1708396 - Способ очистки водородсодержащего газа от сероводорода

Способ очистки водородсодержащего газа от сероводорода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к нефтегазоперерабатывагощей промышленности и может быть использовано для очистки г'аза от сероводорода. Для осуществления способа очистки водородсодержащего газа от сероводорода, включающего его окисление кислородом при 250-300°С в псевдоожижекном слое алюмомагнийхромового катализатора при отношении кислород:сероводород 0,5-0,51 для увеличения селективности процесса по сероводороду катализатор предварительно обрабатывают газом, содержащим сероводород и кислород в объемном соотношении 1 ;0,2-0,5 при 180-230°С в течение 1-2 ч. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 D 53/36

ГОСУДАРСТВЕН ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (/)

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4773233/26 (22) 25.12.89 (46) 30.01.92. Бюл. N 4 (71) Башкирское специальное конструкторско-технологическое бюро Научно-производственного обьединения Грознефтехим" (72) Ф.Р.Исмагилов, С.P.Õàéðóëëèí, Н.M.Äîáðûíêèí, 3.P.Исмагилов и Е.С.Баимбетова (53) 66.074,3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1627507, кл. В 01 D 53/36, 1988. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОДА !

Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности и может быть использовано для очистки водородсодержащего углеводородного газа от сероводорода.

Целью изобретения является увеличение селективности процесса по сероводороду

Процесс проводят следующим образом.

Для предварительной обработки катализатора в разогретый до 180-230 С реактор каталитического окисления с псевдоожиженным слоем алюмомагнийхромового катализатора используют газ, например сероводородсодержащий топливный газ, содержащий сероводород и кислород в соотношении 1:0,2-0,5. Обработку проводят в течение 2 ч. Содержание сероводорода в газе, используемом уля ,обработки катализатора, 100-1000 мгlм .

После двухчасовой обработки прекращают подачу газа, а в реактор подают очищаемый сероводородсодержащий газ, который и создает кипящий слой катализа„„Ж„„1708396 А1

{57) Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности и может быть использовано для очистки газа от сероводорода. Для осуществления способа очистки водородсодержа щего газа от сероводорода, включающего его окисление кислородом при 250-300 С в псевдоожиженном слое алюмомагнийхромового катализатора при отношении кислород:сероводород 0,5-0,51 для увеличения селективности процесса по сероводороду катализатор предварительно обрабатывают газом, содержащим сероводород и кислород в объемном соотношении 1;0,2-0,5 при

180-230 С в течение 1-2 ч. 1 табл, тора. Одновременно подают воздух непосредственно в кипящий слой катализатора в стехиометрическом соотношении к сероводороду, равном 0,5-0,51.

Очистку водородсодержащего газа проводят при 250-300 С. Проведение процесса в указанном интервале температур является оптимальным, дальнейшее повышение температуры нецелесообразно, поскольку в указанном интервале температур степень очистки водородсодержащего газа от сероводорода достигает 98-99,57. При указанном интервале температур происходит реакция селективного окисления сероводорода в элементарную серу.

Продукт окисления вЂ” пары серы и влаги в смеси с углеводородами с температурой

230 С поступают в котел-утилизатор, где пары серы конденсируются и стекают в емкость для сбора серы. Очищенный газ с температурой 140 С подают в качестве топлива на сжигание. Анализ исходного и очищенного газа осуществляют на хроматографе марки JlXM-8 ОД.

1708396

Исследования предлагаемого способа проводились на опытной установке Туапсинского НПЗ. В качестве катализатора используют алюмомагнийхромовый катализатор, носителем которого служит оксид алюминия, Содержание активного компонента Мд Сг204/ "А! 20з 10-20 вес.%. 3 агрузка катализатора 20 л.

Пример 1.

Условия предварительной обработки катализатора:

Температура, С 200

Продолжительность, ч 2

Соотношение сероводорода и кислорода в топливном газе, используемом для обработки катализатора 1:О

Состав очищаемого газа, об. :

Сероводород 6

Водород 65

Углеводороды 29

Температура окисления 260 С.

Для предварительной обработки катализатора в разогретый до 200 С в реактор каталитического окисления с псевдоожиженным слоем алюмомагнийхромового катализатора подают сероводородсодержащий топливный газ, не содержащий кислород; содержание сероводорода в нем 100 мг/м .

После 2-часовой обработки прекращают подачу газа для обработки и в реэктор подают очищаемый газ, представляющий собой смесь газа риформинга и топливного газа с установки

AT, содержащий 6 об.%сероводорода,,углеводородов СпН2п+2 29 об.%, который создает кипящий слой катализатора.

Одновременно подают воздух при соотношении кислород/сероводород 0,51. Окисление очищаемого газа проводят при 260 С.

Продукты окисления вЂ” пары серы и влаги в смеси с углеводородами. вЂ” при 230 С поступают в котел-утилизатор, где пары серы конденсируются и стекают в емкость для сбора серы; Очищенный газ с температурой 140 С направляют на технологические нужды. При этом степень окисления сероводорода 95%, степень окисления водорода 5%, следовательно; потери его составляют 5%, т.е. отсутствие кислорода в обрабатываемой смеси снижает эффект обработки.

Пример 2. Проводят аналогично примеру 1, изменяют содержание кислорода в обрабатываемом газе в соотношении сероводород/кислород 1:0,1; При этих условиях степень окисления сероводорода

97,0%. потери водорода 3%.

Пример 3-6. Проводят аналогично примеру 1, содержание кислорода в очищаемом газе в соотношении сероводород/кислород 0,2-0,5. Эти соотношения являются оптимальными, так как именно при этих соотношениях высокая степень окисления сероводорода, 99%, водорода 1%, т.е. потери водорода 1%.

Пример 7. Проводят аналогично примеру 1, при соотношении 1:0,1-0,6 также падает эффект обработки; степень окисления сероводорода 98%, потери водорода

2-%.

Пример 8. Определяют оптимальную температуру обработки при соотношении в обрабатываемом газе Н2/0 1:0,4. Прочие условия аналогичны примеру 1. Так, при температуре обработки катализатора 170 С на катализаторе происходит осаждение серы, что ухудшает условия обработки, заключающиеся в том, что затрудняется доступ газовой смеси на поверхность катализатора. Степень превращения сероводорода при этих условиях 96%, водорода 4%.

Пример ы 9-11. Температура предварительной обработки катализатора 180, 215 и 230 С. П рочие условия ан ало гичн ы примеру 8.

Пример 12. Температура предварительной обработки катализатора 250 С, прочие условия аналогичны примеру 8.

Пример 13. Определяют оптимальную продолжительность предварительной обработки катализатора. Температура предварительной обработки катализатора

230 С, продолжительность 0,5 ч, Прочие условия аналогичны примеру 1.

Пример 14. Продолжительность предварительной обработки катализатора 1,0 ч..

Прочие условия аналогичны примеру 13.

Пример 15. Продолжительность предварительной обработки катализатора 3 ч.

Прочие условия аналогичны примеру 13.

Пример 16. Продолжительность предварительной обрабо ки катализатора 4,0 ч.

Прочие условия аналогичны примеру 13.

Результаты экспериментов по примерам сведены в таблицу.

Как видно из приведенных данных, предварительная обработка катализатора газом, содержащим сероводород и кислород в соотношении 1;0,2-0,5 при 180-230 С в течение 1-2 ч позволяет добиться высоких степеней окисления сероводорода вЂ” 99%, т,е. увеличения селективности процесса по сероводороду; потери водорода при этом минимальны.

Применение способа за пределами выбранных интервалов приводит к уменьшению. степени окисления сероводорода, а следовательно, к увеличению потерь водорода. Так, в опыте 1, отсутствие кислорода в

1708396 самым сократить потери водорода с 16 до

0,5 )ь; сохранить неизменным углеводородный состав очищаемого газа; повысить стабильность и улучшить управляемость процесса за счет исключения окисления водорода и связанное с этим уменьшение тепловыделения в слое катализаторе.

Условия предварительной обработки катализатора

Примеца ние

Условия окисления

Состав исходного газа, об.й

М11 и/и

Результаты окисления

ТемператуСоотношение н s/o

Степень окисления водорода, 2 (потери водорода) Соотно" шение

Ос/Нзо

Продолжительность >

Температура, С

Сявэма

Иго

Степень окисления се" роводор.,ь ра, С

Предлагаемый

260 0,51 г60 0,51

260 0,51

260 0 51

260 0,51

260 0,51 способ

200 2 0

200 2,0 200 2,0

200 2,0

170 2,0

95,0 5,0

97,î 3,0

99,0 l>0

99,0

99,0 1,0

98,0 2,0

96,о 4,о

65,, О 29,о

65 >0 29,0

65,0 29,0

1:О

1:О,1

1:О,г l: 0,3

1:0,4

1:0,5

1:0,6

1;0,4

1 6,0

2 6,0

3 6,0

4 6,0

5 6,0

6 6,0

7 б,о

8 6,0

Происходит осаждение серы на ката лизаторе во время обра-: ботки

2,0 1:0,4 99,0

2,0 1>04 99,5

2,0 1,04 99,5 г,о 1 04 98,о

0,5 1,04 93

1,о 1,04 99,5

3,0 1,о4 99,5

4,0 1,04 99,5

1,О

0,5

0 5

2,О

7,о

0,5

18о

23а г30

230 способ

Предварительной обра- 90 ботки газом, содержа- 88 шим сероводород и 84 кислород> не производилось

26о

260 г60

260 гбо

9 6,0 65,0 29,0

10 6,0 65,0 29,0

11 6,0 65,0 29,0

12 6>0 65,0 29,0

13 6,0 65,0 29,0

14 6,0 65,0 29,0

15 6,0 65,0 29>0

16 6,0 65,0 29,0

0,51

0 51

0,51

Известный

0,51 а,51

0,51 г60 гоо

300

1О

1г

17 6,0 65,0 29,0

18 Ь 0 65>0 29 О

19 6,0 65,0 29,0

Составитель Е,баимбетова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Шароши

Редактор О.Спесивых

Заказ 381 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательскийзиабинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 обрабатываемой смеси снижает эффект обработки, При предварительной обработке катализатора газом, содержащим сероводород и кислород в соотношении 1:0,1-0,6, так: e падает эффект обработки.

При 180 С на катализаторе происходит осаждение серы, что ухудшает условия обработки, заключающиеся в том, что затрудняется доступ газовой смеси на 10 поверхность катализатора.

При 250 С происходит окисление сероводорода кислородом смеси, поэтому эффективность обработки снижается.

Продолжительность 0 5 ч недостаточна 15 для проведения процесса, а продолжительность более чем 2 ч не дает дальнейших результатов.

Использование предлагаемого способа позволит увеличить селективность процес- 20 са по сероводороду и вследствие этого снизить степень окисления водорода и тем

Формула изобретения

Способ очистки водородсодержащего газа оТ сероводорода, включающий его окисление кислородом при 250-300 С в псевдеажиженном слое алюмомагнийхромового катализатора при объемном oTHolllB" нии кислород;сероводород 0,5-0,51, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличеНия селективности процесса по сероводороду, катализатор предварительно обрабатывают газом, содержащим сероводород и кислород в объемном соотношении 1:0,2-0,5 при

180-230 С в течение 1-2 ч.

Способ очистки водородсодержащего газа от сероводорода

Патент 1708396