Спосіб очищення паливних та технологічних газів від сірководню

Реферат: Спосіб очищення паливних і технологічних газів від сірководню включає хемосорбцію сірководню поглинальним розчином, що містить натрію карбонат і хінгідронну смолу, електрохімічну регенерацію поглинального розчину та повернення регенерованого поглинального розчину на хемосорбцію сірководню. Крім цього на хемосорбцію сірководню повертають регенерований поглинальний розчин з катодної зони електролізера, а поглинальний розчин з анодної зони електролізера - змішують з поглинальним розчином після хемосорбції сірководню. UA 112335 U (12) UA 112335 U UA 112335 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області розділення газів абсорбцією і може бути використана для очищення паливних та технологічних газів від сірководню з одержанням сірки в газовій, нафтопереробній і коксохімічній галузях промисловості. Відомий спосіб очищення паливних і технологічних газів від сірководню [Пат. 50021. Україна. В01D 53/14. Спосіб очищення безкисневих газів від сірководню: Пат. 77307 Україна, B01D 53/14 / Яворський В.Т., Калимон Я.А., Слюзар А.В.(Україна). Нац. ун-т "Львівська політехніка". Заявка № u200911081 від 02.11.2009 р. Опубл. 25.05.2010. Бюл. № 10], який включає хемосорбцію сірководню поглинальним розчином, що містить натрію карбонат і хінгідронну смолу, електрохімічну регенерацію поглинального розчину та повернення регенерованого поглинального розчину на хемосорбцію сірководню. Хінгідронну смолу, як окисник хемосорбованого сірководню, одержують під час 3 олігомеризації хінгідрону у спеціальних умовах. Крім натрію карбонату (10…20 г/дм ) і 3 хінгідронної смоли (5…15 г/дм ), як компонент поглинального розчину використовують також 3 натрію тіосульфат (180…200 г/дм ). Присутність натрію тіосульфату у поглинальному розчині зменшує швидкість його утворення під час побічного процесу окиснення частини хемосорбованого сірководню [Калимон Я.А. Теоретичні основи і технології очищення газів і рідин від сульфідної сірки// автореф. дис. … д-ра техн. наук: 05.17.01. / Я.А. Калимон; Держ. ун-т "Львівська політехніка". - Львів, 1999. - 32 с.]. Регенерацію поглинального розчину здійснюють у 2 електролізері без розділення анодної і катодної зон за густин струму 1….4 А/дм та рН 7,5…9 із застосуванням платино-титанових анодів. Електрохімічна регенерація поглинального розчину дає змогу перевести відновну форму хінгідронної смоли в окисну, яка окиснює хемосорбований сірководень до сірки. Сірку, яка утворюється під час цього, відділяють від поглинального розчину відстоюванням і фільтрацією. Вихід за струмом реакції анодного окиснення відновної форми хінгідронної смоли до окисної є невисоким, оскільки за таких густин струму відбуваються ще реакції анодного окиснення молекул води, хемосорбованого сірководню і натрію тіосульфату. Одержана під час цього сірка частково блокує поверхню анода. Крім цього більшість кольорових металів не є корозійностійкими у поглинальному розчині такого складу, що зумовлює необхідність використання платино-титанових анодів, вартість яких здорожчує процес очищення газу. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб очищення паливних та технологічних газів від сірководню, у якому б анодне окиснення відновної форми хінгідронної смоли до окисної під час електрохімічної регенерації поглинального розчину відбувалось з високим виходом за струмом та використовувались дешевші анодні матеріали. Поставлена задача вирішується тим, що в способі очищення паливних і технологічних газів від сірководню, який включає хемосорбцію сірководню поглинальним розчином, що містить натрію карбонат і хінгідронну смолу, електрохімічну регенерацію поглинального розчину та повернення регенерованого поглинального розчину на хемосорбцію сірководню, згідно з корисною моделлю, на хемосорбцію сірководню повертають регенерований поглинальний розчин з катодної зони електролізера, а поглинальний розчин з анодної зони електролізера змішують з поглинальним розчином після хемосорбції сірководню. Під час змішування поглинального розчину після хемосорбції сірководню з поглинальним розчином з анодної зони електролізера відбувається хімічне окиснення хемосорбованого сірководню до сірки окисною формою хінгідронної смоли і поглинальний розчин, що поступає на електрохімічну регенерацію, не містить хемосорбованого сірководню. За відсутності хемосорбованого сірководню у електролізері виключене утворення натрію тіосульфату, тобто його можна не використовувати як компонент поглинального розчину. Все це дасть змогу в електролізері здійснити окиснення відновної форми хінгідронної смоли до окисної з високим виходом за струмом та здешевити процес за рахунок використання недорогих і корозійностійких у содовому поглинальному розчині анодних матеріалів на основі нікелю. Спосіб очищення паливних і технологічних газів від сірководню включає хемосорбцію сірководню поглинальним розчином, що містить натрію карбонат і хінгідронну смолу, електрохімічну регенерацію поглинального розчину, повернення регенерованого поглинального розчину з катодної зони електролізера на хемосорбцію сірководню, а поглинального розчину з анодної зони електролізера - на змішування з поглинальним розчином після хемосорбції сірководню. Приклад 1. Здійснювали очищення природного газу з вмістом 2 % об. сірководню. З 3 витратою 2 дм /с його подавали в абсорбційну колону з провальною тарілкою. Використовували 3 поглинальний розчин такого складу, г/дм : натрію карбонату - 20, хінгідронної смоли - 10. На зрошення колони подавали поглинальний розчин з катодної зони електролізера, з витратою 0,2 3 дм /с і рН 9,25. Ступінь хемосорбції сірководню в абсорбері (1 тарілка) становила 89,0 %. 1 UA 112335 U 3 5 10 Поглинальний розчин після хемосорбції сірководню з рН 7,2…7,9 містив 1,5…2 г/дм H2S. Окиснення хемосорбованого сірководню здійснювали у змішувачі, куди подавали поглинальний 3 розчин з анодної зони електролізера, з рН 9,1 і витратою 0,3 дм /с. Окисна форма хінгідронної смоли за невисокого рН окиснювала хемосорбований сірководень до сірки з високою селективністю. Поглинальний розчин після змішувача подавали на відділення сірки фільтруванням і далі на регенерацію в термостатований протічний електролізер, обладнаний анодами з нікелю, катодами з нержавіючої сталі і діафрагмою з скловолокна. Електроліз 2 здійснювали за густини струму 1,0 А/дм і температури 25 °C. Визначали ступінь хемосорбції сірководню та селективність окиснення сірководню до сірки за стандартними методиками [Блаженова А.Н. Анализ газов в химической промышленности / Блаженова А.Н., Ильинская А.А., Рапопорт Ф.М. - М.: ГХИ, 1954. - С. 54-57]. Приклади 2,3. Спосіб здійснювали за аналогічних прикладу 1 умов. Змінювали вміст хінгідронної смоли у поглинальному розчині і густину струму. Характеристики процесу і одержані результати представлені в таблиці. 15 Таблиця Характеристики процесу хемосорбції сірководню і регенерації поглинального розчину від сірководню Ступінь Концентрація № хемосорбції 3 смоли, г/дм H2S, % 1 2 3 10 10 15 89,0 89,2 89,0 рН розчину Селективність Густина Вихід за З З струму, окиснення H2SS, струмом, % анодної катодної 2 А/дм % зони зони 1,0 99,6 9,10 9,25 98,6 1,5 99,3 9,05 9,35 98,2 1,5 99,5 9,05 9,35 98,5 2 20 За анодних густин струму, більше 1,5 А/дм , відбувається побічна анодна реакція виділення кисню, яка зменшує вихід за струмом окисної форми хінгідронної смоли. Кисень, розчиняючись у поглинальному розчині, сприяє утворенню натрію тіосульфату під час окиснення хемосорбованого сірководню на стадії його хемосорбції. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Спосіб очищення паливних і технологічних газів від сірководню, який включає хемосорбцію сірководню поглинальним розчином, що містить натрію карбонат і хінгідронну смолу, електрохімічну регенерацію поглинального розчину та повернення регенерованого поглинального розчину на хемосорбцію сірководню, який відрізняється тим, що на хемосорбцію сірководню повертають регенерований поглинальний розчин з катодної зони електролізера, а поглинальний розчин з анодної зони електролізера - змішують з поглинальним розчином після хемосорбції сірководню. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2