Способ деструкции полисульфанов в товарной сере

Авторы патента:

Берберова Надежда Титовна (RU)

Шинкарь Елена Владимировна (RU)

Охлобыстин Андрей Олегович (RU)

Ахмедова Юлия Игоревна (RU)

Смолянинов Иван Владимирович (RU)

C01B17/16 - сероводороды

Владельцы патента RU 2428374:

Федеральное образовательное учреждение высшего профессионального образования"Астраханский государственный технический университет"ФГОУ ВПО"АГТУ" (RU)

Изобретение относится к области химии и может быть использовано в газоперерабатывающей промышленности для удаления полисульфанов из товарной серы. Расплав серы подают в водный раствор окислителя - 3,5 ди-трет-бутил о-бензохинона в количестве 0,8% мас. Процесс разложения полисульфанов проводят при температуре 70-90°С. Отработанный окислитель регенерируют в токе воздуха. Изобретение позволяет повысить качество товарной серы.

Изобретение относится к области органической химии, в частности к разложению полисульфанов в товарной сере, получаемой по методу Клауса, и может быть использовано в газоперерабатывающей промышленности для удаления полисульфанов из товарной серы и повышения ее качества.

Известен способ удаления полисульфанов из газовых потоков, содержащих сероводород, основанный на адсорбции полисульфанов на каталитически активном пористом материале (активированный уголь, молекулярные сита, оксид алюминия, силикагель, модернит) с последующим разложением до сероводорода и серы при температуре 130-162°С и давлении 1-5 бар [Патент WO 2008087125, 2008].

Недостатками данного способа является невозможность его применения для разложения полисульфанов в жидкой сере, достаточно высокая температура проведения процесса, значительный расход адсорбента, сложность утилизации отработанного адсорбента и невысокая экологичность процесса за счет сжигания отработанного катализатора.

Известен способ удаления полисульфанов из газопродуктовой смеси в процессе получения сероводорода из серы и водорода путем пропускания газового потока, содержащего от 400 до 1500 ppm, через многоступенчатую промывную систему, в которой газовый поток контактирует с водным или метанольным раствором щелочи (5-20% мас.) с образованием полисульфидов металлов при температуре 10-60°С и атмосферном давлении, а далее проходит стадию доочистки на адсорбентах (активированном угле или цеолите) [Патент WO 2004028963, 2004]. Степень удаления полисульфанов в сероводородсодержащем газе составляет 99,5%, при этом остаточное количество полисульфанов не превышает 10 ppm.

Недостатками указанного способа являются использование его только для разложения полисульфанов, содержащихся в газовой фазе, значительные расходы щелочи и метанола, высокие эксплуатационные расходы адсорбентов, трудоемкость процесса утилизации отработанных водно-, метанольно-щелочных растворов.

Прототип для предлагаемого способа не найден.

Техническая задача - создание нового способа деструкции полисульфанов в товарной сере, предусматривающего удаление полисульфанов из жидкой серы, получаемой по методу Клауса на стадии грануляции, путем обработки расплавленной серы водным раствором органического окислителя, регенерирующегося кислородом воздуха.

Технический результат - повышение качества товарной серы за счет одновременного удаления полисульфанов и растворенного в жидкой сере остаточного сероводорода, снижения температуры проведения процесса деструкции полисульфанов, исключения стадий обработки водным или метанольным растворами щелочи и доочистки на адсорбентах.

Он достигается тем, что в предлагаемом способе, включающим подачу расплава серы в водный раствор одноэлектронного окислителя - 3,5 ди-трет-бутил о-бензохинона в количестве 0,8% мас., процесс разложения полисульфанов проводят при температуре 70-90°С и регенерируют отработанный окислитель в токе воздуха. Степень конверсии полисульфанов достигает 60-80%.

Предлагаемый способ основывается на способности полисульфанов к окислительному разложению до серы в присутствии о-бензохинонов в водных средах. При этом окислитель преобразуется в гидрированную форму, которая в токе кислорода воздуха регенерируются до исходного о-бензохинона.

Способ деструкции полисульфанов включает обработку расплавленной серы водным раствором 3,5 ди-трет-бутил о-бензохинона в количестве 0,8% мас., проведение процесса окисления полисульфанов при температуре 70-90°С.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. Деструкция полисульфанов в товарной сере, получаемой на Астраханском ГПЗ, после процесса дегазации.

Расплавленную серу (массой 50 г), содержащую 280 ppm полисульфанов, пропускают через промывную систему (водный раствор окислителя - 3,5 ди-трет-бутил-о-бензохинона в количестве 0,8% мас.) при температуре 80°С и атмосферном давлении. Разложение полисульфанов происходит на стадии грануляции расплава серы в воде в течение 10 минут. Окислитель переходит в восстановленную дигидроформу (3,5 ди-трет-бутил-пирокатехин). Степень превращения окислителя определяют визуально по исчезновению характерного красно-коричневого окрашивания раствора. Отработанный окислитель подвергают регенерации путем подачи воздуха в раствор (время регенерации составляет 1 ч, степень регенерации 75%). Содержание полисульфанов в исходной (жидкой) сере и обработанной (гранулированной) сере определяют электрохимическим методом - циклической вольтамперометрией. Анализ исследуемой серы после процесса деструкции полисульфанов показал, что остаточное содержание полисульфанов составляет 75 ppm. Степень превращения полисульфанов в серу составляет 73,2%.

Пример 2. Деструкция полисульфанов в товарной сере, получаемой на Астраханском ГПЗ, до процесса дегазации.

В условиях примера 1 в присутствии описанного выше окислителя (3,5 ди-трет-бутил о-бензохинона в количестве 0,8% мас.) проводят деструкцию полисульфанов с содержанием 360 ppm при температуре 90°С и атмосферном давлении. Разложение полисульфанов происходит в течение 10 минут. Анализ исследуемой серы после процесса деструкции полисульфанов показал, что остаточное содержание полисульфанов составляет 80 ppm. Степень конверсии полисульфанов в серу составляет 77,7%.

В зависимости от концентрации полисульфанов в исходных пробах серы (150-600 ppm) время разложения полисульфанов можно варьировать в диапазоне 5-30 мин.

Из приведенных примеров видно, что проведение процесса деструкции полисульфанов предлагаемым способом позволяет удалять полисульфаны из расплава серы и исключить использование водных и метанольных растворов щелочи.

Положительный эффект предлагаемого способа заключается в эффективности одностадийного процесса удаления полисульфанов и остаточного сероводорода из расплава серы, интенсификации процесса за счет использования окислителя, способного регенерироваться кислородом воздуха, улучшении качества товарной серы и обеспечении безопасности ее транспортировки и хранения.

Указанные преимущества предлагаемого способа позволяют существенно улучшить технико-экономические показатели процесса дегазации на газоперерабатывающих производствах.

Способ деструкции полисульфанов в товарной сере, включающий подачу расплава серы в водный раствор органического окислителя - 3,5 ди-трет-бутил о-бензохинона в количестве 0,8 мас.%, проведение процесса разложения полисульфанов при температуре 70-90°С и регенерацию отработанного окислителя в токе воздуха.

Изобретение относится к способу получения сероводорода из серы и водорода в реакторе. .

Способ получения метилмеркаптана // 2408577

Изобретение относится к способу непрерывного получения метилмеркаптана из сероводорода и метанола в непосредственном сочетании с получением сероводорода, для чего выходящую под давлением из реактора синтеза сероводорода реакционную смесь смешивают с метанолом и полученную смесь подают под давлением в реактор синтеза метилмеркаптана с созданием при этом между используемыми для обоих процессов синтеза реакторами перепада давлений, под действием которого поток смеси сероводорода и метанола принудительно движется в направлении реактора синтеза метилмеркаптана.

Способ превращения полисульфанов // 2323874

Изобретение относится к способу удаления полисульфанов из газовых потоков. .

Очистка h2s пористыми носителями // 2294893

Изобретение относится к очистке сероводорода, полученного реакцией водорода с жидкой серой. .

Способ определения содержания сероводорода и легких меркаптанов в нефти, нефтепродуктах и газовом конденсате // 2285917

Изобретение относится к методам аналитического контроля качества нефти, нефтепродуктов и газового конденсата и может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.

Способ производства метилмеркаптана, способ получения катализатора для производства метилмеркаптана и способ получения сероводорода для производства метилмеркаптана // 2157366

Изобретение относится к получению одорантов для природного газа, в частности к безотходному способу получения метилмеркаптана, а также к способу получения катализатора, обеспечивающего более высокую степень взаимодействия метилового спирта и сероводорода и использованию такого способа получения сероводорода, который обеспечивает безотходность производства в целом.

Способ определения содержания сероводорода в мазуте // 2155960

Изобретение относится к методам аналитического контроля и может найти применение в нефте- и газоперерабатывающей промышленности для определения количественного содержания сероводорода в мазуте.

Способ получения носителя из минерала монтмориллонита // 2080158

Способ получения сероводорода // 1601931

Способ получения сероводорода // 1558997

Изобретение относится к технологии электрохимических производств. .

Способ получения серной кислоты и установка для его осуществления // 2457173

Изобретение относится к способу получения серной кислоты, при этом в установке для производства серной кислоты получают исходный газ, содержащий SO2, который пропускают, по меньшей мере, через один реактор, в котором протекает каталитическая реакция с окислением SO3 в SO2, а из образовавшегося при этом SO3 получают серную кислоту

Способ обработки серосодержащего газа и используемый для данных целей катализатор гидрирования // 2556687

Изобретение относится к способу обработки серосодержащего газа и к катализатору гидрирования, используемому для этого. Описан катализатор гидрирования, который включает в качестве активного компонента оксид никеля, оксид кобальта, а также оксид молибдена или оксид вольфрама. В качестве вспомогательного агента дезоксидации добавляют один или несколько соединений из сульфата двухвалентного железа, нитрата трехвалентного железа и сульфата трехвалентного железа. TiO2 и γ-Al2O3 добавляют в виде сухого коллоида соединения титан-алюминий. Также описан способ обработки серосодержащего газа катализатором гидрирования. Технический результат - катализатор имеет высокую активность гидрирования диоксида серы и низкую рабочую температуру. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил., 14 табл., 11 пр.

Способ очистки воды от сероводорода, ионов сульфидов и гидросульфидов // 2588221

Изобретение может быть использовано для очистки природных и сточных вод промышленных предприятий от сероводорода, ионов сульфидов и гидросульфидов. Способ включает обработку исходной воды соединениями железа с последующей их регенерацией кислотой. В качестве соединений железа добавляют водные растворы сульфатов железа в объеме и концентрации, достаточных для образования сульфида железа из сероводорода, ионов сульфидов и гидросульфидов, находящихся в исходной воде. Регенерацию соединений железа проводят обработкой сульфида железа, отделенного от очищенной воды, серной кислотой или водным ее раствором до образования сульфата железа и газообразного сероводорода, который отводят для получения серной кислоты, используемой при обработке сульфида железа. Полученный сульфат железа в виде водного раствора направляют для обработки следующей порции очищаемой воды. Изобретение обеспечивает очистку воды до следовых количеств загрязняющих веществ, при этом за счет цикличности процесса реализуют возврат в цикл очистки до 95,7% применяемого сульфата железа, а также отсутствуют газообразные выбросы сероводорода, подлежащие утилизации и переработке. 2 ил., 1 пр.

Реактор и способ для получения сероводорода // 2621100

Изобретение относится к синтезу сероводорода и может быть использовано в химической промышленности. Реактор (1) для непрерывного получения сероводорода путем проведения экзотермической реакции серы и водорода содержит нижнюю часть (2) для размещения расплава (3) серы, одну или несколько не удерживающих давление первых ловушек (4), по меньшей мере по одному устройству (5, 5a), подводящему под давлением газообразный водород на каждую первую ловушку, одну или несколько не удерживающих давление вторых ловушек (8), расположенных над первой(-ыми) ловушкой(-ами) (4), газосборную часть (6) для размещения газовой смеси, содержащей продукт при повышенных температуре и давлении. По меньшей мере одна из вторых ловушек (8, 10) имеет меньший теплоотвод, чем каждая из первых ловушек (4). В расплав (3) серы подают находящийся под давлением водород, который вместе с серой, перешедшей из расплава в газообразное состояние, улавливают по меньшей мере одной не удерживающей давление первой ловушкой (4). Временно удерживают водород и серу в первой(-ых) ловушке(-ах) (4) с образованием газовой смеси, содержащей сероводород как продукт, серу и водород. Газовую смесь, содержащую продукт, улавливают и, по меньшей мере, временно удерживают в одной или нескольких вторых ловушках (8). Обеспечивают превращение оставшихся в газовой смеси серы и водорода в дополнительный сероводород. Газовую смесь, содержащую продукт, собирают в газосборной части. Реактор (1) применяют для получения сероводорода с содержанием сульфанов, не превышающим 600 млн-1. Изобретение позволяет обеспечить высокую степень превращения и чистоту водорода. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Реактор и способ для получения сероводорода // 2621106

Изобретение относится к синтезу сероводорода и может быть использовано в химической промышленности. Реактор (1) для непрерывного получения сероводорода содержит нижнюю часть (2) с расплавом (3) серы, одну или несколько не удерживающих давление первых ловушек (4), по меньшей мере по одному устройству (5, 5а), подводящему водород на каждую первую ловушку, газосборную часть (6), пригодную для вмещения газовой смеси, содержащей продукт, один или несколько не удерживающих давление встроенных элементов (7) для непрерывного перемещения всей содержащей продукт газовой смеси, образовавшейся в нижней части (2) реактора, в газосборную часть (6). Один или несколько встроенных элементов содержат гетерогенный катализатор для дальнейшего превращения водорода и серы, присутствующих в содержащем продукт газе, в сероводород. Находящийся под давлением водород подают в расплав (3) серы, который вместе с серой, перешедшей из расплава (3) в газообразное состояние, по меньшей мере частично улавливают по меньшей мере одной не удерживающей давление первой ловушкой (4). Непрерывно перемещают всю содержащую продукт газовую смесь, образовавшуюся в нижней части реактора (2), в газосборную часть (6) посредством одного или нескольких не удерживающих давление встроенных элементов (7). Реактор (1) применяют для получения сероводорода с содержанием сульфанов, не превышающим 600 млн-1. Изобретение позволяет обеспечить степень превращения водорода более 99%, высокую чистоту получаемого сероводорода, компактную конструкцию и широкий диапазон изменения загрузки реактора. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Реактор и способ для получения сероводорода // 2621755

Группа изобретений относится к неорганической химии и может быть использована для получения сероводорода с содержанием сульфанов, не превышающим 600 млн-1. Для получения сероводорода путем проведения экзотермической реакции серы с водородом при повышенных температуре и давлении обеспечивают наличие расплава (3) серы в нижней части (2) реактора (1). Подают посредством по меньшей мере одного подводящего устройства (5, 5а) находящийся под давлением водород в расплав серы с образованием газовой смеси. Частично улавливают газовую смесь, содержащую водород и серу, по меньшей мере двумя не удерживающими давление первыми ловушками (4) с образованием в ходе экзотермической реакции газовой смеси P1, содержащей сероводород как продукт, серу и водород. Удерживают газовую смесь P1 в одной или нескольких вторых ловушках (8) с превращением серы и водорода в дополнительный сероводород с образованием газовой смеси P2. Собирают содержащую продукт газовую смесь Рконечн. в газосборной части (6). Обеспечивается повышение степени превращения водорода и чистоты получаемого сероводорода. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Реактор и способ для получения сероводорода // 2623766

Группа изобретений относится к неорганической химии и может быть использована для получения сероводорода с содержанием сульфанов, не превышающим 600 млн-1. Для получения сероводорода путем проведения экзотермической реакции серы с водородом при повышенных температуре и давлении обеспечивают наличие расплава (3) серы в нижней части (2) реактора (1). Подают посредством по меньшей мере одного подводящего устройства (5, 5а) находящийся под давлением водород в расплав серы с образованием газовой смеси. Частично улавливают газовую смесь, содержащую водород и серу, по меньшей мере двумя не удерживающими давление первыми ловушками (4) с образованием в ходе экзотермической реакции газовой смеси P1, содержащей сероводород как продукт, серу и водород. Удерживают газовую смесь P1 в одной или нескольких вторых ловушках (8) с превращением серы и водорода в дополнительный сероводород с образованием газовой смеси P2. Подают посредством по меньшей мере одного подводящего устройства (9, 9а) находящийся под давлением водород в расплав серы, который вместе с серой частично улавливают по меньшей мере одной не удерживающей давление второй ловушкой (8). Собирают содержащую продукт газовую смесь Рконечн. в газосборной части (6). Обеспечивается повышение степени превращения водорода и чистоты получаемого сероводорода. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ оптического определения компонента, преимущественно сероводорода, и его концентрации в потоке газа // 2626389

Изобретение относится к области физики, в частности к аналитическому приборостроению и может быть использовано в газоанализаторах, применяемых на установках извлечения серы. Cпособ оптического определения компонента, преимущественно сероводорода, и его концентрации в потоке газа включает облучение пробы исследуемого газа с использованием лазерного излучения с различными длинами волн, при котором производят сложение люминесцентного излучения в УФ или видимом диапазоне с лазерным излучением в ближнем ИК диапазоне для достижения порога интенсивности, при котором возникает эффект вынужденного рассеивания Мандельштама-Бриллюэна с образованием стоксовых составляющих. Далее регистрируют спектральное распределение интенсивности прошедшего через пробу излучения, определяют превышение полученного сигнала над пороговым уровнем шума и сравнивают абсолютные значения полученных пиков и главного максимума, соответствующего лазерному излучению. При этом пробу исследуемого газа облучают в камере газоанализатора, заполненной водой, температуру которой поддерживают в диапазоне 80-85°С. Присутствие компонента идентифицируют по частоте максимума излучения, полученного в результате вынужденного рассеивания Мандельштама-Бриллюэна, а его концентрацию определяют как логарифм интенсивности стоксовой составляющей. Газоанализатор размещают непосредственно в зоне движения потока газа, а в качестве источника лазерного облучения используют по меньшей мере один твердотельный лазер с полупроводниковой накачкой, встроенный в камеру газоанализатора. Длину волны лазерного излучения в УФ и видимом диапазоне выбирают в пределах 200-530 нм, а в ближнем ИК диапазоне - 810-1200 нм. Технический результат - возможность определения компонента, преимущественно сероводорода, и его концентрации в потоке газа с высокой точностью, а также непрерывный мониторинг процесса. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.