(57)【要約】  一次硫黄化合物を、炭化水素ストリームから除去するためのシステムおよび方法。本システムおよび方法は、一次硫黄化合物を二次硫黄化合物へ加水分解するのに適した加水分解触媒を組込む少なくとも一つの反応槽を用いる。反応層はまた、二次硫黄化合物を吸収するのに適した収着剤物質を組込む。一次硫黄化合物の二次硫黄化合物への加水分解および二次硫黄化合物の吸収に続いて、硫黄含有量が低減された炭化水素含有ストリームが製造される。加水分解触媒および収着剤物質は、反応槽内に、別々の域に提供されてもよいか、または混合物として単一の域に提供されてもよい。硫黄含有量が低減された炭化水素含有ストリームは、種々の使用（水素プラントの原料ストリーム、発電プラントのプロセスガスストリームとしての使用を含む）、または硫黄含有量が低減された炭化水素含有ストリームの他の使用に適している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素含有ストリームから一次硫黄化合物を除去して、硫黄含有量が低減されたストリームを製造するためのシステムであって、
少なくとも一つの槽を含み、前記少なくとも一つの槽の各槽は、活性アルミナ、チタニア、二酸化チタンおよびそれらの混合物からなる群から選択される加水分解触媒並びに酸化亜鉛、酸化銅、水酸化物、炭酸塩、ヒドロキシ炭酸塩およびそれらの混合物からなる群から選択される収着剤物質を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記加水分解触媒は、第一の域に提供され、前記収着剤物質は、前記第一の域と連通する第二の域に提供されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第一の域は、前記加水分解触媒を含む固定床であり、前記第二の域は、前記収着剤物質を含む固定床であり、前記少なくとも一つの槽は、炭化水素ストリーム源間を連通させる入口手段を有することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記加水分解触媒は、アルミナを含み、前記収着剤物質は、酸化亜鉛を含み、前記少なくとも一つの槽の第一の域は、前記第二の域の上に垂直に配置されることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
炭化水素含有ストリームから一次硫黄化合物の少なくとも一部を除去して、一次硫黄化合物の含有量が低減された第一のストリームを製造する方法であって、
（ｉ）炭化水素含有ストリームを、アルミナ、チタニア、二酸化チタンおよびそれらの混合物からなる群から選択される触媒と、第一の槽において接触させて、一次硫黄化合物の少なくとも一部を、二次硫黄化合物へ転化する工程；および
（ｉｉ）前記二次硫黄化合物を含む炭化水素含有ストリームを、酸化亜鉛、酸化銅、水酸化物、炭酸塩、ヒドロキシ炭酸塩およびそれらの混合物からなる群から選択される収着剤物質と、第一の槽において接触させて、前記二次硫黄化合物の少なくとも一部を、前記炭化水素含有ストリームから除去して、前記一次硫黄化合物の含有量が低減された第一のストリームを製造する工程
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
前記炭化水素含有ストリームは、前記触媒と、温度３００℃〜４５０℃および圧力１００ｋＰａ〜５，０００ｋＰａで接触されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記炭化水素含有ストリームは、前記第一の槽の第一の域において、加水分解触媒と接触され、
前記炭化水素含有ストリームは、前記第一の槽の第二の域において、温度３００℃〜４５０℃および圧力１００ｋＰａ〜５，０００ｋＰａで、収着剤物質と接触される
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記加水分解触媒は、活性アルミナを含み、前記収着剤物質は、酸化亜鉛を含み、前記一次硫黄化合物は、硫化カルボニル、二硫化炭素およびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記炭化水素含有ストリーム中に、５ｖｐｐｍ〜１，０００ｖｐｐｍの濃度で前記硫化カルボニルが存在し、前記炭化水素含有ストリーム中に、水が水／硫化カルボニルのモル比１：１〜１００：１で存在することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
一次硫黄化合物の含有量が低減された前記第一のストリームは、硫化カルボニルの含有量０．１ｖｐｐｍ未満を有し、
一次硫黄化合物の含有量が低減された前記第一のストリームは、第二の槽へ導かれ、アルミナ、チタニア、二酸化チタンおよびそれらの混合物からなる群から選択される触媒と接触されて、二次硫黄化合物を含む第二のストリームを製造し、
二次硫黄化合物を含む前記第二のストリームを、酸化亜鉛、酸化銅、水酸化物、炭酸塩、ヒドロキシ炭酸塩およびそれらの混合物からなる群から選択される収着剤物質へ導いて、一次硫黄化合物の含有量が低減された第二のストリームを製造する
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
一次硫黄化合物の含有量が低減された前記第一のストリームは、触媒と、温度３００℃〜４５０℃および圧力１００ｋＰａ〜５，０００ｋＰａで接触されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記加水分解触媒は、活性アルミナを含み、前記収着剤物質は、酸化亜鉛を含み、一次硫黄化合物の含有量が低減された前記第二のストリームは、全硫黄含有量０．１ｖｐｐｍ未満を有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は、炭化水素含有ストリームの硫黄含有量を低減するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
硫黄化合物は、硫化カルボニル（「ＣＯＳ」）および二硫化炭素（「ＣＳ２」）を含めて、典型的には、二酸化炭素および硫化水素（「Ｈ２Ｓ」）を含むガス源から誘導されるストリーム中に見出される。硫黄化合物は、精油所プロセスのＣＯ２およびＨ２Ｓから形成されてもよい。また、硫黄化合物は、天然に、油井から製造されるガスストリーム（実質量のＣＯ２およびＨ２Ｓを含む）中に得られてもよい。
【０００３】
これらの炭化水素ストリームの種々の使用においては、硫黄化合物の存在は、多大な悪影響をもたらすことがある。例えば、炭化水素含有ストリームが、改質装置の原料として用いられて、水素含有ストリームが製造される場合には、硫黄化合物は、改質触媒を「被毒」することがある。炭化水素含有ストリームは、洗浄されて、ＣＯ２およびＨ２Ｓが除去されうるが、洗浄プロセスでは、硫黄化合物の全て（特にＣＯＳおよびＣＳ２）が除去されないであろう。
【０００４】
数種の既知の方法が、ＣＯＳを、炭化水素含有ストリームから除去するのに用いられてもよい。例えば、ＣＯＳは、レクティソル（Ｒｅｃｔｉｓｏｌ）（登録商標）プロセスなどのプロセスにおいて、物理溶剤を用いて洗浄するか、またはジグリコールアミン（「ＤＧＡ」）などの化学溶剤を用いて洗浄することによって除去されてもよい。或いは、ＣＯＳは、圧力スウィング吸着（「ＰＳＡ」）装置などにおいて、固体収着剤へ吸収することによって除去されてもよい。更に他のＣＯＳ除去方法には、塩基性金属触媒（ＣｏＭｏなど）による水素を用いる水素添加、および、ズードケミー（Ｓｕｄ  Ｃｈｅｍｉｅ）から入手可能な名称Ｇ−４１ＰおよびＣ５３−２−０１、およびシネティクス（Ｓｙｎｅｔｉｘ）から入手可能なプラスペック（Ｐｕｒａｓｐｅｃ）２３１２として販売される触媒などの種々の特定触媒による水を用いる加水分解が含まれる。これらの既知のプロセスは全て、ＣＯＳを、炭化水素含有ストリームから除去するのに高価な選択肢である。
【０００５】
ＣＯＳを炭化水素含有ストリームから除去するための他のプロセスは、既知である。例えば、特許文献１には、臭気物質および硫黄化合物を、ガスストリームから除去するためのシステムが開示される。前記システムには、ストリームを、ＣＯＳ加水分解触媒と接触させて、ＣＯＳをＨ２Ｓへ転化し、続いてガスを、Ｈ２Ｓを除去する物質と接触させる工程が含まれる。チタニア、ジルコニア、トリア、酸化ランタニド、アルミナ、セリア、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化鉄、および酸化ニッケルが、ＣＯＳを加水分解するための触媒として開示される。ゼオライトは、Ｈ２Ｓを除去するのに適した物質として開示される。特許文献２には、水蒸気を含むガスストリーム中のＣＯＳおよび二硫化炭素化合物を、加水分解により低減するためのプロセスが開示される。触媒は、二酸化チタンであってもよい。
【０００６】
ＰＣＴ出願である特許文献３には、硫化カルボニルおよび二硫化炭素化合物を、水素生成装置のための原料から除去するための種々のプロセスが開示される。前記プロセスは、一般に、硫黄化合物がＨ２Ｓへ転化される加水分解工程を含む。前記プロセスにはまた、硫黄化合物および硫化水素を除去するために、二つの固体収着剤床を使用することが含まれる。適切な加水分解触媒は、アルミナ、ジルコニア、およびチタニアを含むものとして特定される。Ｈ２Ｓを除去するのに適した収着剤は、酸化亜鉛および酸化鉄である。
【０００７】
ＰＣＴ出願である特許文献４には、ＣＯＳをストリームから除去するためのプロセスが開示される。ストリームは、ＣＯＳ加水分解触媒および硫化水素吸収剤の両方を含む固定床を通される。適用では、活性アルミナが、適切な加水分解触媒として特定される。適切なＨ２Ｓ吸収剤は、酸化銅および／または酸化亜鉛、水酸化物、炭酸塩、またはヒドロキシ炭酸塩として特定される。
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／０１５９９３９号明細書
【特許文献２】米国特許第４，７３５，７８８号明細書
【特許文献３】国際公開第２００４／０３３３６７号パンフレット
【特許文献４】国際公開第０３／０１１４３６号パンフレット
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この開示は、少なくとも一種の硫黄化合物を炭化水素含有ストリームから除去するためのシステムおよび方法に関する。前記システムおよび方法は、少なくとも一つの反応槽を組込み、その際前記反応槽には、一次硫黄化合物（ＣＯＳまたはＣＳ２など）を、二次硫黄化合物（Ｈ２Ｓ）へ加水分解するのに適切な加水分解触媒が組込まれる。例示的な有用な加水分解触媒は、活性アルミナ、チタニア、二酸化チタン、およびそれらの混合物である。反応槽にはまた、二次硫黄化合物を吸収するために、酸化亜鉛、酸化銅、水酸化物、炭酸塩、ヒドロキシ炭酸塩、およびそれらの混合物から選択される収着剤物質が含まれる。炭化水素含有ストリームは、逐次に、反応槽内で、加水分解触媒および収着剤物質の別々の層へ、または加水分解触媒および収着剤物質の混合物を含む少なくとも一つの層へ導かれる。
【００１０】
一次硫黄化合物の二次硫黄化合物への加水分解、および二次硫黄化合物の吸収に続いて、硫黄含有量が低減された炭化水素含有ストリームが製造される。一実施形態においては、本明細書に記載される本システムおよび方法は、実質的に硫黄を含まない炭化水素ストリームを製造するのに用いられる。この開示の目的に対して、「実質的に硫黄を含まない」ストリームは、全硫黄０．１ｐｐｍ未満を含むストリームを意味する。ある実施形態においては、本明細書に記載される本システムおよび方法は、上記される加水分解触媒および収着剤物質を組込む二つ以上の槽を組込んでもよい。一般に、装備されるこれらの槽の数が大きくなるほど、硫黄化合物の除去がより完全になる。
【００１１】
上記される加水分解触媒および収着剤物質はいずれも、比較的安価である。従って、加水分解触媒および収着剤物質の有効寿命の後に、いずれも、廃棄物として処分されてもよい。本システムおよび方法はまた、硫黄化合物を、従来システムで典型的に用いられる別々の加水分解反応器を必要とすることなく、炭化水素含有ストリームから除去することを可能にする。
【００１２】
硫黄含有量が低減された炭化水素含有ストリームは、本明細書に記載される本システムおよび方法に従って製造されるが、これは、種々の使用（水素プラントの原料ストリーム、発電プラントのプロセスガスストリームとしての使用を含む）、または硫黄含有量が低減された炭化水素含有ストリームの他の使用に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この開示は、少なくとも一種の硫黄化合物を、炭化水素含有ストリームから除去するためのシステムおよび方法に関する。本システムおよび方法は、一次硫黄化合物を、二次硫黄化合物へ加水分解するのに適した加水分解触媒を組込む。槽にはまた、酸化亜鉛、酸化銅、水酸化物、炭酸塩、ヒドロキシ炭酸塩、およびそれらの混合物から選択される、二次硫黄化合物を吸収するのに適した収着剤物質が含まれる。
【００１４】
例示的実施形態においては、一次硫黄化合物は、ＣＯＳ、ＣＳ２、およびそれらの混合物からなる群から選択される。これらの硫黄化合物は、しばしば、炭化水素含有ストリーム中に見出される。本明細書に記載される本方法およびシステムにおいては、炭化水素含有ストリームは、反応槽内の加水分解触媒および収着剤物質へ導かれて、炭化水素含有ストリームの硫黄含有量が低減される。一次硫黄化合物が、水の存在下に、加水分解触媒と接触すると、それは、二次硫黄化合物へ加水分解される。例示的実施形態においては、二次化合物は、Ｈ２Ｓである。ＣＯＳおよびＣＳ２の加水分解は、次式に従って起こる。
（１）ＣＯＳ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２Ｓ＋ＣＯ２
（２）ＣＳ２＋２Ｈ２Ｏ→２Ｈ２Ｓ＋ＣＯ２
【００１５】
一次硫黄化合物の二次硫黄化合物への加水分解に続いて、二次硫黄化合物は、収着剤物質によって吸収されて、硫黄含有量が低減された炭化水素含有ストリームが得られる。
【００１６】
図１には、本明細書に記載される本システムおよび方法の実施形態の概略図が提供される。この実施形態においては、加水分解触媒および収着剤物質は、同じ反応槽内の異なる逐次床中に提供される。しかし、次に示す詳細は、加水分解触媒および収着剤物質が、同じ固定床中に混合されて提供される実施形態にも適用可能であることが理解される。槽１は、固定床反応器として機能することができるいかなる適切な槽であってもよい。炭化水素含有ストリーム３は、槽１へ導かれる。炭化水素ストリーム３は、水素または燃料の源として有用な種々の炭化水素ストリームのいかなるものであってもよい。例示的ストリームは、天然ガスストリームおよび精油所燃料ガスストリームなどの炭化水素含有ストリームである。ストリーム３は、一次硫黄化合物０．５／１００万  容量部（「ｖｐｐｍ」）〜１容量部を含んでもよい。一実施形態においては、ストリーム３は、一次硫黄化合物５ｖｐｐｍ〜１，０００ｖｐｐｍを含む。他の実施形態においては、ストリーム３は、一次硫黄化合物５ｖｐｐｍ〜２０ｖｐｐｍを含む。
【００１７】
炭化水素含有ストリームが槽１に入ると直ちに、それは、槽１の第一の区域５へ導かれる。第一の区域５は、少なくとも一種の加水分解触媒を含む。種々の加水分解触媒が適切である。ある実施形態においては、加水分解触媒は、比較的安価な触媒であるように選択されて、本明細書に記載される本システムおよび方法の経済的効率が最大にされる。これらの触媒が用いられる場合には、加水分解触媒は、より高価な触媒（触媒の再生を経済的に指示してもよい）を用いるのとは対照的に、それが消費されると直ちに、廃棄物として処分することが経済的に可能である。例示的な適切な加水分解触媒は、アルミナ、チタニア、二酸化チタン、ジルコニア、およびそれらの混合物である。一実施形態においては、加水分解触媒は、アルミナ、チタニア、およびそれらの混合物から選択される。特定の実施形態においては、触媒は、活性アルミナである。これは、クラウス（Ｃｌａｕｓ）タイプのプロセスで一般に用いられる。これらのクラウス（Ｃｌａｕｓ）タイプの触媒は、種々の供給業者から商業的に入手可能である。特定の例示的触媒は、アルコア（Ａｌｃｏａ）から名称「ＤＤ−４３１」で商業的に入手可能である。
【００１８】
区域５の加水分解触媒は、固定触媒床の形態で提供されてもよい。触媒は、広範囲に亘る表面積を有する粒子の形態であってもよい。一実施形態においては、触媒粒子の表面積は、１０〜５００平方メートル／グラム（「ＢＥＴ」）の範囲である。ある実施形態においては、触媒粒子は、表面積５０〜４００平方メートル／グラム（「ＢＥＴ」）を有する。他の実施形態においては、触媒粒子は、表面積１００〜４００平方メートル／グラム（「ＢＥＴ」）を有する。
【００１９】
触媒床は、従来の固定触媒床で用いられる手段により、所定の場所に保持されてもよい。典型的には、固定触媒床は、反応器床の底部に、支持グリッドまたは格子を用いて、所定の場所に保持される。一実施形態においては、触媒粒子は、格子の上のワイヤースクリーン上に配置される不活性な触媒担持物質の層の上部に置かれる。ある実施形態においては、不活性な担持物質の層は、触媒床の上部に配置されてもよい。ある実施形態においては、不活性な触媒担持物質は、種々のサイズの球の形態で提供されてもよい。
【００２０】
高表面積を有するアルミナおよびチタニア触媒は、酸性であってもよい。炭化水素含有ストリームがオレフィンを含む場合には、酸性度は、槽の第一の区域内で望ましくない重合副反応を促進しうる。これらの副反応を最小にするために、ドーパント（酸化ナトリウムおよび酸化カリウムなど）が、触媒床に適用されて、重合反応が最小にされてもよい。しかし、酸化ナトリウムおよび酸化カリウムの取扱いが困難なために、これらを商業的運転で用いることは、一般には望ましくない。或いは、分解および重合は、スチーム形態の水を反応槽１へ添加することによって、最小にされてもよい。
【００２１】
種々の助触媒（鉄、コバルト、ニッケル、銅、および亜鉛など）がまた、加水分解触媒の区域５へ添加されて、加水分解の反応速度が増大されてもよい。
【００２２】
加水分解触媒を含む槽１の第一の区域は、大気圧（１００ｋＰａ）〜１０，０００ｋＰａなどの幅広い圧力範囲に亘って、温度２５０℃〜５００℃で維持されてもよい。他の実施形態においては、第一の区域は、温度３００℃〜４５０℃および圧力１００ｋＰａ〜５，０００ｋＰａで維持される。更に他の実施形態においては、第一の区域は、温度３５０℃〜４００℃および圧力１００ｋＰａ〜１，０００ｋＰａで維持される。
【００２３】
ある実施形態においては、反応器の温度および圧力は、反応器内の条件を直接制御するよりむしろ、反応器１へ導かれる炭化水素含有ストリーム３の温度および圧力を制御することによって維持される。例えば、ストリーム３の所望の温度は、熱を、槽１の第一の区域中に入る前に、ストリームへ供給することによって維持されてもよい。一般に、熱は、他のプロセスからの熱をストリーム３へ供給する熱交換器（示されない）によって供給されてもよい。例えば、ある実施形態においては、熱交換器によって供給される熱は、水素生成装置の改質装置からの廃ストリームから、または燃料電池の廃ストリームから誘導されてもよい。
【００２４】
一次硫黄化合物の十分な加水分解を達成するために、炭化水素含有ストリーム中に、適切な水濃度を維持することが必要である。ある実施形態においては、炭化水素含有ストリームの水／一次硫黄化合物のモル比は、１：１〜１０００：１の範囲である。他の実施形態においては、炭化水素含有ストリームの水／一次硫黄化合物のモル比は、１：１〜１０：１の範囲である。更に他の実施形態においては、炭化水素含有ストリームの水／一次硫黄化合物のモル比は、２：１〜１０：１の範囲である。
【００２５】
典型的には、上記に特定されるように、ストリーム３として用いるために選択される炭化水素含有ストリームは、水濃度をこれらの範囲内に有するであろう。しかし、ストリーム３の水濃度が上記の範囲未満になる場合には、任意の水源（示されない）が、水を、槽１の第一の区域中に入る前にストリーム３へ供給するように提供されてもよい。或いは、任意の水源が、用いられて、水が、槽１の第一の区域へ直接提供されてもよい。しかし、一般には、水を、加水分解触媒と接触する前に炭化水素含有ストリームへ添加することが、より効果的である。
【００２６】
炭化水素含有ストリームは、空間速度（勿論、槽の第一の区域５に亘る圧力降下による）の範囲に亘って、加水分解触媒へ導かれてもよい。一実施形態においては、槽の第一の区域に亘る炭化水素含有ストリームの空間速度は、１０〜６，０００時−１（標準立方フィート／時／触媒の１立方フィート）の範囲である。他の実施形態においては、槽の第一の区域を通る炭化水素含有ストリームの空間速度は、１，０００〜５，０００時−１の範囲である。更に他の実施形態においては、槽の第一の区域を通る炭化水素含有ストリームの空間速度は、３，０００〜４，０００時−１の範囲である。
【００２７】
勿論、一般には、硫黄化合物の最も高い転化率が、最も望ましい。一次硫黄化合物のＨ２Ｓへの転化率（９９％を超える）は、反応器槽における上記される加水分解により達成可能である。一実施形態においては、第一の区域における一次硫黄化合物のＨ２Ｓへの転化率は、９０％〜９９％超である。他の実施形態においては、転化率は、９５％〜９９％超の範囲である。
【００２８】
図１に関して、槽１の第一の区域５（加水分解反応が生じる）を出た後、炭化水素含有ストリームは、槽１の第二の区域７（槽１の第一の区域と連通する）へ導かれる。第二の区域７内において、炭化水素含有ストリームは、収着剤物質と接触されて、第一の区域における一次硫黄化合物の転化の結果であるＨ２Ｓの少なくとも一部が、収着剤上へ吸収されることによって除去される。槽の第二の区域中に含まれるのに有用な例示的な適切な収着剤は、酸化亜鉛、酸化銅、水酸化物、炭酸塩、ヒドロキシ炭酸塩、およびそれらの混合物である。収着剤は、種々のサイズを有するペレットまたはモノリスなどのいかなる好都合な形状で提供されてもよい。例えば、直径５ｍｍおよび長さ７ｍｍ〜１５ｍｍの押出し成形物が用いられてもよい。この形態の酸化亜鉛粒子は、商業的に、製品名称：ハーショウ（Ｈａｒｓｈａｗ）ＺＮ−０４０１  Ｅ３／１６で、ハーショウケミカルズ社（Ｈａｒｓｈａｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）から入手可能である。一般に、収着剤物質は、槽の第二の区域で維持される温度が高いほど、より多量のＨ２Ｓを吸収するであろう。収着剤物質は、加水分解触媒の固定床に関して記載されるタイプの固定床の形態で提供されてもよい。
【００２９】
一般に、槽の第二の区域７における温度、圧力、および空間速度は、槽の第一の区域５を出る際のストリームの圧力による。
【００３０】
槽１の第二の区域７における収着剤物質と接触された後、炭化水素含有ストリーム９は、槽から除去され、更なる処理、または適切であってもよい使用へ導かれる。槽を出る炭化水素含有ストリーム９は、一実施形態においては、一次硫黄化合物の含有量１ｖｐｐｍ未満を有してもよい。他の実施形態においては、槽を出る炭化水素含有ストリーム９は、一次硫黄化合物の含有量０．５ｖｐｐｍ未満を有してもよい。更に他の実施形態においては、槽を出る炭化水素含有ストリーム９は、一次硫黄化合物の含有量０．１ｖｐｐｍ未満を有してもよい。
【００３１】
開示される本システムおよび方法においては、加水分解触媒および炭化水素のいずれも、比較的安価である。従って、加水分解触媒および収着剤の有効寿命の後に、いずれも廃棄物として処分されてもよい。消費された場合には、加水分解触媒および収着剤物質は、処分のために除去されてもよい。
【００３２】
図２は、本明細書に記載される本システムおよび方法の他の実施形態を示す。この実施形態においては、本システムおよび方法は、二つの槽を組込み、そのそれぞれは、二つの加水分解触媒の層および二つの収着剤物質の層を有する。第一の槽１、その成分、および槽１を出入りするストリームは、図１で用いられるのと同じ数表示で提供される。これらの要素は、図１に関して記載されるものと同じであってもよい。図２における相違点は、図１において、各タイプの一つの床が存在することとは対照的に、二つの加水分解触媒の床５および二つの収着剤物質の床７が存在することである。加えて、炭化水素ストリーム、並びに槽１内の温度、圧力、および他の条件は、図１に関して記載されるものと同じであってもよい。図２に示される実施形態においては、槽１の第二の収着剤物質の床７における収着剤物質との接触の後に、炭化水素含有ストリーム９は、第二の槽１１へ導かれる。これはまた、二つの加水分解触媒の床１３および二つの収着剤物質の床１５を含む。第一の槽１と同様に、炭化水素含有ストリームは、逐次に、交互する加水分解触媒の床１３の種々の床を通って送られて、第一の槽での処理後に炭化水素ストリーム中に残存する一次硫黄化合物の少なくとも一部がＨ２Ｓへ加水分解され、次いでＨ２Ｓの少なくとも一部が、槽１１の交互する収着剤物質の床１５で収着剤物質と接触することにより除去される。
【００３３】
第二の槽１１における種々の成分は、図１の槽１に関して記載されるタイプのものであってもよい。更に、槽１１内の条件は、図１の槽１に関して記載される範囲内にあってもよい。
【００３４】
記載される図２の反応槽１および１１の逐次運転に加えて、槽１および１１は、進み遅れ形態で運転するように配置されてもよい。その際、各槽は、一方とは独立に運転されてもよい。これらの配置により、一つの槽が運転中のままであり、一方他の槽が運転中でないことが可能にされる。これは、特に、槽の一つにおける触媒および収着剤物質を交換することが必要である場合に有用でありうる。
【００３５】
図２に表される槽は、二つの触媒床および二つの収着剤床を有するものの、他の実施形態においては、槽は、各タイプの多数の床を、または加水分解触媒および収着剤物質の混合物を組込む一つ以上の床を有してもよいことが理解される。
【００３６】
図３は、本明細書に記載される本システムおよび方法の他の実施形態を示す。この実施形態においては、本システムおよび方法は、単一の槽１１を組込み、そこに一次硫黄化合物を含む炭化水素ストリーム１３が導かれる。槽１１は、少なくとも一種の加水分解触媒および少なくとも一種の収着剤物質の混合物を含む単一の固定床１７を組込む。槽１１内の条件は、図１および図２に示される実施形態の槽に関して記載される範囲内にあってもよい。更に、加水分解触媒および収着剤物質、並びに固定床の配置は、図１および図２に関して記載されるものであってもよい。固定床１７内では、炭化水素ストリームが、上記されるように、水の存在下に加水分解触媒と接触されて、一次硫黄化合物がＨ２Ｓへ転化される。Ｈ２Ｓは、次いで、固定床１７内の収着剤物質上へ吸収されて、硫黄含有量が低減された炭化水素含有ストリームが製造される。
【００３７】
図３に示される本システムおよび方法により、図１および図２に示される実施形態で製造される硫黄含有量低減ストリームに対して記載される範囲内に、硫黄含有量を有する炭化水素含有ストリームが、加水分解触媒および収着剤物質粒子の完全な混合が達成されてもよい限り、製造されることが可能である。
【００３８】
本明細書に記載される本システムおよび方法の全てに従って、加水分解触媒および収着剤物質を組込む多重槽が、同じ炭化水素含有ストリームを逐次に処理するよりもむしろ、別々の炭化水素含有ストリームを処理するのに用いられてもよいことが考えられる。更に、種々の実施形態においては、加水分解触媒および収着剤物質を組込んで有する多数の槽が、槽が逐次にまたは別々に装備されるかどうかに関わらず、一種以上の炭化水素含有ストリームを処理するのに用いられてもよい。
【実施例】
【００３９】
実験的評価
本明細書に記載される本システムおよび方法について、次の実験的評価を行った。表Ｉに、本明細書に記載される本システムおよび方法に従って処理された四種の例示的な炭化水素含有ストリームが、列記される。種々の空間速度で３時間処理した際の各ストリームについて、含有量および硫黄化合物の転化率を、表Ｉに示す。全ての加水分解処理は、ストリームを、アルコア（Ａｌｃｏａ）から名称「ＤＤ−４３１」で商業的に入手可能な活性アルミナ加水分解触媒と接触させることによって行った。加水分解触媒との接触に続いて、ストリームを、ハーショウ（Ｈａｒｓｈａｗ）ＺＮ−０４０１  Ｅ３／１６酸化亜鉛と接触させた。加水分解触媒および酸化亜鉛粒子は、単一反応槽中に、逐次層で提供された。総計で、活性アルミナ１７．５ｍｌ、およびＺｎＯ  ５２．５ｍｌが、これらの実験で用いられた。ストリームを、層に、温度３７０℃および圧力１００ｋＰａで接触させた。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表Ｉに示される結果の検討により、ＣＯＳ濃度５０００ｖｐｐｍおよび５００ｖｐｐｍを有する炭化水素含有ストリームについて、空間速度１５００および３０００時−１におけるＣＯＳからＨ２Ｓへの転化率は、実質的に１００％であることが示される。
【００４２】
本明細書に記載される本システムおよび方法は、硫黄化合物を、従来システムに典型的に見出される別々の加水分解反応器を必要とすることなく、炭化水素含有ストリームから除去することを可能にする。硫黄含有量が低減された炭化水素含有ストリームは、本明細書に記載される本システムおよび方法に従って製造されるが、これは、種々の使用（水素プラントの原料ストリーム、発電プラントのプロセスガスストリームとしての使用を含む）、または低減された硫黄含有量を必要とする炭化水素含有ストリームの他の使用に適している。
【００４３】
本明細書に引用される全ての特許および公報は、優先権書類および試験手順を含めて、その全てが参照により本明細書に援用される。
【００４４】
本発明およびその利点が詳細に記載されたものの、種々の変更、置換え、および改変を、冒頭の特許請求の範囲によって規定される本発明の趣旨および範囲を逸脱することなくなしうることを理解されたい。更に、示されるいかなる上限も、選択される部分領域のいかなる下限とも組合わされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本明細書に記載される本システムおよび方法の実施形態の概略図である。これには、加水分解触媒および収着剤物質に関して別々の層を有する単一槽が組込まれる。
【図２】本明細書に記載される本システムおよび方法の実施形態の概略図である。これには、加水分解触媒および収着剤物質に関して別々の層を有する多重槽が組込まれる。
【図３】本明細書に記載される本システムおよび方法の実施形態の概略図である。これには、加水分解触媒および収着剤物質の混合物に関して単一層が組込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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