RU2031696C1

RU2031696C1 - Method for purification of exhaust gas of sulfur production

Info

Publication number: RU2031696C1
Application number: SU904743257A
Authority: RU
Inventors: Квасникофф Жорж; Филипп Андре; Вуарэн Роберт
Original assignee: Сосьете Насьональ ЕЛФ Акитэн (Продюксьон)
Priority date: 1988-06-08
Filing date: 1990-02-08
Publication date: 1995-03-27

Abstract

FIELD: methods of purification. SUBSTANCE: gas is passed through catalyst which represents pure titanium dioxide, or titanium dioxide containing 1-20 mass % of calcium, or strontium, or barium sulfates. The process is carried out at 250-350 C, it is followed by cooling gas. Thus prepared gas is then treated at 100-160 C to produce elementary sulfur, mass ratio H₂S : SO₂ being 2:1. EFFECT: improves efficiency of the method. 3 cl, 1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к очистке серосодержащих промышленных газов. The invention relates to the purification of sulfur-containing industrial gases.

Более конкретно, изобретение относится к очистке остаточных газов производства серы, содержащих от 0,2 до 4 об.% Н₂S, SO₂ и по меньшей мере одно из соединений COS и СS₂.More specifically, the invention relates to the purification of residual sulfur production gases containing from 0.2 to 4 vol% H ₂ S, SO ₂ and at least one of COS and CS ₂ compounds.

Известен способ очистки газов производства серы, содержащих СОS, CS₂ и SO₂, включающий гидрогенирование и каталитический гидролиз серосодержащих газов, охлаждение остаточного газа и последующую каталитическую переработку его по методу Клауса при температуре 100-160^оС и мольном соотношении Н₂S: SO₂=2:1 с получением серы [1].Known purification method of production of sulfur gases containing COS, CS ₂ and SO _2, comprising catalytic hydrogenation and hydrolysis of sulfur-containing gases, the residual gas cooling and subsequent catalytic refining it by a method Claus at a temperature ^of 100-160 C and a molar ratio H ₂ S: SO ₂ = 2: 1 to obtain sulfur [1].

Недостаток этого способа заключается в сложности его осуществления и в больших энергозатратах, связанных с осуществлением гидрогенирования серосодержащих газов и промежуточных стадий охлаждения газовых потоков и окисления сероводорода. The disadvantage of this method is the complexity of its implementation and the high energy costs associated with the implementation of hydrogenation of sulfur-containing gases and intermediate stages of cooling gas flows and the oxidation of hydrogen sulfide.

Цель изобретения - упрощение способа. The purpose of the invention is the simplification of the method.

Эта цель достигается предлагаемым способом получения очистки остаточных газов производства серы, содержащих водяной пар и серные соединения от 0,2 до 4 об. %, состоящие из Н₂S и SO₂ и по меньшей мере одного из соединений COS и CS₂, включающим гидролиз СOS и CS₂, при температуре от 250 до 350^оС на катализаторе гидролиза, охлаждение остаточного гидролизованного газа и последующую обработку охлажденного в присутствии катализатора Клауса при температуре от 100 до 160^оС и молярном соотношении Н₂S:SO₂ равным 2:1 с получением серы, и отличающимся тем, что гидролиз СОS и CS₂ осуществляют на катализаторе на основе двуокиси титана, состоящем либо только из двуокиси титана, либо из двуокиси титана, содержащей от 1 до 20 мас.% сульфата кальция, стронция или бария.This goal is achieved by the proposed method for the purification of residual gases of sulfur production, containing water vapor and sulfur compounds from 0.2 to 4 vol. %, Consisting of H ₂ S and SO ₂ and at least one of the compounds COS and CS _2, comprising the hydrolysis of COS and CS ₂ at temperatures from 250 to 350 ^{° C} at the hydrolysis catalyst, cooling the residual hydrolysed gas and subsequent treatment cooled in presence of a Claus catalyst at a temperature of 100 to 160 ^{° C} and a molar ratio H ₂ S: sO ₂ ratio of 2: 1 to yield sulfur and characterized in that the COS and CS ₂ hydrolysis is carried out on a catalyst based on titanium dioxide consisting either only of titanium dioxide, or from titanium dioxide containing from 1 to 20 wt.% calcium sulfate, strontium or barium.

Время контакта остаточного газа с катализатором гидролиза, то есть продолжительность гидролиза, составляет преимущественно от 0,5 до 10 с. Эти величины даны для стандартных условий давления и температуры. The contact time of the residual gas with the hydrolysis catalyst, i.e. the duration of the hydrolysis, is preferably from 0.5 to 10 s. These values are given for standard pressure and temperature conditions.

Катализаторы гидролиза на основе окиси титана имеют в частности удельную поверхность, измеренную по методу ВЕТ, составляющую от 5 до 300 м²/г, и общий пористый объем, определенный по методу пенетрации ртути, составляющий от 0,05 до 0,6 см³/г.The titanium oxide hydrolysis catalysts have in particular a specific surface area measured by the BET method of 5 to 300 m ² / g and a total porous volume determined by the method of mercury penetration of 0.05 to 0.6 cm ³ / g.

Для нагревания гидролизованного остаточного газа до температуры, необходимой для очистки по методу Клауса, преимущественно, можно использовать косвенный теплообменник с агентом, имеющим соответствующую температуру. To heat the hydrolyzed residual gas to a temperature necessary for purification according to the Klaus method, an indirect heat exchanger with an agent having an appropriate temperature can advantageously be used.

Выдерживание молярного соотношения Н₂S: SO₂ равного 2:1 в гидролизованном остаточном газе, подаваемом на очистку, может осуществляться известными для этого методами регулирования, например, путем изменения соотношения расходов кислого газа и газа, содержащего свободный кислород, вводимых на серный завод причем указанное изменение, преимущественно, осуществляется путем поддерживания постоянного расхода кислого газа, подаваемого на серный завод, и путем изменения расхода газа, содержащего свободный кислород.Maintaining the molar ratio of H ₂ S: SO ₂ equal to 2: 1 in the hydrolyzed residual gas supplied for purification can be carried out by methods known for this regulation, for example, by changing the ratio of the flow rates of acid gas and gas containing free oxygen introduced to the sulfur plant this change is mainly carried out by maintaining a constant flow of acid gas supplied to the sulfur plant, and by changing the flow of gas containing free oxygen.

Способ описывается ниже со ссылкой на схему установки, показанной на прилагаемом чертеже, который схематически представляет собой последовательно соединенные серный завод Клаус 1, гидролизный реактор 2, агрегат каталитической очистки 3, печь для сжигания 4, соединенная с дымоходом 5. The method is described below with reference to the installation diagram shown in the accompanying drawing, which is a schematic diagram of a Claus 1 sulfur plant, a hydrolysis reactor 2, a catalytic treatment unit 3, a combustion furnace 4 connected to a chimney 5, in series.

Серный завод, также как агрегат очистки, использует катализатор Клауса, который может выбираться из таких соединений, как боксит, окись алюминия, двуокись кремния, природные или синтетические цеолиты, которые обычно используются для проведения реакции образования серы между Н₂S и SO₂.The sulfur plant, as well as a purification unit, uses a Claus catalyst, which can be selected from compounds such as bauxite, alumina, silicon dioxide, natural or synthetic zeolites, which are usually used to carry out the sulfur formation reaction between H ₂ S and SO ₂ .

Серный завод 1 содержит, с одной стороны, камеру сгорания 6, которая содержит горелку 7, снабженную трубопроводом 8 подвода кислого газа и трубопроводом 9 подвода воздуха, причем этот последний трубопровод снабжен клапаном 10 с регулируемым вентилем, и которая имеет выход 6а для газов, и, с другой стороны, первый каталитический преобразователь 11 и второй каталитический преобразователь 12, каждый из которых содержит один вход, соответственно 11а и 12а, и один выход, соответственно 11b и 12b, разделенные неподвижным слоем катализатора Клаус. Камеру сгорания 6 и каталитические преобразователи 11 и 12 устанавливают последовательно таким образом, чтобы выход 6а камеры сгорания был соединен со входом 11а первого преобразователя 11 через первый серный конденсатор 13, затем первый подогреватель 14, а выход 11b указанного первого преобразователя был соединен со входом 12а второго преобразователя 12 через второй серный конденсатор 15, затем второй подогреватель 16, а выход 12b указанного второго преобразователя был подсоединен ко входу 17а третьего серного конденсатора 17, имеющего выход 17b для газов, который является выходом с серного завода. The sulfur plant 1 contains, on the one hand, a combustion chamber 6, which contains a burner 7 provided with an acid gas supply pipe 8 and an air supply pipe 9, the latter pipe having a valve 10 with an adjustable valve, and which has a gas outlet 6a, and on the other hand, the first catalytic converter 11 and the second catalytic converter 12, each of which contains one input, 11a and 12a, respectively, and one output, 11b and 12b, respectively, separated by a fixed Claus catalyst bed. The combustion chamber 6 and the catalytic converters 11 and 12 are installed in series so that the output 6a of the combustion chamber is connected to the input 11a of the first converter 11 through the first sulfur condenser 13, then the first heater 14, and the output 11b of the specified first converter is connected to the input 12a of the second the converter 12 through the second sulfuric capacitor 15, then the second heater 16, and the output 12b of the specified second converter was connected to the input 17a of the third sulfuric capacitor 17 having an output 17b for ha a call that is an exit from a sulfur plant.

Агрегат каталитической очистки 3 содержит два каталитических реактора 18 и 19, установленные параллельно и имеющие, каждый, с одной стороны, входной трубопровод для очищаемого газа, соответственно 20 и 21, причем указанный входной трубопровод снабжен клапаном, соответственно 20а и 21а, и инжекционный трубопровод, соответственно 22 и 23 газа регенерации и охлаждения, при этом указанный инжекционный трубопровод снабжен клапаном, соответственно 22а и 23а, и, с другой стороны, выходной трубопровод очищенного газа, соответственно 24 и 25, причем указанный выходной трубопровод снабжен клапаном, соответственно 24а и 25а, и отводной трубопровод, соответственно 26 и 27 элюента регенерации и охлаждения, при этом указанный отводной трубопровод снабжен клапаном соответственно 26а и 27а. Входные трубопроводы, соответственно 20 и 21, каталитические реакторы 18 и 19 подсоединены через соответствующие клапаны 20а и 21а, к трубопроводу 28, образующему вход агрегата каталитической очистки 3. Таким же образом, выходные трубопроводы, соответственно 24 и 25, указанных каталитических реакторов 18 и 19 подсоединены, через соответствующие клапаны 24а и 25а, к трубопроводу 29, образующему выход агрегата каталитической очистки 3. В каждом из каталитических реакторов 18 и 19, отверстия входного и инжекционного трубопроводов отделены от отверстий выходного и отводного трубопроводов неподвижным слоем катализатора Клауса. Инжекцинные трубопроводы 22 и 23 реакторов 18 и 19 устанавливают параллельно, через соответствующие клапаны 22а и 23а, на одном из концов 30а трубопровода 30 циркуляции газа регенерации и охлаждения, а отводные трубопроводы 26 и 27 указанных реакторов также установлены параллельно на другом конце 30b указанных реакторов также установлены параллельно на другом конце 30b указанного трубопровода 30. На этом трубопроводе 30 устанавливают, от конца 30b к концу 30а, серный конденсатор 31, вентилятор 32, клапан 33, подогреватель 34 и отвод 35, снабженный клапаном 35а, причем концы указанного отвода выходят в трубопровод 30, один между вентилятором 32 и клапаном 33 и другой ниже подогреватели 34. Вентилятор 32 установлен на трубопроводе 30 таким образом, что отверстие всасывания этого вентилятора соединено с серным конденсатором 31. Трубопровод 29, образующий выход агрегата очистки 3, подсоединен, через трубопровод 45, к печи сжигания 4, которая соединена, через трубопровод 46 с дымоходом 5. The catalytic treatment unit 3 contains two catalytic reactors 18 and 19, installed in parallel and having, on the one hand, an inlet pipe for the gas to be cleaned, 20 and 21, respectively, the specified inlet pipe having a valve 20a and 21a, respectively, and an injection pipe, respectively, 22 and 23 gas regeneration and cooling, while the specified injection pipe is equipped with a valve, respectively 22A and 23a, and, on the other hand, the outlet pipe of the purified gas, respectively 24 and 25, and yhodnoy conduit provided with a valve, respectively 24a and 25a, and discharge duct, respectively 26 and 27, eluent regeneration and cooling, said discharge duct provided with a valve 26a and 27a, respectively. The inlet pipelines 20 and 21, respectively, the catalytic reactors 18 and 19 are connected through the corresponding valves 20a and 21a, to the pipe 28 forming the inlet of the catalytic treatment unit 3. In the same way, the outlet pipelines, 24 and 25, respectively, of the indicated catalytic reactors 18 and 19 connected, through the corresponding valves 24a and 25a, to a pipe 29 forming the outlet of the catalytic treatment unit 3. In each of the catalytic reactors 18 and 19, the openings of the inlet and injection pipelines are separated from the openings of the outlet th and offtake piping fixed bed Claus catalyst. The injection pipes 22 and 23 of the reactors 18 and 19 are installed in parallel, through the corresponding valves 22a and 23a, at one end 30a of the regeneration and cooling gas circulation pipe 30, and the discharge pipes 26 and 27 of these reactors are also installed in parallel on the other end 30b of these reactors installed in parallel at the other end 30b of the specified pipe 30. On this pipe 30 install, from the end 30b to the end 30a, a sulfur condenser 31, a fan 32, a valve 33, a heater 34 and a tap 35 provided with a valve 35a, pr whereby the ends of the specified outlet extend into the pipe 30, one between the fan 32 and the valve 33 and the other below the heaters 34. The fan 32 is mounted on the pipe 30 so that the suction hole of this fan is connected to the sulfur condenser 31. The pipe 29 forming the outlet of the cleaning unit 3 connected through a pipe 45 to the combustion furnace 4, which is connected through a pipe 46 with a chimney 5.

Гидролизный реактор 2 содержит один вход 2а и один выход 2b, разделенные один от другого неподвижным слоем гидролизного катализатора. Выход 17b серного завода 1 подсоединен трубопроводом 36, через подогреватель 37 типа косвенного теплообменника, ко входу 2а гидролизного реактора, а выход 2b указанного реактора подсоединен трубопроводом 38, через систему охлаждения 39 типа косвенного теплообменника, к трубопроводу 28, образующему вход агрегата очистки. The hydrolysis reactor 2 contains one inlet 2a and one outlet 2b, separated from one another by a fixed bed of hydrolysis catalyst. The outlet 17b of the sulfur plant 1 is connected by a conduit 36, through an indirect heat exchanger type heater 37, to the inlet 2a of the hydrolysis reactor, and the outlet 2b of the said reactor is connected by a conduit 38, through an indirect heat exchanger type cooling system 39, to a conduit 28 forming the inlet of the cleaning unit.

Анализатор 40, например, типа интерференциального спектрометра устанавливают с отводом на трубопроводе 38 ниже системы охлаждения 39, причем указанный анализатор осуществляет определение молярного содержания Н₂S и SO₂ в газе, циркулирующем в трубопроводе 38, и подает сигнал 41, представляющий мгновенное значение молярного соотношения Н₂S:SO₂ в указанном газе. Сигнал 41 подают в вычислительную машину 42, которая вырабатывает сигнал 43, представляющий корректировочный расход воздуха для доведения мгновенного значения молярного соотношения H₂S:SO₂ до заданного значения, причем указанный сигнал 43 подают на регулятор расхода 44, который регулирует открытие клапана 10, что обеспечивает регулирование расхода воздуха, вводимого на серный завод через трубопровод 9.The analyzer 40, for example, of the type of interference spectrometer, is installed with a tap on the pipe 38 below the cooling system 39, and the specified analyzer determines the molar content of H ₂ S and SO ₂ in the gas circulating in the pipe 38 and gives a signal 41 representing the instantaneous value of the molar ratio H ₂ S: SO ₂ in the specified gas. The signal 41 is supplied to a computer 42, which generates a signal 43 representing the corrected air flow to bring the instantaneous molar ratio of H ₂ S: SO ₂ to a predetermined value, said signal 43 being supplied to a flow regulator 44 that controls the opening of valve 10, which provides regulation of the flow rate of air introduced into the sulfur plant through pipeline 9.

В этой установке, осуществление способа схематически может быть представлено следующим образом. In this installation, the implementation of the method can be schematically represented as follows.

Предполагается, что реактор 18 находится в фазе реакции, а реактор 19 находится в фазе регенерации, причем клапаны 20а, 24а, 23а, 27а и 33 являются открытыми в то время, как клапаны 21а, 22а, 25а, 26а и 35а являются закрытыми. Reactor 18 is assumed to be in a reaction phase and reactor 19 to be in a regeneration phase, with valves 20a, 24a, 23a, 27a and 33 being open while valves 21a, 22a, 25a, 26a and 35a being closed.

На серном заводе 1, кислый газ, содержащий Н₂S, введенный через трубопровод 9 в горелку 7 камеры сгорания 6, подвергают частичному сжиганию с образованием газового эфлюента, содержащего Н₂S и SO₂ и элементарной серы. Этот эфлюент, после отделения содержащейся в нем серы в первом серном конденсаторе 13, подогревают в первом подогревателе 14 и направляют в первый преобразователь 11. При контакте с катализатором Клауса, содержащемся в этом преобразователе, соединения Н₂S и SO₂, имеющиеся в газовом эфлюенте, реагируют с образованием серы. Реакционную смесь, поступившую от преобразователя 11, после отделения содержащейся в ней серы во втором конденсаторе 15, с последующим подогреванием во втором подогревателе 16, направляют во второй преобразователь 12, в котором образуется новое количество серы путем каталитической реакции между Н₂S и SO₂. Реакционную смесь, поступающую от преобразователя 12, освобождают от содержащейся в ней серы в третьем конденсаторе 17.In a sulfur plant 1, an acid gas containing H ₂ S introduced through a conduit 9 into the burner 7 of the combustion chamber 6 is subjected to partial combustion to form a gas effluent containing H ₂ S and SO ₂ and elemental sulfur. This effluent, after separating the sulfur contained in it in the first sulfur condenser 13, is heated in the first heater 14 and sent to the first converter 11. Upon contact with the Claus catalyst contained in this converter, the H ₂ S and SO ₂ compounds present in the gas effluent react with the formation of sulfur. The reaction mixture received from the converter 11, after separation of the sulfur contained therein in the second condenser 15, followed by heating in the second heater 16, is sent to the second converter 12, in which a new amount of sulfur is formed by the catalytic reaction between H ₂ S and SO ₂ . The reaction mixture from converter 12 is freed from the sulfur contained in it in the third capacitor 17.

Через выход 17b для газов указанного конденсатора, который образует выход серного завода, удаляют остаточный газ, содержащий водяной пар и, менее 4 об. % в целом, серные соединения, содержащие Н₂S, SO₂, COS и/или CS₂, а также очень небольшое количество паровой и/или пористой серы.Through the gas outlet 17b of the indicated condenser, which forms the outlet of the sulfur plant, residual gas containing water vapor and less than 4 vol. % in general, sulfur compounds containing H ₂ S, SO ₂ , COS and / or CS ₂ , as well as a very small amount of steam and / or porous sulfur.

Остаточный газ, поступивший от серного завода, после подогрева до соответствующей температуры в подогревателе 37, направляют в гидролизный реактор 2, в котором соединения COS и CS₂, имеющиеся в указанном остаточном газе, гидролизуются до Н₂S при контакте с катализатором, содержащемся в указанном реакторе 2. Через выход 2b гидролизного реактора, удаляют гидролизованный остаточный газ, содержащий Н₂S и SO₂ и, по существу, без COS и CS₂. Гидролизованный остаточный газ, после охлаждения до соответствующей температуры в системе охлаждения 39, вводят через трубопровод 38 в трубопровод 28 агрегата каталитической очистки, который образует вход указанного агрегата.The residual gas from the sulfur plant, after heating to the appropriate temperature in heater 37, is sent to a hydrolysis reactor 2, in which the COS and CS ₂ compounds present in said residual gas are hydrolyzed to H ₂ S in contact with the catalyst contained in said reactor 2. Through the outlet 2b of the hydrolysis reactor, the hydrolyzed residual gas containing H ₂ S and SO ₂ and substantially without COS and CS _{2 is} removed. The hydrolyzed residual gas, after cooling to the appropriate temperature in the cooling system 39, is introduced through a pipe 38 into a pipe 28 of a catalytic treatment unit, which forms the inlet of the specified unit.

Гидролизованный остаточный газ, проходящий через трубопровод 28, вводят в каталитический реактор 18, в котором соединения Н₂S и SO₂, содержащиеся в указанном остаточном газе, взаимодействуют друг с другом для образования серы. Температура газового потока, приведенного в контакт с катализатором Клауса, содержащемся в реакторе 18, является такой, что образовавшаяся сера откладывается на катализаторе. Через трубопровод 24 реактора 18 выходит очищенный остаточный газ с исключительно небольшим содержанием серных соединений, который направляют через клапан 24а, трубопровод 29 и трубопровод 45, в печь сжигания 4, причем озоленный газ подают в дымоход 5, через трубопровод 46, для выброса в атмосферу.Hydrolyzed residual gas passing through line 28 is introduced into a catalytic reactor 18, in which the H ₂ S and SO ₂ compounds contained in said residual gas are reacted with each other to form sulfur. The temperature of the gas stream brought into contact with the Claus catalyst contained in the reactor 18 is such that the sulfur formed is deposited on the catalyst. A purified residual gas with an extremely low sulfur content leaves through a pipe 24 of the reactor 18, which is sent through a valve 24a, a pipe 29 and a pipe 45 to the combustion furnace 4, and the ashed gas is supplied to the chimney 5, through a pipe 46, for discharge into the atmosphere.

Поток газа продувки, подаваемый по трубопроводу 30 регенерации под действием вентилятора 32, доводится в подогревателе 34 до температуры, требуемой для регенерации катализатора Клауса, на котором откладывается сера. Поток подогретого газа вводится в реактор 19 трубопроводом 23 через клапан 23а и продувает насыщенный серой катализатор Клауса, содержащийся в указанном реакторе. Поток газа продувки, увлекающий пары серы, выходит из реактора 19 через трубопровод 27 и проходит, через клапаны 27а и трубопровод 30, до серного конденсатора 31, в котором большая часть серы отделяется путем конденсации. На выходе конденсатора 31, поток газа продувки подхватывается вентилятором 32 для нагнетания на вход реактора 19 через подогреватель 34. После достаточно продолжительной продувки катализатора, содержащегося в реакторе 19, горячим газом продувки, поступающим от подогревателя 34, для полного удаления серы, отложенной на катализаторе, и, таким образом, для регенерации указанного катализатора, открывают клапан 35а и закрывают клапан 33 для короткого замыкания подогревателя 34 и для снижения температуры газа продувки до значения ниже примерно 160^оС и продолжают продувку в течение времени, достаточного для охлаждения регенерированного катализатора, содержащегося в реакторе 19. Когда указанный катализатор охлаждается до соответствующей температуры, позволяющей осуществить контакт катализатора с газовым потоком, поступающим от гидролизного реактора 2, меняют функции, выполняемые реакторами 18 и 19, то есть переводят реактор 19 в фазу реакции Клауса, а реактор 18 - в фазу регенерации/охлаждения. Для этого закрывают клапаны 20а, 23а, 24а, 27а и 35а и открывают клапаны 21а, 22а, 25а, 26а и 33, затем, на этапе охлаждения, закрывают клапан 33 и открывают клапан 35а.The purge gas stream supplied through the regeneration pipe 30 under the influence of the fan 32 is brought in the heater 34 to the temperature required for the regeneration of the Claus catalyst, on which sulfur is deposited. The heated gas stream is introduced into the reactor 19 by a pipe 23 through a valve 23a and purges the sulfur-saturated Claus catalyst contained in said reactor. A purge gas stream entraining sulfur vapor exits the reactor 19 through line 27 and passes through valves 27a and line 30 to a sulfur condenser 31, in which most of the sulfur is separated by condensation. At the outlet of the condenser 31, a purge gas stream is picked up by a fan 32 for injecting into the reactor 19 inlet through a heater 34. After a sufficiently long purge of the catalyst contained in the reactor 19 by the hot purge gas coming from the heater 34 to completely remove the sulfur deposited on the catalyst, and thus for regeneration of the said catalyst, the valve 35a is opened and valve 33 is closed to short circuit the heater 34 and the purge gas to reduce the temperature to below about 160 ^{° C} and purging is continued for a time sufficient to cool the regenerated catalyst contained in reactor 19. When said catalyst is cooled to an appropriate temperature allowing contact of the catalyst with the gas stream coming from hydrolysis reactor 2, the functions performed by reactors 18 and 19 are changed, i.e. reactor 19 is transferred to the Claus reaction phase, and reactor 18 to the regeneration / cooling phase. To do this, close the valves 20a, 23a, 24a, 27a and 35a and open the valves 21a, 22a, 25a, 26a and 33, then, during the cooling step, close the valve 33 and open the valve 35a.

Анализатор 40 системы регулирования, образованной указанным анализатором, вычислительной машиной 42 и регулятором расхода 44, непрерывно определяет молярные содержания Н₂S и SO₂ гидролизованного остаточного газа, который проходит в трубопровод 38 ниже системы охлаждения 39, размещенной после гидролизного реактора 2, и подает сигнал 41, представляющий мгновенное значение молярного соотношения Н₂S:SO₂ в указанном остаточном газе. На основе сигнала 41, вычислительная машина 42 вырабатывает сигнал 43, представляющий корректировочный расход воздуха, подаваемого на серный завод для доведения мгновенного значения молярного соотношения Н₂S:SO₂ в остаточном газе, входящем в агрегат 3 каталитической очистки, до заданного значения 2: 1. В ответ на сигнал 43, который он принимает от вычислительной машины 42, регулятор 44 регулирует открытие клапана 10, установленного на трубопроводе 9 подвода воздуха на серный завод 1 и, таким образом, изменяет расход воздуха, введенный в указанный серный завод, на количество, которое позволяет выдерживать заданное значение молярного соотношения Н₂S:SO₂ в остаточном газе, допустимое для агрегата 3 каталитической очистки.The analyzer 40 of the control system formed by the specified analyzer, the computer 42 and the flow regulator 44 continuously determines the molar contents of H ₂ S and SO _{2 of the} hydrolyzed residual gas, which passes into the pipe 38 below the cooling system 39, placed after the hydrolysis reactor 2, and gives a signal 41, representing the instantaneous value of the molar ratio of H ₂ S: SO ₂ in the specified residual gas. Based on the signal 41, the computer 42 generates a signal 43 representing the corrected flow rate of air supplied to the sulfur plant to bring the instantaneous molar ratio of H ₂ S: SO ₂ in the residual gas entering the catalytic treatment unit 3 to a predetermined value of 2: 1 . In response to the signal 43, which it receives from the computer 42, the controller 44 controls the opening of the valve 10 installed on the pipe 9 for supplying air to the sulfur plant 1 and, thus, changes the air flow introduced into the specified ny plant, an amount which allows to maintain a predetermined value of the molar ratio H ₂ S: SO ₂ in the residual gas, allowed for the catalytic purification unit 3.

Ниже приводятся примеры осуществления указанного способа. The following are examples of the implementation of this method.

П р и м е р ы 1-6. Используя установку, аналогичную установке, схематически показанной на приложенном чертеже, и работающую, как это описано выше, получают серу из кислого газа, содержащего, объем. 70,1% Н₂S, 5%H₂О, 24,4% CO₂, 0,3% CH₄ и 0,2% линейных алканов С₆-С₇.PRI me R s 1-6. Using an installation similar to the installation schematically shown in the attached drawing and operating as described above, sulfur is obtained from an acid gas containing a volume. 70.1% H ₂ S, 5% H ₂ O, 24.4% CO ₂ , 0.3% CH ₄ and 0.2% linear C ₆ -C ₇ alkanes.

Катализатор, помещенный в гидролизный реактор 2, представляет собой экструдаты диаметром 4 мм, на основе окиси титана, содержащей 10 мас.% СаSO₄ (пример 1), только окиси титана (пример 2), окиси титана, содержащей, соответственно, 20 мас. % ВаSO₄ (пример 3), 1 мас.% СаSO₄ (пример 4), 20 мас.% CaSO₄ (пример 5) и 15 мас.% SrSO₄ (пример 6).The catalyst placed in the hydrolysis reactor 2, is an extrudate with a diameter of 4 mm, based on titanium oxide containing 10 wt.% CaSO ₄ (example 1), only titanium oxide (example 2), titanium oxide containing, respectively, 20 wt. % BaSO ₄ (example 3), 1 wt.% CaSO ₄ (example 4), 20 wt.% CaSO ₄ (example 5) and 15 wt.% SrSO ₄ (example 6).

Катализатор Клауса, имеющийся в каталитических преобразователях 11 и 12 серного завода 1, а также в реакторах 18 и 19 агрегата 3 каталитической очистки, выполнен из шариков, диаметром 2-5 мм окиси алюминия, имеющей удельную поверхность около 240 м²/г.The Klaus catalyst available in the catalytic converters 11 and 12 of the sulfur plant 1, as well as in the reactors 18 and 19 of the catalytic purification unit 3, is made of balls with a diameter of 2-5 mm of aluminum oxide having a specific surface area of about 240 m ² / g.

На серном заводе 1, камера сгорания 6 и каталитические преобразователи 11 и 12 функционируют при температурах, равных, соответственно, примерно 1100, 300 и 250^оС.In the sulfur plant 1, the combustion chamber 6 and the catalytic converters 11 and 12 operate at temperatures equal to, respectively, approximately 1100, 300 and 250 ^about C.

Через выход 17b серного завода, удаляют остаточный газ, имеющий температуру 142^оС и абсолютное давление 1,15 бар. Этот остаточный газ имеет в процентах по объему, следующий состав, исключая паровую и пузырчатую серу: N₂ 54,84 H₂O 30,54 H₂ 2,26 CO 0,97 CO₂ 10,08 H₂S 0,74 SO₂ 0,45 COS 0,08 CS₂ 0,04
Выход рекуперации серы серного завода 1 составлял 95,1%.Through outlet 17b sulfur plant tail gas was removed at a temperature of 142 ^{° C} and an absolute pressure of 1.15 bar. This residual gas, as a percentage by volume, has the following composition, excluding steam and bubble sulfur: N ₂ 54.84 H ₂ O 30.54 H ₂ 2.26 CO 0.97 CO ₂ 10.08 H ₂ S 0.74 SO ₂ 0.45 COS 0.08 CS ₂ 0.04
The sulfur recovery output of sulfur plant 1 was 95.1%.

Остаточный газ, удаленный с серного завода, доводят до температуры 300^оС в подогревателе 37, затем вводят в гидролизный реактор 2, действуя при этой температуре. Время контакта остаточного газа с катализатором, содержащемся в гидролизном реакторе, составляет 3 секунды в нормальных условиях давления и температуры.The residual gas is removed from the sulfur plant is brought to a temperature of 300 ^{° C} in preheater 37 and then introduced to a hydrolysis reactor 2, operating at this temperature. The contact time of the residual gas with the catalyst contained in the hydrolysis reactor is 3 seconds under normal pressure and temperature conditions.

Гидролизованный остаточный газ, выходящий из реактора 2, содержит только следы COS и CS₂, при этом степень гидролиза указанных соединений превышает 99%.Hydrolyzed residual gas leaving reactor 2 contains only traces of COS and CS ₂ , while the degree of hydrolysis of these compounds exceeds 99%.

Гидролизованный остаточный газ, охлаждают до 132^оС путем пропускания через систему охлаждения 39, затем подают, при этой температуре и с молярным соотношением Н₂S:SO₂, выдерживаемым при значении 2:1 системой регулирования, в систему каталитических реакторов 18 и 19 агрегата 3 каталитической очистки, работающей в фазе реакции Клауса. Через трубопровод 29, подсоединенный к выходу указанного реактора и образующий выход агрегата 3 каталитической очистки, удаляют очищенный остаточный газ, имеющий температуру около 145^оС и содержащий общее количество серных соединений, составляющее от 1000 p.p.m (в примере 5) до 1400 p.p.m в объеме (пример 2), причем указанный очищенный газ подают в печь сжигания 4 через трубопровод 45. Озоление проводят при температуре 450^оС путем сжигания горючего газа с небольшим избытком воздуха, приводящим к 1 об.% кислорода в озоленном газе, подаваемом в дымоход.Hydrolysed residual gas is cooled to 132 ^{° C} by passing through the cooling system 39 is then fed at this temperature and with a molar ratio H ₂ S: SO ₂ controlled at a value of 2: 1 regulation system in catalytic reactors 18 and 19 of the unit 3 catalytic purification operating in the Claus reaction phase. Through conduit 29 connected to the output of said reactor and forming the output unit 3, the catalytic purification, is removed purified residual gas having a temperature of about 145 ^{° C} and comprising the total amount of sulfur compounds, is from 1000 ppm (in Example 5) up to 1400 ppm in volume ( example 2), wherein said purified gas is fed into the combustion furnace 4 through the conduit 45. The ashing is carried out at a temperature of 450 ^{° C} by combustion of fuel gas with a slight excess of air, resulting in a 1 vol.% oxygen ashing gas supplied to the chimney.

Газ продувки, использованный для регенерации насыщенного серой катализатора, содержащегося в реакторе в фазе регенерации с последующим охлаждением, состоит из части охлажденного гидролизованного остаточного газа, отобранного на трубопроводе 38, и введенного в реактор в фазе регенерации после доведения до температуры 300^оС-350^оС в подогревателе 34 трубопровода регенерации. Насыщенный серой газ продувки, поступающий из реактора в фазе регенерации, пропускают затем через серный конденсатор 31 трубопровода регенерации для его охлаждения до примерно 125^оС, с целью отделения, путем конденсации, большей части, содержащейся в нем серы, затем возвращают в подогреватель 34 для повторного использования для регенерации. Регенерированный катализатор затем охлаждают до температуры примерно 130^оС, пропуская в содержащий его реактор газ продувки, поступающий из конденсатора 31 и циркулирующий в отводе 35, коротко замыкающем подогреватель 34.The purging gas used to regenerate the saturated sulfur catalyst contained in the reactor in the regeneration phase, followed by cooling, consists of a portion of the cooled hydrolysed residual gas, selected on the pipeline 38, and introduced into the reactor in the regeneration phase, adjusted to a temperature of 300 ^{^C-350} C in the heater 34 of the regeneration pipeline. Saturated sulfur purge gas coming from the reactor in the regeneration phase is then passed through the sulfur condenser 31 of the regeneration pipeline to cool it to about 125 ^° C, in order to separate, by condensation, most of the sulfur contained in it, then return to the heater 34 for reuse for regeneration. The regenerated catalyst is then cooled to a temperature of about 130 ^{° C} by passing it into the reactor containing purge gas from the condenser 31 and circulated in the challenge 35, a closing short heater 34.

Каталитические реакторы 18 и 19 работали поочередно в течение 30 ч в фазе очистки, то есть в фазе реакции, и в течение 30 ч, из которых 10 ч охлаждения, в фазе регенерации/охлаждения. The catalytic reactors 18 and 19 worked alternately for 30 hours in the purification phase, i.e. in the reaction phase, and for 30 hours, of which 10 hours of cooling, in the regeneration / cooling phase.

Выход серы из комплекса, содержащего серный завод, гидролизную установку, агрегат каталитической очистки (общий выход серы), составляет, в зависимости от испытания от 99,5 до 99,7%, как указано в приведенной ниже таблице. The sulfur output from the complex containing the sulfur plant, hydrolysis unit, catalytic treatment unit (total sulfur output), depending on the test, is from 99.5 to 99.7%, as indicated in the table below.

В рабочих условиях, сравнимых с вышеописанными, выход серы из комплекса, содержащего только серный завод и агрегат каталитической очистки, составлял 99,1%. Under operating conditions comparable to those described above, the sulfur output from the complex containing only a sulfur plant and a catalytic treatment unit was 99.1%.

Claims

1. METHOD FOR CLEANING WASTE GAS PRODUCTION GAS SULFUR containing water vapor and 0.2 - 4 vol.% Sulfur compounds consisting of H ₂ S and SO ₂ , and at least one of the COS and CS ₂ compounds, including hydrolysis of the latter at 250 - 350 ^o C on the catalyst, cooling the residual gas and its subsequent purification on the catalyst of the Claus process at 100 - 160 ^o C and a molar ratio of H ₂ S: SO ₂ = 2: 1 to obtain elemental sulfur, characterized in that, in order to simplify process, hydrolysis of COS and CS ₂ are on a catalyst consisting either of titanium dioxide or titanium dioxide, sod rzhaschego 1 - 20 wt.% calcium sulfate or strontium, or barium.

2. The method according to claim 1, characterized in that the hydrolysis is carried out for 0.5-10 s.

3. The method according to p. 1, characterized in that the catalyst is used with a specific surface area measured by the BET method, 5 - 300 m ² / g with a total pore volume determined by the method of mercury penetration, 0.05 - 0.6 cm ³ / g