Способ очистки газа от сероводорода

 

Изобретение может быть использовано в нефтяной, газовой, нефтеперерабатывающей и химической отраслях промышленности. Способ заключается в том, что очищаемый газ контактируют с окислительным раствором, содержащим комплексную соль железа, с этилендиаминтетрауксусной кислотой, взятых в молярном отношении лигаида к железу не менее 1,1, и последующей регенерацией раствора продувкой воздухом. При этом в исходный раствор вводят серную кислоту в количестве, обеспечивающем pH 2,0 - 2,5. Способ обеспечивает 99%-ную селективность окисления сероводорода до элементарной серы. 1 табл.

Изобретение относится к очистке газа от сероводорода и может быть использовано в нефтяной и газовой, нефтеперерабатывающей и химической отраслях промышленности.

Известен способ очистки газов от сероводорода, включающий промывку их щелочным раствором комплекса железа (III) с этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА) с образованием элементарной серы с последующей регенерацией отработанного раствора воздухом.

Недостатком способа является образование, наряду с элементарной серой, других продуктов окисления сероводорода, например тиосульфатов, что приводит к изменению свойств окислительного раствора. Следует отметить, что по мере накопления этих продуктов окисления сероводорода появляется необходимость их вывода из рабочего раствора.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ очистки газов от сероводорода путем абсорбции исходным окислительным раствором, содержащим комплексную соль железа (III) с этилендиаминтетрауксусной кислотой, взятых в мольном отношении лиганд: железо не менее 1,1, с последующей регенерацией продувкой воздухом и добавлением этилендиаминтетрауксусной кислоты в абсорбент, причем этилендиаминтетрауксусную кислоту в абсорбент добавляют в количестве, обеспечивающем мольное отношение добавляемого лиганда к железу, равное 0,5-0,8, и абсорбцию ведут при 10-20%-ном избытке комплексной соли к стехиометрическому количеству сероводорода.

Недостатком способа является низкая селективность реакции окисления сероводорода до серы.

Цель изобретения - повышение селективности реакции окисления сероводорода до серы при сохранении степени очистки газов на высоком уровне.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки газа от сероводорода путем абсорбции исходным окислительным раствором, содержащим комплексную соль железа с этилендиаминтетрауксусной кислотой, взятых в молярном отношении лиганда к железу не менее 1,1, с последующей регенерацией продувкой воздухом в окислительный раствор добавляют серную кислоту в количестве, обеспечивающем достижение рН 2,0-2,5; очистке подвергают газ, содержащий, об.%: метан 40-65, этан 15-30, пропан 9-15, н-бутан 2-7, изо-бутан 1-3, н-пентан 0,2-1,0, изо-пентан 0,2-1,0, гексаны 0,1-1,0, азот 0,3-4,0; углеводородный газ, содержащий углекислый газ; углекислый газ.

Изобретение поясняется примерами.

П р и м е р 1. Известный способ (по прототипу) испытывают на лабораторной установке для очистки газа. Абсорбент - раствор комплекса сульфата железа (III) с динатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислотой концентрацией 0,2 мас.%. Отношение лиганда к железу составляет 1,1 - 1,5 моль/моль железа. Абсорбент подают в абсорбционную колонку диаметром 30 мм и высотой абсорбционной зоны 150 мм. Расход абсорбента 5,5 л/ч. Расход очищаемого газа 600 л/ч. Состав очищаемого газа: сероводород 6,6 об.%, метан - остальное. После окисления сероводорода раствор выводится из абсорбционной колонки и направляется на фильтр для отделения образующей серы. Затем абсорбент регенерируется продувкой воздуха в отдельной барботажной колонке и насосом подается на очистку газа.

В опытах определяют содержание сероводорода в очищаемом и очищенном газе по ГОСТу 22387.2-83, концентрацию железа - объемным методом (бихроматометрией с индикатором дифениламином), состав очищаемого газа (метан, этан, пропан, н-бутан, изо-бутан, н-пентан, гексаны, азот) - хроматографическим методом по ГОСТу 14920-79, содержание углекислого газа - хроматографическим методом, количество образующейся серы - весовым методом, рН абсорбента - потенциометрическим методом со стеклянным индикаторным электродом.

Известный способ испытывали без добавления серной кислоты при рН 8,0-9,0. Из данных, представленных в таблице, видно, что селективность процесса окисления сероводорода до серы низкая и составляет менее 75%.

Приведенная методика является общей для известного и предлагаемого способов очистки газов.

П р и м е р 2. Предлагаемый способ выполняется аналогично примеру 1, но при добавлении в исходный абсорбент серной кислоты в количестве, обеспечивающем рН абсорбента 2,0-2,5 и запредельные количества.

Как видно из таблицы, селективность реакции окисления сероводорода до серы по мере снижения рН повышается и при достижении рН 2,0 - 2,5 достигается 99% . Дальнейшее понижение рН (менее 2,0) позволяет добиться высокой селективности, но требует затрат большого количества серной кислоты.

Остальные примеры (3, 4 и 5) выполнены аналогично примеру 2 и отличаются составом очищаемого газа. Полученные результаты представлены в таблице.

Таким образом, селективность процесса окисления сероводорода до серы в заявляемом способе повышается, по сравнению с прототипом, от 75 до 99% за счет обеспечения рН 2,0-2,5 в исходном окислительном абсорбенте путем добавления серной кислоты. Степень очистки газа от сероводорода по предлагаемому способу остается на высоком уровне.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОДА, включающий окисление его раствором, содержащим комплексную соль железа с этилендиаминтетрауксусной кислотой, взятых в молярном отношении лиганда к железу не менее 1, 1, и последующую регенерацию раствора продувкой воздухом, отличающийся тем, что , с целью повышения селективности окисления сероводорода до элементарной серы при сохранении высокой степени очистки, в исходный раствор вводят серную кислоту в количестве, обеспечивающем pH 2,0 - 2,5.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2