Способ удаления соединений серы из газа с этапами гидрирования и прямого окисления - RU2017134117A
Код документа: RU2017134117A
Формула
1. Способ удаления соединений серы, содержащихся в обрабатываемом газе, содержащем до 15% по объему соединений серы, в пересчете на H2S, включающий в себя:
1) первую стадию гидрирования указанных соединений серы в H2S в присутствии водорода над катализатором гидрирования, причем газ подают при температуре 200-320 °С и более предпочтительно 250-280 °С,
2) прямое окисление H2S в элементарную серу в присутствии кислорода над катализатором прямого окисления при контролируемой температуре ниже точки росы серы, как правило, в диапазоне 20-180 °С и предпочтительно 110-140 °С, получают элементарную серу, осажденную в слое катализатора, и очищенный газ,
3) регенерацию инактивированного катализатора прямого окисления, причем указанную регенерацию осуществляют in-situ путем пропускания горячего газа при температуре выше точки росы серы для десорбции серы, температура, как правило, составляет 200-500 °С, часто 250-350 °С, затем охлаждают полученный газ, как правило, при 122-170 °С, конденсируют и отделяют элементарную серу, получают обедненный элементарной серой газ и регенерированный катализатор,
отличающийся тем, что непрерывный способ работает со следующими последовательными этапами, и реакцию окисления осуществляют в по меньшей мере двух отдельных зонах прямого окисления таким образом, что одну зону (или несколько) используют под регенерацию, другую зону (или несколько) используют для работы, причем:
- сырье (газ, подлежащий обработке, содержащий соединения серы+H2), подвергают указанному первому этапу гидрирования 1),
- после этого осуществляют указанный этап регенерации 3) катализатора прямого окисления, инактивированного в предыдущем цикле, указанная регенерация осуществляется in-situ путем пропускания горячего газа, выходящего с первой стадии гидрирования 1),
- затем, обедненный элементарной серой газ, выходящий с этапа 3 регенерации) подвергают второму этапу гидрирования 4) в присутствии водорода над катализатором гидрирования, газ подают при температуре 122-320 °С,
- затем на указанном этапе 2) прямого окисления H2S, образовавшийся на первой и второй стадиях гидрирования, превращают в элементарную серу, получают отложения элементарной серы в слое катализатора и очищенный газ.
2. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором слой катализатора окисления содержит внутреннее охлаждение для регулирования температуры, например, внутренний теплообменник, такой как теплообменник из термоплит, встроенный в каталитический слой.
3. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором этапы гидрирования проводят без охлаждения.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором водород добавляют в избытке в поток газа, подлежащего обработке, и поток водорода контролируется ниже по потоку от процесса для того, чтобы оставалось 1-5 об.% водорода.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, осуществляемый в, по меньшей мере, двух идентичных реакторах, работающих в нисходящем потоке, каждый из которых содержит:
- в верхней части реактора первую зону по меньшей мере одного каталитического слоя катализатора гидрирования, получающую газ, содержащий водород,
- затем вторую зону катализатора прямого окисления, содержащего внутреннее охлаждение, предпочтительно встроенный теплообменник из термоплит,
- и между первой зоной и зоной прямого окисления и перед впуском в зону прямого окисления, введение кислородсодержащего газа, указанное введение активируется только во время реакции окисления, и способ работает следующим образом:
- первый реактор, получающий газ, подлежащий обработке, находится при температуре 200-500 °С (так называемый горячий режим), первая реакция гидрирования происходит в первой зоне и реакция регенерации происходит во второй зоне,
- газ, отобранный из второй зоны первого реактора, поступает в первую зону второго реактора, который находится при температуре 122-320 °С, и происходит второй этап гидрирования,
- газ из первой зоны второго реактора, необязательно охлажденный, протекает во вторую зону второго реактора, где температура поддерживается при температуре ниже точки росы серы (так называемый холодный режим), и очищенный газ выходит,
- до инактивации катализатора окисления второго реактора газовые пары переключают таким образом, что второй реактор становится первым реактором, работающим в режиме горячего режима, и первый реактор становится вторым реактором, работающим в холодном режиме.
6. Способ по п.5, в котором между первой и второй зонами каждого реактора спроектирован объем, указанный объем используют для охлаждения газа, выходящего из зоны гидрирования до контакта с катализатором прямого окисления.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором катализатор гидрирования содержит элемент VIII группы и элемент VIБ группы, нанесенный на оксид алюминия, предпочтительно это катализатор CoMo/оксид алюминия.
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором катализатор прямого окисления выбирают среди катализаторов, состоящих из оксида титана, катализаторов, содержащих (или состоящих из) Fe, CoMo или NiMo, нанесенных на оксид титана, катализаторов, содержащих (или состоящих из) меди, нанесенной на оксид титана или оксид алюминия, катализаторов, содержащих сульфид-оксид переходного металла, выбранного из Fe, Cu, Ni, Cr, Mo и W, нанесенный на карбид кремния.
9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором первую стадию гидрирования проводят в присутствии избытка водорода в 1-5 об.% относительно общего стехиометрического количества компонентов, подлежащих гидрированию, и этап прямого окисления проводят в присутствии избытка кислорода 0,1-4 об.% относительно стехиометрического количества компонентов, подлежащих окислению.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором водород получают на месте с помощью генератора газа-восстановителя, подаваемого с природным газом и воздухом в субстехиометрическом количестве.
