Изобретение относится к абсорбционно-каталитическим способам очистки газа от сероводорода и двуокиси углерода с выделением элементарной серы, может быть использовано в газовой, нефтяной и химической промышленности. The invention relates to absorption-catalytic methods for purifying gas from hydrogen sulfide and carbon dioxide with the release of elemental sulfur, can be used in the gas, oil and chemical industries.
Прототипом изобретения является способ очистки газа от сероводорода и двуокиси углерода, включающий абсорбцию их водным раствором алканоламина с последующей регенерацией насыщенного сероводородом и двуокисью углерода абсорбента путем контактирования его с гидроокисью железа. The prototype of the invention is a method of purifying gas from hydrogen sulfide and carbon dioxide, comprising absorbing them with an aqueous solution of alkanolamine, followed by regeneration of the absorbent saturated with hydrogen sulfide and carbon dioxide by contacting it with iron hydroxide.
В известном способе имеет место низкая скорость взаимодействия растворенного сероводорода с гидроокисью железа. Это приводит к тому, что часть растворенного сероводорода в растворе при ограниченном времени контакта с гидроокисью железа не связывается в нерастворимый сульфид железа и попадает на тепловую регенерацию амина от двуокиси углерода, увеличивая тем самым затраты тепла на разложение сульфида амина. Кроме того, в газах, полученных при регенерации такого раствора, низкая концентрация сероводорода, и их нельзя использовать для получения серы. Такие газы сжигаются на факелах, что приводит к безвозвратным потерям серы, двуокиси углерода и загрязнению окружающей среды. Большой избыток реагента гидроокиси железа, используемый для связывания растворенного сероводорода в растворе амина, в известном процессе очистки газа от сероводорода и двуокиси углерода требует больших размеров аппаратов и увеличения эксплуатационных расходов. In the known method, there is a low rate of interaction of dissolved hydrogen sulfide with iron hydroxide. This leads to the fact that part of the dissolved hydrogen sulfide in the solution with a limited contact time with iron hydroxide does not bind to insoluble iron sulfide and gets on the thermal regeneration of the amine from carbon dioxide, thereby increasing the heat consumption for the decomposition of amine sulfide. In addition, the gases obtained during the regeneration of such a solution have a low concentration of hydrogen sulfide, and they cannot be used to produce sulfur. Such gases are flared, which leads to irretrievable losses of sulfur, carbon dioxide and environmental pollution. A large excess of iron hydroxide reagent, used to bind dissolved hydrogen sulfide in an amine solution, in the known process of gas purification from hydrogen sulfide and carbon dioxide requires large sizes of apparatus and increased operating costs.
Цель изобретения снижение расхода гидроокиси железа и ускорение процесса. The purpose of the invention is the reduction of iron hydroxide consumption and the acceleration of the process.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе очистки газа от сероводорода и двуокиси углерода, включающем абсорбцию их водным раствором алканоламина с последующей регенерацией насыщенного сероводородом и двуокисью углерода абсорбента путем контактирования его с гидроокисью железа, регенерацию осуществляют в присутствии катализатора макроциклического соединения дибензо-18-краун-6. The essence of the invention lies in the fact that in the method of purification of gas from hydrogen sulfide and carbon dioxide, including the absorption of an aqueous solution of alkanolamine with subsequent regeneration of the absorbent saturated with hydrogen sulfide and carbon dioxide by contacting it with iron hydroxide, the regeneration is carried out in the presence of a catalyst of the macrocyclic compound dibenzo-18- crown-6.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
П р и м е р 1. Готовят водный раствор моноэтаноламина (МЭА) и насыщают его сероводородом и двуокисью углерода. Содержание сероводорода и двуокиси углерода в растворе амина определяют иодометрическим и волюметрическим методом соответственно. На приготовленном таким образом растворе амина проводят 5 опытов. В реакционную ячейку заливают 0,25 дм3 водного насыщенного раствора МЭА 17 мас. с содержанием сероводорода 8,12 г/дм3 и двуокиси углерода 25,63 г/дм3, добавляют 0,221 г катализатора краун-эфира (КЭ) (0,109 г краун-эфира на 1 г сероводорода) и 5,103 г обезвоженной гидроокиси железа (2,520 г гидроокиси железа на 1 г сероводорода 20%-ный избыток от теоретически необходимого). Опыт проводят при 40оС и интенсивности перемешивания 180 об/мин. Через определенные промежутки времени от начала опыта специальным шприцем из реактора отбирают пробы жидкой фазы для анализа на содержание сероводорода. Скорость превращения сероводорода в сульфид железа в растворе оценивают по степени приближения необратимой химической реакции к состоянию равновесия во времени: X 1 Сτ /Co, где Cτ концентрация сероводорода в растворе амина к моменту времени, Со начальная концентрация сероводорода в растворе амина.PRI me R 1. Prepare an aqueous solution of monoethanolamine (MEA) and saturate it with hydrogen sulfide and carbon dioxide. The content of hydrogen sulfide and carbon dioxide in the amine solution is determined by the iodometric and volumetric methods, respectively. On the amine solution prepared in this way, 5 experiments are carried out. 0.25 dm 3 of an aqueous saturated MEA solution of 17 wt. with a hydrogen sulfide content of 8.12 g / dm 3 and carbon dioxide 25.63 g / dm 3 , 0.221 g of crown ether catalyst (CE) (0.109 g of crown ether per 1 g of hydrogen sulfide) and 5.103 g of anhydrous iron hydroxide are added (2.520 g of iron hydroxide per 1 g of hydrogen sulfide 20% excess of theoretically necessary). The experiment is performed at 40 ° C and stirring intensity of 180 rev / min. At certain intervals from the start of the experiment, samples of the liquid phase are taken from the reactor with a special syringe for analysis on the content of hydrogen sulfide. The rate of conversion of hydrogen sulfide to iron sulfide in solution is estimated by the degree of irreversible chemical reaction approaching the equilibrium state in time: X 1 С τ / C o , where C τ is the concentration of hydrogen sulfide in the amine solution at the time point, С is the initial concentration of hydrogen sulfide in the amine solution.
Примеры 2-5 выполняют в условиях примера 1 при изменении массового отношения КЭ к Н2S от 0,038 до 0,103. Данные по примерам 1-5 сведены в таблицу. Из представленных данных видно, что проведение процесса очистки предлагаемым способом при оптимальном массовом отношении КЭ к Н2S 0,052-0,103 (примеры 2-4) позволяет ускорить процесс взаимодействия сероводорода с гидроокисью железа в растворе амина при одновременном снижении расхода гидроокиси железа.Examples 2-5 are performed under the conditions of example 1 when changing the mass ratio of CE to H 2 S from 0.038 to 0.103. The data in examples 1-5 are summarized in the table. From the presented data shows that the cleaning process of the proposed method with the optimal mass ratio of CE to H 2 S 0.052-0.103 (examples 2-4) allows you to speed up the process of interaction of hydrogen sulfide with iron hydroxide in an amine solution while reducing the consumption of iron hydroxide.
