198154. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kén előállítására hidrogénszulfid tartalmú gázból
5 hi 7. tos Ilin llOPV n líítn IW’ t/nnUpnyrílócIjon n kíí 1 iljiz.íttoron, azaz ne mérgezze meg azt. Katalizátorként például bauxitot vagy kémiailag aktivált alumíniumoxidot alkalmazunk. Mint ismeretes, a H2S S02-dal végzett katalitikus oxidálása exoterm reakció, ezért alacsonyabb reakcióhőmérséklet esetén a konverzió tökéletesebb. Tekintettel arra, hogy az égési fokozatban a hidrogénszulfid kénné válása jobb hatásfokú, mint az ismert eljárások esetén, lehetőség van arra, hogy a katalitikus fokozatokban alacsonyabb hőmérsékletet alkalmazzunk, így a fokozatokban is jobb a konverzió: mindegyik fokozatban a konverzió (H2S-»-S) 66 -70%. Mindegyik katalitikus fokozat után a kéngőzt és kis mennyiségű hidrogénszulfidot, valamint kéndioxidot tartalmazó gázt kondenzáló berendezésbe vezetjük, ahol a kéngőz kondenzálódik. Az utolsó kondenzáló berendezésből kilépő gázt, amely reakcióba nem lépett hidrogénszulfidot és kéndioxidot tartalmaz, utóégésre szolgáló kemencébe vezetjük, ahol a hidrogénszulfid kéndioxiddá oxidálódik; a maradék gázt a levegőbe engedjük. A találmányt az alábbi kiviteli példákkal közelebbről ismertetjük. 1. pdlűa A találmány szerinti eljárást olyan fűtőiéiben valósítjuk meg, amelynek 1,35 in3 térfogatú 5 reakciózónája van. A kiindulási gáz kéntartalmú nyersolaj termékeinek finomításában keletkezett, térfogatszázalékos összetétele az alábbi: HjS 97,4%, CIU 0,9%, 1I20 1,7%. Ezt a gázt a 8 csonkon és a 7 fúvókán ál a reakciózónába vezetjük. A gáz mennyisége 2500 Nm3/óra, bevezetési sebessége 35 mImp. A 7 fúvókák érintőleges (tangenciális) elhelyezése miatt a gáz a hengeralakú fűtó'tér belső fala mellett érintőleges irányban áramlik be, majd a rcakciózónába örvényeket képez. Ugyanakkor a hengeralakú fűtőtér gyűrűalakú 3 résébe a 9 csonkon keresztül levegőáramot táplálunk be, amely a 5 reakciózónából származó hőtől 80 °C-ra melegszik fel. A meleg levegő a 7 fúvókákbát 18°-os szöget bezáró 10 fúvókákon keresztül lép be a reakció-zónába. A levegő mennyisége 5750 Nm3/óra. a bevezetési sebesség 70 m/mp. A 7 és J0 fúvókák egymáshoz viszonyított elrendezése következtében az 5 reakciózónában állandóan perifériás örvények keletkeznek. A levegőáram sebessége a hidrogénszulfidos gáz sebességének kétszerese, így állandó örvénylő gázmozgás alakul ki. Az 5 reakciózónában a hidrogénszulfid 1340 °C-on a levegőáramban parciálisán elég, miközben a II., III. és IV. egyenlet szerinti reakciók zajlanak le. A reakciópartnerek 0,15 másodpercig tartózkodnak a reakció-7.ónában, a fűtőtér hőtcrhelése 11,7 • 106 kJ/m3 óra. Az égési fokozatban a hidrogénszulfid kénné alakulása 74%-os. A hidrogénszulfid nem teljes elégetése a hengeralakú hűtőteremben olyan gázkeveréket eredményez, amely kéngőzt, hidrogénszulfidot és kéndioxidot tartalmaz, ez utóbbi kettőt sztöchiometrikus arányban. 6 Ezt n gá/.kevcrékcl a 4 bélésben levő 6 furaton keresztül vezetjük a hengcralakú hűtőtérből lehűlés céljából hőcserélőbe, ahol a gázt 300 °C-ra lehűtjük és hőta talmát 245 Pa nyomású technológiai gőz termelésére hasznosítjuk. A hőcserélőből kilépő gázt kondenzáló berendezésbe vezetjük, ahol a kéngőz kondenzálódik, miközben további technológiai gőzt (49 Pa nyomásút) nyerünk. A kondenzáló berendezésből kilépő gáz át nem alakult hidrogénszulfidot és kéndioxidot tartalmaz. 220 °C-ra felfűtjük és az első katalitikus fokozaton keresztül vezetjük, ahol a kéndioxid oxidálja a hidrogénszulfidot, további kéngőz keletkezése közben. A katalizátor kémiailag aktivált nlunűniumoxid. Az első katalitikus fokozatban a konverzió (1I2S—S) 69%. Az első katalitikus fokozatból kilépő gáz át nem alakult hidrogénszulfidot és kéndioxidot tartalmaz. Kondenzáló berendezésbe vezetjük, ahol a kéngőz kondenzálódik. A leadott hő technológiai célokra használható, 49 Pa nyomású gőz termelésére hasznosul. A gázt i90 °C-ta melegítjük és a második katalitikus fokozatba vezetjük, ahol a maradék kéndioxid a maradék hidrogénszulfidot oxidálja, kéngőz keletkezése közben. E fokozatban szintén kémiailag aktivált alumíniuinoxidot alkalmazunk katalizátorként. A második katalitikus fokozatban 67%-os a k onverzió. A második katalitikus fokozatot elhagyó gáz. kéngőzt, valamint csekély mennyiségű hidrogénszulfidot és kéndioxidot tartalmaz. Kondenzátorba vezetjük, thol a kéngőz kondenzálódik. A maradék gázt ulóégető kemencébe vezetjük, ahol a hidrogénszulfidot kéndioxiddá oxidáljuk. Utána a gázt kéményen keresztül a légkörbe bocsátjuk. A berendezésben a hidrogénszulfid összesen 97,3%-a alakul át kénné. I 2. példa Az 1. példában leírtakhoz hasonló hengcralakú fűtőtérben ként nyerünk olyan gázból, amely kéntartalmú nyersolaj termékeinek finomítása során keletkezik, összetétele: 78,7 tf.% li2S, 1,0 tf.%Cll4, 18,5 tf.%C02, 1,8 tf.% víz. A gáz óránkénti mennyisége 3000 Nm3, beáramlási sebessége 35 m/mp. Oxigéntartalmú gázként oxigénnel dúsított levegőt alkalmazunk (oxigéntartalma 40 tf.%). Az oxigéntartalmú gázt a 7 fúvókákkal 15°-os szöget bezáró 10 fúvókákon keresztül vezetjük be az 5 reakciózónába, mégpedig 2860 Nm3/óra mennyiségben, 77 m/mp sebességgel. Az 02-laitahnű gáz. és a U2S-tarlalmú gáz lineáris sebességének aránya 1 : 2,2. A hengeralakú fűtőtér 5 reakciózónájában a hidrogénszulfid 1500 °C-on parciálisán elég. A reakciókomponensek tartózkodási ideje a rcakciózóná'b*n 0,17 nip, a fűtőtér fajlagos hőterhelése 11 • 106 kJ/tn3-óra. Az. égési fokozatban a ltidrongénszulfid 73%-a alakul át kénné. A reakciógáz kondenzálása, és a reakcióba nem lépett hidrogénszulfid kéndioxiddal történő oxidálását az 1. példában leírtakhoz hasonlóan végezzük. 198 154 5 10 15 20 25 , 30 35 40 45 50 55 60 65 4
