Спосіб видалення сполук сірки із відхідних газів виробництва сірки за методом клауса з переведенням їх в сірку

1. Способ удаления соединений серы из от хо дя щи х газ о в прои з водства сер ы по ме то ду Клауса с переводом их в сер у, включающий со в местное гидрирование и гидролиз содержащихся в и сходном газе сое дин ени й се ры при 140 550°С в присутствии катализатора с получением сероводорода, подачу полученного газового по тока с кислородсодержащим газом, взятым в ко личестве, обеспечивающем мольное отношение O2/H2S - 0,5 - 3, на стадию окисления сероводо рода в присутствии ката лизатора с получением серы, отл ича ющийс я тем , что перед ста дией окисления газовую смесь подвер гают о хлажде нию до температуры между точкой росы содер жащихся в газе паров во ды и 180вС и на стадии окисления в те чение все го времени контактиро вания о хлажденного газово го потока , содержа щего свободный кислород, с катализатором под держивают указанн ую темпера тур у до полно го окисления сероводорода, содержащегося в газо вом потоке, в серу, и осаждения почти всей обра з ующей ся сер ы на ка тализа тор е и получения очищенного газового потока, практически не со держащего сероводород, затем проводят перио дическую регенерацию катализатора путем испа рения серы. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что время контактирования газового потока на стадии окис ления устанавливают 0,5 - 20 с, предпочтительно 1 - 15 с, в нормальных условия х давления и тем пературы. 3. Способ по любому из пп 1 - 2, о тлича ющийся тем, что окисление сероводорода ведут на ката лизаторе, содержащем в качестве активной фа зы один или несколько оксидов и/или солей пере ходны х металло в, выбранных среди никеля, кобальта, железа, меди, серебра, марганца, молибдена, хрома, вольфрама и ванадия, нанесенных на носитель, выбранный среди боксита, оксида алюминия, оксида титана, оксида циркония, цеолитов, смесей оксида кремния/ 'оксида алюминия, смесей оксида кремния /оксида титана, оксида кремния, активированного угля, причем указанный катализатор имеет объем пор, который определяют методом пенетрации ртути, составляющий 150 - 600 см 3/л катализатора. 4. Способ по любому из пп.1 - 3, отл ичающийся тем, что используют катализатор, который содер жит активн ую фаз у в количестве 0,1 - 15% в пе ресчете на металл, предпочтительно 0,2 - 7% от массы катализатора. 5. Способ по любому из пп 1 - 4 , отл ичающийся тем, что газовый по ток, содержа щий серо водо род, перед стадией окисления охлаждают до 80 100°С. 6. Способ по любому из пп 1 - 5 , отл ичающийся тем, что периоди ческ ую ре генерацию катализа тора, заполненного серой, осуществляют п утем продувки газом, не содержащим окислитель, при температуре 200 - 500"С, предпочтительно 250 450°С, затем регенерированный катализатор ох лаждают с помощью инертного газа до темпера туры между точкой росы паров воды и 180°С 7. Способ по п.6, отличающийс я тем, что реге нерированный катализатор охлаждают инертным газом, который содержит пары воды, по крайней мере, на последней фазе охлаждения. 8. Способ по любому из пл.1 - 7, отличающийся тем, что контактирование газового потока, содержа щего сероводород, и газа, содержащего свободный кислород, с катализатором осуществляют при тем пературах, которые поддерживают в пределах 80 140°С, предпочтительно 90' 120°С. 9. Способ по любому из пп.1 - 8 . отл ичаю щийся тем, что температур у на стадии окисле ния сероводорода поддерживают с использова нием циркулир ующей жидкости при косвенном теплообмене с катализатором 10. Сп особ по любом у из пп 6 - 9 . отл и чающийся тем, что в контур продуво чного газа, регенерирующе го катализатор, непрерывно вво дят газ, не содержащий свободный кислород, и фракцию газового по тока, содержаще го серо во СМ О 00 N. СМ 27484 дород и образующегося на стадии гидрирования и гидролиза, и непрерывно отводят фракцию продувочного газа, используемую для регенерации, при этом поддерживают равенство объемов фракций. 11. Спо соб по п 10, о тли чающийся тем , что отведенную фракцию продувочного газа неп рерывно вводят в исходный газ, который подают на стадию гидрирования и гидролиза 12 Способ по любом у из пп.1 - 11, о тли ча ющийся тем, что кислоро дсо держа щий газ на стадию окисления сероводоро да подают в ко личестве, обеспечи вающем мольное о тноше ние О2/ H2S = 0,5 - 1,5. Изобретение относится к способу удаления сернистых соединений, содержащихся в остаточном газе типа остаточных газов заводов по производству серы по методу Клауса, при рекуперации указанных соединений в форме серы. Остаточные газы, происходящие с завода по производству серы, на котором получают серу по способу окисления из кислого газа, содержащего H2S, известному под названием процесс Клауса,содержат примерно 0,2-2 об.% сернистых соединений, в которых основную часть составляет H2S, остальное приходится на SO2, COS, CS2 и пары серы и/или ячеистую серу. Такие остаточные газы обычно обрабатывают для максимального снижения общего содержания сернистых соединений, чтобы можно было их сбросить в атмосферу после сжигания, в соответствии с требованиями законодательств к материалам, загрязняющим атмосферу, и одновременно рекуперации этих сернистых соединений в форме, которая способствует увеличению выхода ценных продуктов из кислого газа, обработанного на заводе по производству серы. Известны различные способы проведения обработки остаточного газа заводов по производству серы по Клаусу, а именно способы, включающие комбинированную обработку гидрированием и гидролизом остаточного газа для того, чтобы подавать сернистые соединения, которые в нем содержатся, только в виде H2S с последующим охлаждением потока, выходящего после указанной комбинированной обработки, до подходящей температуры, чтобы сконденсировать большую часть паров воды , содержа щи хся в этом выходящем потоке, и, наконец, обработку выходя щего потока, обедненного парами воды, для удаления H2S, такое удаление H2S может быть осуществлено или путем абсорбции H2S с помощью селективного регулируемого растворителя, или каталитическим окислением подаваемого НгЭ. Среди способов описанного типа, заключающихся в удалении H2S каталитическим окислением до серы, фигурирует способ, по которому после комбинированной обработки гидрированием и гидролизом остаточного газа от процесса Клауса и о хлаждения находящегося газового потока, полученного в результате конденсации большей части воды, пропускают выходящий поток, обедненный парами воды, с контролируемым количеством газа, содержащего свободный кислород, при соответствующей температуре для контактирования H2S с катализатором для получения газового потока, содержащего H2S и SO2 в молярном соотношении H2S : SO 2, практически равном 2 '1, а также элементарную серу в паровой фазе, потом подают указанный газовый поток после охлаждения ниже 160°С и необязательно отделения серы, которую он содержит, на контакт с катализатором, работая при достаточно низкой температуре, чтобы сера, образовавшаяся при реакции H2S с SO2, удерживалась на катализаторе с получением остаточного газового потока с очень низким содержанием сернистых соединений, который подвергают сжиганию перед сбросом в атмосферу, и продувают катализатор, заполненный серой, неокисляющим газом, имеющим температур у между 200 и 500°С, для испарения серы, находящейся на этом катализаторе, таким образом обеспечивая регенерацию этого последнего, потом охлаждают регенерированный катализатор до температуры, требующейся для нового кон тактирования с газом, содержащим H2S и SO2, т е с газовым потоком, происходящим от окисления. В таком способе охлаждение входящего газового потока, полученного в результате комбинированной обработки гидрированием и гидролизом, применяемой к остаточному газу, проводят таким образом, чтобы установи ть содержание паров воды в выходящем охлажденном газовом потоке ниже примерно 10 об.%, что приводит к получению значительного количества остаточной воды, загрязненной H2S, которую необходимо обработать для удаления H2S. Кроме того, эффективность может быть проконтролирована с помощью количества газа, содержащего свободный кислород, который используют на стадии каталитического окисления H2S по стехиометрии Клауса, существует возможность, что непревращенный кислород увлекается газовым потоком, содержащим H2S и SO2l происходящим от каталитического окисления, который приводят в контакт с катализатором, в результате возникает опасность дезактивации указанного катализатора. Наконец, последней стадией удаления сернистых соединений является реакция Клауса, качество осуществляемой очистки, следовательно, зависит от качества регулирования расхода воздуха, вводимого в реактор окисления. В качестве прототипа заявляемого изобретения принят способ удаления соединений серы из отходящих газов производства серы по методу Клауса с переводом их в серу, включающий совместное гидрирование и гидролиз содержащихся в и схо дном газе соединений серы при 14 0 550°С в присутствии катализатора с получением сероводорода, подачу полученного газового потока с кислородсодержащим газом, взятым в количестве, обеспечивающем мольное отношение 27484 O2/H2S - 0,5 - 3, на стадию окисления сероводорода в присутствии катализатора с получением серы. Недостатком известного способа является наличие остаточной воды, содержащей H2S, требующей дальнейшей очистки, что усложняет осуществление очистки остаточного газа. Кроме того, известная технология предусматривает операцию проведения реакции Клауса между H2S и ЭОг, что дополнительно усложняет процесс. В основу изобретения поставлена задача упрощения и повышения эффективности способа удаления соединений серы из отходя щи х газов путем установления оптимального интервала температур охлаждения газовой смеси перед окислением и поддержания его таковым на протяжении всего цикла окисления в период контактирования газового потока с катализатором, что обеспечивает прохождение реакции окисления H2S в серу при полном освобождении серы без образования остаточной воды и БОг, что, в свою очередь, позволяет исключить реакцию Клауса. Поставленная задача достигается за сче т того, что в способе удаления соединений серы из отходящи х газов производства серы по методу Клауса с переводом их в сер у, включающем совместное гидрирование и гидролиз содержащихся в и сходн ом газе сое дине ний сер ы при 140 550°С в присутствии катализатора с получением сероводорода, подачу полученного газового потока с кислородсодержащим газом, взятым в количестве, обеспечивающем мольное отношение O2/H2S - 0,5 - 3, на стадию окисления сероводорода в присутствии катализатора с получением серы, согласно изобретения, перед стадией окисления газовую смесь подвергают охлаждению до температуры между точкой росы содержащихся в газе паров воды и 180° С и на стадии окисления в течение всего времени контактирования охлажденного газового по тока, содержащего свободный кислород, с катализатором поддерживают указанную температуру до полного окисления сероводорода, содержащегося в газовом потоке, в серу, и осаждения почти всей образующейся серы на катализаторе и получения очищенного газового потока, практически не содержащего сероводород, затем проводят периодическую регенерацию катализатора путем испарения серы. Время контактирования газового потока на стадии окисления устанавливают 0,5 - 20 с, предпочтительно 1 - 15 с, в нормальных условиях давления и температуры, и окисление сероводорода ведут на катализаторе, содержащем в качестве активной фазы один или несколько оксидов и/или солей переходных металлов, выбранных среди никеля, кобальта, железа, меди, серебра, марганца, молибдена, хрома, вольфрама и ванадия, нанесенных на носитель, выбранный среди боксита, оксида алюминия, оксида титана, оксида циркония, цеолитов, смесей оксида кремния/ оксида алюминия, смесей оксида кремния /оксида титана, оксида кремния, активированного угля, причем указанный катализатор имеет объем пор, который определяют методом пенетрации ртути, составляющий 150 600 смэ/л катализатора. В способе используют катализатор, который содержит активн ую фаз у в количестве 0,1 15% в пересчете на металл, предпочтительно 0,2 - 7% от массы катализатора. Газовый поток, содержащий сероводород, перед стади ей оки слен ия о хлажда ют до 80 100"С. Периодическую регенерацию катализатора, заполненного серой, осуществляют п утем продувки газом, не содержащим окислитель, при температуре 200 - 500°С, предпочтительно 250 450°С, затем регенерированный катализатор охлаждают с помощью инертного газа до температуры между точкой росы паров воды и 180"С, примем регенирированный катализатор охлаждают инертным газом, который содержит пары воды, по крайней мере, на последней фазе о хлаждения. Кроме того, контактирование газового потока, содержащего сероводород, и газа, содержащего свободный кислород, с катализатором осуществляют при температура х, которые поддерживают в пределах 80 - 140* С, предпочтительно 90 - 120°С, а температур у на стадии окисления сероводорода поддерживают с использованием циркулир ующей жидкости при косвенном теплообмене с катализатором. В контур продувочно го газа, регенерирующего катализатор, непрерывно вводят газ, не содержащий свободный кислород, и фракцию газового по тока, содержащего сероводород и образующегося на стадии гидрирования и гидролиза, и непрерывно отводят фракцию продувочного газа, используемую для регенерации, при этом поддерживают равенство объемов фракций, причем отведенную фракцию продувочного газа непрерывно вводят в исходный газ, который подают на стадию гидрирования и гидролиза Кислородсодержащий газ на стадию окисления сероводорода подают в количестве, обеспечивающем мольное отношение O2/H2S = 0,5 -1,5. Объектом изобретения является способ удаления сернистых соединений, содержащихся в остаточном газе типа остаточны х газов завода по производству серы, с рекуперацией указанных соединений в форме серы, который не включает ни стадии конденсации воды, ни стадии реакции Клауса между НгЗ и БОг указанного процесса и, следовательно, позволяет устранить упомянутые выше недостатки. Способ отличается тем, что охлаждают выходящий газовый поток, образующийся в результате комбинированной обработки гидрированием и гидролизом, до температуры , на ходя щей ся между точкой росы в воды указанного отходящего газового потока и 180вС, и осуществляют контакт охлажденного выходящего потока и газа, содержащего свободный кислород, с катализатором, который окисляет Нгв в серу при температурах, которые поддерживают в течение всей продолжительности кон такта на уро вне ве личин между в и 180вС, чтобы практически количественно окислить в серу HbS, имеющийся в указанном газовом потоке, осадить почти полностью образовавшуюся сер у на катализатор и получить очищенный газовый поток, практически не содержащий Нгв. При осуществлении реакции каталитического окисления H2S в сер у в интервале темпера 27484 тур согласно изобретению НгЭ селективно окисляется в серу без образования SO2 даже в присутствии избытка кислорода. Другими словами, в способе согласно изобретению можно работать с большим избытком кислорода по отношению к сте хиометрии реакции H2S+1/202 -* НгО + S при со хранении почти количественной конверсии НгЭ и отличной селективности в серу, что позволяет получи ть выход серы, практически независимый от качества регулирования расхода кислорода на катализаторе окисления. Во время стадии объединенного гидрирования и гидролиза, которую обычно проводят в присутствии катализатора, сернистые соединения, такие как БОг, CS2, COS, а также пары серы и/или ячеистая сера, содержащиеся в остаточном газе, превращаются в H2S или под действием водорода в случае 50г и паров серы и /или ячеистой серы, или при гидролизе в случае COS и CS2 под действием паров воды, имеющихся в указанном остаточном газе. Объединенную обработку гидрирования и гидролиза осуществляют при температурах, могущи х доходить от 140 до примерно 550°С, предпочтительно они находятся между примерно 200 и 400"С. Водород, необходимый при реакции гидрирования, может уже содержаться в остаточном газе или быть образован in situ в зоне гидрирования и гидролиза, например, при реакции СО и НгО, когда остаточный газ содержит эти два реагента, или же быть добавлен к остаточному газ у из внешнего источника водорода. Обычным приемом создания Н 2 и СО в остаточном газе является добавление к указанному остаточному газу газообразных продуктов сжигания горючего газа, проводимого ниже стехиометрии. Количество используемого водорода должно быть достаточно для получения практически полного превращения в H2S гидрируемых сернистых соединений или продуктов, таких как SO2, пары серы и/или ячеистая сера, содержащихся в остаточном газе, подвергаемом обработке гидрированием и гидролизом. На практике количество применяемого водорода может составлять 1-6-кратное от сте хиометрического количества, требующегося для превращения в H2S гидрируемых сернистых продуктов, находящи хся в остаточном газе. Если остаточный газ не содержит достаточного количества паров воды для гидролиза органических соединений серы COS и OS2, можно добавить требуемое количество ларов воды перед проведением комбинированной обработки гидрированием и гидролизом. Катализаторы, используемые для обработки гидрированием и гидролизом, являются такими, которые содержа т сое динения ме талло в групп Va, Via и VIII Периодической системы элементов, например, соединения таких металлов, как кобальт, молибден, хром, ванадий, торий, никель, вольфрам, уран, указанные соединения нанесены или нет на подложку типа оксида кремния, оксида алюминия, оксида кремния/оксида алюминия. Особенно эффективными для обработки гидрированием и гидролизом являются катализаторы гидродесульфирования на основе оксида кобальта и молибдена , нанесенны х на ок сид алюминия. Для этой обработки гидрированием и гидролизом время контакта между газовой реакционной средой и катализатором может варьировать достаточно широко. Целесообразно, чтобы оно составляло 0,5 - 8 с, а более конкретно 1 - 5 с, эти величины приведены для нормальных условий давления и температуры. Газовый поток, выходящий в результате комбинированной обработки гидрированием и гидролизом остаточного газа, подвергают охлаждению, осуществляемому по любой известной методике и, например, непрямым теплообменом с более холодной жидкостью, чтобы установить его температур у в ин тервале от Q до 180°С. Q означает, как указывалось ранее, точку росы воды в указанном выходящем газовом потоке. Выходя щий газовый поток, о хлажденный до температуры, лежащей в интервале от Q до 180вС, затем дополняют требующимся количеством газа, содержащего свободный кислород, это добавление может быть осуществлено или во время контактирования указанного охлажденного газового потока с катализатором H2S в серу или предпочтительно перед указанным контактированием, чтобы получить очень однородную реакционную среду при контакте с указанным катализатором. Газом, содержащим свободный кислород, используемым для окисления в серу H2S, содержащегося в обрабатываемом газе, обычно является воздух, хо тя можно применять чистый кислород, воздух, обогащенный кислородом, или смеси в различных пропорциях кислорода и инертного газа, другого, чем азот. Как указывалось ранее, газ, содержащий свободный кислород, используют в количестве, пригодном для создания молярного соотношения Ог : H2S от 0,5 до 3, а более конкретно от 0,5 до 1,5, в'реакционной среде, подаваемой на контакт с катализатором окисления H2S в серу. Время контакта газовой реакционной среды с катализатором может составлять от 0,5 до 20 с, предпочтительно 1 - 15 с, эти величины даны для нормальных усло вий давления и температуры. Катализатор может быть выбран среди различных катализаторов, способных промотировать селективное окисление Нг8 в серу кислородом, т.е. промотировать реакцию H2S + 1/2Ог -> *S + Н2О, при температуре ниже точки росы образовавшейся серы, при которых сера осаждается на катализатор. В частности, катализатор может состоять из активной фазы, включающей один или несколько оксидов и/или солей одного или нескольких переходных металлов, таких как никель, кобальт, железо, медь, серебро, марганец, молибден, хром, вольфрам и ванадий, нанесенных на подложку из жаростойкого материала, такого как, например, боксит активированный и/или стабилизированный оксид алюминия, оксид титана, оксид циркония, цеолиты, смеси оксид кремния/оксид алюминия, смеси оксид кремния/оксид титана, оксид кремния, или же на подложку из активированного угля. Катализатор имеет объем пор, обеспечивающий значительную загрузку серой Целесооб 27484 разно, чтобы объем пор катализатора, определенный ме то дом пене траци и р тути , соста влял 150-600 см 3 /л катализатора. Акти вная фаза, считая на массу металла, чаще всего содержит 0,1 -15%, предпочтительно 0,2 - 7 мас.%, катализатора. Для сохранения селективности катализатора для окисления H2S в серу необходимо поддерживать указанный катализатор при температуре ниже 180°С во время всего этапа окисления H2S. Если концентрация H2S и/или температура, лежащая между в и 180°С, газового потока, содержащего KbS, приводимого в контакт с катализатором окисления, являются такими, что из-за сильной экзотермичности реакции H2S+1/2O2 -> S + Н2О температура реакционной среды на выходе с окисления заметно превышает 180°С, отводят тепло, выделившееся при указанной реакции, подвергая катализатор охлаждению любыми известными способами. Можно, например, осуществлять это охлаждение с помощью холодной жидкости, циркулирующей при непрямом теплообмене с указанным катализатором в среде последнего. Также можно работать, помещая катализатор в трубчатый реактор, состоящий из тр убок, расположенных в каландре, с катализатором, находящимся, например, в тр убках, и циркулир ующей о хлаждающей жидкостью между тр убками каландра. Также можно осуществлять-каталитическое окисление в реакторе с несколькими зонами катализатора при охлаждении реакционной среды между последовательными зонами путем непрямого теплообмена с охлаждающей жидкостью, теплообмен происходит вн утри или вне реактора окисления. Целесообразно осуществлять окисление H2S в сер у при контакте с катализатором при температурах от 80 до 140вС, а более конкретно от 90 до 120е. Газ, выходящий после контакта газообразного потока, содержащего НгЭ, и газа, содержащего свободный кислород, может быть подвергнут при необходимости термическому или каталитическому сжиганию для превращения в SOs следов H2S, которые он может еще содержать перед сбросом в атмосферу. Во время окисления H2S в серу катализатор постепенно заполняется серой. Периодически проводят регенерацию катализатора, заполненного серой, путем продувки указанного катализатора неокисляющим газом, работая при температурах, лежащих между 200 и 500°С, предпочтительно между 250 и 450*С, чтобы испарить серу, удержанную на катализаторе, потом охлаждают регенерированный катализатор до температуры, лежащей между Q и 180°С, для нового осуществления реакции окисления, это охлаждение проводят с помощью инертного газа, имеющего соответствующую температуру ниже 180"С. Охлаждающий газ необязательно может содержать пары воды, по крайней мере, на конечной фазе охлаждения катализатора. Продувочный газ, используемый для регенерации катализатора, заполненного серой, может быть таким, как метан, азот, СО2, или смесями таких газов, или же состоять из фракции газового по тока, вы ходяще го со стадии окисления и направленного на сжигание, или фракцией остаточного обрабатываемого газа. Продувочный газ, использованный для указанной регенерации, может необязательно содержать некоторое количество восстанавливающе го соединения, такого как, например, Нг, СО или Н2О, по крайней мере, во время проведения конечной стадии регенерации, т.е. после испарения большей части серы , отложенной на катализаторе, это приводит к восстановлению суль фатов, которые могут образоваться на некоторых катализаторах во время фазы очистки. Такой продувочный газ может состоять, например, из фракции кислого газа, обработанного на заводе по производству серы, которая происхо дит из оста точно го газа, или же фракции газового потока, содержащего H2S, образующегося в резуль тате объединенной обработки гидрированием и гидролизом. Осуществление реакции каталитического окисления согласно изобретению может быть проведено в единой зоне каталитического окисления, которая работает попеременно в фазе окисления и в фазе регенерации/охлаждения. Такое осуще ствление проводят, когда обрабатываемый газ содержит мало H2S и, следовательно, регенерация катализатора проводится редко. Целесообразно, чтобы осуществление реакции каталитического окисления согласно изобретению проводилось во множестве зон каталитического окисления, которые работают таким образом, что по крайней мере одна из указанных зон работает в фазе регенерации/охлаждения, тогда как другие зоны находятся в фазе каталитического окисления. Можно также работать, имея одну или несколько зон в фазе реакции каталитического окисления, по крайней мере, одну зону в фазе регенерации и, по крайней мере, зону в фазе охлаждения. Газ, используемый для регенерации катализатора, циркулируе т в замкнутом контуре, начиная с зоны нагрева, проходя последовательно каталитическую зону во время регенерации и зону охлаждений, в которой основная часть, серы, находя щаяся в указанном газе, отделяется конденсацией для возвращения в зону нагрева. Разумеется, регенерирующий газ также может циркулировать в открытом контуре. Газ, используемый для охлаждения регенерированного катализатора, относится к тому же тип у, что и газ , применяемый для регенерации катализатора, заполненного серой. Контуры регенерирующе го газа и о хлаждающе го газа могут быть независимыми друг от др уга . Однако, согласно варианту осуществления, контур регенерируюшего газа, определенный выше, также может включать отве твление, связывающее вы ход из зоны охлаждения со входом в зон у во время регенерации перепускной линией в зону нагрева, что позволяет замкнуть контур указанной зоны нагрева и таким образом использовать регенерирующий газ в качестве охлаждающего газа. Способ, согласно изобретению применим к обработке остаточного газа типа остаточного газа завода по производству серы по Клаусу, т.е. остаточного газа, непосредственно происходящего из завода по производству серы по Клаусу, или остаточного газа, происходящего с установки 27484 очистки, например, установки типа установки Сульфрин, обрабатывающей остаточный газ завода по производству серы по Клаусу, осуществляя процесс, использующий реакцию Клауса Изобретение будет лучше понято из последующего описания одной из форм его осуществления с использованием установки, схематически представленной на чертеже. Эта установка состоит из реактора 1 гидрирования и гидролиза и двух реакторов каталитического окисления 2 и 3, указанные реакторы каталитического окисления смонтированы параллельно и каждый содержит слой катализатора окисления НгЭ в серу Реактор 1 имеет с одной стороны трубопровод 4 подачи обрабатываемого остаточного газа, происходящего с завода по производству серы, или из обрабатывающей установки, например установки Сульфрин, дающей остаточный газ сравнимого состава, на котором расположены холодный контур непрямого теплообменника 5 типа теплообменника газ/газ, потом горелка 6, снабженная патрубком 7 подачи горючего газа и патрубком 8 подачи воздуха, а с другой стороны трубопровод 9 для отвода газов. Указанный трубопровод 9 соединен через горячий контур непрямого теплообменника 5 с входом 10 непрямого теплообменника 11. Реакторы каталитического окисления 2 и 3 снабжены первым трубопроводом, соответственно 12 и 13, и вторым трубопроводом, соответственно 14 и 15, расположенными с обеих сторон каталитического слоя, имеющегося в каждом из указанных выше реакторов. Трубопровод 12 реактора 2 связан, с одной стороны, через трубопровод 16, снабженный клапаном 17, с трубопроводом 18, установленным на выходе 19 теплообменника 11, а с другой стороны, трубопроводом 20, снабженным клапаном 21, с трубопроводом 22, который сам соединен с нагнетающим отверстием вентилятора 23 и на котором установлен конденсатор серы 24. Кроме того, трубопровод 13 реактора 3 соединен, с одной стороны, трубопроводом 25, снабженным клапаном 26, с трубопроводом 18 ниже соединения трубопровода 16 с указанным трубопроводом 18, а с другой стороны, трубопроводом 27, снабженным клапаном 28, с трубопроводом 22 в точке этого последнего, расположенной между тр убопроводом 20 и конденсатором серы 24. Выше его соединения с трубопроводом 16 трубопровод 18 имеет ответвление в виде патрубка подачи газа, содержащего свободный кислород. Трубопровод 14 реактора 2 соединен, с одной стороны, трубопроводом 29, снабженным клапаном 30, с трубопроводом 31 отвода очищенного остаточного газа в реактор для сжигания, не представленный на схеме, и оттуда в атмосферу, а с другой стороны, трубопроводом 32, снабженным клапаном 33, с трубопроводом 34, продолжающим нагнетающее отверстие вентилятора 23. На трубопроводе 34 расположен нагреватель 35 и имеется ответвление 36, которое снабжено клапаном 37 и замкнутым циклом нагревателя, на нем также имеется клапан 38, расположенный между нагревателем и частью ответвления 36 выше этого последнего Кроме того, трубопровод 15 реактора 3 соединен трубоп роводом 39, снабженным клапаном 40, с трубопроводом 31 отвода очищенного остаточного газа, а с другой стороны, трубопроводом 41, снабженным клапаном 33, с трубопроводом 34 в точке этого последнего, расположенной между ответвлением 36 и трубопроводом 32. Трубопровод 42, снабженный клапаном 43 регулирования расхода, установлен в отве твлении о т тр убопровода 22 между конденсатором серы 24 и вентилятором 23 и представляет собой тр убопровод для подачи дополнительного і аза, тогда как трубопровод 44, снабженный клапаном 45 регулируемого расхода, установлен на ответвлении от трубопровода 34 между вентилятором 23 и соединением ответвления 36 с трубопроводом 34 выше клапана 38 и представляет собой продувочный трубопровод Каждый из каталитических реакторов 2 и 3 оборудован системой поддержания каталитического слоя при заданной температуре, указанная система может быть любого известного типа, как указано ранее, и состоит, например, в настоящем случае из змеевика, соответственно 46 и 47, который расположен внутри каталитического слоя, находящегося в упомянутом реакторе, и который снабжают жидкостью, имеющей подходящую температуру, чтобы получи ть желаемый эффект, а именно охлаждение или нагревание. Развитие процесса в этой установке может быть схематически представлено следующим образом. Полагают, что реактор 2 находится в фазе каталитического окисления, тогда как реактор 3 находится в фазе регенерации, клапаны 17, 28, 30, 48 и 38 открыты, тогда как клапаны 26, 21, 40, 33 и 37 закрыты. Остаточный газ, поступающий с завода по производству серы по тр убопроводу 4, про ходит в теплообменник 5, потом через горелку 6, в которой он смешивается с газообразными продуктами горения этой горелки, в которой проводят сжигание горючего газа с помощью воздуха , работая при соотношении ниже стехиометрического для создания помимо тепла соответствующего количества Н2 и СО. При проходе через горелку 6 остаточный газ нагревается газами горения до температуры, требующейся для гидрирования, например, 200 - 400°С, и одновременно также при сжигании получают Нг и СО. Горячая смесь остаточного газа и газов горения, происходящая из горелки 6, проходит в реактор 1 гидрирования и гидролиза, содержащий соответствующее количество катализатора, способного промотировать гидрирование SO2 и элементарной серы в H2S, а также гидролиз соединений COS и СЭг, указанный катализатор сделан, например, на основе кобальта и молибдена. В реакторе 1 сернистые соединения, другие чем Нг, находящиеся в остаточном газе, превращаются почти полностью в НгЭ. Газовый поток, выходя щий по трубопроводу 9 из реактора 1, который имеет температуру порядка 280-450°С, затем проходит в теплообменник 5, где он нагревает остаточный газ, проходящий в тр убопроводе 4, потом в теплообменник 11, чтобы получить на выходе из теплообменника 11 охлажденный газовый поток, имеющий температур у в ин терва ле от Q до 27484 18 0°С , а и м ен но при м е рн о 8 0 - 10 0° C . У ка за нн ы й по ток п о да ю т по тру б оп ро в о ду 1 8 в ре акт о р ок исл е н ия 2 по т ру б о п ро в о ду 1 6 ч е ре з к л а па н 1 7 и тру б оп р ов о ду 12 п ос л е по д в о д а по т ру б оп ро в о ду 49 к о нт р о ли ру е м о го к о ли ч ес т ва г а за , с о д е р жа щ е г о с в о б о д н ы й ки с л о ро д, н а п р и м е р в оз д у х а, д ля п р ов е д ен ия ок ис ле н ия H 2 S в с еру . В ре акт о ре 2, ко то ры й, та к же как и р еа кт о р 3, с од е р жи т ка та л из ат о р H 2 S в с е ру и, нап р и ме р , та ко й ка та л и за то р , как оп ис ан в ы ш е , H 2 S с е л екти в но о ки с ля е тс я а с е ру к ис л ор о д а пр и к он т ак т е с кат а л из ат о ро м с ог л ас но ре ах ц ии H 2 S + 1/ 2 O 2 > S +H 2 0. П р и те м п е ра ту р ах , п о д де р ж ив а е м ы х м е ж ду Q и 18 0 в С , а це л ес оо б ра з но в и нт ер в а л е 90 12 0° С , ис по ль зу е м ы х д ля пр ов е де н ия ок ис л е ни я , о бр а зо в ав ш а яс я пр и ок ис л ен и и H 2 S с е ра ос а жд ае тс я н а у ка з ан но м к ат а л из а то р е П о т ру б о пр о во ду 1 4 и з р еа кт о ра в ы х о ди т оч и щ е н н ы й о с т аточ ны й газ с оч ень ни зк и м с о де р ж ан ие м ос т ат оч но го H 2 S, ко т о ры й н ап р ав л я ю т п о т ру б оп р ов о ду 29 ч ер е з кл ап а н 30 в т ру бо п ро в о д 3 1 д л я от в о д а у ка з ан н ог о оч и щ е н но г о ос т ат о ч н о го г аз а в р еа к то р д ля с жи га ни я, тер м ич ес к ог о и ли ка т ал и тич ес ког о, не п р е дс т ав л е нн ы й на с х е ме . П о т ок н ео к ис ля ю щ е г о п ро ду в оч но г о га з а н ап р ав л я ю т ве н т и ля т о ро м 2 3 в т ру б о пр о во д 34 чер е з к ла па н 38 и наг ре ва те л ь 35, в кото р о м этот га зо вы й пот ок на гр ев а етс я д о т е мп е ра ту ры , по дх о дя щ е й д ля р ег ен е ра ц и и П о то к н аг ре т ог о газ а . , ц и рку л и ру ю щ и й в т ру б о п ро в о д е 34, в в о д я т в ре а кт о р 3 по т ру б оп р ов о ду 4 1 ч е р ез к л ап а н 48 и тру бо пр ов о д 15, и про ду в а ют ка та л из а то р , за по л не н ны й с ер о й , с од е р жа щ е йс я в это м к ат а л из а то ре. П от ок п р о ду в оч н ог о г аз а у в ле ка ю щ и й ис п а , ре нну ю с еру, в ы х о д ит и з ре акт о ра 3 по тру б оп ров о д у 1 3 и о тв о д и тс я п о т ру б оп р ов о ду 27 ч е р ез кл ап а н 2 8 и тру б оп р ов о д 2 2 д о ко н де нс ат ор а с еры 24, в ко то р о м ос но в н ая ч ас т ь с е ры от д е ля ет с я кон д е нс а ц и ей. Н а в ы х о д е из ко н д енс ат о ра с е ры 2 4 по то к пр о ду в оч н ог о г аз а у в л ек ае тс я в ен ти ля то р о м 23 д ля н аг не та н ия в тру б оп р ов од 3 4, как у ка за н о в ы ш е. П ос ле в ре м ен и, д ос т ато ч н ог о д ля пр о ду в к и ка та л из а то р а , с о де р ж а щ ег ос я в ре акт о ре 3, пр о ду в оч ны м га з о м , п ро х о д я щ и м в н аг р ев а т е ль 3 5 д ля п о лн ог о у д ал е ни я с ер ы ос аж д ен н ой н а кат а, л из ат ор е, отк ры в а ю т кл ап ан 37 и зак ры в а ю т кл апа н 38, чт о бы за м к ну т ь ко н ту р на г р ев ат е л я 3 5 и с н из и ть те м п е ра ту ру пр о ду во чн о г о га за , и пр од о л ж а ют пр о ду вку в теч е ни е с о от ве тс тву ю щ е г о вр е м е ни , о д но вр е м е н но ос у щ е с тв л яя ц и рку л я ц и ю , пр и н ео б х о д и м о с т и, ж и дк ос т и пр и с о о тве тс тву ю щ е й т е м пе р ату р е в с ис т е м е 47, чт об ы ох л а д ить ре ге не р ат ив ны й ка та л из ат о р , с од е рж а щ и йс я в ре ак т ор е 3. К ог д а у каз а нн ы й кат а л из ат о р ох ла ж д ен до по дх о д я щ е й те м п е ра ту ры , по зв о л я ю щ е й ос ущ ес тв л ят ь кон т ак т кат а л из ат о ра с пот ок о ,м пр ох о дя щ и м п о тру б о пр ов о ду 1 8 н и же о тв е тв л е ни я 49, ме ня ю т р ол и, в ы по л няе м ы е р еак то ра м и 2 и 3, т. е . пер е во д ят р е акт о р 3 в фа зу р еа к ци и ок ис л е н ия, а р е ак т ор 2 в ф азу р ег е н е ра ц и и/ ох л а ж д -е ни я, зак ры в а я к ла па н ы 17, 28, 3 0, 4 8 и 37, и от кры в ая к ла п ан ы 26, 2 1, 4 0, 3 3 и 38, по то м н а с т ад ии ох ла ж д ен и я, зак ры в а я к ла п ан 3 8 и о тк ры в а я кл а па н 3 7. В те че н и е пе р ех о дн о го пе р и о да с м е ны ро ле й ре акт о ров кат а л ит ич ес ко го ок ис л е ни я2 и 3 зас та в ля ю т пр о дув оч ны й га з ци рк ул и р ов ать в тру б оп р ов о де, не п ре дс т ав л ен н о м н а с х е м е ог и, ба ю щ е м э ти р еа кт ор ы . С о г лас н о в ар и ан ту ос у щ ес тв л ен ия с п ос о б а с о г л ас н о и з о б р е т ен и ю т ру б о п р о в о д 4 2 м о ж е т бы ть С ое д и не н с тр у б о пр ов о д о м 9 м е ж ду ре ак то р о м 1 г и др и р ов а н ия и г и д р о л из а и т е п л оо б м е н ником 11 или с тру бопроводом 18 между теп л о об м е н н ик о м 11 и от в ет в ле н и е м 49 д л я по д в од а га з а, с од е р ж а щ е г о с во б о д ны й кис л о р о д , что б ы н е пр е р ы в н о вв о ди т ь в ко нт ур г аз а р ег е н ер а ц ии ф р ак ц ии г а зо во го п о то ка , с о д ер ж а щ е го H 2 S, ко то р ы й п ро ис х о д ит и з р е ак то р а 1 ги д р и ро ва н и я и ги д р о л и за , и н е д о ба в л я ют е щ е г а з, с о д ер ж а щ и й с во б о д ны й к ис ло р о д , и н еп р е ры вн о отв о д я т по тру б о пр о во ду 4 4 ф ра к ц и ю пр о ду в оч но г о г аз а , с лу ж а щ у ю д л я р ег е н ер а ц и и , так и м об р а зо м , ч то б ы фр ак ц и я отх о д я щ е г о га з ов ог о п от ок, а с о д ерж а щ ег о H 2 S, и фр ак ц и я пр о ду в оч н ог о га з а и м е л и по с у щ е с тву ра в ны е о б ъ е м ы П ре д п оч т и те л ь н о в эт о м в а ри а н те ос у щ е с т в л е ни я т ру б оп р о во д 4 4 с о е д и н е н с т ру б о п р ов о д о м 4 по д а ч и о б р а б ат ы ва е м о г о ос т ат оч н о го г а з а ц е л ес о о бр а з но в ы ш е го р е л ки 6, в ч ас т н ос т и в ы ш е т е п л оо б м е н н ик а5, чт о бы ре ц ик л и з ов ат ь у к аз а нн у ю ф ра к ци ю пр о ду во чн о го г аз а в о б р а ба ты в ае м ы й ос т а т оч ны й га з , по д ав а е мы й на ко м б и ни р ов ан ну ю об р а бо тку ги д ри р ов ан и е м и г и др о л из о м . Д л я п о л н о т ы п р е д ш е с т ву ю щ е г о о п ис а н и я ни ж е п ри в о д и тс я н е ог ра н ич ив а ю щ и й пр и м е р ос-у щ ес тв л е ни я с п ос о б а с ог л ас но из о бр е те н ию П р и бе г ая к у с та но вк е , ана л о ги чн о й то й , чт о с х е м а т ич ес ки п ре д с т а в л ен а на че р т е же , и р а б ота ю щ е й , как оп ис а но р ан е е , о б ра б а ты ва ю т ос т а то ч ны й г аз, п р ои с х о дя щ и й с з ав о д а п о пр о и зво д с тву с е р ы п о К л ау с у, в к о т ор о м п р ов о д я т ок ис л ен и е в оз д у х о м к ис ло г о г аз ,а с ос т оя щ е г о по о бъ е м у из 7 0 % Н 2 , 2 5, 4 % С О г. 4 % в о д ы и 0. 6 % у гл ево д ор о до в . О б р а б от а н ны й ос та т оч н ы й г аз и м е е т с ле ду ю щ и й с ос т ав, вы р а ж ен н ы й в м о ля р н ы х пр оцент ах : H 2S 0. 7 9 SO2 0, 4 0 S (па ры ) 0, 07 С О2 10, 6 0 Н 2О 30, 90 N2 . 54, 20 Н2 2, 2 0 СО 0, 7 8 CO S 0, 0 3 CS2 0, 0 3 Ос т ат оч н ы й г а з, по д ав а е мы й п о тру б о пр о во д у 4 с р ас х о д о м 9 2 2 к м о ль/ ч и п р и т е мп е р а ту р е ок о л о 13 2° С , н а гр е в а ю т п ри м е р н о д о 28 0° С пос л е пр ох о д а че р ез не п ря м о й те п ло о б м е нн и к 5 и г о ре л ку 6 и п р и э то й т е м п е р а ту р е п о д а ю т в р еа к то р 1 г и д ри р о ва н и я и ги д р о л и за , с о д е р ж ащ и й ка т а л из а то р ти п а ко ба л ьт/ м о л и б де н на н о с ит е ле и з окс и да а л ю м ин ия В ре ак т о ре 1 пр о ис х о ди т пр ак т ич ес к и по л ная кон в е рс ия S O 2l S, CO S, CS 2 и H 2 S, и газ ов ы й п о т ок , в ы х о д я щ и й и з у к а з а н н ог о р е а кт о р а 1, и м ее т те м п ер а ту ру 3 0 5° С и с о д ер ж и т то ль ко H 2 S в ка ч ес т в е с е р ни с т ог о с о е ди н е ни я Э т от г аз ов ы й п от о к, р ас х о д ко т о р о го с ос т а в л яе т 9 40 к м о л ь/ ч , 27484 реактор сж игания перед выбросом его в атм осферу. Продувочный газ, вводимый в реактор 3 с целью регенерации катализатора, заполненного серой, состоит из азота и выдается вентилятором 23 с расходом 12000 нм 3/ч. Указанный продувочный газ нагревают в нагревателе 35 до температуры, леж ащей м еж ду 300 и 350 вС перед подачей в реактор 3 в фазе регенерации. В фазе охлаж дения регенерированного катализатора нагреватель 35 обходят по обводном у трубопро воду и после того, как тем пература продувочного газа понизится прим ерно до 125°С, в змеевик 47 подают на циркуляцию ж идкость с тем пературой 80°С, продолж ая продувку Реакторы 2 и 3 работают поперем енно в течение 30 ч в фазе очистки, т.е. в фазе реакции, и в течение 30 ч, из которых 10 ч идет на охлаж дение, в фазе регенерации/охлаж дения . Завод по производству серы, включающий способ согласно изобретению для обработки остаточных газов на указанном заводе, им еет сум м арный выход серы 99,9% в течение периода в несколько м есяцев. охлаж дают до 90°С при пропускании через теплообменник 5 и теплообм енник 11 потом в него вводят по патрубку 2144 кмоль/ч обычного воздуха и полученную см есь направляют в реактор 2 в фазе реакции окисления при тем пературе , по существу равной 90°С. Катализатор, использованный в реакторах окисления 2 и 3, состоит из оксида алюминия , содерж ащего 4 м ас.% никеля Указанный катализа тор получают пропиткой активированного оксида алюм иния соответствующим количеством водного раствора ацетата никеля с последующей сушкой пропитанного оксида алюм иния при 100°С и, наконец, прокаливанием сухого прод укта при 300"С в течение 3 ч. Этот к атализатор имеет объем пор. определенный м етодом пенетрации ртути, равный 410 см 3 /л катализатора. Время контакта газовой см еси, поступающей в реактор окисления 2, со слоем катализатора составляет 10 с. Степень конверсии H2S в серу в реак торе окисления составляет 98% На выходе из реактора 2 отводят газовый поток , имеющий тем пературу ок оло 110°С и содержащий 250 пм Нгв, указанный газовый поток направляют в 34 Тираж 50 екэ. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м . Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (0 3 1 2 2 )3 -7 2 -8 9 (0 3 1 2 2 )2 -5 7 -0 3 8