本发明专利技术涉及改进的使液体硫脱气的方法和设备。根据本发明专利技术，使液体硫与具有60%或更大的空隙率的催化剂单元接触，产生H2Sx的催化分解以生产硫和H2S；并且依靠汽提气从硫中汽提/去除余量的H2S。本发明专利技术还涉及实现所述方法的设备，该设备包括具有至少60%的开放体积的催化剂单元和用于使液体硫与汽提气接触的部件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】催化的硫脱气
本专利技术涉及改进的使液体硫脱气的方法和设备。
技术介绍
从包括石油产物的精炼期间所产生的气体的各种废气中去除有害的硫化氢(H2S )的重要方法被称为克劳斯(Claus)方法。它涉及下面的净反应:H2S+l/202 — H20+S(I)从克劳斯方法中所产生的液体硫通常含有约200~500ppm wt的H2S,上述H2S部分溶解以及部分以多硫化物(H2Sx)的形式存在。由使用克劳斯方法的装置所生产的液体硫的处理是麻烦的。经常地，因为有毒且高度易燃的H2S气体的累积，所以在液体硫的储存和运输期间，火灾和爆炸已经发生。通过存在于液体硫中的多硫化氢的逐渐分解来产生H2S气体，上述分解由下面的反应式表示:H2Sv ^ H]S + (χ-1 )S(2)其中，X至少为 5 (参见 US-A-6149887 和 Journal of Physical Chemistry, Vol7Ο,ηο.1 (1966), p.234 ~238 (物理化学杂志，卷 70，第 I 期(1966)，234 ~238 页))。然后，通过物理解吸，溶解的H2S进入气相。`因此，想要成功防止随后产生额外的H2S,脱气方法不仅必须去除H2S,而且必须去除多硫化氢。在Sulphur, 173 (1984) 36~37中，外壳方法(Shell process)描述了在装备有汽提塔的储存罐或硫坑中使硫脱气。在大气压下通过将空气鼓入液体硫中来剧烈搅拌液体硫。汽提塔在其顶部和底部是开放的，以使硫能够以每小时几百次的速率进行循环。然后，将汽提气和额外的吹扫气流用作低压扫气，以取代通过脱气方法所产生的气体。然后，将如此产生的低压气体供给到焚化炉中，在焚化炉中，将H2S氧化为SO2并释放到大气中。为了加速多硫化氢分解成H2S，根据设计，可以添加液体或气体催化剂，例如氨、硫代硫酸铵、尿素、吗啉、喹啉或烷醇胺。在备选方法中(也描述在Sulphur, 173 (1984) 36~37中，称为SNEA方法)，使用两个隔室和使液体硫重复循环和将液体硫喷射入硫坑来进行脱气。通过以特定的速率经由喷嘴将液体硫喷射来释放溶解的&3。通常将在再循环泵的抽吸处注入的氨用作催化剂。在释放H2S气体之后，通过扫气将H2S气体去除并供给到焚化炉。外壳方法中使用的汽提塔和SNEA方法中使用的循环/喷射装备都是昂贵的并且需要大量空间。进一步地，两种方法的缺点是:它们需要不得不焚化含有扫气的H2S的额外步骤。不利地，两种方法也缓慢，需要在硫坑中相对长的保留时间。例如，外壳方法通常需要液体硫经由汽提塔再循环约十四至约二十四小时，而SNEA方法通常需要液体硫经由喷嘴再循环约二十四至约三十小时。因此，存在对脱气方法的确切的需要，该脱气方法不仅有效地减少液体硫的H2S含量，而且是简单的，需要最小量的空间，并且便宜。存在对下述方法的进一步的需要，该方法花费相对少量的保留时间以实现所期望的液体硫脱气。存在对下述方法的又进一步的需要，该方法不需要焚化从液体硫中释放的H2S气体。US-A-4729887描述了三阶段的脱气方法，其中，液体硫与喷洒气体一起经由催化剂床流动。将喷洒气体引入到催化剂床下面的区域中。所使用的催化剂材料可以是氧化铝或钴钥浸溃的氧化铝。US-A-4729887的方法可以将液体硫的硫化氢含量减少到15ppm wt。US-A-4729887的方法的缺点是催化材料的高度摩擦(attrition)的极大可能性，催化材料的高度摩擦导致细粉的产生，即，硫中非常小的催化剂颗粒的产生。摩擦是不期望的方法，其导致催化剂的反应性损失和降低，并且改变产物的整体性质。此方法的进一步的缺点是催化剂床的约0.4的低空隙份额使得硫的循环困难。此混合需要防止含有多硫化物的进料硫绕开催化剂床。此方法的进一步的缺点是不能将水平降低至低于15ppm wt,而该水平高于IOppm wt H2S含量的允许标准。US-A-5632967描述了在至少约40磅/平方英寸表压的压力下使液体硫脱气的方法。将含有多硫化物和H2S的液体硫的流和氧化性气体的流引入到容器中，并且使它们彼此接触。取决于设计，该容器可以负载有克劳斯催化剂的床或诸如氧化钛的克劳斯类催化剂的床。通常所使用的保留时间是30分钟，以生产含有小于约30ppm wt的总H2S含量的已脱气的液体硫。类似于外壳方法，为了加速多硫化氢分解成H2S，可以添加诸如氨、硫代硫酸铵、尿素、吗啉、喹啉或烷醇胺的液体或气体催化剂。US-A-5632967的方法的缺点是克劳斯催化剂倾向于摩擦。进一步的缺点是汽提气不得不被干燥以防止硫酸的产生。此外，在使得系统对硫酸的腐蚀更灵敏的压力下进行该方法。GB-A-2203732描述了精炼粗液体硫的方法，该方法使用蜂巢状催化剂以防止催化剂的摩擦。然而，GB-A-2203732所描述的实例提及需要10小时的长保留时间以将多硫化物含量减少到低于IOppm Wt0进一步地，为了使表面积最大化，蜂窝状催化剂通常具有阻碍硫充分循环的小孔道直径。GB-A-2203732没有启示:在液体硫在中的短保留时间内，诸如在一小时的保留时间内，能够使粗液体硫脱气。去除(多)硫化物的其它方法描述于GB-A-1578230和JP-A-3045505中。本专利技术追求提供更有效的去除(多)硫化物的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供改进的使液体硫脱气的方法，具体地，将多硫化氢H2Sx转化成硫化氢和随后从所述液体硫中去除硫化氢。本专利技术的进一步的目的是提供所使用的催化剂的摩擦减少的使液体硫脱气的方法。本专利技术的进一步的目的是提供在低压力下操作的使液体硫脱气的方法。本专利技术的进一步的目的是提供用催化剂使液体硫脱气的方法，由于催化剂的开放结构而允许足够的循环速度，并且进一步允许硫和汽提气的逆流接触而不导致溢流(flooding)。因此，本专利技术涉及使液体硫脱气的方法，该液体硫含有溶解的硫化氢和多硫化氢，该方法包括使所述液体硫与催化剂单元接触，同时使所述液体硫与汽提气接触的步骤，该催化剂单元是结构化催化剂或散堆填料，诸如拉西环或鲍尔环，并且其中，所述催化剂单元的空隙率为60%或更大。本专利技术人发现使用催化剂颗粒的填充床不导致所期望的操作，特别地，因为它导致非常高的压力降。即使能够获得具有非常高的空隙率的填充床(通常不是这种情况，因为通常用作催化剂材料的固体颗粒导致约40%或甚至更小的空隙率)，这种填充床的弯曲度仍将导致非常高的压力降。为此原因，本专利技术使用不是填充床的催化剂单元。优选在专用的容器中以连续的方法来进行脱气。实际的脱气发生在汽提塔中，在该汽提塔中通过将汽提气鼓入液体硫中来剧烈搅拌硫。在压力下将液体硫和汽提气引入到容器中并且将它们混合。依靠由汽提气所发挥的气体提升作用来使液体硫在容器内循环。然后，在通常小于2.5巴表压的压力下，优选在约0.5~1.2巴表压之间的压力下，在通常为125~155°C的温度下，使混合物经过容器；并且持续足以从液体硫中去除基本上所有的多硫化氢和硫化氢的保留时间。优选地，容器是竖直的容器。 本专利技术的方法通过以下两个机制来去除H2S和H2Sx:1)催化分解H2Sx以产生硫和H2S (上述反应(2))，和2)依靠汽提气来从硫中汽提/去除余本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使液体硫脱气的方法，所述液体硫含有溶解的硫化氢和多硫化氢，所述方法包括：在使所述液体硫与汽提气接触的同时，使所述液体硫与催化剂单元接触的步骤，其中，所述催化剂单元的空隙率为60%或更大。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.21 NL 20069801.一种使液体硫脱气的方法，所述液体硫含有溶解的硫化氢和多硫化氢，所述方法包括:在使所述液体硫与汽提气接触的同时，使所述液体硫与催化剂单元接触的步骤，其中，所述催化剂单元的空隙率为60%或更大。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在包括一个或多个隔室的容器中使所述液体硫脱气。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述汽提气是惰性气体，优选氮气。4.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，所述催化剂单元包括:氧化铝、二氧化硅、碱洗的苏打玻璃、路易斯碱催化剂、铁氧化物或碱洗的陶瓷。5.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，所述催化剂单元是结构化填料、整块填料或散堆填料的形式。6.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，所述催化剂单元是选自拉西环、鲍尔环或它们的组合的散堆填料。7.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，所述催化剂单元具有至少60%的开放体积。8.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，所述催化剂单元包括最小宽度为5mm的孔道,优选最小宽度为8mm的孔道。9.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，所述催化剂单元包括FeCr合金载体。10.根据前述权利要求中任意一项所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯·博尔斯柏姆，安妮·范瓦尔纳斯，桑德·高布森，
申请(专利权)人：雅各布斯荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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