UA126145C2 - Спосіб одержання калійного продукту - Google Patents

Abstract

Винахід стосується способу одержання тіосульфату калію, який включає наступні стадії: стадія (1а): отримання розчину гідроксиду калію для нейтралізації компонентів, які утворюють кислоту; стадія (1b): отримання розчину, який контактує з SO2, який містить принаймні деяку кількість сульфіту калію або бісульфіту калію, або їх суміші; стадія (2): отримання газоподібного діоксиду сірки; стадія (3): взаємодію розчинів зі стадії (1а) та стадії (1b) із газом зі стадії (2) для поглинання газоподібного SO2 та утворення реакційної суміші, яка включає сульфіт калію або бісульфіт калію, або суміш сульфіту калію або бісульфіту калію; стадія (4): додавання сірки або сполуки, яка містить сульфід, який має ступінь окиснення 0, -2 або від 0 до -2, до реакційної суміші, та реагування суміші з утворенням тіосульфату калію; та стадія (5): виділення тіосульфату калію.

Description

ПЕРЕХРЕСНІ ПОСИЛАННЯ НА СПОРІДНЕННІ ЗАЯВКИ

ЇО00О1| Дана заявка заявляє пріоритет попередньої заявки Ме 5 62/273,389 поданої 30 грудня 2015 року, а також звичайної заявки Мо 05 15/380,702, поданої 15 грудня 2016 року, які включені в даний опис як посилання для всього, що вони розкривають.

ГАЛУЗЬ ВИНАХОДУ

І0002| Представлений винахід стосується способу одержання тіосульфату калію, або сульфітів калію та/або бісульфітів калію.

ПЕРЕДУМОВИ СТВОРЕННЯ ВИНАХОДУ

ІО0ОЗІ| Іон тіосульфату, 5203--, представляє собою структурний аналог іону 5047, в якому один атом кисню заміщений одним атомом 5. Проте, два атоми сірки в 52О37 не є еквівалентними. Один із 5-атомів являє собою сульфідний атом сірки, який надає тіосульфату його відновні властивості та комплексоутворюючі здібності.

ОО Я

!

Яр вх І го Опиши я с. 00041 Тіосульфати застосовуються для дублення шкір, виробництва паперу та текстилю, десульфурації димових газів, добавок до цементу, дехлорування, гасіння пероксиду водню та озону, стабілізуючих покриттів, як сільськогосподарське добриво, як агент вилуговування в гірничій промисловості тощо. 0005) Завдяки даним здатностям комплексоутворювання з металами, сполуки тіосульфату також застосовуються в комерційних цілях, таких як фотографія, обробка відходів та обробка води. 0006) Тіосульфати, однак, легко окиснюються до дитіонатів, тритіонатів, тетратіонатів та, нарешті, до сульфатів: 252032 302 - 252062

З2О62 05 - 250,42 752О32- 4 3/202 - 253О62- 4254О62- 253О627 - 602 - 65047

ЗаОв7 -- 502 - 45047

Зо Ї0007| Завдяки цьому перетворенню тіосульфати використовуються як добрива у поєднанні з катіонами, такими як амоній, калій, магній та кальцій. Тіосульфати амонію, лужних металів та лужноземельних металів розчинні у воді. Розчинність у воді тіосульфатів знижується від амонію до лужних металів та до тіосульфатів лужноземельних металів.

ІО0О8І Калій (К) представляє собою основну поживну речовину рослини. Калій пов'язаний з переміщенням води, поживних речовин та вуглеводів у рослинній тканині. Якщо калію не вистачає, або він не постачається в адекватних кількостях, зростання затягується, а врожайність зменшується. Калій стимулює ранній ріст, підвищує вироблення білків, підвищує ефективність використання води, життєво необхідний для стійкості в холодну погоду, а також підвищує стійкість до хвороб та комах

Ї0009| Добриво тіосульфату калію містить найвищий відсоток калію у рідкій формі в порівнянні з іншими джерелами калію, такими як хлорид калію (КС), нітрат калію (КМОз) та сульфат калію (Кг5О4). Крім того, воно поєднує калій з сіркою (1795), яка також є основною рослинною поживною речовиною.

І0010| Вважається, що тіосульфат калію може бути отриманий кількома альтернативними шляхами, такими як:

Ї. Реакція 5 та 5037 у нейтральному або лужному середовищі

ЇЇ. Реакція 527 та 50327 (через 50» та НЗОз2)

І. Окиснення гідросульфіду калію (КН)

ЇМ. Реакція іонного обміну між лужними тіосульфатами та хлоридом або нітратом калію

М. больовий обмін між лужними тіосульфатами та хлоридом або нітратом калію

МІ. Окиснення полісульфіду калію 00111) Однак, деякі з даних альтернатив мають серйозні труднощі чи недоліки. Шяхи І і Її представляють собою більш тривалі процеси та вимагають використання сірчистого ангідриду

502. Обидва ці шляхи описані, коли метою є очищення від діоксиду сірки, що забруднює повітря. Шлях ШШ потребує обробки гідросульфіду калію як вихідних речовин, що не є сприятливим через середовище сірководню. Шляхи ІМ та М страждають від того недоліку, що іонний обмін та сольовий обмін потребують дорогої вихідних речовин та обладнання, а також потребують стадії остаточної відгонки через необхідність роботи з розбавленими розчинами.

Відомий рівень техніки не досяг успіху при виробництві високочистого тіосульфату калію по шляху МІ з низькими побічними продуктами. Тіосульфати, як правило, схильні до подальшого перетворення в сульфіт і сульфат при несприятливій температурі та тиску.

СУТЬ ВИНАХОДУ

Ї0012| Описаними в данному документі є процеси, переважно безперервні, для одержання тіосульфату калію у відносно високій концентрації з відносно низькими кількостями розчинних або твердих побічних продуктів. Спосіб може бути використаний для одержання практично прозорого розчину з відносно високим вмістом калію та майже нейтральним рН, що робить його дуже прийнятним у вигляді рідких добрив, що не містять хлору, наприклад, як позакореневих добрив, стартових добрив, добрив, які вносять в зону висівання, тощо, необов'язково, у поєднанні з іншими добривами. 0013) Крім того, описаними в даному документі є процеси, переважно безперервні, для одержання сульфіту калію, бісульфіту калію або їх сумішей у вигляді фактично прозорого розчину, який має відносно високий відсоток калію та майже нейтральний рН, що робить його прийнятним у вигляді рідкого добрива для, наприклад, як позакореневого добрива, добрива, яке вносять в зону висівання, тощо. 00141 Як правило, спосіб згідно з представленим винаходом передбачає спосіб одержання тіосульфату калію, який включає наступні стадії:

Стадія (124): одержання розчину гідроксиду калію або карбонату калію для нейтралізації компонентів, які утворюють кислоту;

Стадія (15): одержання розчину, який контактує з ЗО», який складається з або містить щонайменше деяку кількість сульфіту калію, або бісульфіту калію, або тіосульфату калію;

Стадія (2): одержання газоподібного діоксидоу сірки;

Стадія (3): їх взаємодія з абсорбуванням газоподібного 50» та утворення реакційної суміші,

Зо яка включає сульфіт калію, бісульфіт калію або їх суміші, яка може представляти собою сульфіт збагачений тіосульфатом калію;

Стадія (4): додавання сірки або сульфіду, який містить суміш, яка містить сірку, яка має ступінь окиснення 0, -2 або від 0 до -2, до реакційної суміші та, необов'язково, гідроксиду калію або карбонату калію, та взаємодія суміші при прийнятних умовах з утворенням тіосульфату калію; та

Стадія (5): виділення тіосульфату калію та, необов'язково, концентрування тіосульфату калію. 0015) Крім того, представлений винахід передбачає спосіб одержання сульфіту калію, бісульфіту калію або їх суміші, який включає наступні стадії:

Стадія (Та): одержання розчину гідроксиду калію або карбонату калію для нейтралізації компонентів, які утворюють кислоту;

Стадія (16): одержання розчину, який контактує з 5О»2, який містить щонайменше сульфіт калію;

Стадія (2): одержання газоподібного діоксиду сірки; та

Стадія (3): взаємодії отриманих з утворенням реакційної суміші, яка включає сульфіт калію або бісульфіт калію або їх суміш та виділення сульфіту калію або бісульфіту калію або їх суміші.

КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ

0016 Фіг. 1 представляє собою схематичне зображення процесу відповідно до варіанта здійснення винаходу. 0017 Фіг. 2 представляє собою схематичне зображення процесу відповідно до ще одного варіанта здійснення винаходу.

ДЕТАЛЬНИЙ ОПИС ВИНАХОДУ

Ї0018)| Задачею представленого винаходу є створення способу одержання тіосульфату калію шляхом реакції проміжної сполуки з композицією сульфіт/бісульфіт, причому використовуваними є відносно недорогі вихідні матеріали, такі як сірка, вода, діоксид сірки та сірководневий газ, та в якому можуть отримувати тіосульфат калію з порівняно високою чистотою. Інший вихідний матеріал, який може бути використаний в такому підході, представляє собою гідроксид калію, карбонат калію, полісульфід калію, сульфід калію або бісульфід калію. 0019) Ще однією задачею представленого винаходу є отримання концентрованого розчину бо тіосульфату калію.

І0020| Ще іншою задачею представленого винаходу є отримання тіосульфату калію з відносно низьким залишковим забрудненням побічними продуктами, зокрема, розчинними або твердими побічними продуктами.

І0021| Ще іншою задачею представленого винаходу є одержання тіосульфату калію за способом безперервного процесу.

І0022| Ще іншою задачею представленого винаходу є одержання тіосульфату калію з використанням відпрацьованого газу, такого як сірководень, та перетворення відпрацьованого газу в сірку або діоксид сірки, або безпосереднього абсорбування для даної операції.

І0023| Ще іншою задачею представленого винаходу є використання діоксиду сірки як чистого газу шляхом спалювання сірки з киснем або з використанням діоксиду сірки з операцій з відпрацьованим газу, або процесів коксування, або димових газів, які містять діоксид сірки.

І0024| Ще іншою задачею представленого винаходу є створення способу, який дозволяє одержати стабільний продукт тіосульфату калію, з близьким до нейтрального рн, та з терміном зберігання, достатнім для комерційного використання. 0025 Одну або більше задач, описаних вище, вирішують за допомогою процесів, описаних нижче. Крім того, одну або декілька із зазначених задач вирішують за допомогою пристрою, як описано нижче. 0026 Одну або більше задач, описаних вище, вирішують за допомогою способу відповідно до представленого винаходу, який описує (переважно безперервні) процеси одержання тіосульфату калію у відносно високій концентрації з відносно низькою кількістю розчинних забруднюючих речовин, таких як сульфіт та сульфат.

І0027| В переважному варіанті здійснення, контроль параметрів процесу, таких як молярне співвідношення вихідних речовин, рН, температура, концентрації та складу проміжних сульфіту/бісульфіту калію, може в результаті призвести до переважного розчину з високим вмістом калію у рідкій формі. Рідина може мати майже нейтральний рН, що робить її прийнятною як рідке добриво, наприклад, позакореневе добриво. Тіосульфат калію може бути використаний як такий, або у поєднанні з іншими сумісними добривами, мікроелементами, добавками та/або подібними до них. 0028) Одну або більше цілей, описаних вище, досягають за допомогою способів відповідно

Зо до винаходу, які описують одержання тіосульфату калію з проміжної речовини, багатої на сульфіт, та, переважно, у відповідних умовах, та використовуючи переважні мольні співвідношення вихідних речовин, одержуючи рідкий розчин тіосульфату калію у відносно високій концентрації з відносно низькими кількостями твердих або розчинних побічних продуктів.

І0029| Як правило, спосіб одержання тіосульфату калію за представленим винаходом включає наступні стадії:

Стадія (124): одержання розчину гідроксиду калію або карбонату калію для нейтралізації компонентів, які утворюють кислоту;

Стадія (15): одержання розчину, який контактує з 502, який складається з або містить щонайменше деяку кількість сульфіту калію або тіосульфату калію;

Стадія (2): одержання газоподібного діоксиду сірки;

Стадія (3): взаємодія отриманого (тобто, гідроксиду калію або карбонату калію, розчину, який контактує з 50», та газоподібного 5О2), з утворенням реакційної суміші, яка включає сульфіт калію, або бісульфіт калію, або їх суміш. (Реакційна суміші може представляти собою сульфіт збагачений тіосульфатом калію);

Стадія (4): додавання (ії) сірки, та/або (ії) сірководню, та/або (іїї) полісульфіду калію, та/або (ім) сульфіду калію, та/або (м) бісульфіду калію до реакційної суміші, та взаємодія суміші при прийнятних умовах з утворенням тіосульфату калію; та

Стадія (5): виділення тіосульфату калію та, необов'язково, концентрування тіосульфату калію.

І00З0| Виділення тіосульфату калію означає відокремлення тіосульфату калію з процесу з метою одержання продукту, який може зберігатися, транспортуватися та продаватися.

ЇООЗ1| Спосіб одержання тіосульфату калію забезпечує переважно безперервну нерегенеративну систему очищення від діоксиду сірки та спосіб виготовлення калійних продуктів, включаючи тіосульфат калію.

ІЇ00ОЗ2| Описані вище стадії 1-3 способу також можуть бути використані для одержання сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші. Виділення зазначеного сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші означає відокремлення зазначеного продукту з процесу з метою отримання продукту, який може зберігатися, транспортуватися та продаватися.

Ї00О33| 5О», який передбачається в процесі, може походити з будь-якого джерела, яке включає, наприклад, спалювання сірки киснем; діоксид сірки з відпрацьованого газу, операцій з коксування або перетворення сірководню в діоксид сірки або від димових газів інших процесів, які містять 50». 00341 На додаток до виробництва калійних продуктів, система очищення та абсорбції газу

ЗО2 може бути використана як блок обробки хвостового газу (ТТ) або як система десульфуризації димових газів (ЕСЮО) для контролю викидів шляхом обробки та очищення газових потоків, які містять кислотні сірчані компоненти та інші кислотні компоненти газу, перед викидом їх в атмосферу. 0035 В одному варіанті здійснення представлений винахід, який використовується як блок десульфуризації димових газів (СО) та/або блок обробки хвостового газу (ТСТУ), відноситься до системи безперервного процесу та системи вилучення для видобутку діоксиду сірки (5О2), що містяться в струменях вихлопних газовів з метою обмеження викидів газоподібного 50» та з метою виробництва продуктів, які містять сірку та калій.

Ї0ОЗ36| ЗО», який реагує, не регенерується як 50», але вилучається як суміш сульфіту/бісульфіту калію та/або тіосульфату калію, продукти розчину, які містять сірку та калій; дані продукти можуть бути використані як сільськогосподарські добрива, або можуть використовуватися для інших цілей.

Ї0ОЗ7| Спосіб може включати в себе контроль утворення та вироблення газоподібного 502 для контролю швидкості випуску продуктів для задоволення ринкового попиту та контролю концентрацій ОО», 5Оз та МОх у газі 5О» для низького утворення сульфатів та викидів відхідних газів.

І0ООЗ8| Спосіб, за необхідності, може включати в себе додаткові стадії обробки для видалення надлишкової води в башті гасіння газу 5О2 та/або у випарнику/концентраторі, переважно в кінці способу, наприклад, випарник/концентратор для концентрування тіосульфату калію. 0039) Невеликі кількості сульфату у вигляді 5Оз, які утворюються в процесах згоряння, утворюють газ ЗО», можуть бути частково видалені разом із надлишковою водою в газі "в башті гасіння газу 5О2" у вигляді розбавленої сірчаної кислоти; потім сірчана кислота може бути

Зо використана в іншому технологічному обладнанні, такому як башта контролю рнН, або може бути нейтралізувана та скинута у вигляді стічних вод.

Ї0040| Подальше видалення сульфату з сульфіту калію або бісульфіту калію або їх суміші та/або продукту тіосульфату калію, якщо це необхідно, може бути виконане на стадії процесу фільтрації продукту, для видалення твердих кристалів сульфату калію, які мають низьку розчинність у концентрованому розчині сульфіту калію або бісульфіту калію або розчині їх суміші та/або розчині продукту тіосульфату калію.

Ї0041| З належним проектуванням та контролем системи згоряння та системи вилучення

ЗО2 обмеженим може бути окиснення 5О2 та сульфіту у вилучених продуктах ЗО», що в результаті призведе до низького вмісту сульфату в продуктах. Забруднювачі газового потоку

ЗО, які можуть бути повністю або частково усунені або видалені, включають, але не обмежуються ними: ОО», 5Оз, МОх, НОЇ, НгО та зола.

І0042| Використовуваними є гідроксид калію або інше лужно-калієве джерело, наприклад карбонат калію (стадія 1а) як подача лугу для технологічних реакцій, регулювання рН та джерела калію для процесу вироблення продуктів калію. Гідроксид калію є переважним джерелом лугу та джерелом калію для цього процесу. 0043) Калійний луг використовують для нейтралізації компонентів, що утворюють кислоту, такі як БО» або Не5. (0044) Калійний луг переважно використовують у вигляді розчину, такого як, наприклад, від 0,1 молярного до 13,5 молярного розчину. Переважно, розчин має молярну концентрацію приблизно від 5 до 13,5. Необов'язково, джерело калієвого лужного розчину утворюється шляхом комбінування сухого або твердого гідроксиду калію або карбонату калію з водою. Сухий або твердий гідроксид калію або карбонат калію може бути в будь-якій придатній формі, такій як буси, пластівці або гранули.

Ї0045| Використовуваним може бути розчин сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші, або розчин тіосульфату калію (або суміші, яка включає тіосульфат калію з сульфітом калію та/або бісульфітом калію) як первинний розчин очищення від 505» (стадія 15) в абсорбері 5О»: для знебарвлення та абсорбції 50» із газового потоку, який містить 50», для одержання очищувального розчину, який містить сульфіт/бісульфіт калію.

Ї0046| Первинний розчин очищення від 5О2 представляє собою, як правило, 60 концентрований рециркулюючий розчин сульфіту калію або бісульфіту калію або їх суміш,

утворена шляхом додавання 502, гідроксиду калію та розбавленого сульфіту калію або бісульфіту калію або їх суміші або води з інших виробничих потоків.

І0047| В альтернативному варіанті, концентрований тіосульфат калію, що виходить з реактора може бути повторно використаний у башті для поглинання, якщо гарячий газоподібний 5О» використовується для випаровування надлишкової води, або у випадку, якщо в тіосульфаті калію є надлишок лужності у вихідному потоку з реактора, може бути перенесений до башти поглинання або у випадку, коли потрібним є зменшити ступінь окиснення до сульфату. 0048) Друга ступінь очищення від ЗО» у скрубері на 2-й стадії 5О2 може використовуватись для додаткового поглинання та вилучення 50». Необов'язково, фінальна стадія обробки газу з використанням шару волокнистого газового фільтру, може використовуватись для фільтрації частинок, які містять сірку, для додаткового контролю викидів відхідного газу.

Ї0049|В одному варіанті здійснення, коли розбавлений розчин сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші з інших місць процесу додають до первинного розчину очищення від ЗО», та одержують концентрований розчин сульфіту калію або бісульфіту калію або їх суміші. Даний концентрований розчин сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші може продаватися як калійний продукт або може бути підданий подальшій переробці для виготовлення продукту тіосульфату калію. 0050) Загальна концентрація калійної солі у даному концентрованому розчині сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші становить приблизно 35-41 мас. 95 сульфіту калію, бісульфіту калію та сульфату калію, більш переважно, приблизно 38-40 мас. 95 від загальної концентрації розчину солей. рН переважно становить від приблизно 7 до приблизно 8,5. 0051 В іншому варіанті здійснення розчин тіосульфату калію може бути використаний як первинний розчин для очищення від 5О2 для очищення та абсорбції 5О», тим самим виробляючи розчин тіосульфату калію, багатий на сульфіт, який може бути додатково перероблений для одержання розчину тіосульфату калію, який має низький вміст сульфіту та сульфату. Даний розчин тіосульфату калію, збагачений сульфітом, містить сульфіт калію, бісульфіт калію та тіосульфату калію; відносна кількість сульфіту калію та бісульфіту калію залежить від рН. 00521 Спосіб може включати стадії процесу для реакції проміжних продуктів сульфіту калію

Зо або бісульфіту калію або їх суміші або тіосульфату калію, збагаченого сульфітом, в сірковому реакторі, газоконденсаторі/реакторі Н»З або полісульфіду калію, сульфіду або гідросульфідному реакторі з одержанням тіосульфату калію, який має низький вміст сульфіту. 0053) В одному варіанті здійснення (варіант здійснення і) сірка може додаватися до процесу в сірковому реакторі з метою перетворення продукту для вилучення 50» (сульфіту калію або бісульфіту калію або їх суміші, продуктів, отриманих після стадії 3) до продукту тіосульфату калію. 00541 В іншому варіанті (варіант здійснення ії) сірка також може бути додана у вигляді Нег5 з кислих газових потоків Н25 та у вигляді Н25 з потоків вуглеводневих газів, які, як правило, утворюються на нафтопереробних заводах та газопереробних заводах. Компонент Не5 у цих газових потоках може контактувати, абсорбуватися та реагувати, для одержання продукту тіосульфату калію. При контактуванні, поглинанні та реагуванні Н25, що міститься в потоках вуглеводневих газів, даний винахід може бути використаний як заміна амінних блоків, які зазвичай використовуються для видалення та вилучення Нг5. 0055) В наступному варіанті здійснення передбаченою є сірка у вигляді сульфіду, як у варіанті здійснення (іїї) у вигляді полісульфіду калію; у варіанті здійснення (ім) - сульфіду калію; у варіанті здійснення (м) - бісульфіду калію, де будь-яка з даних сполук сірки контактує з розчином сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші, або з розчином тіосульфату калію, який містить сульфіт, для реакції полісульфіду, сульфіду або бісульфіду з сульфітом, що призводить до утворення додаткового тіосульфату. 0056) Взагалі, перетворення проміжної сполуки сульфіту/бісульфіту (тобто сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші) з одержанням продукту тіосульфату калію, відбувається при тиску, близькому до атмосферного в сірковому реакторі або в контакторі Не5 при Нео5, який має тиск газу, або в рідинно-рідинному реакторі, оскільки сульфід взагалі є рідким.

Ї0057| Додаткова сірка також може додаватися до сірчано/сульфідного спалювача для збільшення вироблення 50». 0058) Продукт тіосульфату калію є особливо прийнятним як поживна речовина рослинного калію, що не містить хлору, з дуже високою концентрацією калію у рідкій формі, яка може бути застосована через всі види зрошувальних систем без закупорювання крапельних ліній. Рідина також може бути перетворена у форму кристалічного твердого тіосульфату калію. Проте бо тіосульфат калію переважно використовують у рідкій формі.

Ї0059| Продукт калію, одержаний за способом, описаним вище, переважно представляє собою продукт добрив та, більш переважно, рідкий продукт добрив.

ЇОО6О| Представлений винахід передбачає спосіб одержання висококонцентрованого розчину тіосульфату калію (Кг52Оз), з якого загальна кількість становить приблизно 40-56 мас. удо, переважно, приблизно 48-56 мас. 95, а найбільш переважно приблизно 50-56 мас. 95. 0061 Тіосульфат може бути відносно високої чистоти, та кількість продуктів, відмінних від тіосульфату калію та води, становить приблизно 5 мас. 95 або менше, переважно приблизно 2 мас. 95 або менше. Зокрема, домішки переважно є такими: загалом, сульфат становить приблизно 1 мас. 95 або менше (вимірюється як сульфат калію), переважно, приблизно, 0,8 мас. до або менше, та навіть більш переважно приблизно 0,4 мас. 95 або менше. Як правило, сульфіт присутній у кількості приблизно 1 мас. 95 або менше, переважно приблизно 0,795 мас. або менше (вимірюється як сульфіт калію). Як правило, натрій присутній у кількості приблизно 1 мас. 95 або менше.

І0062| Переважно, процес проводять таким чином, щоб можна було одержати описані продукти такої високої якості. 0063) Порівняно низька кількість інших продуктів дозволяє тіосульфату калію мати гарну стабільність при зберіганні. Переважна стабільність при зберіганні становить щонайменше півроку або більше, переважно 1 рік або більше, і навіть більш переважно 2 роки або більше при температурі навколишнього середовища. Стабільність при зберіганні означає, що рідина залишається прозорою, тобто ніяких кристалів або осаду не видно неозброєним оком. 0064) Переважно, проміжна речовина, сульфітна/бісульфітна суміш утворюється при такому значенні рН, що композиція проміжних сполук сприяє присутності високої кількості сульфіту. В одному варіанті здійснення проміжний сульфіт калію/бісульфіту утворюється при високому рН, який максимізує поглинання 505», але є достатньо низьким, щоб запобігти поглинанню двоокису вуглецю, якщо він присутній у даних потоках 5Ог відпрацьованих газів. 0065) Високий вміст сірки та калію як в проміжному сульфіті калію, так і в бісульфіті калію або їх суміші та продукті тіосульфату калію регулюють шляхом контролю концентрації розчину.

Концентрація розчину регулюється шляхом контролю вмісту води у розчинах продукту. Вміст води в розчинах продукту контролюється за допомогою керування одним або декількома з

Зо трьох контрольних змінних процесу. Однією з них є безпосередній контроль над додаванням води до процесу. Другою змінною є видалення води з процесу шляхом конденсації води з газового потоку 5О». Кількість загальної сірки, розрахована як сульфіт калію, в сульфіті калію, або бісульфіту калію, або їх суміші, або розчині тіосульфату калію, який містить сульфіт, який вилучається з відшарування для реакції з сіркою або сульфідом, як правило, становить від приблизно 20 мас. 95 до 41 мас. 95, переважно від приблизно 30 мас. 95 до 41 мас. 95 Третя технологічна контрольна змінна для регулювання вмісту води представляє собою концентрування шляхом випарювання/кипіння води з продуктів. Концентрування переважно слід виконувати на кінцевому продукті тіосульфату калію, але також може проводитись на сульфіті калію, або бісульфіті калію, або їх суміші.

І0066| Дана нерегенеративна система поглинання та вилучення 5О2 є менш складною та менш дорогою у побудові та експлуатації, ніж інші, відновлювальні процеси вилучення 50» або інші ТОТИ, такі як блоки 5СОТ. Причина цього в тому, що немає потреби в обробці для регенерації 5О» або 50» абсорбційного агента, який використовується для поглинання 5О»5, або перетворення Но5 при амінній абсорбції, регенерації та переробці амінів, як це робиться в блоках БСОТ ТОСТИ. Обидва, як 50», так і калійні агенти поглинання включені в продукти, що містять сірку та калій, які мають ринкову вартість переважно як сільськогосподарські добрива, переважно рідкі добрива, наприклад, переважно добриво для листяного спрею.

ОПИС ДОДАТКОВИХ ПЕРЕВАЖНИХ ВАРІАНТІВ ЗДІЙСНЕННЯ ВИНАХОДУ

Ї0ОО67| Фіг. 1 являє собою схему технологічного процесу відповідно до способу за представленим винаходом.

ІОО68) Фіг. 2 являє собою іншу схему процесу відповідно до представленого винаходу.

Ї0О0О69| Схеми, наведені на Фіг. 1 та 2, будуть зазначені у детальному описі нижче. Лінії та номери одиниць мають наступне значення, та однакові цифри на Фіг. 1 та 2 мають однакове значення: 00701 Блоки обробки позначаються з наступними номерами в двох схемах:

Т1: скрубер 50», який містить газ

Т2: другий скрубер 50», який містить газ, який надходить з Т1

Т3: поглинальна башта з насадками для реакції бісульфіту калію з полісульфідом, сульфідом, гідросульфідом, сіркою або Нг5 бо Е1: волокнистий шар газового фільтра

КЗ: сірчаний реактор для реакції рідкої сірки із бісульфітом калію/тіосульфатом калію

ЕТ, Е2, ЕЗ, Е4: теплообмінники

Р1, Р2, РУ, Р4: насоси 0071 Наступні номери рядків представляють трубопроводи у наступних обох схемах: 01: 50», який містить газ

О2А, 028, 02С: розчин гідроксиду калію або карбонату калію 03: подача елементарної сірки або газу, що постачає Но5, або полісульфідний або сульфідний або гідросульфідний потік 04: потік випарованої води 05: подача води 0О5С: оброблена вода з Е1 06: газовий потік відхідних газів 07: вихід СО» з реактора 08: концентрований тіосульфат калію або бісульфіт калію 09: розчин тіосульфату калію 10: бісульфіт калію або тіосульфату калію - розчин для поглинання 502 11: розчин суміші сульфіту калію та бісульфіту калію 12: бісульфіт калію або тіосульфату калію - розчин для поглинання 502 13: рециркуляція потоку при поглинанні Нг5 14: рециркуляція потоку для поглинання 502 15: бісульфіт калію або тіосульфату калію - розчин для поглинання 502 16: газовий потік відхідних газів

Ї0072| Переважний варіант здійснення винаходу включає багатостадійний процес перетворення діоксиду сірки у кінцевий продукт тіосульфату калію.

Ї0073| Необов'язкова попередня стадія включає попередню обробку потоку подачі сірчистого газу згоряння в башту для гасіння для охолодження газу, конденсування надлишкової води та видалення деяких інших компонентів кислого газу, таких як сірчана та соляна кислота.

Ї0074| Перша стадія включає абсорбцію та реакцію компоненти газу діоксиду сірки з потоку

Зо газів згоряння (стадія 2) у розчин, що містить сульфіт калію або бісульфіту калію або їх суміш або тіосульфат калію (стадія 165), тоді як за вкористання калію гідроксид або карбонат калію як лужний абсорбуючий агент (стадія Та) призводить до утворення сульфіту калію або бісульфіту калію або їх суміші (стадія 3).

Ї0075| Наступна стадія (стадія 4) включає реакцію сульфіту (5032), який може бути присутнім у вигляді бісульфіту (НБОЗУ), з сіркою, сірководнем, полісульфідом калію, сульфідом калію або гідросульфідом калію, як альтернативне джерело сірки.

Ї0076| Утворений реакційний продукт представляє собою тіосульфат калію (К2520Оз), як описано у стадії 5. Тіосульфат калію представляє собою високорозчинну у воді калійну сіль, яка містить два атоми сірки, що робить розчин тіосульфату калію високим за вмістом сірки.

Необов'язково, розчин тіосульфату калію може бути концентрованим шляхом кип'ятіння або випаровування надлишкової води з розчину з одержанням концентрованого розчину тіосульфату калію або продукту сухого тіосульфату калію.

ІЇ0077| Подача газу 50», яка формує зустрічний поток до процесу з тіосульфатом калію, може бути здійснена з декількох різних джерел, включаючи, але не обмежуючись цим, (Її) спалення відпрацьованих газів Клауса від установок для очищення сірки від нафтопереробних заводів та установок по видаленню сірки газових заводів (ЗК) (ії) згоряння сірчановмісних твердих речовин, рідин або газів, у тому числі потоків газу Ноз/кислот, (іїї) потоки 5О» від процесів вилучення відновлювальних ЗО», (ім) чистий або концентрований 5052 від інших процесів генерування 5О2 та (м) ЗО» у димових газах з іншого процесу згоряння або спалювання. Загальна кількість доступної кількості 5О2 у поданому газі 50» визначає кількість продукту тіосульфату калію, який може бути одержаний. 0078) В переважному варіанті здійснення додаткові сіркововмісні вихідні речовини можуть бути додані до в початок процесу спалювання з метою контролю та збільшення швидкості виробництва для задоволення ринкового попиту на тіосульфат калію та або сульфіту калію або бісульфіту калію або їх суміші. Переважно, процес згоряння здійснюється на обладнанні зі спалювання та вилучення тепла, яке контролює та обмежує кількість надлишку кисню у газовому потоці 502 (01). Обмеження надлишку кисню зменшує подальше окиснення 50» та поглинутого 50» у вигляді сульфіту до сульфату.

Ї0079| Переважно, на попередній стадії процесу, 5О2 попередньо обробляють. У такій 60 попередній обробці газ, який подає 50», охолоджується та надлишок води конденсується. Крім того, переважно, 502 очищається, для видалення кислотних та/або частинкових компонентів з гарячоих продуктів згоряння, що містять 5О». Хоча ця стадія процесу вважається переважною, це не є вимогою до процесу. У випадку застосування такої стадії, вона робиться переважно в башті гасіння з використанням розбавленого кислотного розчину, що утворюється при конденсації водяної пари, що присутні в газу 502, що подється, а також кислотних компонентів, які також можуть бути присутніми.

НгО 4 503 --» Н25О» (сірчана кислота) у кислотному розчині гасіння

НгО «з НС (газ) -» НОСІ (вод) (соляна кислота) у кислотному розчині гасіння

ІЇОО80О| Башта гасіння звичайно використовує циркуляційний насос для циркуляції розбавленого розчину кислоти через теплообмінник та зону контакту газу/рідини в башті гасіння, для контактування, очищення та охолодження газу 5О»2, який подається. Крім того, башта гасіння може бути будь-яким технологічним обладнанням, що контактує з газом/рідиною, включаючи, але не обмежуючись цим, розпилювач, башту з насадками або тарільчату башту, скрубер Вентурі, вбудований розпилювач або вбудований статичний змішувач. Як пояснюється, метою процесу є охолодження гарячого газу згоряння 50», конденсації надлишкової води та очищення газу для компонентів кислого газу, таких як сірчана та соляна кислоти, які додадуть нестандартні компоненти до остаточного тіосульфату калію та/або сульфіту калію або бісульфіту калію або суміш цих продуктів. У випадках, коли у газі 50», який подається, має бути сконденсованим конденсат, є мала кількість водяної пари або відсутній її надлишок, можна додавати технологічну воду. Технологічну воду також можуть додавати до концентрування розбавленої кислоти в башті гасіння, щоб зменшити корозію.

І0081| Переважно, газоподібний 502 охолоджується до приблизно 50"С (120"Е) або менше, але більш високі температури можуть бути прийнятними в залежності від бажаного розподілу та балансу води у процесі. Зформована розбавлена кислота може бути використана для вмісту кислоти в іншому застосуванні, або вона може бути нейтралізована та утилізована у вигляді стічних вод. 50» в газі, який подається, є слабо розчинним в утвореній розбавленій кислоті та являє собою дуже незначну втрату ЗО» до решти процесу. За бажанням, дана незначна кількість 5О2 може бути відновлена з розбавленої кислоти, з використанням процес відгону для вилучення 50».

Ко) І0082| Для газоподібного 502, який подається, який утворюється при спалюванні концентрованого джерела сірки, наприклад, елементарної сірки, водяна пара утворюється дуже рідко або взагалі не утворюється, а вода в контейнері не буде зконденсована. У цьому випадку вода може додаватися, якщо потрібним є охолодження та очищення. Башта гасіння також може включати газові фільтри для подальшого видалення частинок кисню. В будь-якому випадку операція гасіння може бути опущена на користь альтернативних технологій для охолодження та видалення зайвої води та забруднень. 0083) Наступна стадія процесу відділяє компонент 5О5 із потоку ЗО» газового потоку (01) з утворенням розчину, що складається з суміші сульфіту калію та розчину бісульфіту калію (11), який називають сульфітом калію або бісульфітом калію або їх сумішшю. Відношення сульфіту до бісульфіту залежить від рН розчину, що контрольюється додаванням гідроокису калію або карбонату калію з потоку (02А).

ЗО» - КОН -» КНЗО»з (бісульфіт калію) рН приблизно 5

ЗО» - 2КОН -» К»5О: -- НгО (сульфіт калію) рН приблизно 10 2502 - КаСОз я НгО -» 2КНБЗО:з 4 СО 00841 рН розчину сульфіту калію або бісульфіту калію або їх суміші може контролюватися у широкому діапазоні від приблизно рН 5 до приблизно рН 10 за допомогою гідроксиду калію, але рН має переважні значення приблизно 7 - 9 та більш переважно, рН приблизно 8,0 - 8,5, для підвищення ефективності поглинання 502, та уникання поглинання СО», та збільшення розчинності розчину. Якщо СО є відсутнім, РН може регулюватися до приблизно 10 для максимального рівня концентрації розчину, що дозволяє виробляти тіосульфат калію за реакцією сірки в К-3 у вигляді концентрованого тіосульфату калію без використання випарника

Е-4. 0085) Якщо використовують карбонат калію, рН переважно обмежується меншм значенням, ніж приблизно 9, більш переважно, меншою, ніж приблизно 8,5, щоб забезпечити відокремлення СО2 від карбонату в розчині. Проте є можливість віивільнити деяку кількість залишкового СО», якщо такий є, на третьому та четвертому стадіях процесу. 0086) Газоподібний 50» приводять у контакт розчином сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх сумішшю, або розчином тіосульфату калію в абсорбері 502 (Т-1), де контакт з газом/рідиною призводить до поглинання та реакції 5О2 з газового потоку 5О». Т-1 зазвичай бо використовує циркуляційний насос Р1 для циркуляції сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші або розчину тіосульфату калію через теплообмінник Е-1 та зону контакту газ/рідина для контакту та поглинання 50» з газового потоку 50», який подається (01).

І0087| Абсорбер 502 може альтернативно представляти собою будь-яке технологічне обладнання для контакту газ/рідина, включаючи, але не обмежуючись ними, розпилювач, насадки, тарільчатий або барботажний абсорбер, скрубер Вентурі, вбудований розпилювач або вбудований статичний змішувач. 0088) Як поглинання, так і реакція ЗО» з розчином сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші або розчином тіосульфату калію утворюють тепло, яке видаляється 50» абсорберним охолоджувачем (Е-1). Реакція, насамперед, є пов'язаною з більш лужним компонентом - сульфітом калію в сульфіті калію, або бісульфіті калію, або їх суміші або розчині тіосульфату калію для утворення додаткового бісульфіту калію з більш низьким рН розчину: 5О» - К25Оз я Н2О -» 2КНБОз 00891 рН розчину сульфіту калію або бісульфіту калію або їх суміші або тіосульфату калію контролюють шляхом додавання гідроокису калію або карбонату калію з потоку (2А), що додає лужність назад у розчині сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші для утворення більшої кількості сульфіту калію:

КН5бЗО» я КОН -» К»5Оз 4 Нг2О 2гКНБО:з я К»СбОз - 2К250з3 - НгО - СО

Охолодження може бути контрольованим для роботи Т-1 при будь-якій технологічній температурі від приблизно 10-957С (50-200"Р) в залежності від вибраних технологічних цілей.

І0090| Переважно, температура контролюється до приблизно 60"С (140"Р) або менше для обмеження водяної пари в потоці відхідних газів. Обмеження водяної пари в газі зменшує паровий шлейф (конденсовані водяні пари) в кінцевому відхідному газі, який зазвичай викидається до атмосфери через викидну трубу. Якщо утворення парового шлейфу від гарячого водяного пару, коли насичений відхідний газ змішується з більш прохолодним атмосферним повітрям, не є екологічною проблемою, тоді може бути використана більш висока робоча температура Т-1, щоб надлишок води міг залишати процес з відхідним газом. Цього можна уникнути шляхом використання башти для гасіння для видалення надмірної води та навіть уникнути необхідності вимог до охолодження Е-1 та Е-2. У цьому випадку температура процесу контролюється шляхом охолодження від природного випаровування води у вигляді водяної пари з розчину сульфіту калію або бісульфіту калію або їх суміші або розчину тіосульфату калію. Це також допоможе виробляти більш концентрований розчин сульфіту калію або бісульфіту калію або їх суміші або тіосульфату калію з розчином сульфіту. 0091 До розчину сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші (або тіосульфату калію з сульфітом) у Т-1 може додаватися технологічна вода з потоку (05) для процесу, який подається далі до 1-2, а потім до Т-1. Т-- може бути будь-яким придатним технологічним обладнанням для контактування газ/рідина, але є переважно контактною баштою для розпилення або башта з шаром насадок. 00921 Додатково до другої стадії, газовий контактор, 5О2 скрубер (Т-2) може знадобитися для додаткового контактування з газовим потоком 502 для додаткового вилучення та видалення 502. Це дозволяє досягти дуже низьких втрат 5052 з відхідним газом, тому дуже низькі викиди 5О2 виходять у відхідний газ, що скидається до атмосфери. Т-2 працює як контактор газу/рідини так само, як і Т-1.

Ї0093| В одному варіанті здійснення, очищаючий розчин представляє собою розбавлений або слабкий розчин сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші. рН розчину можна регулювати додаванням гідроокису калію або карбонату з потоку (028) в широкому діапазоні рН від приблизно 5-10, але бажано приблизно 7-9 і більш переважно від 8,0 до 8,5 для підвищення ефективності поглинання 5О2 та уникнення поглинання СО». Розбавлений розчин сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх поєднаної суміші проходить до та стає частиною Т-1 сульфіту калію та бісульфіту калію або їх суміші. Вироблений розчин сульфіт калію Т-1, або бісульфіту калію, або їх суміші вважається проміжним продуктом, який підлягає подальшій обробці на третій стадії процесу, щоб стати тіосульфатом калію. Проте сульфіт калію, або бісульфіт калію, або їх суміш також можуть бути вилучені з процесу як окремий продукт.

ІЇ0094| В іншому варіанті здійснення, очищаючий розчин містить тіосульфат калію та, необов'язково, деяку кількість сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші. Параметри рН, описані в попередньому абзаці, застосовуються однаково. 0095) В наступному варіанті здійснення останній процес обробки стадії для вилучення 5О2 та очищення газу перед скиданням в атмосферу полягає у фільтруванні крізь волокнистий шар газового фільтру (Е-1). Цей газовий фільтр виявився корисним, крім контакту газу в башті бо гасіння, Т-1 та Т-2 через деякі залишкові субмікронні частинки кислоти, що залишаються в потоці газу, які не поглинаються в розчин. Дана розбавлена кислота, зібрана газовим фільтром, може подаватися далі з технологічною водою, як показано схемами 1 та 2, або ж може бути вилучена окремо для використання як розбавленої кислоти або нейтралізованої для скидання у стічні води.

І0О096| Наступна стадія процесу (стадія 4) включає в себе перетворення сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші (яка також може представляти собою тіосульфат калію, збагачений сульфітом), яка утворюється на стадії процесу абсорбції 5О», за реакцією тіосульфату калію з додатковою сіркою.

Ї0097| Додаткова сірка може представляти собою елементарну сірку, яка має хімічну валентність 0. Додаткова сірка може також представляти собою сірку з сірководню, який має хімічну валентність -2 у вигляді газу або у вигляді рідини в розчині з калієвим лугом, у вигляді сульфіду калію, та або гідросульфіду калію. Додаткова сірка може також сумішшю елементарної та сірководневої сірки з гідроксидом калію у вигляді полісульфіду калію, яка може мати середню валентність від 0 до -2. 0098) Додатковий гідроксид калію або карбонат калію можуть додавати, якщо потрібно для підтримання рН продукту реакції тіосульфату калію, а у випадку, коли продукт реакції тіосульфату калію має підвищений рН з надлишком КОН від реакції з сульфідом калію, то тіосульфат калію може бути рециркульовано до Т-1 для реакції з 50», з метою зниження рН та споживання надлишку КОН. 00991 Хімічні реакції з утворення тіосульфату калію можуть бути представлені хімічними рівняннями:

КНЗО» ж 5 я КОН -» К»52Оз -- НгО (реакція з сіркою)

КНБЗО»з «з К»БО» з Н25 -о 1,5К2520Оз 4. 1,5Н20 (реакція з сірководнем) 2КН5БОо:з ж КН5З -о 1,5 К2520Оз 4. 1,5Н2О (реакція з гідросульфідом)

КНБЗО» 4 К25 ж 502 -- 1,5 К2520Оз -- 0,5Н2О (реакція з сульфідом та ЗО»)

БКНБО: з К2ба ї 2КОН-» 4,5К2520Оз -- 3,5Н2О (реакція з полісульфідом). 00100) В одному варіанті здійснення (варіант здійснення Її) на даній стадії процесу (стадія 4) сульфіт калію, або бісульфіт калію, або їх суміш, або тіосульфат калію, збагачений сульфітом, реагують з додатковою елементарною сіркою. Дану стадію можуть проводити на будь-якому

Зо технологічному обладнанні, яке сприяє контактуванню реакційної суміші з елементарною сіркою. Реактор тіосульфату калію/сірки (К-3) переважно представляє собою реактор з безперервно перемішуваною ємністю (С5ТК).

ЇО0О101| Потік подачі елементарної сірки, потік (03) може бути або твердою або рідкою/розплавленою сіркою, але краще розплавленою, таким чином, що дія перемішування в реакторі розриває подачу розплавленої сірки, коли вона охолоджується, утворюючи невеликі тверді частинки сірки. Малі частки сірки переважно мають велику загальну площу поверхні, доступну для реакції з розчином тіосульфату калію в реакторі.

І00102| Реакційна суміш представляє собою, головним чином, розчин тіосульфату калію, який містить сульфіт з сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші потоку (11) до реактору (К-3) калію тіосульфат /сірка. Реакція відбувається між сульфітним компонентом, який постачається сульфітом калію, або бісульфітом калію, або їх сумішшю та елементарною сіркою в розчині тіосульфату калію для отримання додаткового тіосульфату калію. Акумульований тіосульфат калію переважно знімають безперервним способом із безперервного процесу, але реакція може бути здійснена на порційній основі, якщо це потрібно.

Ї00103| Переважно, сірка є суспендованою в реакційному розчині при перемішуванні в

СЗТ. Альтернативно сірка може реагувати в реакторі з псевдозрідженим шаром, де сірка знаходиться у суспензії у реакційному розчині тіосульфату калію за допомогою циркуляційного насоса або змішувача або змішувачів. Крім того, сірка може перебувати в статичному шарі, при цьому реагуючий розчин тіосульфату калію циркулює крізь шар. 00104) Реакцію можуть проводити при будь-якій температурі, але реакція є повільною і швидша реакція є переважною при підвищеній температурі. Переважно температура реакції контролюється нагріванням катушками приблизно від приблизно 70 до приблизно 1057С і більш переважно приблизно від 93 до 997С (200-210"Р) для оптимального швидкості реакції з твердими частинками сірки та для обмеження К-3 до низького або атмосферного тиску реактора. Можуть також застосовувати більш високі температури реактора, але при температурах вище приблизно 1217С (250) сірка знаходиться в стані розплаву/рідини, а підвищений тиск в реакторі та перемішування з більшим ступенем перемішування необхідні для того, щоб розплавлена сірка формувалася у невеликі краплі.

ЇО0О1О5| рН реакції регулюють до нейтрального або злегка лужного шляхом додавання 60 гідроксиду калію або карбонату калію, потік (022). Якщо використовується карбонат калію або коли утворюється залишковий карбонат з одержаного бісульфіту калію, то з реактора в потоці (07) викидається СО». Значення рН в цілому становить від приблизно 5 до приблизно 9, переважно від приблизно 6 до приблизно 8. 00106) В іншому варіанті здійснення цієї стадії 4 (варіант здійснення ії) дана стадія процесу проводиться з сірководневим газом та проводиться на будь-якому технологічному обладнанні, що сприяє газо-рідиному контактуванню щодо поглинання та взаємодії газоподібного Не5 з тіосульфатом калію плюс сульфіт калію, або бісульфіт калію, або їх суміші реакційної суміші.

ЇО0107| Розчин поглинання переважно представляє собою, головним чином, розчин тіосульфату калію або розчин тіосульфату калію, збагачений сульфітом, який містить сульфіт із сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміш, причому даний розчин переважно контролюється до нейтрального або слабколужного рН. Температуру реакції контролюють при охолодженні процесу переважно вище приблизно 50"7С (120"Р), щоб мінімізувати конденсацію вуглеводнів та, бажано, нижче приблизно 82"С (180), щоб обмежити вологість у неабсорбованому відхідному газі Т-3. Значення рН в цілому становить від приблизно 5 до приблизно 9, переважно від приблизно 6 до приблизно 8. 00108) Поглинання та реакцію газоподібного НагЗ переважно здійснюють в абсорберній башті з насадками, яку називають абсорберною баштою сірководню (Т-3) на Фіг. 1. Потік (03) подавання газоподібного Н2г5 може складатися від 10095 газоподібного Н2г5 до газових потоків, які містять менше 195 Н25. Переважно газовий потік Не5 представляє собою концентрований потік газоподібного Неа5, який містить 5095 або більше Не5, та називається кислим газом на газопереробних заводах та нафтопереробних заводах, які відходять від амінних блоків, які використовуються для видалення На5 з вуглеводневих потоків. Поглинання та реакція є селективним для Не5 та відкидає СО» та вуглеводні, які можуть бути в потоці подачі кислоти (03) до Т-3.

Ї0О0109| Даний варіант здійснення способу, стадії 4, для селективного поглинання та взаємодії Н25 з сульфітом калію, або бісульфіту калію, або їх суміші (або тіосульфату калію, збагаченого сульфітом) для отримання тіосульфату калію може бути використаний у спеціальних додатках для вилучення Но25 та видалення з газових потоків. Використання сульфіту калію, або бісульфіту калію, або їх суміші як селективного нерегенеративного агента

Зо поглинання для Н2З може використовуватися як альтернативний спосіб обробки амінами потоків, які містять Нг5. В багатьох невеликих та віддалених місцях, які не мають необхідних комунікацій та інфраструктури для підтримки процесу регенеративної обробки амінів, сульфіт калію, або бісульфіт калію, або їх суміш можна імпортувати або виготовляти на місці для використання як невідновлювального реагенту для вилучення На25 виробляючи тіосульфат калію. Дана стадія процесу може також використовуватися на великих газових заводах та нафтопереробних заводах замість амінних блоків до відпрацьованого потенціалу обробки амінів, та кислотний газ, отриманий шляхом обробки амінами, переходить до блоків вилучення сірки, і тим самим збільшує загальну здатність амінної обробки та вилучення сірки.

ЇОО110|У великих операціях з видобутку сірки, які зазвичай зустрічаються на нафтопереробних заводах та газопереробних заводах, цей процес тіосульфату калію може бути використаний для додавання або заміни операцій з видобутку сірки, що в результаті призводить до збільшення загального об'єму видобутку сірки або альтернативних операцій видобутку сірки для засобів виробництва. 00111) Сірка, яку несе Ноз/кислотний газ, може альтернативно відводитись від основних блоків вилучення сірки по Клаусу до пристрою спалювання для спалювання для утворення потоку газу 5О2. Це фактично звільняє основний Клаус ЗКО для більш повної потужності вилучення сірки для засобів виробництва. Крім того, направляючи Ноб/кислотний газ до Т-3,

На5 абсорбер відвантажує додатковий газ Н25, що йде до 5КО Клауса. Обробка спалених відхідних газів Клауса на стадії поглинання 50: у процесі усуває потребу в інших процесах, що вимагають регенеративних блоків очищення відхідних газів Клауса, таких як установки 5СОТ, які, як правило, переробляють НгЗ/кислотний газ до Клаус БК), що знижує потужність Клаус

ЗВ. 00112) В іншому варіанті здійснення (варіант здійснення Ії) цю стадію процесу (стадія 4) реагування сульфіт калію або бісульфіту калію або їх суміші або тіосульфат калію, збагаченого сульфітом, виконують з полісульфідом калію.

І00113| В ще одному варіанті здійснення (ім) використовують сульфід калію, тоді як у варіанті (м) використовують бісульфід калію. 00114) Будь-який з даних варіантів здійснення може бути виконаний у технологічному обладнанні, яке сприяє змішуванню реакційної суміші. Це рідинно-рідинна реакція, яка бо відбувається набагато швидше, ніж при елементарній сірці, яка є твердою-рідкою реакцією. В даному випадку рідинно-рідинна реакції, підвищена температура реакції та сильне змішування не потрібні. Реакційний рН регулюють до нейтрального або слобколужного шляхом додавання гідроксиду калію або карбонату калію, потік (022). Якщо використовується карбонат калію або коли утворюється залишковий карбонат із сульфіту калію або бісульфіту калію або їх суміші, то в реакторі (07) викидається СО». Значення рН в цілому становить від приблизно 5 до приблизно 9, переважно від приблизно 6 до приблизно 8. 00115) Остання стадія полягає в відновленні продукту тіосульфату калію, тобто вилучення тіосульфату калію з процесу, для одержання продукту, який можуть зберігати, транспортувати та продавати. Ця стадія збирання тіосульфату калію може необов'язково додатково включати концентрацію розчину тіосульфату калію. Якщо розчин тіосульфату калію концентрується, це робиться переважно кип'ятінням або випарюванням надлишкової води з розчину для отримання концентрованого розчину або сухого тіосульфату калію, якщо це необхідно. Розчин тіосульфату калію, як правило, концентрують до приблизно 5095 або трохи більш високої концентрації розчину, що має загальну концентрацію сірки приблизно 1795 5, використовуючи випарник або концентратор розчину (Е-4). 00116) Ступінь концентрації, необхідної для одержання тіосульфату калію при концентрації приблизно 1795 5, залежить від кількості надлишку води, яка присутня в сульфіті калію або бісульфіту калію або їх суміш/тіосульфат калію багатий на сульфіт, отриманих на стадії 3, а в потоках сірчаних подаючих струменях додають на стадії 4 процесу. Елементарна сірка не містить води і може усувати необхідність концентрації для отримання концентрованого розчину тіосульфату калію, якщо сульфіт калію або бісульфіт калію або їх суміш, що подаються до стадії 3, достатньо концентрується. Газоподібний Н2о5 або полісульфід, який подають на третю стадію, додає воду до утвореного тіосульфату калію та, як правило, вимагає концентрування на стадії кінцевого процесу для видалення зайвої води. 001171) Хоча це не є типовим, концентрація розчину тіосульфату калію може бути досягнута шляхом обмеження охолоджування та забезпечення температури в Т-1 та Т-2 достатньо високими, щоб вода могла виходити у газовий вентиль, у вигляді водяної пари. Це дозволяє виробляти концентрований розчин сульфіту калію, або бісульфіту калію або їх суміші. 00118) Додатково, за бажанням, розчин сульфіту калію або бісульфіту калію або їх суміші для абсорбції 5О» в Т-1 та Т-2 може стати розчином калію тіосульфату для поглинання ЗО», якщо бажано дозволити та контролювати переробку тіосульфату калію між Т-1, Т-2 і Т-3 або Р-3 через потоки (11, 12 і 15). Цей тіосульфат калію-50» спосіб поглинання операціями транспорту розчину тіосульфату калію до Т-1 та Т-2 абсорбційної системи газоподібного 5О», щоб забезпечити випаровування надлишку води у потоці відхідного газу (06, 16). Поглинання 502 розчином тіосульфату калію в Т-1, 1-2 утворює розчин тіосульфату калію, який повертається назад до Т-3 або Р-3 для реакції сульфіту з метою отримання додаткового тіосульфату калію з низьким вмістом сульфіту. 00119) Додатковою перевагою використання розчину тіосульфату калію в Т-1 та Т-2 є нижче утворення сульфатів, викликане частковим окисненням сульфітного компонента у розчині абсорбції тіосульфату калію залишковим киснем у потоці газів згорання 502 (01). Нижче окиснення здійснюється за рахунок зниження концентрації сульфіту в розчині тіосульфату калію та, можливо, також з компоненту тіосульфату калію в тіосульфаті калію, який діє як інгібітор окиснення. Ще однією перевагою є здатність перерозподіляти лужність між стадією два та стадією три обробки розчинів. Будь-яка надлишкова лужність, що потрапляє на стадію 3, може бути перерозподілена на другий стадія у потоці (12), де основна частина лужності потрібна для поглинання 50», а потім повертається до стадії три у потоці (11).

І00120| Більш низька концентрація тіосульфату калію може утримувати сульфат калію в розчині. Проте концентрований тіосульфат калію має низьку переносимість сульфату калію в розчині. Після концентрування розчин тіосульфату калію може бути охолодженим, перш ніж його буде направлено на зберігання у потоці (08). При охолодженні будь-яка значна кількість сульфату калію, що перевищує граничну концентрацію розчинності приблизно 0,995, кристалізується і випадає з розчину. Кристали сульфату калію, якщо такі є, можуть бути відфільтровані з концентрованого розчину тіосульфату калію та, якщо потрібно, оброблені як окремий продукт.

ІЇ00121| Як описано вище, об'єм виробництва бісульфіту калію та тіосульфату калію може бути збільшений шляхом відведення або додавання більшої кількості сірковмісних потоків, що подаються до обладнання для спалювання газів 5О2 або сміттєспалювального заводу для збільшення виробництва 50». Один з подаючих газових потоків до сміттєспалювального заводу - від неабсробованого вихідного газу Т-3, поток (07). Надлишок газу Н»5 до Т-3 допомагає одержати тіосульфат калію з низькою залишковою концентрацією сульфіту, та надлишок Но5 в потоці (07) призводить до утворення газу згоряння 5О». 001221 Крім того, даний винахід передбачає безперервне виробництво тіосульфату калію за допомогою (А) забезпечення двоокису сірки, який містить газовий потік (01) та калієвмісний луг (02), принаймні до однієї абсорбційної башти (Т-1, Т-2) при поглинанні газу в абсорбційний розчин, що містить сульфіт та/або тіосульфат (10, 15), який циркулює по абсорбційній вежі (Т-1,

Т-2), і (В) видалення частини поглинаючого розчину для отримання (11) сульфіту калію для (С) реакції розчину, що містить сульфіт калію, з сіркою, сірководнем, сульфідом калію, бісульфідом калію та/або полісульфідом калію (03) з додаванням додаткового калієвмісного лугу за необхідності (02) для отримання тіосульфату калію в судині (Т-3, Р-3), вилучення тіосульфату калію (09) та (0) необов'язково концентрування тіосульфату калію в теплообміннику (Е-4) для одержання концентрованого тіосульфату калію (08). 00123) Крім того, представлений винахід передбачає безперервне виробництво сульфіту калію або бісульфіту калію або їх суміші за допомогою (А) забезпечення газового потоку, що містить газоподібний сірчистий газ (01), калієвмісного лугу (02), принаймні до однієї абсорбційної башти (Т-1, Т-2), під час поглинання газу в абсорбційний розчин, який містить сульфіт (10, 15), де поглинаючий розчин циркулює по абсорбційній вежі (Т-1, Т-2), та (В) видалення частини абсорбційного розчину для одержання розчину (11) та (0), необов'язкового концентрування сульфіту калію/бісульфіту калію в теплообміннику (Е-4) для отримання концентрованого сульфіту/бісульфіту калію (08). 00124) Варіанти здійснення та переваги, описані для даного способу, та з використанням опису креслень, застосовуються до опису безперервного процесу, який наводиться в попередніх двох параграфах.

Claims (16)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб одержання тіосульфату калію, який включає наступні стадії: стадія (1а): отримання розчину гідроксиду калію для нейтралізації компонентів, які утворюють кислоту; Зо стадія (165): отримання розчину, який контактує з 50», який містить принаймні деяку кількість сульфіту калію або бісульфіту калію, або їх суміші; стадія (2): отримання газоподібного діоксиду сірки; стадія (3): взаємодія розчинів зі стадії (Та) та стадії (15) із газом зі стадії (2) для поглинання газоподібного 50» та утворення реакційної суміші, яка включає сульфіт калію або бісульфіт калію, або суміш сульфіту калію або бісульфіту калію; стадія (4): додавання сірки або сполуки, яка містить сульфід, який має ступінь окиснення 0, -2 або від 0 до -2, до реакційної суміші, та реагування суміші з утворенням тіосульфату калію; та стадія (5): виділення тіосульфату калію.

2. Спосіб за пунктом 1, який додатково включає на стадії (4) додавання гідроксиду калію.

3. Спосіб за пунктом 1, який додатково включає на стадії (5) концентрування тіосульфату калію.

4. Спосіб за будь-яким одним з попередніх пунктів, де газоподібний діоксид сірки походить зі спалювання сірки з киснем; діоксид сірки з хвостового газу або спаленого хвостового газу, обробки коксу або перетворення сірководню в діоксид сірки.

5. Спосіб за будь-яким одним з попередніх пунктів, де ефективність поглинання 502 підтримується додаванням лужного гідроксиду калію або карбонату калію для підтримання рн розчину в діапазоні рН від 5 до 10, переважно від 7 до 9.

6. Спосіб за будь-яким одним з попередніх пунктів, де у випадку, коли газоподібний 50» містить Со» в розчині, який контактує з 50», на стадії (3) контролюють значення рН меншим ніж 8,5.

7. Спосіб за будь-яким одним з попередніх пунктів, де спосіб використовується як система очищення та абсорбції газоподібного 50», як блок обробки хвостового газу (ТТ) або як система десульфуризації димових газів (ЕСЮО) для обробки та очищення газових потоків, що містять компоненти сірки, перед скиданням в атмосферу.

8. Спосіб за будь-яким одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що на стадії (4) сульфітовий компонент із стадії (3) взаємодіє із сіркою або сульфідом, який містить сполуки для одержання додаткового тіосульфату калію, де сполуки, що містять сірку або сульфід, що використовуються в реакції перетворення, вибираються із сірковмісних сполук, які містять сірку, яка має ступінь окиснення 0, -2 або значення від 0 до -2, які включають елементарну сірку (5), сірководень (Нге5), сульфід калію (К25), гідросульфід калію або бісульфід калію та полісульфід калію (Кох для від х» 1 до х - 5).

9. Спосіб за будь-яким одним з попередніх пунктів, в якому тіосульфат калію, який виділяється, має концентрацію 40 мас. 95 або вище, без стадії концентрації.

10. Спосіб за будь-яким з одним попередніх пунктів, де спосіб є безперервним процесом.

11. Спосіб одержання тіосульфату калію за будь-яким одним з попередніх пунктів, який включає: (А) забезпечення газового потоку (01), який містить двоокис сірки та луг, який містить калій (02), принаймні в одній абсорбційній башті (Т-1, Т-2), під час поглинання газу в абсорбуючий розчин, який містить принаймні деяку кількість сульфіту або бісульфіту (10, 15), де абсорбційний розчин циркулює по абсорбційній башті (Т-1, Т-2), і (В) вилучення частини абсорбційного розчину для одержання розчину, який містить сульфіт калію (11) для (С) взаємодії розчину, який містить сульфіт калію з сіркою, сірководнем, полісульфідом, сульфідом та/або бісульфідом (03) з додаванням, якщо потрібно, додаткової кількості калієвого лугу (02) для отримання тіосульфату калію в ємності (Т-3, 8-3), вилучення тіосульфату калію (09), та (р) необов'язкове концентрування тіосульфату калію в теплообміннику (Е-4) для одержання концентрованого тіосульфату калію (08).

12. Рідкий калієвий продукт, отриманий способом за будь-яким одним з попередніх пунктів, де калієвий продукт являє собою тіосульфат калію, який має концентрацію 40-56 мас. 95.

13. Рідкий калієвий продукт за пунктом 12, в якому концентрація тіосульфату калію становить 50-56 об.

14. Рідкий калієвий продукт за пунктом 12, де калієвий продукт являє собою тіосульфат калію, воду та 5 95 або менше інших продуктів, де кількість інших продуктів, ніж тіосульфат калію та вода, становить 5 мас. 95 або менше, переважно 2 мас. 95 або менше.

15. Рідкий калієвий продукт за пунктом 14, в якому інші продукти містять таку кількість сульфату, яка становить 1 мас. 96 або менше (виміряну як сульфат калію), переважно 0,8 мас. 96 або менше, та навіть більш переважно 0,4 мас. 95 або менше; та кількість сульфіту 1 мас. 96 або менше, переважно 0,7 мас. 95 або менше, та кількість натрію становить 1 мас. 95 або менше. Зо

16. Рідкий калієвий продукт за пунктом 12-15, де продукт має стабільність зберігання щонайменше півроку або більше, переважно 1 рік або більше, та навіть більш переважно 2 роки або більше при температурі навколишнього середовища, така стабільність зберігання означає, що рідина залишається прозорою, тобто кристалів або осаду не видно неозброєним оком.