RU2548974C2 - Method of purifying hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulphide (versions) - Google Patents

Method of purifying hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulphide (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2548974C2
RU2548974C2 RU2012153089/05A RU2012153089A RU2548974C2 RU 2548974 C2 RU2548974 C2 RU 2548974C2 RU 2012153089/05 A RU2012153089/05 A RU 2012153089/05A RU 2012153089 A RU2012153089 A RU 2012153089A RU 2548974 C2 RU2548974 C2 RU 2548974C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen sulfide
elemental sulfur
ions
oxidation
liquid
Prior art date
Application number
RU2012153089/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012153089A (en
Inventor
Сергей Борисович Остроухов
Сергей Владимирович Поляков
Валерий Тарасович Фомичёв
Валерия Игоревна Чурикова
Original Assignee
Сергей Борисович Остроухов
Сергей Владимирович Поляков
Валерий Тарасович Фомичёв
Валерия Игоревна Чурикова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Борисович Остроухов, Сергей Владимирович Поляков, Валерий Тарасович Фомичёв, Валерия Игоревна Чурикова filed Critical Сергей Борисович Остроухов
Priority to RU2012153089/05A priority Critical patent/RU2548974C2/en
Publication of RU2012153089A publication Critical patent/RU2012153089A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2548974C2 publication Critical patent/RU2548974C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the field of purifying gas mixtures from hydrogen sulphide. In accordance with the first version, the method includes the absorption of hydrogen sulphide by a liquid technological electrically conductive medium (LTEM), which can represent, in particular, a water solution, containing halogenide-ions of alkali or alkali earth metals, in particular chloride-ions. It results in the separation of gas mixtures into liquid with the absorbed hydrogen sulphide and purified gas. In order to intensify the absorption process a high area of contact of the gas phase with LTEM is provided. After that LTEM with the absorbed and dissociated into ions hydrogen sulphide is subjected to electrolysis in an electrochemical cell (ECC), which results in the release of elementary sulphur.
EFFECT: invention makes it possible to intensify the process of purifying hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulphide, increase the productivity coefficient and the purification process efficiency.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода и может быть использовано в газодобывающей, нефтедобывающей и в перерабатывающей промышленностях.The invention relates to the field of purification of hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide and can be used in gas production, oil production and processing industries.

Известен способ очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода (патент РФ 2160152, МПК В01Д 53/52, публикация 10.12.2000) путем удаления сероводорода из газовых смесей посредством окисления его раствором анолита, образующимся на аноде в результате электролитического разложения воды в электролизере с пористой диафрагмой. Наличие мембраны, разделяющей анодное и катодное пространства, позволяет отделить анолит от католита, что, в свою очередь, дает возможность проводить окисление сероводорода не в электролизере, а в отдельном сосуде.A known method of purification of hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide (RF patent 2160152, IPC V01D 53/52, publication 10.12.2000) by removing hydrogen sulfide from gas mixtures by oxidizing it with anolyte solution formed on the anode as a result of electrolytic decomposition of water in a cell with a porous diaphragm. The presence of a membrane separating the anode and cathode spaces allows one to separate the anolyte from catholyte, which, in turn, makes it possible to oxidize hydrogen sulfide not in the electrolyzer, but in a separate vessel.

Недостатком этого решения является использование воды в качестве поглотительной среды и электролита для электролиза. Вода обладает низкой электропроводностью и в силу этого требует больших затрат электроэнергии, что подтверждается тем, что в данном процессе используется плотность тока 0,17 А/мм2 или 1700 А/дм2 при расстоянии между электродами 10 мм. При такой плотности тока весьма вероятен разогрев раствора сероводорода в воде и усиление термического выделения сероводорода и раствора в форме газа и снижение окислительного воздействия выделяющегося на аноде кислорода. Низкая эффективность массообменного процесса между газовой средой и анолитом не позволяет полностью извлечь сероводород за период активности анолита.The disadvantage of this solution is the use of water as an absorption medium and electrolyte for electrolysis. Water has low electrical conductivity and, therefore, requires large amounts of electricity, which is confirmed by the fact that in this process a current density of 0.17 A / mm 2 or 1700 A / dm 2 is used with a distance between the electrodes of 10 mm. At such a current density, it is very likely that the solution of hydrogen sulfide in water is heated and the thermal evolution of hydrogen sulfide and the solution in the form of a gas is enhanced and the oxidative effect of oxygen released at the anode is reduced. The low efficiency of the mass transfer process between the gas medium and the anolyte does not allow to completely remove hydrogen sulfide during the period of anolyte activity.

Известен способ очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода, включающий адсорбцию сопутствующего сероводорода раствором-поглотителем, окисление сероводорода до элементарной серы с использованием жидкофазной окислительно-восстановительной системы, электрохимическую регенерацию системы в электролизере с получением католита и анолита и отделения элементарной серы. При этом абсорбцию проводят с использованием в качестве раствора-поглотителя католита при pН 10÷12. Окисление сероводорода до элементарной серы проводят с введением в полученный раствор анолита, а электрохимической регенерации после отделения серы подвергают смесь анолита и католита (см. описание изобретения к патенту РФ 2110472, МПК С01В 17/05, В01D 53/14, публикация 10.05.1998).A known method of purification of hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide, including adsorption of the associated hydrogen sulfide by an absorbing solution, oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur using a liquid phase redox system, electrochemical regeneration of the system in an electrolytic cell to produce catholyte and anolyte and separating elemental sulfur. In this case, the absorption is carried out using catholyte as a solution-absorber at pH 10 ÷ 12. Oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur is carried out with the introduction of anolyte into the resulting solution, and after separation of sulfur, the mixture of anolyte and catholyte is subjected to electrochemical regeneration (see the description of the invention to RF patent 2110472, IPC СВВ 17/05, В01D 53/14, publication 05/10/1998) .

К недостаткам этого известного способа следует отнести недостаточную полноту удаления сероводорода (до 85%), сложный состав поглотителя для извлечения сероводорода из газовых углеводородных смесей, при котором происходит реакция омыления углеводородов и переход их в поглотитель, что приводит к снижению реакционной активности поглотителя при последующем его использовании.The disadvantages of this known method include the insufficient completeness of removal of hydrogen sulfide (up to 85%), the complex composition of the absorber for extracting hydrogen sulfide from gas hydrocarbon mixtures, in which the hydrocarbon saponification reaction occurs and their transition to the absorber, which leads to a decrease in the reactivity of the absorber during its subsequent use.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода с применением более эффективных технологий.The task of the invention is to increase the efficiency of purification of hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide using more efficient technologies.

Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.The essence of the claimed invention is as follows.

По первому варианту.According to the first option.

Способ очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода, включающий абсорбцию сопутствующего сероводорода жидкой технологической электропроводящей средой, окисление сероводорода до элементарной серы с использованием жидкофазной электрохимической окислительно-восстановительной системы, отделение элементарной серы. Галогенидсодержащая жидкая технологическая электропроводящая среда (ЖТЭС), абсорбировавшая сероводород, подвергается электролизу в электрохимической ячейке, работающей в гальваностатическом электрическом режиме, где в анодном пространстве происходит окисление сульфид- и гидросульфид-ионов до элементарной серы, а ЖТЭС, содержащая продукты анодного окисления и выделившуюся элементарную серу, поступает на выход, где элементарная сера выводится из раствора, а ЖТЭС, содержащая оставшиеся продукты анодного окисления галогенидов, заново направляется на вход, чем обеспечивается полнота окисления сероводорода.The method of purification of hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide, including the absorption of associated hydrogen sulfide by a liquid process electroconductive medium, the oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur using a liquid-phase electrochemical redox system, the separation of elemental sulfur. A halide-containing liquid technological electrically conductive medium (ZHTES) that absorbs hydrogen sulfide is subjected to electrolysis in an electrochemical cell operating in the galvanostatic electric mode, where sulfide and hydrosulfide ions are oxidized to elemental sulfur in the anode space, and ZHTES containing anodic oxidation products and released sulfur, enters the outlet, where elemental sulfur is removed from the solution, and ZHTES, containing the remaining products of anodic oxidation of halides, again apravlyaetsya input than is provided by the oxidation of hydrogen sulfide completeness.

По второму варианту.According to the second option.

Способ очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода, включающий абсорбцию сопутствующего сероводорода ЖТЭС, окисление сероводорода до элементарной серы с использованием жидкофазной окислительно-восстановительной системы, отделение элементарной серы. Галогенидсодержащая ЖТЭС, абсорбировавшая сероводород, подвергается электролизу в электрохимической ячейке, работающей в потенциостатическом электрическом режиме, где в анодном пространстве происходит окисление сульфит- и гидросульфит-ионов до элементарной серы, а жидкая технологическая электропроводящая среда, содержащая продукты анодного окисления и выделившуюся элементарную серу, поступает на выход, где элементарная сера выводится из раствора, а жидкая технологическая электропроводящая среда, содержащая оставшиеся продукты анодного окисления галогенидов, заново направляется на вход, чем обеспечивается полнота окисления сероводорода.The method of purification of hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide, including the absorption of the accompanying hydrogen sulfide ZHTES, oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur using a liquid phase redox system, separation of elemental sulfur. The halide-containing ZHPS absorbing hydrogen sulfide is subjected to electrolysis in an electrochemical cell operating in a potentiostatic electric mode, where sulfite and hydrosulfite ions are oxidized to elemental sulfur in the anode space, and a liquid technological conductive medium containing anode oxidation products and released elemental sulfur is supplied to the exit, where elemental sulfur is removed from the solution, and a liquid technological electrically conductive medium containing the remaining products one of the oxidation of halides, re-sent to the input, which ensures the completeness of the oxidation of hydrogen sulfide.

По третьему варианту.According to the third option.

Способ очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода, включающий абсорбцию сопутствующего сероводорода жидкой технологической электропроводящей средой, окисление сероводорода до элементарной серы с использованием жидкофазной окислительно-восстановительной системы, отделение элементарной серы. Галогенидсодержащая ЖТЭС, абсорбировавшая сероводород, подвергается электролизу в электрохимической ячейке, работающей в гальванодинамическом электрическом режиме, где в анодном пространстве происходит одновременное окисление сульфид-ионов до элементарной серы и окисление галогенид-ионов до элементарных галогенидов, например до хлора, которые во время паузы тока дополнительно химически окисляют сульфид-ионы, а ЖТЭС, содержащая продукты анодного окисления, продукты дополнительного химического окисления сульфид-ионов и выделившуюся элементарную серу, поступает на выход, где элементарная сера выводится из раствора, а жидкая технологическая электропроводящая среда, содержащая оставшиеся продукты анодного окисления галогенидов, заново направляется на вход, чем обеспечивается полнота окисления сероводорода.The method of purification of hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide, including the absorption of associated hydrogen sulfide by a liquid process electroconductive medium, the oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur using a liquid phase redox system, the separation of elemental sulfur. The halide-containing ZHTPP, which has absorbed hydrogen sulfide, is electrolyzed in an electrochemical cell operating in the galvanodynamic electric mode, where in the anode space the sulfide ions are simultaneously oxidized to elemental sulfur and the halide ions are oxidized to elementary halides, for example, to chlorine, which additionally during a current pause chemically oxidize sulphide ions, and ZHTES containing products of anodic oxidation, products of additional chemical oxidation of sulphide ions and released I elemental sulfur, enters the outlet where elemental sulfur is removed from the solution, and the liquid technological conductive medium containing the remaining products of anodic oxidation of halides is re-directed to the input, which ensures the completeness of the oxidation of hydrogen sulfide.

Четвертый вариант является расширением третьего варианта. Для более полного одновременного течения процессов электрохимического и химического окисления сульфид-ионов до элементарной серы определяется отношением времени импульса и паузы питающего тока, определяемой временем рекомбинации ионов в течение паузы, зависящей от концентрации раствора, и плотностью тока электролиза.The fourth option is an extension of the third option. For a more complete simultaneous course of the processes of electrochemical and chemical oxidation of sulfide ions to elemental sulfur, it is determined by the ratio of the pulse time and the pause of the supply current, determined by the recombination time of the ions during the pause, depending on the solution concentration, and the electrolysis current density.

Предлагаемый способ очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода заключается в абсорбции сопутствующего сероводорода в углеводородных газах ЖТЭС, содержащей галогенид-ионы с последующим электрохимической обработкой раствора, в ходе которой идет анодное окисление сульфид-ионов до элементарной серы (1) и окисление галогенид-ионов (в частности, хлорид-ионов) до гипогалогенитов (в частности, гипохлоритов) и элементарного хлора, которые, в свою очередь, могут химически доокислять сульфид-ионы:The proposed method for the purification of hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide consists in the absorption of the accompanying hydrogen sulfide in the hydrocarbon gases of the ZHTPP containing halide ions, followed by electrochemical treatment of the solution, during which the anodic oxidation of sulfide ions to elemental sulfur (1) and the oxidation of halide ions (in in particular, chloride ions) to hypohalogenites (in particular, hypochlorites) and elemental chlorine, which, in turn, can chemically oxidize sulfide ions:

Figure 00000001
Figure 00000001

Для интенсификации процесса абсорбции обеспечивают высокую площадь контакта газовой фазы с ЖТЭСTo intensify the absorption process, they provide a high contact area of the gas phase with ZHTES

Схема процесса очистки приведена на фиг. 1.A diagram of the cleaning process is shown in FIG. one.

Возможны три варианта организации процесса очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода.There are three options for organizing the process of cleaning hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide.

Способ очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода основан на использовании абсорбции сероводорода жидкой технологической электропроводящей средой (ЖТЭС), которая может представлять собой, в частности, водный раствор, содержащий галогенид-ионы щелочных или щелочноземельных металлов, в частности хлорид-ионы. В абсорбере 1 происходит разделение серосодержащей газовых смесей (SГС) на жидкость с абсорбированным сероводородом и очищенной газовой средой (ГС). Для интенсификации процесса абсорбции обеспечивают высокую площадь контакта газовой фазы с ЖТЭС. В водном растворе сероводород диссоциирует в два этапа:The method of purification of hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide is based on the use of hydrogen sulfide absorption by a liquid process electroconductive medium (ZHTES), which may be, in particular, an aqueous solution containing alkali metal or alkaline earth metal halide ions, in particular chloride ions. In the absorber 1, sulfur-containing gas mixtures (SG) are separated into a liquid with absorbed hydrogen sulfide and a purified gas medium (HS). To intensify the absorption process, they provide a high contact area of the gas phase with ZHTES. In an aqueous solution, hydrogen sulfide dissociates in two stages:

Figure 00000002
Figure 00000002

Концентрация сероводорода в водной среде зависит от значения рН: в кислой среде присутствует преимущественно H2S- в слабощелочной -HS. Сульфид-ион обнаруживается в сильнощелочной среде при pH>10.The concentration of hydrogen sulfide in an aqueous medium depends on the pH value: in an acidic environment, mainly H 2 S- is present in slightly alkaline -HS. Sulfide ion is found in a highly alkaline environment at pH> 10.

ЖТЭС с абсорбированным и диссоциированным на ионы сероводородом подвергается электролизу в электрохимическом реакторе 2 в гальваностатическом электрическом режиме. При таком режиме питания электрохимической системы (реактора), заключающемся в том, что через жидкую технологическую электропроводящую среду (ЖТЭС) пропускается ток, определяющий суммарный ток электрохимических реакций, протекающих на электродах. В начальный момент включения тока на электродах имеется равномерное распределение концентраций активных ионов. Изменение концентрации вблизи поверхности электрода в течение определенного времени, определяемого процессами диффузии, затрагивает более удаленные слои раствора, где концентрация активных ионов изменяется во времени с такой же скоростью, с какой изменяется питающий тока. Потенциал электрода в этом случае является функцией от тока, что позволяет, изменяя величину питающего тока, управлять процессами электрохимического окисления анионов, находящихся в ЖТЭС. В предлагаемом способе при гальваностатическом режиме на аноде параллельно протекают электрохимические реакции:A ZHTES with hydrogen sulfide absorbed and dissociated into ions is subjected to electrolysis in an electrochemical reactor 2 in a galvanostatic electric mode. With this power regime of the electrochemical system (reactor), which consists in the fact that a current is passed through a liquid technological electroconductive medium (ZHTES), which determines the total current of electrochemical reactions that occur on the electrodes. At the initial moment of turning on the current, the electrodes have a uniform distribution of active ion concentrations. A change in concentration near the electrode surface for a certain time determined by diffusion processes affects more distant layers of the solution, where the concentration of active ions changes in time at the same rate as the supply current changes. The potential of the electrode in this case is a function of current, which allows, by changing the magnitude of the supply current, to control the processes of electrochemical oxidation of anions in the ZHTES. In the proposed method during galvanostatic mode on the anode in parallel electrochemical reactions occur:

Figure 00000003
Figure 00000003

Учитывая крайне малую концентрацию гидроксид-ионов в воде, процесс образования атомарного кислорода незначителен.Given the extremely low concentration of hydroxide ions in water, the formation of atomic oxygen is negligible.

В то же время концентрация хлорид-ионов в ЖТЭС велика, что обеспечивает образование на аноде атомарного хлора, который дополнительно химически окисляет сероводород до элементарной серы:At the same time, the concentration of chloride ions in the ZHTES is high, which ensures the formation of atomic chlorine on the anode, which additionally chemically oxidizes hydrogen sulfide to elemental sulfur:

Figure 00000004
Figure 00000004

Хлороводород (HCl) в жидкой среде диссоциирует на ионы водорода и хлорид-ион. Ионы водорода восстанавливаются на катоде до газообразного состояния:Hydrogen chloride (HCl) in a liquid medium dissociates into hydrogen ions and a chloride ion. Hydrogen ions are reduced at the cathode to a gaseous state:

Figure 00000005
Figure 00000005

Затем в аппарате 3 происходит выделение элементарной серы (S) из ЖТЭС. Очищенная ЖТЭС направляется на вход, где заново участвует в технологическом процессе абсорбции сероводорода.Then, in apparatus 3, elemental sulfur (S) is released from the ZHTES. The purified ZhTES is sent to the entrance, where it is again involved in the process of absorption of hydrogen sulfide.

Часто в ЭХЯ вместо гальваностатического электрического режима применяют потенциостатический режим, где на аноде происходит электрохимическое окисление сульфид-ионов до элементарной серы.Often, in the ECC, instead of the galvanostatic electric mode, a potentiostatic mode is used, where the electrochemical oxidation of sulfide ions to elemental sulfur occurs at the anode.

Потенциостатический режим питания электрохимического реактора заключается в том, что при прохождении тока на электродах поддерживается постоянное значение величины потенциала, что в согласии с уравнением Нернста сохраняется постоянство поверхностных концентрация реагирующих ионов, в данном случае сульфид-ионов.The potentiostatic power mode of the electrochemical reactor consists in the fact that during the passage of current on the electrodes a constant value of the potential value is maintained, which, in accordance with the Nernst equation, the surface concentration of reacting ions, in this case sulfide ions, remains constant.

В предлагаемом способе при потенциостатическом режиме на аноде при создании соответствующих потенциалов возможно течение соответствующих электрохимических реакций:In the proposed method, with a potentiostatic mode on the anode, when creating the corresponding potentials, the course of the corresponding electrochemical reactions is possible:

Figure 00000006
Figure 00000006

Выделение на аноде элементарной серы, а в случае протекания на аноде реакции (2) происходит дополнительное химическое окисление сероводорода до элементарной серы. Затем происходит отделение элементарной серы от ЖТЭС, которая направляется на вход.The release of elemental sulfur at the anode, and in the case of reaction (2) occurring at the anode, additional chemical oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur occurs. Then there is a separation of elemental sulfur from ZHTES, which is sent to the entrance.

Наиболее перспективным режимом работы ЭХЯ является импульсный гальванодинамический токовый режим, в ходе действия которого в течение токового импульса параллельно идут процессы окисления сульфид-ионов и галогенид-ионов.The most promising operating mode of ECM is a pulsed galvanodynamic current mode, during which the oxidation of sulfide ions and halide ions proceeds simultaneously during the current pulse.

Figure 00000007
Figure 00000007

а в межтоковую паузу - химические процессы окисления сульфид-ионов образовавшимися ионами гипогалогенидов (гипохлоридов) и элементарными галогенидами (элементарным хлором):and in the intercurrent pause - the chemical processes of oxidation of sulfide ions by the formed hypohalide ions (hypochlorides) and elemental halides (elemental chlorine):

Figure 00000008
Figure 00000008

Динамический режим питания Т (период питания) электрохимического реактора заключается в том, что используется временной перерыв tп питающего тока I (импульсный ток) (фиг. 2).The dynamic power mode T (power period) of the electrochemical reactor consists in the fact that a temporary break t p of the supply current I (pulse current) is used (Fig. 2).

Во время импульса tи на электродах протекают электрохимические реакции, в частности в нашем предложении на аноде протекает процесс окисления сульфид-иона до элементарной серы (реакция 1) и образование атомарного хлора (реакция 2). Во время паузы tп (отсутствие тока) электродный потенциал спадает от максимального значения, зависящего от величины используемого тока, до минимума. В результате в паузу, наряду со спадающим значением электродного потенциала, в которых возможны спадающие электрохимические реакции (1, 2), протекает химическая реакция, в которой сульфид-ион окисляется атомарным хлором до элементарной серы (реакция 3).During the pulse t and on the electrodes, electrochemical reactions occur, in particular, in our proposal, the process of oxidation of the sulfide ion to elemental sulfur (reaction 1) and the formation of atomic chlorine (reaction 2) occur on the anode. During a pause t p (lack of current), the electrode potential decreases from the maximum value, depending on the magnitude of the current used, to a minimum. As a result, in a pause, along with the decreasing value of the electrode potential, in which the decreasing electrochemical reactions are possible (1, 2), a chemical reaction proceeds in which the sulfide ion is oxidized by atomic chlorine to elemental sulfur (reaction 3).

Это позволяет более полно использовать затрачиваемую электрическую энергию на анодный процесс и обеспечить интенсификацию процесса окисления сероводорода.This makes it possible to more fully use the consumed electrical energy for the anode process and to ensure the intensification of the process of oxidation of hydrogen sulfide.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.The inventive method is as follows.

По первому варианту.According to the first option.

Способ очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода основан на использовании абсорбции сероводорода жидкой технологической электропроводящей средой (ЖТЭС), которая может представлять собой, в частности, водный раствор, содержащий галогенид-ионы щелочных или щелочноземельных металлов, в частности хлорид-ионы. В результате происходит разделение газовых смесей на жидкость с абсорбированным сероводородом и очищенным газом. Для интенсификации процесса абсорбции обеспечивают высокую площадь контакта газовой фазы с ЖТЭС.The method of purification of hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide is based on the use of hydrogen sulfide absorption by a liquid process electroconductive medium (ZHTES), which may be, in particular, an aqueous solution containing alkali metal or alkaline earth metal halide ions, in particular chloride ions. As a result, gas mixtures are separated into a liquid with absorbed hydrogen sulfide and purified gas. To intensify the absorption process, they provide a high contact area of the gas phase with ZHTES.

ЖТЭС с абсорбированным и диссоциированным на ионы сероводородом подвергается электролизу в электрохимической ячейке (ЭХЯ) в гальваностатическом электрическом режиме.A ZHTES with hydrogen sulfide absorbed and dissociated into ions is subjected to electrolysis in an electrochemical cell (ECC) in the galvanostatic electric mode.

Затем происходит отделение элементарной серы от ЖТЭС. Очищенная ЖТЭС направляется на вход, где заново участвует в процессе абсорбции сероводорода.Then there is a separation of elemental sulfur from ZHTES. The purified ZhTES is sent to the entrance, where it is again involved in the process of absorption of hydrogen sulfide.

По второму варианту.According to the second option.

Способ очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода основан на использовании абсорбции сероводорода жидкой технологической электропроводящей средой (ЖТЭС), которая может представлять собой, в частности, водный раствор, содержащий галогенид-ионы щелочных или щелочноземельных металлов, в частности хлорид-ионы. В результате происходит разделение газовых смесей на жидкость с абсорбированным сероводородом и очищенным газом. Для интенсификации процесса абсорбции обеспечивают высокую площадь контакта ЖТЭС с газовой фазой. ЖТЭС с абсорбированным и диссоциированным на ионы сероводородом подвергается электролизу в ЭХЯ в потенциостатическом электрическом режиме, где на аноде происходит электрохимическое окисление сульфид-ионов до элементарной серы.The method of purification of hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide is based on the use of hydrogen sulfide absorption by a liquid process electroconductive medium (ZHTES), which may be, in particular, an aqueous solution containing alkali metal or alkaline earth metal halide ions, in particular chloride ions. As a result, gas mixtures are separated into a liquid with absorbed hydrogen sulfide and purified gas. To intensify the absorption process, a high contact area of the ZHTPP with the gas phase is provided. A ZHTES with hydrogen sulfide absorbed and dissociated into ions undergoes electrolysis in ECC in a potentiostatic electric mode, where electrochemical oxidation of sulfide ions to elemental sulfur occurs at the anode.

Выделение на аноде элементарной серы, а в случае протекания на аноде реакции (3) происходит дополнительное химическое окисление сероводорода до элементарной серы. Затем происходит отделение элементарной серы от ЖТЭС, которая направляется на вход.The release of elemental sulfur on the anode, and in the case of reaction (3) occurring on the anode, additional chemical oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur occurs. Then there is a separation of elemental sulfur from ZHTES, which is sent to the entrance.

По третьему варианту.According to the third option.

Способ очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода основан на использовании абсорбции сероводорода ЖТЭС, которая может представлять собой, в частности, водный раствор, содержащий галогенид-ионы щелочных или щелочноземельных металлов, в частности хлорид-ионы, разделение среды на жидкость с абсорбированным сероводородом и очищенным газом. ЖТЭС с абсорбированным и диссоциированным на ионы сероводородом подвергается электролизу в ЭХЯ, заключающемуся в организации совместного течения электрохимических и химических реакций и обеспечивающему более полное окисление сульфид-ионов. Для интенсификации процесса абсорбции необходимо обеспечить высокую площадь контакта газовой фазы с ЖТЭС, а для обеспечения максимального эффекта химического окисления сероводорода при проведении электрохимического процесса используют импульсный гальванодинамический токовый режим, в ходе действия которого в течение токового импульса параллельно идут процессы окисления сульфид-ионов и галогенид-ионов, а в межтоковую паузу - химические процессы окисления сульфид-ионов образовавшимися ионами гипогалогенидов (гипохлоридов) и элементарными галогенидами (элементарным хлором)The method of purification of hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide is based on the use of absorption of ZHTES hydrogen sulfide, which can be, in particular, an aqueous solution containing alkali metal or alkaline earth metal halide ions, in particular chloride ions, separation of the medium into a liquid with absorbed hydrogen sulfide and purified gas . A ZHTES with hydrogen sulfide absorbed and dissociated into ions is subjected to electrolysis in ECE, which consists in organizing a joint course of electrochemical and chemical reactions and providing a more complete oxidation of sulfide ions. To intensify the absorption process, it is necessary to ensure a high contact area of the gas phase with the ZHTES, and to ensure the maximum effect of chemical oxidation of hydrogen sulfide during the electrochemical process, a pulsed galvanodynamic current mode is used, during which the oxidation of sulfide ions and halide-parallel processes occur during the current pulse ions, and in the intercurrent pause - chemical processes of oxidation of sulfide ions by the formed ions of hypohalides (hypochlorides) and an element aromatic halides (elemental chlorine)

Заявленное изобретение позволяет интенсифицировать процесс очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода, повысить коэффициент полезного действия и эффективность процесса очистки.The claimed invention allows to intensify the process of cleaning hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide, to increase the efficiency and efficiency of the cleaning process.

Claims (4)

1. Способ очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода, включающий абсорбцию сопутствующего сероводорода жидкой технологической электропроводящей средой, окисление сероводорода до элементарной серы с использованием жидкофазной окислительно-восстановительной системы, отделение элементарной серы, отличающийся тем, что галогенидсодержащая жидкая технологическая электропроводящая среда, абсорбировавшая сероводород, подвергается электролизу в электрохимической ячейке, работающей в гальваностатическом электрическом режиме, где в анодном пространстве происходит окисление сульфид- и гидросульфит-ионов до элементарной серы, а жидкая технологическая электропроводящая среда, содержащая продукты анодного окисления и выделившуюся элементарную серу, поступает на выход, где элементарная сера выводится из раствора, а жидкая технологическая электропроводящая среда, содержащая оставшиеся продукты анодного окисления галогенидов, заново направляется на вход.1. The method of purification of hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide, including the absorption of the accompanying hydrogen sulfide by a liquid process electroconductive medium, the oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur using a liquid phase redox system, separation of elemental sulfur, characterized in that the halide-containing liquid process electrically conductive medium absorbing hydrogen sulfide is exposed electrolysis in an electrochemical cell operating in a galvanostatic electric mode , where sulfide and hydrosulfite ions are oxidized to elemental sulfur in the anode space, and a liquid technological electrically conductive medium containing products of anodic oxidation and liberated elemental sulfur enters the outlet where elemental sulfur is removed from the solution and liquid technological electrically conductive medium containing the remaining products of the anodic oxidation of the halides are redirected to the input. 2. Способ очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода, включающий абсорбцию сопутствующего сероводорода жидкой технологической электропроводящей средой, окисление сероводорода до элементарной серы с использованием жидкофазной окислительно-восстановительной системы, отделение элементарной серы, отличающийся тем, что галогенидсодержащая жидкая технологическая электропроводящая среда, абсорбировавшая сероводород, подвергается электролизу в электрохимиической ячейке, работающей в потенциостатическом электрическом режиме, где в анодном пространстве происходит окисление сульфит- и гидросульфит-ионов до элементарной серы, а жидкая технологическая электропроводящая среда, содержащая продукты анодного окисления и выделившуюся элементарную серу, поступает на выход, где элементарная сера выводится из раствора, а жидкая технологическая электропроводящая среда, содержащая оставшиеся продукты анодного окисления галогенидов, заново направляется на вход.2. A method of purification of hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide, including the absorption of the accompanying hydrogen sulfide by a liquid process electroconductive medium, oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur using a liquid phase redox system, separation of elemental sulfur, characterized in that the halide-containing liquid process electrically conductive medium absorbing hydrogen sulfide is exposed electrolysis in an electrochemical cell operating in a potentiostatic electric mode e, where sulfite and hydrosulfite ions are oxidized to elemental sulfur in the anode space, and a liquid technological electrically conductive medium containing products of anodic oxidation and liberated elemental sulfur enters the outlet where elemental sulfur is removed from the solution and liquid technological electrically conductive medium, containing the remaining products of anodic oxidation of halides, re-directed to the input. 3. Способ очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода, включающий абсорбцию сопутствующего сероводорода жидкой технологической электропроводящей средой, окисление сероводорода до элементарной серы с использованием жидкофазной окислительно-восстановительной системы, отделение элементарной серы, отличающийся тем, что галогенидсодержащая жидкая технологическая электропроводящая среда, абсорбировавшая сероводород, подвергается электролизу в электрохимической ячейке, работающей в гальванодинамическом электрическом режиме, где в анодном пространстве происходит одновременное окисление сульфид-ионов до элементарной серы и окисление галогенид-ионов до элементарных галогенидов, которые во время паузы тока дополнительно химически окисляют сульфид-ионы, а жидкая технологическая электропроводящая среда, содержащая продукты анодного окисления, продукты дополнительного химического окисления сульфид-ионов и выделившуюся элементарную серу, поступает на выход, где элементарная сера выводится из раствора, а жидкая технологическая электропроводящая среда, содержащая оставшиеся продукты анодного окисления галогенидов, заново направляется на вход.3. A method of purification of hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide, including the absorption of associated hydrogen sulfide by a liquid process electroconductive medium, oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur using a liquid phase redox system, separation of elemental sulfur, characterized in that the halide-containing liquid process electroconductive medium absorbing hydrogen sulfide is exposed electrolysis in an electrochemical cell operating in a galvanodynamic electric mode e, where in the anode space there occurs simultaneous oxidation of sulfide ions to elemental sulfur and oxidation of halide ions to elementary halides, which, during a pause of the current, additionally chemically oxidize sulfide ions, and a liquid technological electrically conductive medium containing products of anodic oxidation, products of an additional chemical oxidation of sulfide ions and liberated elemental sulfur, enters the outlet, where elemental sulfur is removed from the solution, and the liquid technological conductive medium, soda rzhaschaya anodic oxidation products remaining halides, again directed to the input. 4. Способ очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода по п. 3, отличающийся тем, что для более полного одновременного течения процессов электрохимического и химического окисления сульфид-ионов до элементарной серы определяется отношением времени импульса и паузы питающего тока, определяемой временем рекомбинации ионов в течение паузы. 4. The method of purification of hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulfide according to claim 3, characterized in that for a more complete simultaneous course of the processes of electrochemical and chemical oxidation of sulfide ions to elemental sulfur is determined by the ratio of the pulse time and pause of the supply current, determined by the ion recombination time during the pause .
RU2012153089/05A 2012-12-07 2012-12-07 Method of purifying hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulphide (versions) RU2548974C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012153089/05A RU2548974C2 (en) 2012-12-07 2012-12-07 Method of purifying hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulphide (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012153089/05A RU2548974C2 (en) 2012-12-07 2012-12-07 Method of purifying hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulphide (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012153089A RU2012153089A (en) 2014-06-20
RU2548974C2 true RU2548974C2 (en) 2015-04-20

Family

ID=51213499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012153089/05A RU2548974C2 (en) 2012-12-07 2012-12-07 Method of purifying hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulphide (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2548974C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818437C1 (en) * 2023-10-25 2024-05-02 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "ЭКОФЕС" Method of cleaning ventilation emissions from hydrogen sulphide

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU712459A1 (en) * 1977-12-01 1980-01-30 Институт электрохимии Уральского научного центра АН СССР Method of preparing sulphure trioxide
RU2110472C1 (en) * 1992-12-28 1998-05-10 Владимир Андреевич Редин Method and installation for scrubbing gases to remove hydrogen sulfide

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU712459A1 (en) * 1977-12-01 1980-01-30 Институт электрохимии Уральского научного центра АН СССР Method of preparing sulphure trioxide
RU2110472C1 (en) * 1992-12-28 1998-05-10 Владимир Андреевич Редин Method and installation for scrubbing gases to remove hydrogen sulfide

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818437C1 (en) * 2023-10-25 2024-05-02 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "ЭКОФЕС" Method of cleaning ventilation emissions from hydrogen sulphide

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012153089A (en) 2014-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10337108B2 (en) Electrochemical production of hydrogen
US9845539B2 (en) Treatment of hydrogen sulfide
EP3126038B1 (en) Conversion of gas and treatment of a solution
EP2867388B1 (en) Process and apparatus for generating or recovering hydrochloric acid from metal salt solutions
KR0142607B1 (en) Wet treatment device, electrolytic active water producing method, and wet treating method
JP6284188B2 (en) Method for decomposing fluorine organic compounds and apparatus for decomposing fluorine organic compounds
Kim et al. Recent progress in electrochemical hydrogen sulfide splitting: Strategies for enabling Sulfur-tolerant anodic reactions
Govindan et al. Electrochemical sequential reduction and oxidation facilitates the continual ambient temperature degradation of SF6 to nontoxic gaseous compounds
AU2013364034B2 (en) Treatment of hydrogen sulfide
RU2013111433A (en) METHOD FOR ELECTROLYSIS OF ALKALI METAL CHLORIDES USING ELECTROLYTE CELL WITH MICROZAZORNY CONFIGURATION (OPTIONS)
KR20180062121A (en) Method for treating wastewater from flue gas desulfurization using electrolysis device
US4519881A (en) Regeneration of alkaline treating agents
US20220194823A1 (en) Systems and methods for membrane-free electrolysis
RU2548974C2 (en) Method of purifying hydrocarbon gas mixtures from hydrogen sulphide (versions)
JPH11226576A (en) Method and apparatus for treating wastewater
Balaji et al. Influence of cathode on the electro-generation of peroxydisulfuric acid oxidant and its application for effective removal of SO2 by room temperature electro-scrubbing process
JP2009106884A (en) Water treatment and gas treatment apparatus
KR20070118668A (en) Method for processing hydrogen sulfide, method for producing hydrogen and photocatalyst reactor
KR102120679B1 (en) Mediated electrochemical removal method of sulfur hexafluoride, and its system
JP6345524B2 (en) Method and apparatus for producing chemicals by electrochemical process
JP2008006409A (en) Method for regenerating exhaust gas absorbed solution
CN111996541B (en) Indirect hydrogen sulfide electrolysis method and device for improving hydrogen yield
JP2001029956A (en) Method for electrolysis
RU170631U1 (en) DEVICE FOR CLEANING GAS MIXTURES FROM HYDROGEN SULFUR
KR101665025B1 (en) Electrochemical system by using ligand-free electrocatalyst of organic halides

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150612