyjnego, do którego doprowadza sie roztwory uzupelniajace, ciecz po¬ dawana jest w sposób ciagly przewodem 15 do ze¬ spolu zraszajacego reaktor. 55

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób otrzymywania siarki z gazów zawie- rajacych*siafkowodór polegajacy na utlenianiu siar- 60 kowodoru dwutlenkiem siarki w srodowisku wod¬ nym w obecnosci zwiazków zawierajacych anion siarczanowy lub halogenowy, znamienny tym, ze do przestrzeni reakcyjnej wprowadza sie w sposób ciagly jednorodna mieszanine gazów zawierajaca S5 siarkowodór i dwutlenek siarki w stosunku gwa-102 127 rantujacym stale utrzymanie stanu nasycenia cie¬ czy reakcyjnej dwutlenkiem siarki, przy czym gazy zawieraja ewentualnie tlen i dwutlenek wegla, po ozym uzyskana mieszanina poreakcyjna ogrzewa sie do temperatury ,20—70^0, korzystnie 40°C, oddziela powstala siarke koloidalna, a ciecz chlodzi do tem¬ peratury 10—'50°C, korzystnie 20°C, zawraca do przestrzeni reakcyjnej i podaje w przeciwpradzie do przeplywajacej mieszaniny gazów, przy czym predkosc liniowa przeplywu gazów w przestrzeni 6 reakcyjnej ustala sie w granicach od 0,002 m/sek. do 0,7 m/sek. a ilosc zwiazków zawierajacych jon siarczanowy lub halogenowy w cieczy reakcyjnej wynosi do 10%. ,5

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze mieszanine poreakcyjna po oddzieleniu z niej siarki koloidalnej zwraca sie do przestrzeni reakcyjnej z pominieciem fazy ogrzewania, a nastepnie schla¬ dzania korzystnie przy temperaturze cieczy okolo 10 30°C.