RU2261838C1 - Способ разложения сероводорода и/или меркаптанов - Google Patents
Способ разложения сероводорода и/или меркаптанов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2261838C1 RU2261838C1 RU2004109969/15A RU2004109969A RU2261838C1 RU 2261838 C1 RU2261838 C1 RU 2261838C1 RU 2004109969/15 A RU2004109969/15 A RU 2004109969/15A RU 2004109969 A RU2004109969 A RU 2004109969A RU 2261838 C1 RU2261838 C1 RU 2261838C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen sulfide
- sulfur
- hydrogen
- gas
- catalyst
- Prior art date
Links
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 68
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N Methanethiol Chemical compound SC LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 title claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 41
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 21
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 10
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 30
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007806 chemical reaction intermediate Substances 0.000 abstract 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 abstract 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N ethanethiol Chemical compound CCS DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical class N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 10
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 10
- QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N Carbon disulfide Chemical compound S=C=S QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 4
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000007420 reactivation Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical class [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Chemical class 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 3
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- CIHZODPTTZIDPV-UHFFFAOYSA-N CS.CS Chemical compound CS.CS CIHZODPTTZIDPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910052798 chalcogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001787 chalcogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
- C01B17/0495—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by dissociation of hydrogen sulfide into the elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/485—Sulfur compounds containing only one sulfur compound other than sulfur oxides or hydrogen sulfide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/52—Hydrogen sulfide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/04—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of inorganic compounds, e.g. ammonia
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
- B01D2257/306—Organic sulfur compounds, e.g. mercaptans
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/584—Recycling of catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области газо- и нефтепереработки, а именно к способам разложения и утилизации сероводорода и/или меркаптанов (тиолов), и может применяться для производства водорода и серы из сероводорода, а также для очистки от сероводорода и меркаптанов газовых смесей. Способ разложения сероводорода и/или меркаптанов включает пропускание сероводород- и/или меркаптансодержащего газа при температуре ниже 200°С через слой твердого катализатора, помещенного в жидкость, способную растворять образующиеся на поверхности катализатора промежуточные продукты реакции и/или серу с выделением водорода и/или углеводородов. Изобретение позволяет вести процесс при низкой температуре без частой регенерации твердого катализатора.
Description
Изобретение относится к области газо- и нефтепереработки, а именно к способам разложения и утилизации сероводорода и меркаптанов (тиолов), и может применяться для производства водорода и серы из сероводорода, а также для очистки газовых смесей от сероводорода и меркаптанов.
Сероводород является основным побочным продуктом нефтепереработки и гидрометаллургии, в больших количествах (до 50%) содержится в газоконденсатных месторождениях природного газа, является основным продуктом разложения многих минеральных и органических веществ. Одновременно с этим сероводород является сильным токсическим ядом, вызывающим отравление живых организмов. Поэтому отходящие газы всех промышленных производств должны быть тщательно очищены от сероводорода. В то же время сероводород может быть исходным сырьем для производства ценного химического продукта - водорода.
Меркаптаны являются побочными продуктами разложения минеральных и органических веществ, присутствуют в виде примесей в газообразных продуктах нефтепереработки, в значительных количествах могут присутствовать в газоконденсатных месторождениях природного газа. Меркаптаны являются токсичными веществами с очень неприятным запахом, поэтому отходящие газы промышленных производств должны быть тщательно очищены от меркаптанов. В то же время меркаптаны нашли широкое применение в качестве одорантов бытовых газов, где они используются для обнаружения их утечки. Наличие меркаптанов в углеводородных газах приводит к дезактивации катализаторов конверсии этих газов в ценные продукты, поэтому данные газы тоже должны быть тщательно очищены от меркаптанов.
Прямое термическое разложение сероводорода на водород и серу по реакции:
является сильно эндотермическим процессом и может с заметной скоростью протекать лишь при высоких температурах. Известен способ термического разложения сероводорода на водород и серу, включающий пропускание сероводородсодержащего газа через реакционную зону при температуре 850-1600°С, где происходит разложение H2S на водород и серу, и последующее охлаждение указанного газа до температуры 110-150°С для конденсации образовавшейся серы (US 4302434, С 01 В 17/04, 24.11.81).
Недостатками известного способа являются: высокая температура, требуемая для достижения высокой степени разложения сероводорода; высокое потребление энергии на осуществление реакции и компенсацию возможных теплопотерь; возможность снижения степени разложения сероводорода за счет обратного взаимодействия водорода и серы при охлаждении газа; невозможность применения способа для переработки газов, содержащих углеводороды и другие примеси, которые могут подвергаться пиролизу при высокой температуре; низкая эффективность процесса при снижении концентрации сероводорода в исходном сероводородсодержащем газе; необходимость применения специальных дорогостоящих конструкционных материалов с повышенной термостойкостью для оформления высокотемпературной реакционной зоны. Кроме того, проведение реакции разложения сероводорода при высокой температуре приводит к образованию газообразной серы, состоящей из энергонасыщенных молекул S2. Последнее обстоятельство неблагоприятно сказывается на общей термодинамике всего процесса, поскольку известно, что получение менее энергонасыщенных продуктов в конденсированном (жидком или твердом) состоянии благоприятствует смещению равновесия реакции в сторону образования продуктов реакции.
Однако использование катализаторов позволяет направить реакцию (1) по новому маршруту, что может существенно понизить температуру реакции (1).
Именно эта возможность заложена в изобретении (РФ 2216506, С 01 В 17/04, 20.11.03), в котором сероводородсодержащий газ пропускают через слой твердого материала, способного разлагать сероводород по реакции (1) при температуре ниже 200°С, а регенерацию производят путем пропускания регенерирующего газа, не содержащего сероводород с температурой не выше 350°С.
Недостатком этого способа является необходимость частой регенерации твердого материала, способного разлагать сероводород, поскольку образующаяся по реакции (1) сера накапливается на его поверхности и блокирует центры активации сероводорода.
Наиболее близким является способ разложения сероводорода и/или меркаптанов гидрированием, а затем окислением (US 4399112, B 01 D 53/36, 16.08.83). Недостатками являются высокая температура осуществления процесса, а также то, что водород теряется в виде воды при окислении
Изобретение решает задачу разработки более эффективного способа разложения сероводород- и/или меркаптансодержащих газов с получением водорода.
Задача решается тем, что сероводород- и/или меркаптансодержащий газ пропускают при температуре ниже 200°С через слой твердого катализатора, помещенного в жидкость, способную растворять образующиеся на поверхности катализатора промежуточные продукты реакции и/или серу с выделением водорода и/или углеводородов.
Способ осуществляют следующим образом.
Сероводород- и/или меркаптансодержащий газ с исходной температурой ниже 200°С пропускают через слой твердого материала (катализатора), обладающего способностью диссоциативно хемосорбировать сероводород и/или меркаптан в этой области температур. При этом происходит сопряженная хемосорбция сероводорода и/или меркаптана с образованием газообразного водорода и/или соответствующего углеводорода и серосодержащих промежуточных продуктов хемосорбции на поверхности твердого катализатора. Твердый катализатор помещают в слой жидкости, способной растворять образующиеся на поверхности катализатора промежуточные продукты реакции (1) и/или серу. Поэтому поверхностные продукты разложения сероводорода и/или меркаптана переходят в раствор с образованием либо растворенной, либо коллоидной, либо твердой элементарной серы. Выходящий из слоя твердого катализатора водородсодержащий газ и/или соответствующий углеводород направляют на выделение или используют каким-либо другим способом. По мере заполнения поверхности катализатора хемосорбированными соединениями серы до такого уровня, когда начинается блокировка активных центров диссоциативной хемосорбции сероводорода и/или меркаптана, катализатор нагревают до температуры кипения жидкости или ниже, но достаточной для того, чтобы удалить поверхностные соединения элементарной серы. В случае, если растворимость поверхностных соединений серы недостаточна для реактивации катализатора, жидкое вещество заменяют на другой растворитель, который хорошо растворяет поверхностные соединения серы и/или элементарную серу. Затем вновь катализатор погружают в слой исходного жидкого вещества и вновь подают исходную газовую смесь.
В качестве жидкого вещества может быть использовано любое из перечисленных ниже классов веществ и/или сочетание двух или более жидких веществ в любом соотношении: неполярные, например, углеводороды, CS2 и т.д.; полярные, например, вода, кислоты органические и неорганические, растворы щелочей, олефиновые, диеновые, ацетиленовые, нафтеновые и ароматические углеводороды, растворы солей органических и неорганических кислот, азот-, кислород-, халькоген-, галогенсодержащие соединения и растворы их солей и т.д., а также растворы поверхностно-активных веществ.
Основным преимуществом предлагаемого способа является возможность разложения сероводорода и/или меркаптанов при низкой температуре, например, комнатной, при этом образующаяся сера не накапливается на поверхности катализатора, а переходит в объем жидкости, где, в зависимости от природы жидкости, сера может существовать в виде твердого вещества, коллоида или растворенного вещества. Таким образом, освобождается поверхность катализатора и происходит регенерация активного компонента.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Переработке подвергают природный газ, содержащий 3 об.% сероводорода, а также азот, углекислый газ и пары воды. Указанный газ пропускают при температуре 75°С через слой гранулированного графитоподобного углеродного материала (US 4978649, С 01 В 31/10, 18.12.90), который помещают в слой бензола. Выходящий из слоя указанного материала газ содержит водород в концентрации до 3%, а также азот, углекислый газ и пары воды, сероводород отсутствует. Образующиеся на поверхности катализатора промежуточные соединения растворяются в бензоле, в результате чего образуется элементарная сера S8. Поскольку сера плохо растворяется в бензоле, она всплывает на поверхность жидкого бензола и может быть удалена известными способами.
Пример 2. Переработке подвергают газ, содержащий 5 об.% сероводорода, а также азот, кислород и смесь легких углеводородов. Указанный газ пропускают при температуре 150°С через слой дисульфида молибдена MoS2, который помещают в слой жидкого дизельного топлива. Выходящий из слоя указанного материала газ содержит водород в количестве 5 об.%, а также азот, кислород и смесь легких углеводородов, сероводород отсутствует. Промежуточные продукты реакции (1) растворяются в дизельном топливе, переходят с поверхности катализатора в раствор и образуют элементарную серу, которая плохо растворяется в дизельном топливе, поэтому сера накапливается на поверхности жидкого дизельного топлива.
Пример 3. Переработке подвергают природный газ, содержащий 40 об.% сероводорода. Указанный газ пропускают при температуре 40°С через слой хемосорбционно-каталитического материала - сульфид кобальта COxSy, нанесенный на силикагель. Данный хемосорбент - катализатор помещают в слой раствора, содержащей 10% диэтаноламина в воде. Выходящий из слоя сульфидного катализатора природный газ содержит до 40% водорода, сероводород отсутствует. Поверхностные промежуточные соединения реакции (1) и образующаяся элементарная сера хорошо растворяются в данном растворе. По мере насыщения раствора серой образующаяся элементарная сера всплывает на поверхность раствора и может быть удалена известными способами.
Пример 4. Переработке подвергают газ, состоящий из смеси синтез-газа (CO+Н2) и 1 об.% сероводорода. Указанный газ пропускают при комнатной температуре через слой сульфидного катализатора состава COxMoySz, нанесенного на оксид алюминия. Данный катализатор помещают в слой раствора, содержащей 5% моноэтаноламина в воде. На выходе из слоя указанного материала перерабатываемый газ содержит СО и водород, сероводород отсутствует. Выходящий из слоя сульфидного катализатора синтез-газ содержит СО и водород, сероводород отсутствует. Поверхностные промежуточные соединения реакции (1) и образующаяся элементарная сера хорошо растворяются в данном растворе. По мере насыщения раствора серой образующаяся элементарная сера всплывает на поверхность раствора и может быть удалена известными способами.
Пример 5. Переработке подвергают природный газ, содержащий метан, 5 об.% сероводорода и 0,3 об.% метилмеркаптана (метантиола). Указанный газ пропускают при комнатной температуре через слой сульфидного катализатора состава COхMOySz, нанесенного на пористый носитель - оксид алюминия. Данный катализатор помещают в слой концентрированного аммиака. На выходе из слоя указанного материала перерабатываемый газ содержит метан и водород, сероводород и метантиол отсутствуют. Поверхностные промежуточные соединения реакции (1) хорошо растворяются в данном растворе, но образующаяся сера плохо растворяется в данной жидкости, поэтому образующаяся элементарная сера всплывает на поверхность концентрированного аммиака и может быть удалена известными способами.
Пример 6. Переработке подвергают воду, насыщенную сероводородом. Насыщенный водный раствор сероводорода пропускают через слой графитоподобного углеродного материала при температуре 20°С. На выходе из слоя данного материала сероводород отсутствует, а в газовой фазе появляется водород. Поскольку промежуточные соединения реакции (1) плохо растворимы в воде, а элементарная сера практически нерастворима, то сера накапливается на поверхности графитоподобного углеродного материала, поэтому через 40 мин накопившаяся сера начинает блокировать активную поверхность углеродного материала и на выходе появляется сероводород. Поэтому подачу насыщенного сероводородом водного раствора прекращают и слой графитоподобного материала помещают в слой жидкого гидразингидрата при комнатной температуре. Поверхностные промежуточные соединения реакции (1) и образующаяся элементарная сера хорошо растворяются в жидком гидразингидрате, поэтому через 5 мин гидразингидрат сливают и начинают вновь подавать насыщенный водный раствор сероводорода. После насыщения поверхности графитоподобного материала серой его вновь помещают в слой гидразингидрата. Такие операции сочетания хемосорбционно-каталитической стадии со стадией реактивации катализатора повторяют многократно без уменьшения емкости углеродного материала.
Пример 7. Переработке подвергают этиловый спирт, насыщенный этилмеркаптаном (этантиолом). Указанный жидкий раствор пропускают через слой сульфидного катализатора (Ni,W)/Al2O3 при комнатной температуре. На выходе из слоя данного катализатора этилмеркаптан отсутствует, в газовой фазе появляется этан. Поскольку растворимость промежуточных соединений реакции (1) и серы в этиловом спирте ограничена, то через 2 ч после начала реакции подачу насыщенного раствора этилмеркаптана в этаноле прекращают и катализатор помещают в слой жидкого сероуглерода CS2. Поверхностные промежуточные соединения реакции (1) и образующаяся элементарная сера хорошо растворяются в жидком сероуглероде, поэтому они переходят в раствор, освобождая центры активации этилмеркаптана. Через 10 мин сероуглерод сливают и начинают вновь подавать этиловый спирт, насыщенный этилмеркаптаном. Такие операции сочетания хемосорбционно-каталитической стадии со стадией реактивации катализатора повторяют многократно без уменьшения емкости катализатора.
Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет разлагать сероводород и/или меркаптаны при низкой температуре, например, при комнатной, при этом образующаяся сера не накапливается на поверхности катализатора, а переходит в объем жидкости, где, в зависимости от природы жидкости, сера может существовать в виде твердого вещества, коллоида или растворенного вещества. Таким образом, освобождается поверхность катализатора и происходит регенерация активного компонента, т.е. предлагаемый способ не требует частой реактивации и регенерации используемого катализатора.
Claims (1)
- Способ разложения сероводорода и/или меркаптанов, отличающийся тем, что сероводород и/или меркаптансодержащий газ пропускают при температуре ниже 200°С через слой твердого катализатора, помещенного в жидкость, способную растворять образующиеся на поверхности катализатора промежуточные продукты реакции и/или серу с выделением водорода и/или углеводородов.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004109969/15A RU2261838C1 (ru) | 2004-04-01 | 2004-04-01 | Способ разложения сероводорода и/или меркаптанов |
| US10/594,647 US7611685B2 (en) | 2004-04-01 | 2005-03-31 | Method for hydrogen sulphide and/or mercaptans decomposition |
| UAA200611522A UA81088C2 (en) | 2004-04-01 | 2005-03-31 | Method for hydrogen sulphide and/or mercaptans decomposition |
| PCT/RU2005/000158 WO2005095265A1 (fr) | 2004-04-01 | 2005-03-31 | Procede de decomposition d'hydrogene sulfure et/ou de mercaptans |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004109969/15A RU2261838C1 (ru) | 2004-04-01 | 2004-04-01 | Способ разложения сероводорода и/или меркаптанов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2261838C1 true RU2261838C1 (ru) | 2005-10-10 |
Family
ID=35063658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004109969/15A RU2261838C1 (ru) | 2004-04-01 | 2004-04-01 | Способ разложения сероводорода и/или меркаптанов |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7611685B2 (ru) |
| RU (1) | RU2261838C1 (ru) |
| UA (1) | UA81088C2 (ru) |
| WO (1) | WO2005095265A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2725636C1 (ru) * | 2019-12-09 | 2020-07-03 | Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (АО "Газпромнефть-ОНПЗ") | Способ низкотемпературного разложения сероводорода с получением водорода и серы |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8562928B2 (en) * | 2011-09-21 | 2013-10-22 | Shell Oil Company | Process for producing hydrogen, sulfur and sulfur dioxide from hydrogen sulfide-containing gas streams |
| RU2600375C1 (ru) * | 2015-08-13 | 2016-10-20 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Способ низкотемпературного разложения сероводорода с получением водорода и серы |
| WO2018189637A1 (en) * | 2017-04-13 | 2018-10-18 | Sabic Global Technologies B.V. | Integrated process for hydrogen production from hydrogen sulfide and carbon dioxide |
| CN110127602B (zh) * | 2018-02-09 | 2020-09-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 应用催化剂分解硫化氢的方法 |
| CN109502556B (zh) * | 2018-11-28 | 2022-01-14 | 昆明理工大学 | 一种载硫磺后催化剂回收单质硫并再生的方法及系统 |
| EP4180386A1 (en) | 2021-11-16 | 2023-05-17 | TotalEnergies OneTech | Process for the continuous conversion of h2s into h2 and sulphur |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5111032B2 (ru) | 1973-10-29 | 1976-04-08 | ||
| DE2915210A1 (de) | 1979-04-14 | 1980-10-16 | Davy International Ag | Verfahren zur erzeugung von wasserstoff und schwefel aus schwefelwasserstoff |
| CA1142326A (en) * | 1979-12-11 | 1983-03-08 | Hudson's Bay Oil And Gas Company Limited | High pressure process for recovery of sulphur from gases |
| FR2481254A1 (fr) | 1980-04-23 | 1981-10-30 | Elf Aquitaine | Procede pour l'incineration catalytique de gaz residuaires renfermant en faible concentration au moins un compose du soufre choisi parmi cos, cs2, et les mercaptans et eventuellement au moins un membre du groupe forme par h2s, so2, soufre vapeur et/ou vesiculaire |
| CA1134596A (en) | 1981-07-06 | 1982-11-02 | Leo A. Behie | Process for producing hydrogen from hydrogen sulphide in a gas fluidized bed reactor |
| US5047216A (en) * | 1988-02-22 | 1991-09-10 | Delta Projects Inc. | Apparatus for recovering elemental sulphur |
| GB2215323B (en) * | 1988-03-09 | 1991-12-18 | Exxon Research Engineering Co | Process for removing sulfur moieties from a sulfurous gas such as claus tail-gas |
| SU1706690A1 (ru) | 1988-04-19 | 1992-01-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Технического Углерода | Пористый углеродный материал |
| RU2216506C1 (ru) * | 2002-02-26 | 2003-11-20 | Институт катализа им. Г.К.Борескова СО РАН | Способ получения водорода и элементарной серы из сероводорода |
| US7374742B2 (en) * | 2003-12-19 | 2008-05-20 | Bechtel Group, Inc. | Direct sulfur recovery system |
-
2004
- 2004-04-01 RU RU2004109969/15A patent/RU2261838C1/ru active
-
2005
- 2005-03-31 WO PCT/RU2005/000158 patent/WO2005095265A1/ru active Application Filing
- 2005-03-31 US US10/594,647 patent/US7611685B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-03-31 UA UAA200611522A patent/UA81088C2/uk unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2725636C1 (ru) * | 2019-12-09 | 2020-07-03 | Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (АО "Газпромнефть-ОНПЗ") | Способ низкотемпературного разложения сероводорода с получением водорода и серы |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA81088C2 (en) | 2007-11-26 |
| WO2005095265A1 (fr) | 2005-10-13 |
| US20070292337A1 (en) | 2007-12-20 |
| US7611685B2 (en) | 2009-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7060233B1 (en) | Process for the simultaneous removal of sulfur and mercury | |
| US6962680B1 (en) | Method and apparatus for removing sulfur compound in gas containing hydrogen sulfide, mercaptans, carbon dioxide and aromatic hydrocarbon | |
| JPH05507310A (ja) | Ｎ−ハロゲノ化合物を使用する炭化水素からの硫黄汚染物の除去 | |
| KR101089886B1 (ko) | 파라핀 스트림으로부터 옥시게네이트를 제거하는 방법 | |
| EA014412B1 (ru) | Способ получения очищенного газового потока | |
| FI56320C (fi) | Foerfarande foer att reducera den totala svavelhalten i avgaser vid en clausprocess | |
| EP3911719A1 (en) | Integrated mercaptan extraction and/or sweetening processes combined with thermal oxidation and flue gas treatment | |
| RU2261838C1 (ru) | Способ разложения сероводорода и/или меркаптанов | |
| CA2120046C (en) | Separately removing mercaptans and hydrogen sulfide from gas streams | |
| JP5048489B2 (ja) | 天然ガス又は不活性ガスを含むガス流からメルカプタンを除去する方法 | |
| NO320320B1 (no) | Fremgangsmate ved katalytisk avsvovling av en gass inneholdende svovelforbindelsene H<N>2</N>S og SO<N>2</N> | |
| US10400183B2 (en) | Integrated process for activating hydroprocessing catalysts with in-situ produced sulfides and disulphides | |
| RU2653124C2 (ru) | Применение кислорода в установках клауса с дополнительной нагрузкой, в частности с потоком отходящего газа, содержащим so2 и образующимся при регенерации адсорбента | |
| RU2475446C2 (ru) | Способ удаления цианистого водорода и аммиака из синтез-газа | |
| US10661224B2 (en) | Process for the purifying of a raw gas stream containing mainly C1-C5 hydrocarbons and carbon dioxide, and impurities of organic and inorganic sulfur compounds, halogenated and non-halogenated volatile organic compounds and oxygen | |
| RU2239594C1 (ru) | Способ разложения сероводорода | |
| EA014246B1 (ru) | Способ удаления дисульфидных соединений | |
| EA034036B1 (ru) | Способ удаления меркаптанов из газового потока | |
| RU2239593C1 (ru) | Способ разложения сероводорода и/или меркаптанов | |
| SK2199A3 (en) | Process for the recovery of sulfur from so2 containing gases | |
| CN101092574B (zh) | 催化裂化汽油固定床无液碱脱硫化氢方法 | |
| RU2216506C1 (ru) | Способ получения водорода и элементарной серы из сероводорода | |
| Khairulin et al. | Direct Selective Oxidation of Hydrogen Sulfides Laboratory, Pilot and Industrial Tests Catalysts. 2021. 11. 1109 | |
| RU2689572C1 (ru) | Способ регенерации алканоламинов при очистке углеводородных газов от сероводорода | |
| NO761448L (ru) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20151112 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -PC4A - IN JOURNAL: 31-2017 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180522 |