Способ очистки отходящих газов производства серы

серы. отличающийся темдпогъщродшз СОБ и СВ ведут на катализаторе, состоящем либо из диоксида титана, либо из диоксида титана,содержащего 1-2 О масс. сульфата кальция,или стронция, или бария.З. Способ по п.1 отличающийся тем, что катализатор используют с удельной по Изобретение относится к области очистки серосодержащих промышленных газов.Более конкретно, изобретение относится к очистке остаточных газов производства серы,содержащих от 0,2 до 4 об. Н 25, 502 и по меньшей мере одно из соединений СОЕ и С 52.Известен способ очистки газов производства серы, содержащих СОВ, С 2 и 502, включающий гидрогенирование и каталитический гидролиз серосодержащих газов, охлаждение остаточного газа и последующую каталитическую переработку его по методу Клауса при температуре 100160 С и мольном соотношении Н 25 02 2 1 с получением серы.Недостаток этого способа заключается в сложности его осуществления и в больших энергозатратах, связанных с осуществлением гидрогенирования серосодержащих газов и промежуточных стадий охлаждения газовых потоков и окисления сероводорода.Эта Цель достигается предлагаемым способом получения очистки остаточных газов производства серы, содержащих водяной пар и серные соединения от 0,2 до 4 об. состоящие из Н 2 и 502 и, по меньшей мере, одного из соединений СОЗ и С 2 включающим гидролиз СОБ и С 52, при температуре от 25 ОС до 35 ОС на катализаторе гидролиза, охлаждение остаточного гидролизованного газа и последующую обработку охлажденного в присутствии катализатора Клауса при температуре от 100 С до 1 б 0 С и молярном соотношении Н 2 ББО 2 равным 2 1 с получением серы, и отличающимся тем, что гидролиз СОБ и СБ 2 осуществляют на катализаторе на основе двуокиси титана, состоящем либо только из двуокиси титана, либо из двуокиси титана,содержащей от 1 до 20 вес. сульфата кальция, стронция или бария.Время контакта остаточного газа с катализатором гидролиза, то есть продолжительность гидролиза, составляет преимущественно от 0,5 до 10 секунд. Эти величины даны для стандартных условий давления и температуры.вер 2 хностью 2 измеренной по методу ВЕТ 5 м /г - 300 м /г с общим объемом пор, оп ределенным по методу пенетрации ртути 0,05 сиз/г - 0,5 ома/г.Катализаторы гидролиза на основе окиси титана имеют в частности удельную поверхность,измеренную по методу ВЕТ, составляющую от 5 м 2/г до 300 м 2/г, и общий пористый объем, определенный по методу пенетрации рт ти, составляющий от 0,05 смз/г до 0,6 см / г.Для нагревания гидролизованного остаточного газа до температуры, необходимой для очистки по методу Клауса, преимущественно,можно использовать косвенный теплообменник с агентом, имеющим соответствующую темпеРЗТУРУ выдерживание молярного соотношения Н 2 302 равного 2 1 в гидролизованном остаточном газе, подаваемом на очистку, может осуществляться известными для этого методами регулирования, например, путем изменения соотношения расходов кислого газа и газа,содержащего свободный кислород, вводимых на серный завод, причем указанное изменение,преимущественно, осуществляется путем поддерживания постоянного расхода кислого газа,подаваемого на серный завод, и путем изменения расхода газа, содержащего свободный кислород.Способ описывается ниже со ссылкой на скему установки, показанной на прилагаемом чертеже, который схематически представляет собой последовательно соединенные серный завод Клаус 1, гидролизный реактор 2, агрегат каталитической очистки 3, печь для сжшания 4, соединенная с дымоходом 5.Серный завод, также как агрегат очистки,использует катализатор Клауса, который может выбираться из таких соединений, как бокСИТ, ОКИСЬ БЛЮМИНИЯ, ДВУОКИСЬ КРЕМНИИ,природные или синтетические цеолиты, которые обычно исполъзуются для проведения реакции образования серы между Н 2 З и 502.Серный завод 1 содержит, с одной стороны,камеру сгорания б, которая содержит горелку 7, снабженную трубопроводом 8 подвода кислого газа и трубопроводом 9 подвода воздуха,причем этот последний трубопровод снабженклапаном 10 с регулируемым вентилем, иЧкоъ торая имеет выход 6 а для газов, и, с другой стороны, первый каталитический преобразователь 11 и второй каталитический преобразователь 12, каждый из которых содержит один вход, соответственно 11 а 12 а, и один выход,соответственно 11 в и 12 в, разделенные неподвижным слоем катализатора Клауса Камеру сгорания б и каталитические преобразователи 11 и 12 устанавливают последовательно таким образом, чтобы выход ба камеры сгорания был соединен со входом 11 а первою преобразователя 11 через первыйэсерный конденсатор 13,затем первый подогреватель 14, а выход 11 в указанного первою преобразователя был соединен со входом 12 а второю преобразователя 12 через второй серный конденсатор 15, затем второй подогреватель 16, а выход 12 в указанного второю преобразователя был подсоединен ко входу 17 а третьего серного конденсатора 17, имеющего выход 17 в для газов, который является выходом с серного завода.Агрегат каталитической очистки 3 содержит два каталитических реактора 18 и 19, установленные параллельно и имеющие, каждый,с одной стороны, входной трубопровод для очищаемого газа, соответственно 20 и 21, причем указанный входной трубопровод снабжен клапаном, соответственно 20 а и 21 а, и инжекционный трубопровод, соответственно 22 и 23 газа регенерации иохлаждения, при этом указанный инжекционный трубопровод снабжен клапаном, соответственно, 22 а и 23 а, и, с ДРУгой стороны, выходной трубопровод очищенного газа, соответственно 24 и 25, причем указанный выходной трубопровод снабжен клапаном, соответственно 24 а 25 а, и отводной трубопровод, соответственно 26 и 27 эфлюента регенерации и охлаждения, при этом указанный отводной трубопровод снабжен клапаном соответственно 26 а и 27 а. Входные трубопроводы, соответственно 20 и 21, каталитические реакторы 18 и 19 подсоединены через соответствующие клапаны 20 а 21 а, к трубопроводу 28, образующему вход агрегата каталитической очистки 3. Таким же образом, выходные трубопроводы, соответственно 24 и 25, указанных каталитических реакторов 18 и 19 подсоединены, через соответствующие клапаны 24 а и 25 а, к трубопроводу 29, образующему выход агрегата каталитической очистки 3. В каждом из каталитических реакторов 18 и 19, отверстия входного и инжекционного трубопроводов отделены от отверстий выходного и- отводного трубопроводов неподвижным слоем катализа тора Клауса. Инжекционные трубопроводы 22и 23 реакторов 18 и 19 устанавливают параллетно, через соответствующие клапаны 22 а и 2 За, на одном-из концов ЗОа трубопровода 30 циркуляции газа регенерации и охлаждения, 10а отводные труббпрбводы 26 и 27 указанных реакторов также установлены параллельно на другом конце ЗОв указанного трубопровода 30. На этом трубопроводе 30 устанавливают, от конца 3 Ов к концу ЗОа, серный конденсатор 31, вентилятор 32, клапан 33, подогреватель 34 и отвод 35, снабженный клапаном 35 а, причем коицы указанного отвода выходят в трубопровод 30, один между вентшгятором 32 и клапаном 33 и другой ниже подогревателя 34. Вентилятор 32 установлен на трубопроводе 30 таким образом, что отверстие всасывания этого вентилятора соединено с серным конденсатором 31. Трубопровод 29, образующий выход агрегата очистки 3,. подсоединен к печи сжигания 4, которая соединена с дымоходом 5.Пщролизный реактор 2 содержит один вход 2 а и один выход 2 в, разделенные один от другого неподвижным слоем гидролизного катализаторадвыход 17 в серного завода 1 подсоединен трубопроводом 36, через подогреватель 37 типа косвенного теплообменника, ко входу 2 а гидролизного реактора, а выход 2 в указанного реактора подсоединен трубопроводом 38, через систему охлаждения 39 типа косвенного теплообменника, к трубопроводу 28, образующему вход агрегата очистки.Анализатор 40, например, типа интерференциального спектрометра устанавливают с отводом на трубопроводе 38 ниже системы охлаждения 39, причем указанный анализатор осуществляет определение молярного содержания 14125 и 502 в газе, циркулирующем в трубопроводе 38, и подает сигнал 41,представляющий мгновенное значение молярного соотношения Н 25 502 в указанном газе. Сигнал 41- подают в вычислительную машину 42, которая вырабатывает сигнал 43, представляющий корректировочный расход воздуха для доведения мгновенного значения молярного соотнощения Н 25 502 до заданного значения,причем указанный сигнал 43 подают на регулятор расхода 44, который регулирует открытие клапана 10, что обеспечивает регулирование расхода воздуха, вводимого на серный завод через трубопровод 9.В зтой установке, осуществление способа схематически может быть представлено следующим образом.Наферном заводе 1, кислый газ, содержащий Н 25, введенный через трубопровод 9 в горелку 7 камеры сгорания 6, подвергают частичному сжиганию -с образованием газового эфлюента,содержащего 1125 и 502 элементарной серы.Этот эфлюент, после отделения содержащейся в нем серы в первом серпом конденсаторе 13,подогревают в первом подогревателе 14 и направляют в первый преобразователь 11. При контакте с катализатором Клауса, содержащемся в этом преобразователе, соединения Н 2 Б и 02, имеющиеся в газовом эфлюенте,реагируют с образованием серы. Реакционную смесь, поступившую от преобразователя 11,после отделения содержащейся в ней серы во втором конденсаторе 15, с последующим подогреванием во втором подогревателе 16, направляют во второй преобразователь 12, в котором образуется новое количество серы путем каталитической реакции между Н 25 и 02. Реакционную смесь, поступающую от преобразователя 12, освобождают от содержащейся в ней серы в третьем конденсаторе 17.Через выход 17 в для газов указанного конденсатора, который образует выход серного завода, удаляют остаточный газ, содержащий водяной пар и, менее 4 об. в целом, серные соединения, содержащие Н 25, 502, СОВ и/ или СЗ 2, а также очень небольшое количество паровой н/илн пористой серы.Остаточный газ, поступивший от серного завода, после подогрева до соответствующей температуры в подогревателе 37, направляют в гидролизный реактор 2, в котором соединения СОБ и 082, имеющиеся в указанном остаточном газе, гидролизуются до Н 28 при контакте с катализатором, содержащемся в указанном реакторе 2. Через выход 2 в гидролизного реактора, удаляют гидролизованный остаточный газ, содержащий Н 2 и 502 и, по существу,без СОБ и СЗ 2. Гидролизованный остаточный газ, после охлаждения до соответствующей температуры в системе охлаждения 39, вводят через трубопровод 38 в трубопровод 28 агрегата каталитической очистки, который образует вход указанного агрегата.Гидролизованный остаточный газ, проходящий через трубопровод 28, вводят в каталитический реактор 18, в котором соединения Н 2 и 02, содержащиеся в указанном остаточном газе, взаимодействуют друг с другом для образования серы. Температура газового потока, приведенного в контакт с катализатором Клауса, содержащемся в реакторе 18,является такой, что образовавшаяся сера откладывается на катализаторе. Через трубопровод 24 реактора 18 выходит очищенный остаточный газ с исключительно небольшим содержанием серных соединений, который иаправляют через клапан 24 а, трубопровод 29 и трубопровод 45, в печь сжигания 4, причем озоленный газ подают в дымоход 5, через трубопровод 46, для выброса в атмосферу.Поток газа продувки, подаваемый по трубопроводу 30 регенерации под действием вен 10тилятора 32, доводится в подогревателе 34 до температуры, требуемой для регенерации катализатора Клауса, на котором откладывается сера. Поток подогретого газа вводится в реактор 19 трубопроводом 23 через клапан 23 а и продувает насыщенный серой катализатор Клауса, содержащийся в указанном реакторе. Поток газа продувки, увлекающий пары серы,выходит из реактора 19 через трубопровод 27 и проходит, через клапаны 27 а и трубопровод 30, до серного конденсатора 31, в котором большая часть серы отделяется путем конденсации. На выходе конденсатора 31 поток газа продувки подхватывается вентилятором 32 для нагнетания на вход реактора 19 через подогреватель 34. После достаточно продолжительной продувки катализатора, содержащегося в реакторе 19, горячим газом продувки, поступающим от подогревателя 34, для полною удаления серы, отложенной на катализаторе, и,таким образом, для регенерации указанного катализатора, открывают клапан 35 а и закрывают клапан для короткого замыкания подогревателя 34 и для снижения температуры газа продувки до значения ниже примерно 160 С и продолжают продувку в течение времени,достаточного для охлаждения регенерированного катализатора, содержащегося в реакторе 19. Когда указанный катализатор охлаждается до соответствующей температуры, позволяющей осуществить контакт катадшзатора с газовым потоком, поступающим от гидролизного реактора 2, меняют функции, выполняемые реакторами 18 и 19, то есть переводят реактор 19 в фазу реакции Клауса, а реактор 18 - в фазу регенерации/охлаждения. Для этого закрывают клапаны 20 а, 23 а, 24 а, 27 а и 35 а и открывают клапаны 21 а, 22 а, 25 а, 26 а и 33,затем, на этапе охлаждения, закрывают клапан 33 и открывают клапан 35 а.Анализатор 40 системы регулирования, образованной указанным анализатором, вычислительной машиной 42 и регулятором расхода 44, непрерывно определяет молярные содержания Н 25 и 02 гидролизованного остаточного газа, который проходит в трубопровод 38 ниже системы охлаждения 39, размещенной после гидролизного реактора 2, и подает сигнал 41 , представляющий мгновенное значение молярного соотношения Н 2 502 в указанном остаточном газе. На основе сигнала 41, вычислительная мащина 42 вырабатывает сигнал 43,представляющий корректировочный расход воздуха, подаваемого на сернъпй завод для доведения мгновенного значения молярного соотношения Н 285 О 2 в остаточном газе,входящем в агрегат 3 каталитической очистки,до заданного значения 2 1. В ответ на сигнал 43, который он принимает от вычислительной машины 42, регулятор 44 регулирует открытиеклапана 10, установленного на трубопроводе 9 подвода воздуха на серный завод 1 и, таким образом, изменяет расход воздуха, введенный в указанный серный завод, на количество, которое позволяет выдерживать заданное значение молярного соотношения Н 25 502 в остаточном газе, допустимое для агрегата З каталитической очистки.Ниже приводятся примеры осуществления указанного способа.Используя установку, аналогичную установке, схематически показанной на приложенном чертеже, и работающую, как это описано вы ше, получают серу из кислого газа, содержащего, объем. 70,1 Н 25, 5 Н 2 О, 24,4 (302,0,3 И, СН 4 и 0,2 линейных алкенов Са-Сгу.Катализатор, ПОМСЩННЪЙ в гидролизный реактор 2, представляет собой экструдаты диаметром 4 мм, на основе окиси титана,содержащей 10 вес. 021504 (пример 1),только окиси титана (пример 2), окиси титана,содержащей, соответственно, 20 вес. Ва 5 О 4Катализатор Клауса, имеющийся в каталитических преобразователях 11 и 12 серною завода 1, а также в реакторах 18 и 19 агрегата З каталитической очистки, выполнен из шариков, диаметром 2-5 мм окиси алюминия, имеющей удельную поверхность около 240 м 2/ г.На серпом заводе 1, камера сгорания 6 и каталитические преобразователи 11 и 12 функционируют при температурах, равных, соответственно, примерно 1100 С, 3 О 0 С и 250 С.Через выход 17 в серного завода, удаляют остаточньпй газ, имеющий температуру 142 С и абсолютное давление 1,15 бар. Этот остаточный газ имеет в процентах по объему,следующий состав, исключая паровую и пу зырчатую серуВыход рекуперации серы серного завода 1 составлял 95,1.Остаточный газ, удаленный с серного завода,доводят до температуры З 00 С в подогревателе 37, затем вводят в гидролизный реактор 2, действуя при этой температуре. Время контакта остаточного газа с катализатором, содержащемся в гидролизномреакторе, составляет 3 секунды в нормальных условиях давления и температуры. гидролизованный остаточный газ, выходящий из реактора 2, содержит только следы соз и С 52 при этом степень гидролиза указанных соединений превышает 99. гидролизованный остаточный газ охлаждают до 132 С путем пропускания через систему охлаждения 39, затем подают, при этой температуре и с полярным соотношением 1-125-1 502, выдерживаемьш при значении 2 1 системой регулирования, в систему каталитических реакторов 18 и 19 агрегата 3 каталитической очистки, работающей в фазе реакции Клауса. Через трубопровод 29, подСОЕЦИНЕННЫЙ К ВЫХОД) УКЗЗЗННОГО реактора и образующий выход агрегата З каталитической очисткщудаляют очищенный остаточный газ, имеющий температуру около 145 С и содержащий общее количество серных соединений, составляющее от 1000 р.р.ш(в примере 5) до 1400 р.р.ш в объеме (пример 2), причем указанный очищенный газ подают в печь сжигания 4 через трубопровод 45. Озоление проводят при температуре 450 С путем сжигания горючего газа с небольшим избытком воздуха, приводящим к 1 об. кислорода в озоленном газе, подаваемом в дьшоход.Газ продувки, использованный для регенерации насыщенного серой каташазатора, содержащегося в реакторе в фазе регенерации с последующим охлаждением, состоит из части охлажденного гидролизованного остаточного газа, отобранного на трубопроводе 38, и введенного в реактор в фазе регенерации после доведения до температуры 300 С - 350 С в подогревателе 34 трубопровода регенерации. Насьпценный серой газ продувки, поступающий из реактора в фазе регенерации, пропускают затем через серный конденсатор 31 трубопровода регенерации для его охлаждения до примерно 125 С, с целью отделения, путем конденсации, большей части содержащейся в нем серы, затем возвращают в подогреватель 34 для повторного использования для регенерации. Регенерированнъгй катализатор затем охлаждают до температуры примерно 130 С,пропуская в содержащей его реактор газ продувки, поступающий из конденсатора 31 и циркушарующий в отводе 35, коротко замыкающем подогреватель 34.Выход серы изкомплекса, содержащего серный завод, гидролизную установку, агрегат каталитической очистки (общий выход серы),составляет, в зависимости от испытания от