NO153390B - Fremgangsmaate ved fjerning av hydrogensulfid, sulfider og mercaptaner fra en gasstroem. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved fjerning av hydrogensulfid, sulfider og mercaptaner fra en gass-strøm,f.eks. en naturgasstrøm.

Fjerning av s/ovelforbindelser fra gasstrømmer har

vært av betydelig viktighet tidligere og er det i enda større grad i dag, ut fra miljøvernhensyn. Gassavløp fra forbrenning av organiske materialer, såsom kull, inneholder nesten alltid svovelforbindelser, og ved avsovlingsprosesser har man konsen-trert seg om å fjerne hydrogensulfid, fordi dette har vært antatt å representere en vesentlig helsefare, og fordi det er korrosivt, spesielt når vann er tilstede. Med den økende vekt som er blitt lagt på å eliminere eller redusere til et minimum utslippet av svovel i atmosfæren er også fjerningen av andre svovelforbindelser fra gasstrømmer blitt viet oppmer-somhet.

Svovelforurensninger i naturlig forekommende gasstrømmer innbefatter hydrogensulfid, mercaptaner, sulfider og disulfider, som på grunn av sin lukt kan påvises i konsentrasjoner av størrelsesordenen noen deler pr. million deler (ppm). Det er således ønskelig for private og industrielle brukere av naturgass at konsentrasjonen av mercaptaner er nedsatt til 1 ppm og den totale konsentrasjon av svovelforbindelser er nedsatt til 20 ppm eller mindre.

Mange naturgassbrønner produserer hva som i industrien betegnes som "sur gass". "Sur gass" er naturgass som inneholder hydrogensulfid, mercaptaner, sulfider og disulfider i konsentrasjoner som gjør anvendelsen av gassen uakseptabel. Det er blitt nedlagt adskillig arbeide i å finne frem til effektive og kostnadsbesparende metoder for å fjerne disse uønskede svovelforbindelser fra naturgass.

Gassleverandørfirmaer som kjøper opp naturgass fra brønneiere og så distribuerer gassen til forbrukere, er meget kritiske med hensyn til svovelinnholdet og krever at dette er mindre enn 30 ppm. Eiere av brønner som produserer sur gass som overskrider grensen på 30 ppm, er derfor på uavbrudt leting etter nye og mer effektive metoder for å gjøre deres gass salgbar.

Det er kjent mange fremgangsmåter for fjerning av H2S fra naturgass. De fremgangsmåter som for tiden benyttes, kan inndeles i de som er basert på fysikalsk absorpsjon, de som er basert på faststoffabsorpsjon og de som er basert på kjemisk reaksjon. Fremgangsmåter basert på fysikalsk absorpsjon lider under den kjensgjerning at det ofte oppstår vanskeligheter med å nå den lave konsentrasjon av hydrogensulfid som kreves i den avsvovlede gasstrøm. Fremgangsmåter som baserer seg på adsorpsjon ved hjelp av et fast skikt, er mangelfulle ved at de vanligvis er begrenset til lave konsentrasjoner av H2S i den tilførte gasstrøm. Fremgangsmåter basert på kjemisk reaksjon er vanligvis i stand til å til-fredsstille spesifikasjonene til den avsvovlede gass (primært I^S-konsentrasjonen) uten særlig store vanskeligheter, men de lider under den mangel at et materiale som vil reagere tilfredsstillende med H2S, også vil reagere med C02. Først og fremst er imidlertid de for tiden tilgjengelige metoder ikke effektive med hensyn til å fjerne mercaptaner, sulfider og disulfider.

Et eksempel på en prosess basert på kjemisk reaksjon

er ferrioxyd-fastskiktprosessen, hvor det reaktive materiale er ferrioxyd (Fe^O^) impregnert på en inert bærer. Denne prosess er effektiv med hensyn til fjerning av H2S, men den medfører ikke noen vesentlig fjerning av mercaptan eller andre svovelforbindelser. Skiktet kan regenereres, men an-tallet regenereringer er begrenset av avsetninger av elemen-tært svovel i skiktet.

Jernoxydprosessen eller "dry box"-prosessen er en av

de prosesser som først ble utviklet for fjerning av H2S fra gasstrømmer. Den ble tatt i bruk i England omkring midten av det nittende århundre og finner fortsatt utstrakt anvendelse på mange spesialområder.

Jernsvampmetoden for fjerning av svovel fra-naturgass er blitt mye benyttet i de siste 25 år og er inngående beskrevet i litteraturen, se f.eks. Taylor, D.K. "High Pressure Dry Box Purification"; Proceedings Gas Conditioning Conference, University of Oklahoma, 1956, side 57; og The Oil and Gas Journal, november og desember 1956, en serie av fire artikler; og Zappfe, F., "Practical Design Consideration For Gas Purification Processes", The Oil and Gas Journal, 8. september 1958, side 100 og 10. september 1962, side 135.

Normalt utgjøres det anlegg som benyttes ved jernoxydprosessen, av to tårn som er fylt med en inert bærer som er impregnert med jernoxyd. Hvert tårn har en innretning for innføring av vann og luft, for å muliggjøre regenerering. Vanligvis vil der benyttes minst to jernoxydskikt, for derved å oppnå kontinuerlig drift. "Sur gass" innføres på toppen av skiktet og strømmer nedad i kontakt med jernoxydet. Av-svovlet gass tas ut fra bunnen av tårnet. Tårnet som ikke er i drift, vil normalt være avstengt for fjerning eller regenerering av det brukte jernoxyd. Ved tilslutningen av rør-ledninger og under driften av prosessen må det tas forholds-regler for tilførsel av vann og opprettholdelse av en svakt basisk pH. Det må tilføres vann til denne prosess, ellers vil gassen gradvis dehydratisere ferrioxydet og derved ned-sette dets aktivitet.

Det er kjent flere former av ferrioxyd. Bare a- og Y-formene er tilfredsstillende for avsvovlingsformål. Ferrioxydet dispergeres på materialer med stor overflate og liten vekt. Det materiale som oftest anvendes, er treflis eller -spon. Disperging av jernoxydet på denne måte gir et relativt stort forhold mellom overflateareal og vekt og gjør kontakten mellom gasstrømmen og jernoxydet den best mulige.

Jernoxydprosessen kan utføres satsvis eller kontinuerlig, idet forskjellen avhenger av teknikken som anvendes for regenerering. Når det benyttes en satsvis prosess, drives tårnet inntil skiktet blir mettet med svovel og ^S begynner å opptre i den avsvovlede gasstrøm. På dette tidspunkt tas tårnet ut av avsvovlingstjenesten og regenereres ved sirku-lering av gass inneholdende en mindre mengde luft gjennom skiktet. Oxygenkonsentrasjonen i regenereringsstrømmen holdes normalt under 3%, på grunn av den sterkt eksotermiske natur av regenereringsreaksjonen. Ved kontinuerlig drift kan en liten konsentrasjon av oxygen tilføres til den "sure" gass før denne tilføres skiktet. Oxygen i luften reagerer med jernsulfid som måtte være dannet, hvorved regenerering avsted-kommes, samtidig som ferrioxyd reagerer med H^S i gassen. Hvert system har fordeler og ulemper, og valget mellom satsvis regenerering og kontinuerlig utført regenerering er basert på økonomiske faktorer som varierer fra anlegg til anlegg. Teoretisk vil 1 kg ferrioxyd reagere med 0,64 kg hydrogensulfid. Ved praktisk drift vil dette nivå aldri nåes. Van-ligsvis vil B^S ved 80 - 85% av den teoretiske omsetning begynne å bryte gjennom og å vise seg i gasstrømmen. På dette tidspunkt blir skiktet avstengt og regenerert. Med hensyn til kontinuerlig regenerering angir D.K. Taylor i The Oil and Gas Journal, 54, 125 (nov. 5, 1956); 54, 260 (nov. 10, 1956); 54, 139 (des. 3, 1956); 54, 147 (des. 10, 1956) at ca. 2,5

kg svovel kan fjernes pr. kg jernoxyd før oxydet må erstattes.

Ved avsvovling av naturgass er trykkene normalt høye, og trykktapet gjennom skiktet utgjør ingen besværlig faktor.

Det er blitt gjort kjent at syklustiden for en jern-svampenhet i drift på feltet vanligvis er 30 dager. En lang syklustid ønskes for å redusere kostnadene forbundet med utskiftning av skiktet til et minimum. Uansett hvilke regene-reringsmetoder som benyttes i dag, vil skiktet etterhvert tilstoppes med svovel og vil måtte utskiftes. Dette krever manuell arbeidskraft, som er kostbar. Taylor gir i ovennevnte litteratursted en utmerket oversikt over de punkter som må tas i betraktning ved utformningen av tårn for en jernoxyd-prosess med tanke på utskiftning og drift av skiktet.

Primært er jernsvampprosessen blitt benyttet for fjerning av hydrogensulfid. Jernsvampen vil likeledes fjerne små mengder mercaptaner fra en naturgasstrøm, men denne prosess er ikke helt godt avklaret og er ikke effektiv.

Affiniteten av jernoxyd for hydrogensulfid og mercaptaner er temmelig forskjellig. Mens jernoxyd har en sterk, vedvarende affinitet for hydrogensulfid, er dets kapasitet for fjerning av mercaptaner i nærvær av hydrogensulfid meget mindre. Dette resulterer i "utbrytning" av mercaptaner i de tidlige stadier av jernoxydskiktets brukstid. For å opprettholde det ønskede nivå med hensyn til svovelforbindelser i den behandlede strøm er det således nødvendig å regenerere jernoxydet periodisk. De data som oppnåes ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, viser at dette kan utføres meget effektivt ved periodisk eller kontinuerlig behandling av jernoxydskiktet med en hydroqenperoxydoppløsning, som og-så medfører en uventet forbedring av jernoxydets evne til å fjerne mercaptaner.

Reaksjonen mellom ferrioxyd og hydrogensulfid er inngående behandlet i litteraturen, men litteraturen beskriver ingen fremgangsmåte hvor hydrogenperoxyd tilsettes til ferrioxydskiktet for å forbedre ferrioxydskiktets evne til å

fjerne H,,S og mercaptaner fra en gasstrøm.

Det er en ny og overraskende anvendelse av hydrogen-<p>eroxyd ved fjerning av svovelforbindelser fra en gasstrøm som utgjør i det minste en del av den foreliggende oppfinnelse.

Ved hjelp av oppfinnelsen tilveiebringes der således

en fremgangsmåte ved fjerning av hydroaensulfid, sulfider og mercaptaner fra en gasstrøm, f.eks. en naturgass-strøm, ved hvilken gasstrømmen bringes i kontakt med et oxyd av et metall valgt blant jern, krom, kobolt, bly, mangan, molybden, nikkel, kobber, vanadium, sink, wolfram og antimon, hvilken framgangsmåte er særpreget ved at en vandig oppløs-ning av hydrogenperoxyd innføres kontinuerlig eller periodevis på metalloxydet under opprettholdelse 'av kontakten mellom gasstrømmen og metalloxydet, og at det eventuelt også innføres kontinuerlig eller periodisk en vandig oppløsning av en forbindelse valgt blant NaOH, KOH, Na2C03, CaC03 og Ca(OH)2.

De uventede fordeler som oppnåes ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse, er: 1. Metalloxydskiktet, f.eks et Fe20.j-skikt, har høyere kapasitet for mercaptaner. 2. Stor bredde av,regenereringsbehandlingen (konsentrasjon av hydrogenperoxyd) muliggjør en fin tilpas-ning av regenereringstrinnet til mengden oq typene av svovelforbindelser som er tilstede i gasstrøm-men . 3. En enkelt behandlingsenhet kan fjerne svovelforbindelser til ønskelige grenser for kommersiell bruk og husholdningsbruk. 4. Den effektive brukstid av metalloxydskiktet, f.eks. et jernoxydskikt, for fjerning av diverse svovel-

forbindelser fra naturgass og andre gasstrømmer forlenges.

Ved fremgangsmåten benyttes fortrinnsvis et metalloxyd avsatt på en inert bærer, og fortrinnsvis anvendes der som metalloxyd ferrioxyd, avsatt på f.eks. aktivert carbon, ver-miculitt og trespon. Et således avsatt ferrioxyd er et økon-nomisk og kommersielt lett anskaffelig materiale. Det er dessuten nødvendig at ferrioxydet foreligger i enten oc- eller y-formen og holder seg i denne form.

Oppfinnerne har funnet at anvendelse av en kaustisk oppløsning ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ikke er nød-vendig, men er nyttig med hensyn til å oppløseliggjøre reak-sjonsprodukter fra reoxyderingen av behandlingsskiktet. Van-dige oppløsninger av NaOH, KOH, Na2C03, CaC03 og Ca(OH>2 har vist seg å være velegnede.

Nedenfor vil oppfinnelsen bli beskrevet nærmere, med henvisning til bruk av det foretrukne ferrioxyd som oxyd-materiale.

Bruken av ferrioxydsystemer er i litteraturen angitt

å være avhengig av hydratdannelse for oppnåelse av maksimal aktivitet og å ha tendens til å medføre vanskeligheter hva regenereringen angår. Det finnes i dag kommersielle metoder for regenerering av jernsvamp. Denne regenerering oppnåes på to måter: (1) konstant regenerering under regulær drift,

ved innføring av luft (oxygen) gjennom en kompressorvifte for å avstedkomme en oxygenkonsentrasjon på inntil 2%, be-regnet på gasstrømmen, og (2) regenerering av skiktet etter avbrytelse av driften, ved innføring av luft ved hjelp av en kompressorvifte over et tidsrom av 8 timer eller inntil praktisk talt alt jernsulfid er blitt overført til oxyder. Begge metoder er kostnadskrevende, og de fører med seg et stort kraftforbruk og store kapitalkostnader. Dessuten til-veiebringer de to metoder ikke det vann som er nødvendig for å opprettholde den optimale tilstand av hydratisering,

og tilførselen av regenereringsluft medfører produksjonsav-brytelser.

Den foreliggende oppfinnelse (1) gjør det mulig å opprettholde høy reaktivitet av jernoxydet under konstant drift, (2) øker skiktets brukstid, (3) reduserer behovet for kjemi-kalier i en sekundær behandlingsenhet, dersom en slik benyttes, (4) avstedkommer fjerning av svovel fra gasstrømmen uten at det behøves anvendes kostbare kompressorviftesystemer som er både kraftkrevende og arbeidskraftkrevende, og (5) samtidig gjør det mulig å holde jernsvampskiktet på et optimalt hydratiseringsnivå.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan benyttes med eller uten anvendelse av en sekundær behandlingsenhet. Med en sekundær behandlingsenhet menes en behandlingsprosess som ytterligere eliminerer eller reduserer mengden av sulfider og disulfider i gasstrømmen, etter behandlingen som oppnåes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Eksempler på slike sekundære behandlinger kan finnes i US patentskrift nr. 4,283,373(US patentsøknad nr. 130 897 av 17. mars, 1980). Innholdet av dette patentskrift inntas heri ved henvisning.

Temperaturen i behandlingssystemet holdes ved minst

0°C for å hindre vanndamp i å fryse. Imidlertid er et mer foretrukket temperaturområde området fra 5° til 80°C, idet man aller helst velger temperaturområdet 5° - 35°C.

Gasstrømningshastigheten og volumet av behandlingsenheten er slike at oppholdstiden i behandlingsenheten blir tilstrekkelig til å fjerne en større andel av gasstrømmens innhold av H2S, mercaptaner, sulfider og disulfider.

En fagmann vil lett kunne bestemme verdier for de variable ved behandlingen, slik at det oppnåes en vesentlig reduksjon av svovelinnholdet i gasstrømmen.

En kaustisk oppløsning, såsom vandig NaOH, kan anvendes i behandlingsenheten. Alkaliske betingelser foretrekkes for å fremme regenereringen av ferrioxydskiktet.

Anvendelsen av en sekundær behandlingsenhet ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er ikke av kritisk betydning, men-anvendelse av en slik kan være nødvendig dersom svovelinnholdet i eller sammensetning av gasstrømmen (svovelforbindelser) er slik at den primære behandlingsenhet eller fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen ikke er i stand til å fjerne den nødvendige mengde svovelforbindelser fra gasstrømmen til at spesifikasjonene nåes.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ble testet for en høytrykks naturgasstrøm. Det ville blitt foretatt mindre modifikasjoner i prosesstrømmene ved anvendelse av en lav-trykksgass, såsom koksovngass eller kokergass. Imidlertid ville de grunnleggende driftsprinsipper være de samme.

Ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen over-vinnes jernoxydbehandlingens begrensede kapasitet for en rekke svovelforbindelser. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen forbedrer denne kapasitet gjennom anvendelse av et oxyderings-middel, såsom hydrogenperoxyd.

For en fagmann på området kan mengden og konsentrasjonen av ^ 2°2 som sPrØYtes inn i behandlingsskiktet, lett bestemmes. Det må benyttes en tilstrekkelig mengde vandig ^ 2^ 2 ^ sen'ce svovelinnholdet i gasstrømmen til en på for-hånd bestemt verdi. Bruk av overdrevent store mengder H202

kan forhindres ved hjelp av støkiometriske beregninger basert på analyse av den tilførte gass.

Lave konsentrasjoner av t^O^ (dvs. lavere enn 2 5%) kan anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, men det vil da kunne støtes på flere problemer: (1) en for stor vanngjennomstrømning gjennom skiktet vil forårsake utvaskning av Fe^O^-belegget på

skiktet og forårsake problemer med tilstopping av ledninger,

(2) ved temperaturer under 0°C vil oppløsninger av H202

i lave konsentrasjoner fryse (f.eks. fryser 20%

HO ved -7°C),

2 2 (3) økte kostnader til transport av H20 til og fra be-handlingsstedet .

Høye konsentrasjoner av vandig H202 (dvs. høyere enn 90%) er velegnede for anvendelse ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, men det må utvises ytterst stor forsiktighet når slike høye konsentrasjoner av H202 benyttes. Dessuten er frysepunktet for 90%'ig vandig H202 bare -12°C, hvilket begrenser anvendelsen.

Søkeren har funnet at pumping av mengder på minst 25% H202 på jernsvampbehandlingsskiktet ikke bare vil medføre reaktivering av jernsvampen men også vil gi et bidrag til fjerningen av svovelforbindelser, såsom mercaptaner, sulfider og disulfider. Dessuten vil anvendelsen av H202 9anske uventet gi en fortsatt evne til fjerning av svovelforbindelser lenge etter at tilsetningen av er opphørt.

Anvendelse av f^G^ i konsentrasjoner lavere enn 25%

er mulig, men søkeren har funnet konsentrasjoner lavere enn 25% er ineffektive fra et økonomisk synspunkt.

Som ovenfor nevnt er reaksjonen mellom hydrogensulfid og ferrioxyd velkjent. Imidlertid vil alle de refererte litteratursteder og all annen litteatur lede fagmannen til å anta at anvendelse av et oxydasjonsmiddel såsom H^G^ ikke vil være mulig på grunn av de termodynamiske og kinetiske be-grensninger som knytter seg til omsetningen av ^ 2°2 me<^ ^ erri-~ sulfid og direkte med f^S og/eller mercaptaner. I litteraturen beskrives luftoxydasjon av ferrosulfidskiktet tilbake til ferrooxyd med lange reaksjonstider og likevekter som langt fra gir. fullstendig regenerering.

Man ville kunne fremsette det arguir.<=nt at anvendelse av H202 i stedet for oxygen eller luft for regenerering av ferrioxydskiktet ville være nærliggende, da to molekyler H20 spaltes i to molekyler H20 og et molekyl 02■ Således ville en fagmann forvente at H202 gir samme resultat som til-førsel av luft eller 02. Det har imidlertid nu vist seg at anvendelse av H202 for regenerering av ferrioxydskikt gir et uventet resultat, ved at fjerningen av H2S og mercaptaner i jernsvampskiktet forbedres og forlenges, sammenlignet med hva som skjer ved anvendelse av 02. Det nedenstående eksempel 3 vil vise dette uventede resultat.

Anvendelsen av H 2 0 ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen muliggjør periodisk eller kontinuerlig regenerering av jernoxydskiktet, hvilket i sin tur muliggjør effektiv fjerning av svovelforbindelser fra en gasstrøm.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

Analyse av gasstrømmen i de følgende eksempler ble ut-ført før og etter behandlingen ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Gassprøver ble analysert i et svovelanalyseappa-rat av typen Barton Recording Sulfur Analyzer Model 286 ved hjelp av en liten uttatt strøm. Analyseapparatet hadde en følsomhet på 0,02 ppm H^S regnet på volumbasis, 0,02 ppm mercaptaner regnet på volumbasis, 0,04 ppm organiske sulfider på volumbasis og 0,04 ppm svoveldioxyd, idet nøyaktigheten var - 2%. Avlesningene i volum% ble omdannet til vekt% og notert (ppm står for deler pr. million deler).

Det er å merke at de følgende forsøk ble utført i kommersiell målestof fkk for å illustrere anvendeligheten av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for å oppfylle et lenge følt industrielt behov.

Eksempel 1

Ferrioxyd-og I^C^-behandl ing for å fjerne svovelforbindelser fra en naturgasstrøm

Behandlingsbeholderen som ble benyttet ved dette for-søk, var en 1,22 m x 3,05 m vertikal sylindrisk beholder med et volum på ca. 3,56 m 3. Behandlingsbeholderen ble tilført 3,11 m 3spon av rødtre overtrukket med ferrioxyd.

Rødtresponene som var overtrukket med ferrioxyd, var

av en type betegnet "IC Shavings" som fremstilles og markeds-føres av Conolly-GPM, Inc of Chicago, Illinois. De inneholder 19 3,2 kg Fe^ O^ pr. m 3. En porsjon av ferrioxydsponene ble tilført beholderen. Det ble tilført vann, slik at det ble opp-nådd et 5-10 vekt%'s innhold, hvoretter sponene ble sammen-presset ved stamping. Prosessen med å tilføre spon, fukte med vann og presse sammen ble fortsatt inntil beholderen var fylt. Beholderen ble så lukket og gjort tørktett. På dette tidspunkt var behandlingsbeholderen klar til bruk.

Gassen som ble underkastet behandlingen, ble tatt fra

et brønnhode som ga et trykk på ca. 70,3 kg/cm 2. Den inneholdt gjennomsnittlig 200 ppm svovelforbindelser, regnet på vektbasis. En typisk brønnhodeprøve viste seg å ha følgende sammensetning med hensyn til svovelforbindelser:

Før behandlingen ble gassen fraskilt eventuell væske eller faste materialer.

Driftsbetingelsene var som følger:

Det ble opprettet en gasstrømningshastighet og et trykk som ovenfor angitt. Fe203~skiktets evne til å fjerne svovelforbindelser ble overvåket i 4 uker. Først var Fe203~ skiktet i stand til på tilfredsstillende måte å fjerne H2S og delvis å fjerne mercaptaner, men etter 4 uker begynte H2S og betydelige mengder mercaptaner å bryte gjennom. Den nedenstående tabell angir gassammensetningen før behandlingen, gassammensetningen etter behandlingen i starten og gass-sammensetningen etter 4 uker.

Etter 4 ukers drift var det klart at Fe O.-skiktet 2 3 ikke lenger var i stand til å redusere innholdet av svovelforbindelser til et akseptabelt nivå. På dette tidspunkt ble Fe-jO^-skiktet ansett for å være utbrukt. For å illustrere evnen av H2°2 t;L1 ^ regenerere aktiviteten av Fe203-skiktet mens dette fortsatt var i drift, ble innpumping av 50 vekt% H202 påbegynt med en strømningshastighet av 5,3 liter pr. time. Straks etter innpumpingen av H202 registrerte den inn-koblede svovelanalysator en minskning. Den følgende tabell illustrerer denne effekt.

Etter 90 minutters pumping av 50%-ig H^ _0 2 (9,08 liter) ble pumpen stanset og gassen tillatt å strømme gjennom Fe203~skiktet natten over. Den følgende tabell viser hvordan periodisk tilsetning av H202 kan °PPrettnolde den nødvendige aktivitet av Fe203-skiktet.

Tabell IV viser hydrogenperoxydets evne til å opprettholde jernsvampens evne til hovedsakelig å fjerne U^ S fra gasstrømmen, samtidig som det også bidrar til å fremme fjerningen av mercaptaner.

Eksempel 2

Fremgangsmåten ifølge eksempel 1 vedrørende tilberedel-sen, av behandlingsskiktet ble fulgt, bortsett fra at H202 ble pumpet inn helt fra starten av, for derved å sammenligne fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen med hva som for tiden gjøres i praksis.

Tabell V nedenfor viser data innsamlet over et tidsrom av 36 dager.

Etter 35 dager i drift hadde beholderen behandlet nesten 830 m 3gass, og den var fortsatt i stand til på tilfredsstillende måte å redusere svovelinnholdet fra 200 ppm til gjennomsnittlig 17 ppm. For å kunne bedømme resultatene som oppnås ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, må man sammenligne med dataene angitt i tabell II, hvor den samme Fe2C>2-behand-lingsbeholder uten tilsetning av ^ 2^ 2 etter ^8 dager ga et restinnhold på 68 - 84 ppm svovel i gassen.

Det følgende eksempel er tatt med for å sammenligne fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen med den fremgangsmåte som for tiden benyttes i praksis, nemlig tilførsel av 02 i gass-strømmen før behandlingen, for derved å regenerere skiktet. Behandlingsbeholderen og gassparametrene var som angitt i eksempel 1.

Eksempel 3 ( sammenligningseksempel)

Behandlingsbeholderen ble forberedt på samme måte som i eksempel 1, og gasstilførselen ble startet. Innpumpning av 50%-ig # 2®2 (regnet på vektbasis) ble påbegynt kort deretter og ble fortsatt i 1 time, inntil det totalt var blitt inn-pumpet 6,4 3 1, svarende til 3,86 kg ^©2 eller omtrent 1,81 kg aktivt O2 eller et volum på 1,61 m^.

Som det vil sees av dataene, medfører tilsetningen av B^C^ en vesentlig fjerning av svovel selv etter at til-førselen av H2O2 er blitt stoppet.

Tilførselen av gass til sjiktet ble opprettholdt inntil klokken 19:05, på hvilket tidspunkt tilførselen av 0_ ble

3

begynt. 1,70 m 02 ble i løpet av 1 time innført i gassen som skulle behandles, før gassen ble innført i behandlingsbeholderen.

De innsamlede data er oppført i den nedenstående tabell.

Dataene i tabell VII viser at så snart tilførselen av O2 opphører, øker svovelinnholdet, i motsetning til hva som skjer etter innføring av en like stor mengde f^C^, hvilken sistnevnte gir en viss reservekapasitet.

For å finne ut hvorvidt den tilførte mengde 09 var tilstrekkelig, ble det utført et nytt forsøk, hvor 1,70 m 3O2 ble innført i løpet av 30 minutter. De innsamlede data er oppført i den nedenstående tabell.

TABELL VIII

Under anvendelse av det samme sjikt ble tilførselen av 0_ påbegynt klokken 21:20 og stoppet kl. 21:50. I dette tidsrom ble 1,70 m 3 02 tilført gasstrømmen før behandlingen.

Tabell VIII viser at uansett mengden av 02 som tilføres, vil svovelinnholdet i avløpet fra behandlingsbeholderen straks øke så snart 02-tilførselen stoppes.

Etter sekundær behandling ved hjelp av fremgangsmåten beskrevet i US patentskrift nr. 4,283,373 (US patentsøknad nr. 130 897, inngitt 17. mars 1980) ble det tatt ut gassprøver nær slutten av hvert forsøk som angitt i tabeller VI, VII og VIII f og det ble foretatt analyse med hensyn til svovelforbindelser. Dataene er oppført i tabell IX.

Virkningen av sekundærbehandlingen på disse resultater er den samme for hvert forsøk og influerer således ikke på sammenligningsanalysen. Dataene i tabell IX viser klart at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er fordelaktig fremfor den som for tiden anvendes, og at den gir et uventet resultat ved å forbedre ferrioxydsjiktets evne til å fjerne mercaptaner, sulfider og H2S.

Dette eksempel viser klart hvilke uventede fordeler som kan oppnåes gjennom bruken av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, sammenlignet med de tidligere, kommersielt anvendte metoder med tilførsel av 02.

De angitte, data illustrerer anvendelsen av H202-tilsetning til en ett-trinns-behandlingsprosess. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan imidlertid også tilpasses behandling i to eller flere trinn, hvor behandlingen, dvs. tilsetningen av H2C>2 til et jernsvampsjikt, kan utføres før eller etter en annen behandlingsprosess. Likeledes kan to eller flere jernsvampsjikt anvendes koblet i serie, iJst H202 tilføres hvert sjikt i varierende mengder.

Det vil være innlysende for en fagmann på området at mengden og konsentrasjonen av det tilførte H202 vil avhenge ay konsentrasjonene i den tilførte gass og av de fordringer som stilles til svovelinnholdet i avløpet.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, ved hvilken der anvendes H202 sammen med et metalloxydskikt, spesielt et ferrioxydskikt, finner mange industrielle anvendelser. Det har lenge vært behov for en effektiv og økonomisk metode for fjerning av svovelforbindelser, spseielt H2S, sulfider, disulfider og mercaptaner, fra en gasstrøm. Gjennom anvendelsen av denne oppfinnelsen lar svovelforbindelser seg fjerne fra gasstrømmer, såsom f.eks. avløp fra koksovner, kloakkanlegg, papirfabrikker og, spesielt naturgasstrømmer. Likeledes kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes for å fjerne svovelforbindelser fra gasstrømmer for anvendelse ombord i skip, i hospitaler, osv.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte ved fjerning av hydrogensulfid, sulfider og mercaptaner fra en gasstrøm, f.eks. en naturgass-strøm, ved hvilken gasstrømmen bringes i kontakt med et oxyd av et metall valgt blant jern, krom, kobolt, bly, mangan, molybden, nikkel, kobber, vanadium, sink f wolfram og antimon, karakterisert ved at en vandig oppløsning av hydrogenperoxyd innføres kontinuerlig eller periodevis på metalloxydet under opprettholdelse av kontakten mellom gass-strømmen og metalloxydet, og at det eventuelt også innføres kontinuerlig eller periodisk en vandig oppløsning av en forbindelse valgt blant NaOH, KOH, Na2C03, CaC03 og Ca(OH)2.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at der anvendes et vandig H202 av konsentrasjon minst 25 vekt%.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det anvendes et metalloxyd avsatt på en inert bærer.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at der som metalloxyd anvendes ferrioxyd foreliggende icxf- og/eller Y -f orm og avsatt på en inert bærer.