УДАЛЕНИЕ СЕРОВОДОРОДА И РЕГЕНЕРАЦИЯ СЕРЫ ИЗ ГАЗОВОГО ПОТОКА ПРЯМЫМ КАТАЛИТИЧЕСКИМ ОКИСЛЕНИЕМ И РЕАКЦИЕЙ КЛАУСА

2
2
1. Способ удаления сероводорода (HS) из газового потока, содержащего HS, с использованием двух или больше последовательно соединенных каталитических реакторов, который включает:
2
2
a) смешивание газового потока, содержащего HS, с главным кислородсодержащим газовым потоком, чтобы получить газовый поток, содержащий как HS, так и кислород,
2
2
b) введение полученного газового потока, содержащего как HS, так и кислород, в печь, посредством чего получают газовый поток, обедненный по HS,
2
c) перемещение газового потока, обедненного по HS, в конденсатор серы, чтобы получить газовый поток, обедненный по сере,
2
2
2
2
max
2
R1
d) введение газового потока, обедненного по сере, необязательно вместе с первым вспомогательным кислородсодержащим газовым потоком, в первый каталитический реактор R1, содержащий систему катализатора, которая катализирует реакцию Клауса HS с диоксидом серы (SО), гидролиз COS и CS, и, необязательно, прямое окисление HS кислородом с получением серы, причем указанный реактор функционирует при максимальной температуре T от 290 до 350°C, и получают газовый поток, обедненный по HS,
2
e) перемещение газового потока, обедненного по HS, в конденсатор серы, чтобы получить газовый поток, обедненный по сере,
2
2
f) необязательно, пропускание газового потока, обедненного по сере, полученного из реактора R1, через ряд реакторов и конденсаторов, предпочтительно 1 или 2, причем каждый реактор содержит систему катализатора, которая катализирует реакцию Клауса HS с диоксидом серы (SО), до достижения последнего реактора R процесса,
2
2
2
maх
max
2
R
R1
g) введение газового потока, обедненного по сере, вместе с последним вспомогательным кислородосодержащим газовым потоком в последний каталитический реактор R, содержащий систему катализатора, которая катализирует реакцию Клауса HS с диоксидом серы (SО), и прямое окисление HS кислородом с получением серы, причем указанный реактор функционирует при максимальной температуре T, которая ниже максимальной температуры T реактора R1, посредством чего получают газовый поток, обедненный по HS,
2
h) необязательно, перемещение газового потока, обедненного по HS, в конденсатор серы, чтобы получить газовый поток, обедненный по сере,
2
2
i) измерение объемного отношения HS/SО на выходе из последнего каталитического реактора R,
при этом
скорость потока кислорода в главном кислородосодержащем газовом потоке и в необязательных вспомогательных кислородосодержащих газовых потоках составляет от 96 до 99,9 об. % от общей скорости потока кислорода, поданного в процесс, предпочтительно от 98 до 99,8 об. % и более предпочтительно от 98,5 до 99,5 об. %
скорость потока кислорода в последнем вспомогательном кислородсодержащем газовом потоке составляет от 0,1 до 4 об. % от общей скорости потока кислорода, поданного в процесс, предпочтительно от 0,1 до 2 об. %, и более предпочтительно от 0,5 до 1,5 об. %, и
2
2
2
2
при этом скорость потока кислорода в последнем вспомогательном кислородосодержащем газовом потоке регулируют в зависимости от значения объемного отношения HS/SО, измеренного на выходе из последнего каталитического реактора R в стадии i) так, чтобы объемное отношение HS/SО, измеренное в стадии i), поддерживалось в диапазоне от 1,9 до 2,2.
2
2
2
2
2. Способ по п. 1, в котором скорость потока кислорода в последнем вспомогательном кислородсодержащем газовом потоке увеличивают, когда значение объемного отношения HS/SО, измеренное в стадии i), составляет выше 2, и уменьшают, когда объемное отношение HS/SО, измеренное в стадии i), составляет ниже 2,0.
2
2
2
3. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором в стадии a) скорость потока кислорода в главном кислородсодержащем газовом потоке и в дополнительных вспомогательных кислородсодержащих газовых потоках рассчитывают так, чтобы объемное отношение HS в HS-содержащем газовом потоке/О в кислородсодержащем газовом потоке было выше стехиометрической величины реакций, протекающих в печи, которое составляет 2, в частности, от 2,002 до 2,5, предпочтительно от 2,002 до 2,2, более предпочтительно от 2,002 до 2,08.
2
2
2
4. Способ по п. 3, в котором объемное отношение HS, в HS-содержащем газовом потоке/О в главном кислородсодержащем газовом потоке поддерживают выше стехиометрического значения реакций, протекающих в печи, которое составляет 2, во время всего процесса.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором печь функционирует при температуре от 900°C до 1400°C, более предпочтительно от 1100°C до 1300°C.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором газовый поток, обедненный по сере, полученный в стадии c), дополнительно пропускают через нагреватель, расположенный между конденсатором стадии c) и реактором R1 стадии d).
R1
max
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором скорость потока кислорода в первом вспомогательном кислородсодержащем газовом потоке регулируют так, чтобы гарантировать, что максимальная температура T в реакторе R1 будет сохраняться в диапазоне от 290 до 350°C, предпочтительно от 310 до 340°C, и более предпочтительно от 315 до 330°C.
R1
max
8. Способ по п. 7, в котором температуру T в реакторе R1 поддерживают в диапазоне от 290 до 350°C, предпочтительно от 310 до 340°C, и более предпочтительно от 315 до 330°C в течение всего процесса.
2
2
3
2
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором система катализатора реакторов R1 и R включает по меньшей мере один катализатор, выбранный из диоксида титана (TiО), кобальт-молибденового катализатора, никель-молибденового катализатора, железа и/или AlО, предпочтительным является диоксид титана (TiО).
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором реактор R1 состоит из двух каталитических секций:
2
2
2
max
R1
первая секция, содержащая первый катализатор, подходящий для прямого окисления HS, и/или гидролиза COS and CS, предпочтительно диоксид титана (TiО), функционирующий как адиабатический слой без охлаждения при максимальной температуре T, и
2
2
2
3
0
max
R1
R1
вторая секция, содержащая второй катализатор, подходящий для реакции Клауса HS с диоксидом серы (SО), предпочтительно AlО, функционирующий как псевдоизотермический слой с внутренним теплообменником, где температура T на выходе не выше и предпочтительно ниже, чем T, но выше, чем температура конденсации серы.
11. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором газовый поток обедненный по сере, полученный в стадии e), дополнительно проходит через нагреватель, расположенный между конденсатором стадии e) или f) и реактором R стадии g).
2
2
12. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором объемное отношение HS/SО на выходе из последнего реактора R поддерживают в диапазоне от 1,9 до 2,2 в течение всего процесса.
13. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором реактор R состоит из двух каталитических секций:
2
2
max
R
первая секция, содержащая первый катализатор, подходящий для прямого окисления HS, предпочтительно диоксид титана (TiО), функционирующий как адиабатический слой без охлаждения при максимальной температуре T в диапазоне от 180 до 240°C, предпочтительно от 190 до 210°C, и
2
2
2
3
0
R
вторая секция, содержащая второй катализатор, подходящий для реакции Клауса HS с диоксидом серы (SО), предпочтительно, AlО, функционирующий как псевдоизотермический слой с внутренним теплообменником, где температура T на выходе выше, чем температура конденсации воды, и ниже, чем температуры конденсации серы, предпочтительно в области от 105 до 140°C, и более предпочтительно от 110 до 125°C.
14. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором эксплуатационные условия между последовательно соединенными реакторами переключают, и газовый поток тоже переключают так, что реактор R, который был последним, функционирует в условиях, в которых ранее функционировал реактор R1, таким образом становясь новым реактором R1, а реактор R1, который был первым реактором, функционирует в условиях, в которых ранее функционировал реактора R, таким образом становясь новым реактором R.
2
2
15. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором объемное отношение HS/SО на выходе из нового последнего каталитического реактора R достигает требуемой величины от 1,9 до 2,2 в пределах от 1 секунды до 2 минут во время всего процесса и, в частности, после переключения реакторов регулированием скорости потока последнего вспомогательного кислородосодержащего газового потока.
2
2
2
16. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором эффективность регенерации серы составляет выше 99 об. %, более предпочтительно выше 99,5 об. %, и еще более предпочтительно до 99,8 об. % HS или выше, в расчете на начальное количество HS, присутствующее в обрабатываемом газовом потоке, содержащем HS.
17. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором, если потребность в кислороде в последнем вспомогательном кислородсодержащем газовом потоке выше, чем 2,5 об. % от общей скорости потока кислорода, поданного в процесс, в частности, от 2,8 до 4 об. %, предпочтительно от 3 до 3,6 об. %, посылают сигнал в главный кислородсодержащий газовый поток, чтобы увеличить пропорционально скорость потока кислорода в главном кислородсодержащем газовом потоке.
18. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором, если потребность в кислороде в последнем вспомогательном кислородсодержащем газовом потоке ниже, чем 1,5 об. % от общей скорости потока кислорода, поданного в процесс, в частности, от 0,1 до 1,5 об. %, предпочтительно от 0,4 до 1,2 об. %, посылают сигнал в главный кислородсодержащий газовый поток, чтобы уменьшить пропорционально скорость потока кислорода в главном кислородсодержащем газовом потоке.