RU2523204C1 - Method of obtaining elemental sulphur from sulphur dioxide-containing discharge gas - Google Patents
Method of obtaining elemental sulphur from sulphur dioxide-containing discharge gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2523204C1 RU2523204C1 RU2013117301/02A RU2013117301A RU2523204C1 RU 2523204 C1 RU2523204 C1 RU 2523204C1 RU 2013117301/02 A RU2013117301/02 A RU 2013117301/02A RU 2013117301 A RU2013117301 A RU 2013117301A RU 2523204 C1 RU2523204 C1 RU 2523204C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- sulfur
- catalytic
- sulfur dioxide
- concentrated
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения элементной серы из отходящего газа, содержащего диоксид серы, на предприятиях химической, нефтехимической, газоперерабатывающей и металлургической промышленности.The invention relates to the field of chemistry and can be used to obtain elemental sulfur from exhaust gas containing sulfur dioxide at the enterprises of the chemical, petrochemical, gas processing and metallurgical industries.
Известен способ получения элементной серы из отходящего газа, содержащего диоксид серы, по патенту Франции №2212290, МПК С01В 17/04.A known method of producing elemental sulfur from an exhaust gas containing sulfur dioxide, according to French patent No. 2212290, IPC СВВ 17/04.
Известный способ включает охлаждение отходящего сернистого газа, выделение из него диоксида серы и взаимодействие концентрированного диоксида серы с газом-восстановителем в термическом реакторе с последующим охлаждением продуктов сгорания, выделением образованной серы и дальнейшей обработкой газа в нескольких каталитических ступенях. В качестве газа-восстановителя используют водород или газ, обогащенный водородом. Технологический газ, выходящий из последней каталитической ступени, согласно известному изобретению, направляют в печь дожига, где происходит окисление всех серосодержащих компонентов до диоксида серы. Далее поток возвращают на стадию выделения диоксида серы из отходящего газа.The known method includes cooling the off-gas sulfur dioxide, separating sulfur dioxide from it and reacting concentrated sulfur dioxide with a reducing gas in a thermal reactor, followed by cooling the combustion products, releasing the sulfur formed and further treating the gas in several catalytic steps. Hydrogen or hydrogen enriched gas is used as the reducing gas. The process gas leaving the last catalytic stage, according to the known invention, is sent to the afterburner, where all sulfur-containing components are oxidized to sulfur dioxide. Next, the stream is returned to the stage of separation of sulfur dioxide from the exhaust gas.
Основным недостатком этого технического решения является сжигание технологического газа, покидающего последнюю каталитическую ступень. Это приводит к увеличению нагрузки на стадиях выделения и концентрирования диоксида серы из отходящего газа и к повышенному расходу концентрированного водорода.The main disadvantage of this technical solution is the burning of process gas leaving the last catalytic stage. This leads to an increase in the load at the stages of separation and concentration of sulfur dioxide from the exhaust gas and to an increased consumption of concentrated hydrogen.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения элементной серы из отходящего газа, содержащего диоксид серы, по патенту на изобретение РФ №2474533, МПК С01В 17/04.The closest in technical essence and the achieved result is a method for producing elemental sulfur from exhaust gas containing sulfur dioxide, according to the patent for the invention of the Russian Federation No. 2474533, IPC СВВ 17/04.
Способ включает концентрирование диоксида серы, выделенного из отходящего газа, частичное высокотемпературное восстановление концентрированного диоксида серы концентрированным водородом до серы, сероводорода и воды, конденсацию образованных паров серы с выводом жидкой серы в сборник серы, переработку вышедшего технологического газа путем последовательной каталитической Клаус-конверсии и последующую очистку вышедшего из последней каталитической ступени технологического газа, содержащего остаточные количества H2S, SO2, Н2 и паров воды. Для этого технологический газ направляют в реактор узла очистки, в котором H2S взаимодействует с SO2 в водном растворе с образованием суспензии серы в воде и в котором поддерживают градиент температур в холодной части 20-60°C, а в горячей части 70-100°C и создают встречное движение газовой и жидкой фаз.The method includes concentration of sulfur dioxide extracted from the exhaust gas, partial high-temperature recovery of concentrated sulfur dioxide with concentrated hydrogen to sulfur, hydrogen sulfide and water, condensation of the generated sulfur vapor with the withdrawal of liquid sulfur to the sulfur collector, processing of the released process gas by sequential catalytic Claus conversion and subsequent purification of the process gas leaving the last catalytic stage containing residual amounts of H 2 S, SO 2 , H 2 and vapors in odes. To do this, the process gas is sent to the reactor of the purification unit, in which H 2 S interacts with SO 2 in an aqueous solution to form a suspension of sulfur in water and in which a temperature gradient is maintained in the cold part of 20-60 ° C, and in the hot part of 70-100 ° C and create the oncoming movement of the gas and liquid phases.
При получении серы в соответствии со способом основная масса серы вырабатывается в товарном, расплавленном виде при конденсации паров серы из газа в конденсаторах термической и каталитических ступеней.Upon receipt of sulfur in accordance with the method, the bulk of the sulfur is produced in commercial, molten form by condensation of sulfur vapor from gas in condensers of thermal and catalytic stages.
Однако до 1,5% всей серы производится в реакторе колонного типа в виде водной суспензии (коллоидная сера). В связи с отсутствием спроса на суспендированную серу необходимо проведение ряда дополнительных операций по доведению этого вида серы до товарных кондиций. К операциям такого рода относятся фильтрование серной пульпы, уплотнение осадка и удаление остаточной влаги, расплавление серной лепешки. Проведение этих операций требует дополнительных капитальных и эксплуатационных затрат, необходимо выделение дополнительного персонала и производственных площадей.However, up to 1.5% of all sulfur is produced in the column reactor in the form of an aqueous suspension (colloidal sulfur). Due to the lack of demand for suspended sulfur, a number of additional operations are required to bring this type of sulfur to marketable conditions. Such operations include filtering sulfuric pulp, compaction of sludge and removal of residual moisture, and melting of sulfur cake. Carrying out these operations requires additional capital and operating costs, it is necessary to allocate additional personnel and production facilities.
Технической задачей, которую решает настоящее изобретение, является повышение эффективности процесса утилизации отходящего газа, содержащего диоксид серы, за счет сокращения эксплуатационных расходов и капитальных затрат, что связано с возможностью получать всю серу в товарном, расплавленном виде.The technical problem that the present invention solves is to increase the efficiency of the process of utilization of waste gas containing sulfur dioxide by reducing operating costs and capital costs, which is associated with the ability to get all of the sulfur in marketable, molten form.
Техническая задача решается тем, что из отходящего газа, содержащего диоксид серы, выделяют и концентрируют диоксид серы, подвергают его частичному высокотемпературному восстановлению до серы, сероводорода и воды с помощью концентрированного водорода. Далее проводят конденсацию образованных паров серы с выводом жидкой серы в сборник серы и переработку вышедшего технологического газа путем каталитической Клаус-конверсии. Технологический газ пропускают последовательно через 1-3, преимущественно одну, ступень Клауса. Газ перед каждой ступенью каталитической конверсии подогревают таким образом, чтобы температура газа на выходе из каталитического реактора была на 5-30°C, преимущественно на 8-15°C, выше температуры точки росы серы в этом газе, используя непрямой подогрев, который обеспечивает неизменность соотношения H2S:SO2.The technical problem is solved in that sulfur dioxide is extracted and concentrated from the exhaust gas containing sulfur dioxide, and it is subjected to partial high-temperature reduction to sulfur, hydrogen sulfide and water using concentrated hydrogen. Next, the formed sulfur vapor is condensed with liquid sulfur being withdrawn to a sulfur collector and the exhausted process gas is processed by catalytic Klaus conversion. Process gas is passed sequentially through 1-3, mainly one, Klaus stage. The gas before each stage of the catalytic conversion is heated so that the gas temperature at the outlet of the catalytic reactor is 5-30 ° C, mainly 8-15 ° C, higher than the temperature of the sulfur dew point in this gas using indirect heating, which ensures constant H 2 S: SO 2 ratio.
Вышедший из каталитической ступени Клаус-конверсии хвостовой газ, содержащий остаточные количества H2S, SO2, Н2 и паров воды, вводят в узел гидрирования. Газ, предварительно нагретый до 200-240°C, поступает в каталитический реактор, в котором на катализаторе гидрирования происходит восстановление SO2 и паров серы до H2S за счет взаимодействия с остаточным водородом, содержащимся в газе.The tail gas leaving the catalytic step of the Klaus conversion, containing residual amounts of H 2 S, SO 2 , H 2 and water vapor, is introduced into the hydrogenation unit. The gas, preheated to 200-240 ° C, enters a catalytic reactor in which the SO 2 and sulfur vapor are reduced to H 2 S on the hydrogenation catalyst due to interaction with the residual hydrogen contained in the gas.
Технологический газ, который поступает в узел гидрирования, должен иметь восстановительную среду, т.е. содержать такое количество водорода, чтобы на выходе из узла гидрирования все серосодержащие компоненты прореагировали до сероводорода и, кроме того, чтобы содержание избыточного водорода в выходном потоке составило 1-4 мол.%. Это гарантирует отсутствие диоксида серы в продуктах реакции, что, в свою очередь, предотвращает образование коллоидной серы при последующей конденсации воды из газа. Эти данные получены в результате анализа работы аналогичных блоков на действующих промышленных установках.The process gas that enters the hydrogenation unit must have a reducing medium, i.e. contain such an amount of hydrogen that at the outlet of the hydrogenation unit all sulfur-containing components react to hydrogen sulfide and, in addition, the excess hydrogen content in the output stream is 1-4 mol.%. This guarantees the absence of sulfur dioxide in the reaction products, which, in turn, prevents the formation of colloidal sulfur during subsequent condensation of water from the gas. These data were obtained as a result of the analysis of the operation of similar units in existing industrial plants.
Для получения восстановительной среды в газе перед узлом гидрирования отношение концентраций Н2/(SO2+S) на входе в термический реактор должно быть больше 2. Это достигается тем, что часть входного потока концентрированного диоксида серы отводят по байпасной линии, минуя стадии высокотемпературного восстановления, конденсации серы и каталитической конверсии. При этом отношение концентраций (H2S+H2)/SO2 в технологическом газе до узла гидрирования будет больше 2.To obtain a reducing medium in the gas in front of the hydrogenation unit, the concentration ratio of Н 2 / (SO 2 + S) at the inlet to the thermal reactor should be greater than 2. This is achieved by the fact that part of the concentrated sulfur dioxide input stream is diverted along the bypass line, bypassing the high-temperature reduction stages sulfur condensation and catalytic conversion. In this case, the concentration ratio of (H 2 S + H 2 ) / SO 2 in the process gas to the hydrogenation unit will be more than 2.
Обезвоженный газ, вышедший после узла гидрирования, смешивают с байпасным потоком концентрированного диоксида серы, доля которого составляет 2-15%, преимущественно 5-7%, от общего количества концентрированного диоксида серы. При этом отношение концентраций (H2S+Н2)/SO2 в газе будет равно двум.The dehydrated gas leaving the hydrogenation unit is mixed with a bypass stream of concentrated sulfur dioxide, the proportion of which is 2-15%, mainly 5-7%, of the total amount of concentrated sulfur dioxide. In this case, the concentration ratio of (H 2 S + H 2 ) / SO 2 in the gas will be equal to two.
Смесь осушенного газа из узла гидрирования и части исходного диоксида серы поступает на обработку в дополнительную каталитическую ступень, где на катализаторе проводят реакцию Клауса. Обработка газа осуществляется в 1-3, преимущественно в двух, каталитических ступенях. Назначение и технологическое оформление этих каталитических ступеней аналогичны тем, которые описаны выше. Особенностью их эксплуатации является меньшее отношение концентраций компонентов H2S/SO2 в технологическом газе по сравнению с этим показателем для ступеней Клауса до узла гидрирования. Это является следствием байпасирования части диоксида серы и необходимо для поддержания восстановительной атмосферы в газе на выходе из узла гидрирования, как это показано выше.The mixture of dried gas from the hydrogenation unit and part of the initial sulfur dioxide is fed to an additional catalytic stage for processing, where the Claus reaction is carried out on the catalyst. Gas processing is carried out in 1-3, mainly in two catalytic stages. The purpose and technological design of these catalytic stages are similar to those described above. A feature of their operation is a lower ratio of the concentrations of H 2 S / SO 2 components in the process gas compared with this indicator for Klaus steps to the hydrogenation unit. This is a consequence of bypassing part of the sulfur dioxide and is necessary to maintain a reducing atmosphere in the gas at the outlet of the hydrogenation unit, as shown above.
Газы, покидающие последнюю каталитическую ступень Клаус-процесса, после конденсации серы возвращают на вход любой каталитической ступени, предшествующей узлу гидрирования.Gases leaving the last catalytic stage of the Klaus process, after condensation of sulfur, are returned to the inlet of any catalytic stage preceding the hydrogenation unit.
Обоснование найденной доли исходного диоксида серы, который отводится по байпасной линии, приведено на рис.1.The justification of the found fraction of the initial sulfur dioxide, which is discharged along the bypass line, is shown in Fig. 1.
Из рис.1 следует, что увеличение доли байпаса диоксида серы приводит к росту содержания водорода в газе, покидающем узел гидрирования, и одновременно приводит к росту расхода газа рецикла с выхода концевой каталитической ступени в «голову» установки. Рост расхода газа рецикла ведет к увеличению эксплуатационных расходов на установке. При снижении расхода байпасного газа происходит падение концентрации водорода в газе на выходе из узла гидрирования. Оптимальное содержание водорода в этом газе 2-4 мол.% соответствует байпасированию 9-12% исходного диоксида серы, что соответствует минимально возможной рециркуляции газа по установке на уровне 8-10,7% от суммарного расхода перерабатываемых газов.From Fig. 1 it follows that an increase in the fraction of bypass of sulfur dioxide leads to an increase in the hydrogen content in the gas leaving the hydrogenation unit, and at the same time leads to an increase in the recycle gas flow rate from the exit of the end catalytic stage to the plant head. An increase in recycle gas consumption leads to an increase in operating costs at the facility. With a decrease in bypass gas flow, a decrease in the concentration of hydrogen in the gas at the outlet of the hydrogenation unit occurs. The optimum hydrogen content in this gas is 2-4 mol.% Corresponds to bypassing 9-12% of the initial sulfur dioxide, which corresponds to the minimum possible gas recirculation in the installation at the level of 8-10.7% of the total consumption of processed gases.
Изобретение будет лучше понятно при ознакомлении с нижеприведенным описанием работы установки, схема которой показана на прилагаемом рис.2.The invention will be better understood when reading the description of the operation of the installation below, a diagram of which is shown in the attached Fig. 2.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Газообразный диоксид серы с блока хранения сжиженного диоксида серы (не показан) и газообразный водород с установки получения водорода (не показана) поступают в термический реактор 1.Sulfur dioxide gas from the liquefied sulfur dioxide storage unit (not shown) and hydrogen gas from the hydrogen production unit (not shown) enter the thermal reactor 1.
Отношение суммарного расхода водорода к диоксиду серы, которые подаются на переработку, составляет 2 моля Н2 на 1 моль SO2. Это отношение является оптимальным для ведения процесса, поскольку соответствует стехиометрии следующей реакции, которая описывает процесс в целом.The ratio of the total consumption of hydrogen to sulfur dioxide, which are fed for processing, is 2 moles of H 2 per 1 mol of SO 2 . This ratio is optimal for conducting the process, since it corresponds to the stoichiometry of the next reaction, which describes the process as a whole.
Исходя из особенностей работы узла гидрирования 2, часть диоксида серы - порядка 6% от общего потребного количества, отводят по байпасной линии 3, минуя термический реактор, и смешивают с газом, выходящим из узла гидрирования.Based on the specifics of the operation of the
В топке термического реактора 1 при температуре 1200-1300°C происходит экзотермическая реакция восстановления диоксида серы до элементарной серы по реакции (1) и до сероводорода по реакции (2).In the furnace of thermal reactor 1 at a temperature of 1200–1300 ° C, an exothermic reaction of reduction of sulfur dioxide to elemental sulfur by reaction (1) and to hydrogen sulfide by reaction (2) takes place.
Пары серы, пары воды, сероводород и непрореагировавший диоксид серы поступают в котел-утилизатор 4, в котором за счет охлаждения продуктов сгорания производится насыщенный водяной пар. Для дальнейшего охлаждения технологический газ подают в конденсатор 5, где при температуре около 135°C парообразная сера конденсируется и в жидком виде выводится из аппарата.Sulfur vapor, water vapor, hydrogen sulfide and unreacted sulfur dioxide enter the
Дальнейшая обработка технологического газа происходит в каталитической ступени. Каталитическая ступень представлена на чертеже в виде блока 6, который включает паровой подогреватель 7, каталитический реактор 8 и конденсатор серы 9. Количество каталитических ступеней может быть от 1 до 3.Further processing of the process gas takes place in the catalytic stage. The catalytic stage is shown in the drawing in the form of a
До подачи в каталитический реактор 8 технологический газ нагревают в паровом подогревателе 7 до температуры 150-190°C и направляют на вход первого каталитического реактора 8. В реакторе на катализаторе протекает экзотермическая реакция Клауса (3), которая приводит к образованию дополнительного количества серы и повышению температуры газа на выходе из реактора 8.Before being fed to the
где n - число атомов серы в молекуле при данной температуре.where n is the number of sulfur atoms in the molecule at a given temperature.
Полученная сера выделяется в жидком виде при охлаждении газа во втором конденсаторе серы 9. Далее серу выводят за пределы установки.The sulfur obtained is released in liquid form when the gas is cooled in the second sulfur condenser 9. Next, sulfur is removed outside the installation.
После прохождения каталитических ступеней газ поступает на дальнейшую переработку в узел гидрирования 2. В этом газе содержатся пары воды и остаточные количества H2S, SO2, H2 и паров серы. Узел гидрирования 2 включает подогреватель газа 10, каталитический реактор 11, охладитель газа 12 и конденсационную колонну 13.After passing through the catalytic stages, the gas is sent for further processing to the
Газ, нагретый в подогревателе 10 до 200-240°C, поступает в каталитический реактор 11, в котором на катализаторе гидрирования происходит восстановление SO2 и паров серы до H2S за счет взаимодействия с остаточным водородом, содержащимся в газе по реакциям (2 и 4):The gas heated in the
где n - количество атомов серы в молекуле при данной температуре.where n is the number of sulfur atoms in the molecule at a given temperature.
При этом происходит разогрев газа на 20-50°C и более в зависимости от количества дополнительно полученного сероводорода в реакторе. Далее смесь газов охлаждают в охладителе 12 и колонне 13 до температуры 35-40°C, при этом содержащаяся в нем вода конденсируется и выводится из процесса.In this case, the gas is heated to 20-50 ° C or more, depending on the amount of additional hydrogen sulfide obtained in the reactor. Next, the gas mixture is cooled in a cooler 12 and a column 13 to a temperature of 35-40 ° C, while the water contained in it is condensed and removed from the process.
Для получения восстановительной среды в газе перед узлом гидрирования 2 отношение расходов H2/(SO2+S) на входе в термический реактор 1 должно быть более двух. Для этого часть исходного диоксида серы, минуя термическую ступень, смешивают с газом, который вышел из узла гидрирования. При этом отношение концентраций (H2S+H2)/SO2 в технологическом газе до узла гидрирования будет более 2, а после него равно 2.To obtain a reducing environment in the gas in front of the
Оптимальным режимом эксплуатации установки является такой режим, при котором содержание водорода после узла гидрирования составляет 2-4 мол.%. Данный оптимальный режим эксплуатации установки в общем случае зависит от ее структурной схемы, и определяет минимально возможный байпас исходного диоксида серы и минимальный расход газов рециркуляции. Так для схемы на рис.2 это соответствует байпасу от 9 до 12% исходного диоксида серы. В общем случае величина байпаса исходного диоксида серы может меняться от 2 до 50%.The optimal operating mode of the installation is such a mode in which the hydrogen content after the hydrogenation unit is 2-4 mol.%. This optimal operating mode of the installation in the general case depends on its structural scheme, and determines the minimum possible bypass of the initial sulfur dioxide and the minimum consumption of recirculation gases. So for the circuit in Fig. 2, this corresponds to a bypass of 9 to 12% of the initial sulfur dioxide. In the general case, the bypass value of the initial sulfur dioxide can vary from 2 to 50%.
Смесь осушенного газа из узла гидрирования и байпасного потока диоксида серы поступает на обработку в дополнительную каталитическую ступень, назначение и технологическое оформление которой аналогичны тем, которые описаны выше. Обработка газа осуществляется в 1-3, преимущественно в двух, каталитических ступенях. Особенностью их эксплуатации является меньшее отношение концентраций компонентов H2S/SO2 в технологическом газе по сравнению со ступенями Клауса до узла гидрирования. Это является следствием байпасирования части диоксида серы и необходимо для поддержания восстановительной атмосферы в газе на выходе из узла гидрирования, как это показано выше.The mixture of dried gas from the hydrogenation unit and the bypass stream of sulfur dioxide is fed to the processing in an additional catalytic stage, the purpose and technological design of which are similar to those described above. Gas processing is carried out in 1-3, mainly in two catalytic stages. A feature of their operation is the lower ratio of the concentrations of the H 2 S / SO 2 components in the process gas compared with the Klaus steps to the hydrogenation unit. This is a consequence of bypassing part of the sulfur dioxide and is necessary to maintain a reducing atmosphere in the gas at the outlet of the hydrogenation unit, as shown above.
Газ, который покидает последнюю каталитическую ступень, направляется в «голову» установки - на смешение с газом на выходе из термической ступени.The gas that leaves the last catalytic stage is sent to the "head" of the installation - to mix with the gas at the exit of the thermal stage.
Для иллюстрации ниже приводится пример осуществления вышеуказанного способа, не ограничивающий объем изобретения.To illustrate, below is an example implementation of the above method, not limiting the scope of the invention.
Пример.Example.
Перерабатывают отходящий металлургический газ печи взвешенной плавки, содержащий (мол.%): SO2 - 30; O2 - 10; CO2 - 1; N2 - остальное. Расход газа составляет 110 тыс.нм3/ч. Выделенный из отходящего газа и сконцентрированный SO2 с расходом 150 кмоль/ч и газообразный Н2 с расходом 300 кмоль/ч подают на переработку в блок получения серы. В горелочное устройство термического реактора подают 135 кмоль/ч SO2 и 300 кмоль/ч газообразного водорода. Часть диоксида серы (15 кмоль/ч), минуя термический реактор, направляется на смешение с технологическим газом на выходе из узла гидрирования.The waste metallurgical gas of the suspension smelting furnace is processed, containing (mol.%): SO 2 - 30; O 2 - 10; CO 2 - 1; N 2 - the rest. Gas consumption is 110 thousand nm 3 / h. Separated from the exhaust gas and concentrated SO 2 with a flow rate of 150 kmol / h and gaseous H 2 with a flow rate of 300 kmol / h are fed to the sulfur production unit for processing. 135 kmol / h of SO 2 and 300 kmol / h of hydrogen gas are supplied to the burner of the thermal reactor. Part of the sulfur dioxide (15 kmol / h), bypassing the thermal reactor, is sent to mix with the process gas at the outlet of the hydrogenation unit.
В результате экзотермической реакции окисления водорода температура продуктов повышается до 1256°C. При этом в продуктах реакции присутствуют (мол. %): пары серы - 11,2, пары воды - 65,7, сероводород - 10,5, диоксид серы - 4,9, водород - 7,8.As a result of the exothermic reaction of hydrogen oxidation, the temperature of the products rises to 1256 ° C. Moreover, the reaction products are present (mol.%): Sulfur vapor - 11.2, water vapor - 65.7, hydrogen sulfide - 10.5, sulfur dioxide - 4.9, hydrogen - 7.8.
Далее этот газ охлаждают до температуры 135°C в 2-ступенчатом котле-утилизаторе серы. При этом выделяется до 2,56 т/ч жидкой серы, которую выводят за пределы установки. При охлаждении газа выделяется тепло в количестве 21,3 ГДж/ч, которое направляют на выработку пара высокого (44 атм) давления. Этот пар далее используют для непрямого нагрева технологического газа перед каталитическими ступенями.This gas is then cooled to a temperature of 135 ° C in a 2-stage sulfur recovery boiler. In this case, up to 2.56 t / h of liquid sulfur is released, which is removed outside the installation. When the gas is cooled, heat is generated in the amount of 21.3 GJ / h, which is directed to the production of high pressure steam (44 atm). This steam is further used for indirectly heating the process gas in front of the catalytic steps.
Перед первой каталитической ступенью технологический газ подогревают до температуры 151°C и подают в первую каталитическую ступень. За счет тепла реакции образования серы газ разогревается до 286°C, причем температура точки росы серы в нем составляет 271°C, т.е. на 15°C ниже, чем температура газа. Такой температурный режим является оптимальным для протекания реакции Клауса. При охлаждении газа в конденсаторе каталитической ступени выделяется тепло в количестве 2,6 ГДж/ч, которое идет на выработку пара низкого давления (5 кг/см2). Полученную серу в количестве 1,69 т/ч выводят с установки. Общая степень извлечения серы по достижении этой ступени установки составляет 88,4% от того количества, которое вместе с диоксидом серы поступило на установку.Before the first catalytic stage, the process gas is heated to a temperature of 151 ° C and fed to the first catalytic stage. Due to the heat of the sulfur formation reaction, the gas is heated to 286 ° C, and the temperature of the sulfur dew point in it is 271 ° C, i.e. 15 ° C lower than gas temperature. This temperature regime is optimal for the Klaus reaction. When the gas is cooled in the condenser of the catalytic stage, heat is generated in the amount of 2.6 GJ / h, which is used to generate low pressure steam (5 kg / cm 2 ). The resulting sulfur in the amount of 1.69 t / h output from the installation. The total degree of sulfur recovery after reaching this stage of the installation is 88.4% of the amount that, together with sulfur dioxide, was supplied to the installation.
Далее газ подогревают в паровом подогревателе до температуры 190°C и подают в каталитический реактор гидрирования. В составе этого газа присутствуют (мол.%): пары воды - 83, сероводород - 2,0, диоксид серы - 2,7, водород - 12,2 и следовое количество паров серы.Next, the gas is heated in a steam heater to a temperature of 190 ° C and fed to a catalytic hydrogenation reactor. The composition of this gas contains (mol.%): Water vapor - 83, hydrogen sulfide - 2.0, sulfur dioxide - 2.7, hydrogen - 12.2 and a trace amount of sulfur vapor.
Этот газ поступает в реактор, где в слое катализатора происходят реакции взаимодействия водорода с диоксидом серы и паром серы. В результате газ на выходе из реактора содержит (мол.%): сероводород - 4,9, водород - 4,0 и водяной пар - 90,9. Этот газ подвергается охлаждению до 35°C в аппарате колонного типа, что приводит к конденсации воды и удалению ее из газа. Далее этот газ смешивается с частью исходного диоксида серы и поступает на обработку в дополнительный каталитический реактор. Состав газовой смеси (мол.%): сероводород - 35,0, диоксид серы - 32,4, водород - 29,8 и водяной пар - 2,8.This gas enters the reactor, where in the catalyst bed reactions of the interaction of hydrogen with sulfur dioxide and sulfur vapor occur. As a result, the gas at the outlet of the reactor contains (mol.%): Hydrogen sulfide - 4.9, hydrogen - 4.0 and water vapor - 90.9. This gas is cooled to 35 ° C in a column type apparatus, which leads to condensation of water and its removal from the gas. Then this gas is mixed with a part of the initial sulfur dioxide and fed to the processing in an additional catalytic reactor. The composition of the gas mixture (mol.%): Hydrogen sulfide - 35.0, sulfur dioxide - 32.4, hydrogen - 29.8 and water vapor - 2.8.
Этот газ нагревается, проходит две каталитические ступени, где происходит выделение 0,56 т/ч жидкой серы. Остаточный газ в количестве 40,4 кмоль/ч направляют на вход первой каталитической ступени. Таким образом, расход газа на рециркуляцию составляет 9% от общей производительности установки по исходным газам. Общее количество жидкой серы, полученной в термической и каталитических ступенях, равно 115,43 т/сут. Это точно соответствует содержанию серы в диоксиде серы, который подан на переработку, т.е. 100% степени извлечения серы.This gas is heated, it passes through two catalytic stages, where 0.56 t / h of liquid sulfur are released. Residual gas in the amount of 40.4 kmol / h is sent to the inlet of the first catalytic stage. Thus, the gas consumption for recirculation is 9% of the total capacity of the installation for feed gases. The total amount of liquid sulfur obtained in the thermal and catalytic steps is 115.43 tons / day. This corresponds exactly to the sulfur content of the sulfur dioxide that has been submitted for processing, i.e. 100% sulfur recovery.
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает достижение практически полного извлечения серы из диоксида серы, отсутствие газовых выбросов от отделения получения серы, производство всей серы в товарном виде, снижение относительно прототипа эксплуатационных затрат на производство серы из диоксида серы.Thus, the present invention ensures the achievement of almost complete extraction of sulfur from sulfur dioxide, the absence of gas emissions from the sulfur production department, the production of all sulfur in a salable form, the reduction of the prototype operating costs for the production of sulfur from sulfur dioxide.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013117301/02A RU2523204C1 (en) | 2013-04-17 | 2013-04-17 | Method of obtaining elemental sulphur from sulphur dioxide-containing discharge gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013117301/02A RU2523204C1 (en) | 2013-04-17 | 2013-04-17 | Method of obtaining elemental sulphur from sulphur dioxide-containing discharge gas |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2523204C1 true RU2523204C1 (en) | 2014-07-20 |
Family
ID=51217635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013117301/02A RU2523204C1 (en) | 2013-04-17 | 2013-04-17 | Method of obtaining elemental sulphur from sulphur dioxide-containing discharge gas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2523204C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2085480C1 (en) * | 1991-04-25 | 1997-07-27 | Елф Акитэн Продюксьон | Method and thermal reactor for producing sulfur from at least one hydrogen sulfide-containing acidic gas |
US5897850A (en) * | 1993-11-30 | 1999-04-27 | Comprimo B.V. | Process for removing elemental sulfur from a gas stream |
RU2221742C2 (en) * | 2002-02-08 | 2004-01-20 | Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель" | Method for production of elementary sulfur from emission gases containing sulfur dioxide |
WO2007103736A2 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Conocophillips Company | Compact sulfur recovery plant and process |
EP1902769A1 (en) * | 2006-09-22 | 2008-03-26 | Jacobs Nederland B.V. | Process for the recovery of sulfur from sulfur containing gases |
RU2007141059A (en) * | 2006-11-08 | 2009-05-20 | Оутотек Ойй (Fi) | METHOD FOR ISOLATING SULFUR |
RU2474533C1 (en) * | 2011-07-15 | 2013-02-10 | Открытое акционерное общество "Гипрогазоочистка" | Method of producing elementary sulphur from sulphur dioxide-containing exhaust gas |
-
2013
- 2013-04-17 RU RU2013117301/02A patent/RU2523204C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2085480C1 (en) * | 1991-04-25 | 1997-07-27 | Елф Акитэн Продюксьон | Method and thermal reactor for producing sulfur from at least one hydrogen sulfide-containing acidic gas |
US5897850A (en) * | 1993-11-30 | 1999-04-27 | Comprimo B.V. | Process for removing elemental sulfur from a gas stream |
RU2221742C2 (en) * | 2002-02-08 | 2004-01-20 | Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель" | Method for production of elementary sulfur from emission gases containing sulfur dioxide |
WO2007103736A2 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Conocophillips Company | Compact sulfur recovery plant and process |
EP1902769A1 (en) * | 2006-09-22 | 2008-03-26 | Jacobs Nederland B.V. | Process for the recovery of sulfur from sulfur containing gases |
RU2007141059A (en) * | 2006-11-08 | 2009-05-20 | Оутотек Ойй (Fi) | METHOD FOR ISOLATING SULFUR |
RU2474533C1 (en) * | 2011-07-15 | 2013-02-10 | Открытое акционерное общество "Гипрогазоочистка" | Method of producing elementary sulphur from sulphur dioxide-containing exhaust gas |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100786409B1 (en) | Treatment of a gas stream containing hydrogen sulphide | |
WO2012152919A1 (en) | A method for treating a sulfur-containing gas stream | |
AU666522B2 (en) | Treatment of gas streams | |
DK2330075T3 (en) | METHOD OF PRODUCING SULFURIC ACID | |
NO133705B (en) | ||
US20060288919A1 (en) | Process for the production of sulfur from sulfur dioxide | |
US3896215A (en) | Process for the removal of hydrogen sulfide from a gas stream | |
RU2474533C1 (en) | Method of producing elementary sulphur from sulphur dioxide-containing exhaust gas | |
CZ283750B6 (en) | Process of removing sulfur dioxide from waste gases | |
US4117100A (en) | Process for reduction of sulfur dioxide to sulfur | |
AU2018201480A1 (en) | Improved sulphur dioxide treatment | |
CA1066480A (en) | Production of liquid sulfur trioxide | |
US4419337A (en) | Process and apparatus for reacting sulphur-containing material with oxidizing gas | |
US3490868A (en) | Method of recovery of sulphuric acid | |
WO2012177281A1 (en) | Thermal reduction of sulfur dioxide to sulfur with temperature controlled furnace | |
WO2009108218A2 (en) | Novel sulfur recovery plant | |
CN111465443B (en) | Tail gas treatment system of sulfur recovery unit | |
US3525586A (en) | Production of sulfur trioxide and sulfuric acid | |
US3709976A (en) | Gas desulfurization process | |
RU2523204C1 (en) | Method of obtaining elemental sulphur from sulphur dioxide-containing discharge gas | |
US2834653A (en) | Production of sulfur from hydrogen sulfide and sulfur dioxide | |
US4101642A (en) | Method for converting the ammonia and hydrogen sulfide contained in coke-oven gases into nitrogen and water and sulfur respectively | |
RU2203214C1 (en) | Methanol production process | |
RU2556935C2 (en) | Method of utilising sour gases, containing hydrogen sulphide and ammonia | |
RU2356832C2 (en) | Method of obtaining elementary sulphur from oxygen-containing metallurgical sulphur dioxide gas |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180418 |