PL93330B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymy¬ wania siarki straconej z siarkowodoru i dwutlen¬ ku siarki ewentualnie zanieczyszczonych innymi gazowymi zwiazkami siarki, w roztworze w roz¬ puszczalnikach niewodnych lub ich mieszaninach, 5 w tym takze z dodatkiem wody.

Sposób wedlug wynalazku jest szczególnie przy¬ datny w procesach odsiarczania gazów, w któ¬ rych stosowane sa nietrwale, zdolne do powolnej reakcji z siarkowodorem lub latwopalne rozpusz- 10 czalniki oraz wówczas, gdy gazy odsiarczone wy¬ puszczane sa do atmosfery.

W rozpuszczalnikach niewodnych, zwlaszcza o charakterze elektronodonorowym, takich jak na przyklad N,N-dwumetyloformamid, N,N-dwumety- 15 loacetamid, czterometylenosulfon, N-metylopirroli- don, dwumetylosulfotlenek, szesciometylofosforo- trójamid i im podobne, a takze w ich mieszani¬ nach, w tym takze z dodatkiem nie duzych ilosci wody, reakcja o sumarycznym równaniu: 20 2 H2S + S02 -> 3 S + 2 H20 przebiega bardzo szybko i prowadzi do wytwo¬ rzenia czystej i dobrze filtrowanej siarki elemen- 25 tarnej.

Stopien konwersji gazów do siarki elementar¬ nej w tego rodzaju rozpuszczalnikach, uzalezniony jest przede wszystkim od dokladnego stechiome- trycznego zestawienia skladu mieszaniny gazowej. 30 Jezeli stosunki stezen siarkowodoru i dwutlenku siarki w gazie sa odmienne od wynikajacych z podanego wyzej równania stechiometrycznego, wówczas skladnik wystepujacy w nadmiarze, po¬ czatkowo tylko rozpuszczac sie bedzie w rozpusz¬ czalniku, lecz po pewnym czasie, jezeli nie zo¬ stanie dokonana korekta skladu mieszaniny gazo¬ wej nasyci rozpuszczalnik calkowicie, po czym nadmiar tego skladnika bez zmiany przechodzic bedzie do gazów odlotowych.

Oprócz skladu stechiometrycznego mieszaniny gazów siarkowych, na stopien ich konwersji do siarki elementarnej, wplywa aparaturowe rozwia¬ zanie procesu absorpcji, które musi zapewnic nie¬ latwa do uzyskania, jednakowa szybkosc absorpcji dwóch róznych gazów, czyli siarkowodoru i dwu¬ tlenku siarki. Róznice w szybkosci absorpcji tych gazów siarkowych, nawet przy stechiometrycznym skladzie mieszaniny gazowej, moga prowadzic do takich samych skutków, jak opisane wyzej skutki niestechiometrycznego skladu mieszaniny gazowej, to znaczy do przenikania do gazów odlotowych nieprzereagowanego siarkowodoru lub dwutlenku siarki. W przypadku niektórych rozpuszczalników, niestechiometryczny sklad rozpuszczonego siarko¬ wodoru i dwutlenku siarki moze powodowac jesz¬ cze inne konsekwencje.

Na przyklad, w roztworze dwumetylosulfotlenku, nadmiar siarkowodoru moze powoli redukowac dwumetylosulfotlenek do siarczku dwumetylowego 93 33093 330 3 i prowadzic w ten sposób nie tylko do bezpowrot¬ nych strat rozpuszczalnika, ale takze do zanie¬ czyszczenia gazów odlotowych siarczkiem dwume- tylowym. W praktyce tylko w sporadycznych wy¬ padkach mieszanina gazów posiada z natury taki 5 sklad, ze ilosci H2S i S02 wystepuja w stosunkach stechiometrycznych zgodnych z podanym na wste¬ pie równaniem reakcji chemicznej. Z reguly na¬ tomiast konieczne jest uzupelnienie ilosci jednego z gazów siarkowych. Gdy gazy pochodza z oczysz- 10 czania gazów ziemnych lub rafineryjnych, istnieje zwykle koniecznosc dostarczania dwutlenku siarki.

Dwutlenek siarki do mieszaniny gazowej wpro¬ wadza sie zwykle nie w postaci czystej chemicz¬ nie^ Jecz w,mieszaninie z innymi gazami, w tym 15 takze, z pewna itóscia tlenu czasteczkowego.

* Jednoczesna obecnosc w mieszaninie gazowej p2S oraz .tlenu czasteczkowego, a takze czesto spotykanych w gazach siarkowych CS2, COS oraz palnych par rozpuszczalnika, na przyklad w ro- 2o dzaju dwumetyloformamidu, moze doprowadzic do wytworzenia sie mieszaniny wybuchowej i przy¬ padkowego wybuchu.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego spo¬ sobu otrzymywania siarki straconej z siarkowo- 25 doru i dwutlenku siarki, ewentualnie zanieczysz¬ czonych innymi gazowymi zwiazkami siarki, aby nie bylo potrzeby zestawiania mieszaniny gazów o skladzie scisle stechiometrycznym, przy czym, aby takze nie bylo niebezpieczenstwa przenikania 30 gazów siarkowych do gazów odlotowych, zwlasz¬ cza zas, aby niebezpieczenstwo wybuchu gazów ograniczone zostalo do minimum.

Sposób otrzymywania siarki straconej wedlug wynalazku polega na tym, ze oddzielnie nasyca 35 sie rozpuszczalnik dwutlenkiem siarki i nastepnie roztwór nasycony S02 kontaktuje sie z gazem zawierajacym siarkowodór, przy czym kontakto¬ wanie siarkowodoru z rozpuszczalnikiem nasyco¬ nym S02 przeprowadza sie w ten sposób, aby wykluczona byla mozliwosc zmieszania sie gazów zawierajacych dodawany S02 z gazami zawiera¬ jacymi H2S i inne gazy najlepiej w oddzielnym absorberze, zaopatrzonym w uklad chlodniczy u- mozliwiajacy utrzymanie temperatury na poziomie nie przekraczajacym temperatury topnienia siarki 45 elementarnej, a korzystnie znacznie nizszym. Niz¬ sza temperatura jest pozadana nie tylko ze wzgle¬ du na otrzymanie siarki straconej, mozliwe tylko ponizej jej temperatury topnienia, ale takze ze wzgledu na korzystny wplyw niskiej temperatury M na absorpcje gazów i mniejsze unoszenie par roz¬ puszczalnika.

Podczas nasycania roztworu SO£ siarkowodorem wytraca sie siarka elementarna, dobrze filtrowa¬ na, która oddziela sie od roztworu, przemywa 55 woda i suszy w znany sposób. Otrzymany tym sposobem produkt spelnia wymogi stawiane przez Farmakopee Polska IV odmianie siarki elemen¬ tarnej, nazywanej siarka stracona. Produkt ten przy próbie rozpuszczenia w CS2 wykazuje tylko ^ niewielka opalescencje.

Gazy po absorpcji H2S zawieraja jedynie nie¬ wielkie ilosci S02 desorbujacego sie z rozpuszczal¬ nika. Poniewaz rozpuszczalniki w rodzaju wymie¬ nionych na wstepie posiadaja bardzo duze zdol- 65 nosci absorbowania S02, w razie koniecznoscia resztki dwutlenku siarki z gazów odsiarczanych mozna usunac przez dodatkowe przemycie tych gazów niewielka iloscia rozpuszczalnika nie za¬ wierajacego S02, który po nasyceniu dolacza sie badz do dalszego nasycenia S02, badz do nasyce¬ nia siarkowodorem. Oddzielne nasycenie roztworu * dwutlenkiem siarki i siarkowodorem, realizowane w dwóch odrebnych absorberach, ogranicza do mi¬ nimum niebezpieczenstwo wybuchu, a jednoczesnie pozwala na konstrukcyjne rozwiazanie absorberów dostosowane dobrze do specyfiki abcorpcji SO^ i specyfiki absorpcji H2S.

W sposobie wedlug wynalazku, absorpcja S02 przy odpowiednio dobranych warunkach prowa¬ dzenia procesu, to znaczy przy niedopuszczeniu aby w roztworze nasyconym dwutlenkiem siarki znajdowaly sie niewielkie nawet ilosci rozpusz¬ czonego siarkowodoru, przebiega bez wytwarzania sie zawiesiny siarki elementarnej i moze byc realizowana ria przyklad w absorberach z bardzo drobnym wypelnieniem. Absorpcja H2S w roz¬ puszczalniku nasyconym dwutlenkiem siarki prze¬ biega z wytworzeniem siarki elementarnej i po¬ winna byc realizowana najlepiej w absorberach typu barbotazowego.

W sposobie wedlug wynalazku, uprzednie na¬ sycenie rozpuszczalnika dwutlenkiem siarki po¬ woduje, ze nastepna absorpcja siarkowodoru prze¬ biega w tym roztworze znacznie szybciej niz w czystym rozpuszczalniku, a o ile tylko stezenie S02 w roztworze nie jest zbyt male, to w gazach odlotowych po absorpcji H2S nie wykrywa. sie nawet sladów siarkowodoru. Bardzo korzystny przebieg absorpcji i konwersji siarkowodoru jest wynikiem znacznie wyzszego stezenia S02 w roz¬ tworze, mozliwego do uzyskania przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku. Zwiekszone stezenie S02 w roztworze, zgodnie z prawem dzialania mas, zwieksza szybkosc procesów z udzialem S02, zarówno w fazie cieklej jak tez na granicy faz ciecz — gaz. Zwiekszone stezenie S02 w roztworze nie wplywa przy tym na chemiczna równowage reakcji konwersji w roztworze, poniewaz produkt konwersji czyli siarka stracona wypada ze sro¬ dowiska reakcji.

Sposób otrzymywania siarki straconej wedlug wynalazku jest dalej szczególowo wyjasniony na. przykladzie, w którym jako rozpuszczalnika uzyto sulfotlenek dwumetylowy (DMSO).

Przyklad. Techniczny sulfotlenek dwumety- - Iowy, oznaczony dalej skrótem DMSO, nasycano dwutlenkiem siarki do zawartosci 15,1 NI SOg/l 1 DMSO w temperaturze pokojowej. Otrzymany roz¬ twór S02 przepompowano do drugiego naczynia, w którym przepuszczano przezen gaz zawierajacy 80% objetosci H2S. W wyniku reakcji pomiedzy gazami w roztworze wytracala sie siarka elemen¬ tarna tworzac osad wygladem przypominajacy zólty twaróg.

Nasycanie roztworu gazem zawierajacym H2S prowadzono do czasu, gdy zawartosc S02 obnizyla sie do 1,5 N 1 SOg/l 1 DMSO. Wówczas zawiesine siarki kierowano do filtracji, oddzielano wytwo¬ rzona siarke od roztworu, przemywano woda i sa- szono. Z jednego litra DMSO wymienionego wy-93 330 6 zej otrzymano w ten sposób 44,5 g S, co odpo¬ wiada wydajnosci 100%. Filtrat zawierajacy 1,5N1 S02 kierowano do nasycenia S02 i uzywano do wytwarzania dalszych porcji siarki.

W otrzymanej siarce wygladem i badaniami tozsamosciowymi odpowiadajacej przepisom dla siarki straconej zawartosci siarki elementarnej wynosila 99,86%. Obecnosci siarczków, wolnych kwasów oraz selenu nie stwierdzono, znaleziono natomiast. 0,09% popiolu i 0,0007% chlorków w wyciagu wodnym. Roztwór otrzymanej siarki w CS2 wykazywal lekka opalescencje.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób otrzymywania siarki straconej z siar¬ kowodoru i dwutlenku siarki, ewentualnie za- 10 15 nieczyszczonych innymi gazowymi zwiazkami siar¬ ki, przez reakcje w rozpuszczalnikach niewodnych lub ich mieszaninach, ewentualnie z dodatkiem wody, znamienny tym, ze rozpuszczalnik lub mie¬ szanine rozpuszczalników nasyca sie najpierw ga¬ zem zawierajacym dwutlenek siarki, a otrzymany roztwór S02 nasyca sie nastepnie gazem zawie¬ rajacym siarkowodór, przy czym wysycanie prze¬ prowadza sie w oddzielnych aparatach, pomiedzy którymi cyrkuluje nasycany rozpuszczalnik lub mieszanina rozpuszczalników.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze gaz po reakcji dodatkowo przemywany jest roz¬ puszczalnikiem lub mieszanina rozpuszczalników nie zawierajaca dwutlenku siarki.93 330 Nlot Szarka kcystaUc-zna -H Woo/a chlodz RSW Zakl. Graf. W-wa, Srebrna 16, z. 334-77/0 — 110+20 egz. Cena 10 zl