Установка для обработки отходящего газа и метод обработки отходящего газа
Формула / Реферат
1. Установка для удаления диоксида серы из кислородсодержащего отходящего газа, включающая
первый каталитический реактор (110), в который поступает отходящий газ (102), включающий кислород и диоксид серы, и восстановительный газ (148), содержащий сероводород, при этом первый реактор (110), кроме того, включает катализатор, катализирующий реакцию, при которой кислород реагирует с сероводородом с образованием газа (112), включающего воду и диоксид серы, не содержащего свободного кислорода;
второй каталитический реактор (120), соединенный с первым реактором, и в который поступает газ (112), не содержащий свободного кислорода, при этом второй каталитический реактор включает гидрогенизирующий катализатор, катализирующий реакцию, при которой диоксид серы из газа, не содержащего свободного кислорода, и по крайней мере один из газов (114) - водород или монооксид углерода реагируют с образованием восстановленного, не содержащего свободного кислорода газа (122), включающего сероводород;
сепаратор (130), в который поступает восстановленный газ (122), не содержащий свободного кислорода, с образованием водного конденсата (132) и сероводородсодержащего газа (134); и
абсорбер (140), в который поступает часть (134а) сероводородсодержащего газа (134) и в котором слабый растворитель абсорбирует по крайней мере часть сероводорода с образованием очищенного газа (146).
2. Установка по п.1, в которой восстановительный газ (148) включает по крайней мере один из газов - сероводородсодержащий газ (134), выходящий из сепаратора, и очищенный газ (146), выходящий из абсорбера.
3. Установка по п.1, которая содержит теплообменник (150) для отвода тепла из образованного во втором реакторе (120) восстановленного газа (122), не содержащего кислорода, установленный по ходу потока между вторым реактором (120) и сепаратором или абсорбером (140).
4. Установка по п.1, в которой по крайней мере один из газов - отходящий газ (102) или восстановительный газ (148), нагрет до температуры 190-301°С перед входом в первый каталитический реактор.
5. Установка по п.1, в которой катализатор в первом каталитическом реакторе включает глиноземный катализатор, катализатор на основе оксида титана или ванадиево-сурьмяной катализатор.
6. Установка по п.1, в которой катализатор во втором каталитическом реакторе включает кобальт-молибденовый катализатор, катализатор на основе диоксида церия или катализатор на основе диоксида циркония.
7. Установка для десульфуризации кислородсодержащего отходящего газа, который включает диоксид серы, включающая
первый каталитический реактор, в который поступает отходящий газ и в котором к отходящему газу добавляется восстановитель в количестве, достаточном для каталитической очистки отходящего газа от кислорода;
второй каталитический реактор, в который поступает обедненный кислородом отходящий газ и в котором по крайней мере один из газов - водород или монооксид углерода, добавляется к обедненному кислородом отходящему газу для каталитического восстановления диоксида серы до сероводорода;
сепаратор, в который поступает восстановленный и обедненный кислородом отходящий газ из второго реактора с образованием водного конденсата и сероводородсодержащего газа, и
абсорбер, в который поступает сероводородсодержащий газ из сепаратора и в котором слабый растворитель абсорбирует по крайней мере часть сероводорода с образованием очищенного газа.
8. Установка по п.7, где сероводород, который добавляется к отходящему газу, получают по крайней мере из одного из газов - сероводородсодержащего газа из сепаратора или очищенного газа из абсорбера.
9. Метод десульфуризации кислородсодержащего отходящего газа, включающий
подачу в первый каталитический реактор (110) отходящего газа (102), который включает диоксид серы и кислород; приведение во взаимодействие отходящего газа с сероводородом (148) в количестве, достаточном для очистки отходящего газа от кислорода посредством каталитической реакции, при которой сероводород окисляется до диоксида серы, образуя тем самым не содержащий кислорода газ или обедненный кислородом газ (112); и проведение во втором каталитическом реакторе (120) реакции обедненного кислородом или не содержащего кислорода газа (112) по крайней мере с одним из газов (114) - водородом и монооксидом углерода, для восстановления диоксида серы до сероводорода с образованием, таким образом, восстановленного обедненного кислородом газа (112), отделяемого затем в сепараторе (130), с образованием водного конденсата (132) и сероводородсодержащего газа (134), при этом часть (134В) сероводородсодержащего газа (134) подают в абсорбер (140), в котором сероводород абсорбируют растворителем с образованием очищенного газа (146).
10. Метод по п.9, в котором восстановленный обедненный кислородом газ (112) отделяют в сепараторе (130), с образованием водного конденсата (132) и сероводородсодержащего газа (134), при этом часть (134В) сероводородсодержащего газа (134) приводят во взаимодействие с отходящим газом (102).
11. Метод по п.9, в котором часть (146В) очищенного газа смешивают с отходящим газом (134В) с образованием потока (148) восстановительного газа.
Текст
013217 Область техники, к которой относится изобретение Областью техники, к которой относится изобретение, является обработка отходящих газов, а именно, удаление диоксида серы из кислородсодержащих газов. Предпосылки создания изобретения Удаление серы из отходящих газов приобретает все более важное значение, поскольку инструкции требуют от нефтеперерабатывающих заводов и другого нефтехимического оборудования снизить свой выброс серосодержащих соединений до уровня ниже предельно допустимых концентраций. В зависимости от типа отработанного газа (например, отходящий газ, выпускаемый установкой Клауса, установкой флюид-каталитического крекинга (ФКК) или коксовым агрегатом), для восстановления серы из отходящих газов применяются различные процессы, известные из уровня техники. Например, диоксид серы удаляется из некоторых известных типов оборудования, при использовании процессов обработки щелочью, в которых газообразные серосодержащие соединения преобразуются в растворимые сульфитные/сульфатные соединения, и типичные примеры таких конфигураций оборудования описаны в патетне США 3,719,742, выданном Терране, и др., и в патенте США 3,790,660,выданном Эрлу и др. Однако большинство таких конфигураций оборудования обладают относительно высокими требованиями к пару для отпарки и десорбции и, следовательно, экономически менее привлекательны. Другие известные процессы очистки щелочью описаны, например, в патенте США 3,920,794, выданном Ла Мантиа и др. В данном патенте промывные растворы NaOH и Na2CO3 удаляютSO2 из газовых потоков. После этапа абсорбции или газоочистки выполняется этап окисления для преобразования сульфитов в сульфаты путем добавления каталитичеси активных металлов (например, Fe, Cu,Co, Mn и/или Ni). Когда такое окисление относительно простое и эффективное, необходимо добавлять соли, а этап вторичного окисления может потребоваться, если уровень сульфитов в промывном растворе после абсорбции SO2 относительно высок. Для преодоления по крайней мере части проблем, связанных с каустическими растворами, могут использоваться алканоламины (например, водные растворы триэтаноламина) для абсорбции SO2 из отходящего газа, как описано, например, в Патенте США 3,904,735, выданном Этвуду и др. Однако некоторые трудности, тем не менее, остаются. Помимо всего прочего, многие алканоламины имеют относительно низкую селективность к SO2, и имеют тенденцию к абсорбции значительного количества СО 2. Более того, по крайней мере, у некоторых из алканоламинов проявляются относительно высокие потери при испарении, и они очень часто способствуют окислению SO2 до SO3 в присутствии кислорода. В еще одном процессе, не связанном с обработкой щелочью, как описано в патенте США 4,634,582, выданном Слайгеру и др., SO2 удаляется из потока отходящего газа путем его абсорбции в буферном водном растворе тиосульфата и политионата, с последующим восстановлением обогащенного раствора сероводородом, с образованием серы. Сероводород, полученный на этапе восстановления, затем вводится в зону проведения этапа абсорбции для снижения концентрации бисульфита в обогащенном растворе. Тогда как такая десульфуризация концептуально относительно проста, поддержание буферного раствора часто ограничивает производительность таких систем, по крайней мере, в ряде случаев. В качестве альтернативы, как описано в нашей совместной заявке на Международный патент, поданной на рассмотрение (опубликованной, как WO 03/045544), отходящий газ, содержащий диоксид серы, вводится в генератор восстановительного газа, который функционирует с использованием природного газа, воздуха и водорода, для достаточного снабжения отходящего газа восстановительным газом. Типовые рабочие условия выбираются таким образом, чтобы кислород, в основном, полностью удалялся из отходящего газа, а рабочие температуры, в основном, составляют от 538 до 816 С (от 1000 до 1500 F). Образованный данным способом гидрированный подаваемый газ включает сероводород, который удаляется с использованием контактного фильтра. Такие конфигурации оборудования успешно повышают десульфуризацию при большинстве условий. Однако, как правило, необходима высокотемпературная обработка и дополнительный топливный газ, что обычно повышает стоимость и сложность процесса. Несмотря на то что известны различные конфигурации оборудования и методы снижения концентрации серы в кислородсодержащих отходящих потоках, все или почти все они подвержены одному или нескольким недостаткам. Поэтому все еще существует потребность в усовершенствованных способах и конфигурациях оборудования для снижения содержания серы в таких потоках. Сущность изобретения Настоящее изобретение направлено на создание конфигураций оборудования и методов удаления диоксида серы из кислородсодержащих отходящих газов, в которых кислород удаляется каталитически,с использованием сероводорода, с образованием диоксида серы и в котором диоксид серы каталитически преобразуется в сероводород (например, при использовании водорода или монооксида углерода), который затем удаляется из газового потока с использованием абсорбции растворителем. Одним из объектов осуществления изобретения является установка, включающая первый каталитический реактор, в который поступает отходящий газ, включающий кислород и диоксид серы, и второй газ, включающий H2S. Первый реактор, кроме того, включает катализатор, который катализирует реакцию, при которой кислород реагирует с сероводородом с образованием газа, не содержащего свободный-1 013217 кислород, включающего воду и диоксид серы. Во второй каталитический реактор, имеющий жидкостное сообщение с первым реактором, поступает газ, не содержащий свободного кислорода, при этом, второй каталитический реактор, кроме того, включает гидрогенизирующий катализатор, катализирующий реакцию, при которой диоксид серы из газа, не содержащего свободный кислород, и содержащего водород и/или монооксид углерода реагируют с образованием восстановленного газа, не содержащего свободный кислород, включающего сероводород. В некоторых рассматриваемых установках, в сепаратор поступает восстановленный газ, не содержащий свободного кислорода, с образованием конденсата и газа, содержащего сероводород, и данный сепаратор, кроме того, может включать абсорбер, в который поступает сероводородсодержащий газ, при этом, содержащийся в абсорбере слабый растворитель абсорбирует по крайней мере часть сероводорода с образованием очищенного газа. Не ограничиваясь данным объектом изобретения, второй газ, как правило, предпочтительно включает сероводородсодержащий газ из сепаратора и/или очищенный газ из абсорбера. Другим объектом настоящего изобретения является установка для десульфуризации отходящего газа, который включает кислород и диоксид серы, включающая первый реактор, в который поступает отходящий газ и в котором сероводород рециркулируется от участка потока, находящегося либо выше по течению, либо ниже по течению относительно абсорбера, и добавляется к отходящему газу в количестве,достаточном для каталитической очистки отходящего газа от кислорода. Во второй реактор поступает обедненный кислородом отходящий газ, и к обедненному кислородом отходящему газу добавляется водород для каталитического восстановления диоксида серы до сероводорода. В предпочтительных вариантах рассматриваемых установок в сепаратор поступает восстановленный и обедненный кислородом отходящий газ из второго реактора, с образованием конденсата и сероводородсодержащего газа, а в абсорбер поступает сероводородсодержащий газ из сепаратора, при этом содержащийся в абсорбере слабый растворитель абсорбирует по крайней мере часть сероводорода с образованием очищенного газа. Еще более предпочтительно сероводород, который добавляется к отходящему газу, извлекается по крайней мере из одного сероводородсодержащего газа из сепаратора, а очищенный газ - из абсорбера. Еще одним объектом изобретения является метод десульфуризации кислородсодержащего отходящего газа, включающий этап, при котором отходящий газ включает диоксид серы и кислород. На другом этапе отходящий газ приводится во взаимодействие с сероводородом, в количестве, достаточном для очистки отходящего газа от кислорода с помощью каталитической реакции, при которой сероводород окисляется до диоксида серы, образуя, таким образом, обедненный кислородом газ. На еще одном этапе обедненный кислородом газ реагирует с водородом, что приводит к восстановлению диоксида серы до сероводорода и образованию, таким образом, восстановленного газа, обедненного кислородом. Что касается сепаратора и абсорбера, используются те же соображения, что и рассмотренные выше. Различные объекты, особенности, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, наряду с прилагаемыми чертежами, на которых каждому номеру соответствует определенный компонент. Краткое описание чертежей На чертеже представлена иллюстрация схематической конфигурации оборудования для удаления диоксида серы из кислородсодержащих газов в соответствии с объектом изобретения. Подробное описание Изобретатели обнаружили, что диоксид серы может быть удален из кислородсодержащих отходящих газов высокоэффективным способом, без использования высокотемпературной обработки (например, с использованием прямого огневого нагрева). В особо предпочтительных вариантах температуры для удаления кислорода и серы обычно бывают ниже 301-482 С (600-900F), и при этом как кислород,так и диоксид серы удаляются с помощью отдельных каталитических реакций с использованием, соответственно, сероводорода и водорода. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения, как изображено на фигуре, установка включает десульфуризационный блок 100, имеющий первый каталитический реактор 110, который имеет жидкостное сообщение со вторым каталитическим реактором 120. Отходящий газ из второго каталитического реактора 120 отделяется в сепараторе 130, из которого газовый поток подается к абсорберу 140. Наиболее типично, отходящий газ 102, содержащий кислород и диоксид серы, при температуре примерно 190-301 С (400-600F) или предварительно нагретый до этой температуры, смешивается с сероводородсодержащим рециркуляционным потоком 148 (который нагрет с помощью нагревателя 160 до температуры примерно 190-301 С), образуя смешанный поток 104, который вводится в первый каталитический реактор 110. Первый каталитический реактор 110 обычно включает катализатор, катализирующий реакцию, при которой кислород из отходящего газа 102 практически полностью (т.е., как минимум,на 95%, а более типично, как минимум, на 98%) потребляется с образованием диоксида серы и воды, ко-2 013217 торые выходят из первого каталитического реактора 110 в виде потока продукта 112, не содержащего свободный кислород. Следует отметить, что часть диоксида серы в первом каталитическом реакторе будет реагировать с сероводородом по механизму реакции Клауса с образованием элементарной серы, поскольку типичная рабочая температура в первом каталитическом реакторе составляет примерно 190427 С (400-800F). Образованный таким образом поток не содержащего свободный кислород продукта 112 затем охлаждается путем смешивания с рециркуляционным потоком 148 и водородом, и/или потоком монооксида углерода 114, так что температура комбинированного потока 116 находится в диапазоне примерно 190301 С. Следовательно, поскольку второй каталитический реактор 120 включает катализатор, который катализирует восстановление диоксида серы до сероводорода, диоксид серы (и по крайней мере часть элементарной серы) потока продукта 112, не содержащего свободный кислород, преобразуется в сероводород во втором каталитическом реакторе 120. Типичная температура отходящего газа, вытекающего из второго каталитического реактора, составляет, обычно, 301-454 С (600-850F), что предпочтительно контролируется путем регулировки объема рециркуляционного потока 148, направленного ко второму каталитическому реактору 120. Второй поток продукта 122 выходит из второго каталитического реактора 120, а тепло из потока 122 отводится в теплообменник 150 (например, путем преобразования питательной воды перегонного куба в пар) перед вводом в сепаратор 130. Водный конденсат отводится из отходящего потока 122 второго каталитического реактора (который включает восстановленный газ, не содержащий свободный кислород, и содержащий сероводород) в сепаратор 130 в виде потока 132, а некоторая часть обработанного таким образом парового потока 134 попадает в абсорбер 140 в виде потока 134 А, тогда как другая часть 134 В рециркулируется в первый каталитический конвертер 110 в виде потока 148. В зависимости от реальных характеристик потока 102 и конкретных требований по удалению серы, поток 134 В может быть устранен и заменен потоком 146 в качестве рециркуляционного потока,направленного к первому каталитическому конвертеру 110. В таких случаях, весь поток 134, без его разделения, попадает в абсорбер 140. Рециркуляционный поток 148 нагнетается компрессором 170 и по крайней мере часть рециркуляционного потока 148 нагревается за счет теплообменника 160 перед смешиванием нагретого рециркуляционного потока с отходящим газом 102 и/или потоком продукта 112, не содержащего свободный кислород. Регенератор 140 предпочтительно представляет собой стандартную башню абсорбера, в которой аминораствор абсорбирует сероводород из потока 134 или из потока 134 А, генерируя, таким образом,десульфуризированный поток 146, который либо выпускается в атмосферу, либо рециркулируется в первый каталитический конвертер 110 в виде потока 148. При большинстве рабочих условий десульфуризированный поток 146 содержит менее 10-150 миллионных долей сероводорода на единицу объема. В поток 144 входит слабый амин, и обогащенный аминораствор выходит из абсорбера в виде потока 142, который восстанавливается с использованием известных процессов. Что касается отходящего газа, то следует понимать, что, хотя обычно предпочитаются восстановительные газы, полученные за счет процесса S-Zorb (процесса удаления серы с использованием серосодержащего сорбента, который удаляет серу из серосодержащей молекулы в питающем потоке, контактирующем с катализатором (см., например, процесс S-Zorb фирмы Conoco Phillips, многочисленные альтернативные газы также считаются пригодными для использования в рассматриваемой технологии, а вообще, включаются все газы, которые содержат кислород (предпочтительно, менее 10%) и диоксид серы (предпочтительно, менее 5%). Поэтому рассматриваемые отходящие газы включают топочные газы,полученные флюид-каталитическим крекингом, или коксовые топочные газы. В некоторых предпочтительных вариантах, отходящий газ может иметь концентрацию диоксида серы менее 2,0%. Например,концентрация диоксида серы в подходящих газовых потоках может составлять от 1,2 до 2,0%, и даже ниже. Там, где концентрация диоксида серы подаваемого газа выше, обычно предпочтительно, чтобы отношение рециркуляционного газа к отходящему газу было подобрано таким образом, чтобы максимальная концентрация диоксида серы в смешанном потоке 104 составляла менее 2%, а более типично,менее 1,5%. Однако необходимо особо признать, что количество рециркулируемого газа, которое подмешивается к отходящему газу, выбирается таким, чтобы рециркуляционный газ обеспечивал подачу сероводорода в количестве, соответствующем количеству кислорода, содержащегося в отходящем газе для утилизации сероводорода за счет реакции в первом реакторе, в котором, помимо всего прочего, из кислорода и сероводорода производится диоксид серы. Поэтому, состав рециркуляционного газа может изменяться, и следует учитывать, что содержание сероводорода в рециркуляционном газе можно регулировать корректировкой соотношения потока 134 В (богатого сероводородом) и потока 146 (обедненного сероводородом). Однако в альтернативных вариантах восстановители (например, сероводород, водород, и т.д.) могут обеспечиваться источниками, отличными от потоков 134 В и 146, а подходящие источники сероводорода включают питающие потоки из установки Клауса, или потоки высокосернистого газа, полученного вследствие восстановления амином. Предпочтительно первые каталитические реакторы включают катализатор, катализирующий реак-3 013217 цию, при которой кислород из кислородсодержащего газа реагирует с сероводородом (содержащимся в таком газе или добавленным к такому газу) с образованием не содержащего свободный кислород газа(т.е. с содержанием кислорода менее 1%, более типично менее 0,5%, а еще более типично менее 0,1%),включающего диоксид серы. Поэтому рассматриваемые катализаторы включают все катализаторы, которые обеспечивают окисление сероводорода, а в особенности, включают различные глиноземные катализаторы, катализаторы на основе оксида титана и ванадиево-сурьмяные катализаторы. Кроме того, следует учитывать, что в зависимости от типа катализатора и содержания кислорода, температура реакции в первом каталитическом реакторе будет, в основном, находиться в диапазоне от 190 до 427 С. Однако нижние температуры (например, от 149 до 190 С) или верхние температуры (например, от 427 до 510 С) также считаются пригодными. Соответствующие рабочие температуры могут поддерживаться путем предварительного нагревания рециркуляционного газа и/или отходящего газа (например, до температуры примерно 190-301 С). Как правило, часть сероводорода в первом каталитическом реакторе будет реагировать с частью диоксида серы по механизму реакции Клауса с образованием элементарной серы. Что касается второго каталитического реактора, предполагается, что все известные гидрогенизационные реакторы могут использоваться для применения в соответствии с идеями, представленными в данном документе. Кроме того, вообще предпочтительно, чтобы рассматриваемые вторые каталитические реакторы включали гидрогенизирующий катализатор, катализирующий реакцию, при которой диоксид серы и водород, и/или монооксид углерода реагируют с образованием сероводорода и воды. Существуют многочисленные гидрогенизирующие катализаторы, известные из уровня техники, и все известные катализаторы считаются пригодными для использования в данном процессе. Однако особо предпочтительные катализаторы включают кобальт-молибденовые катализаторы, катализаторы на основе диоксида церия или диоксида циркония. Следовательно, диоксид серы из газа, не содержащего свободный кислород, поставляемого первым реактором, будет реагировать во втором реакторе с добавленным водородом, с образованием восстановленного газа, не содержащего свободный кислород и включающего H2S. Водород обычно добавляется к отходящему газу, исходящему из первого каталитического реактора,или непосредственно во второй каталитический реактор в количестве, достаточном для преобразования практически всего (т.е., как минимум, 95%, а более типично, как минимум, 99%) диоксида серы в сероводород. Поэтому точное количество водорода и/или монооксида углерода может меняться, однако, следует понимать, что человек, обладающий обычными знаниями в данной области техники, может легко определить соответствующее количество. Водород и/или монооксид углерода можно добавлять самыми разными способами и из различных источников, и рассматриваемые потоки водорода могут включать очищенный водород (например, полученный методом разделения газов за счет адсорбции при переменном давлении (PSA, или потоки, обогащенные водородом и/или монооксида углерода (например, сероводородсодержащие рециркуляционные потоки). Что касается температуры газа, обедненного кислородом, входящего во второй каталитический реактор, то, как правило, предпочтительно, чтобы обедненный кислородом газ охлаждался до температуры,лежащей в диапазоне 190-301 С, а концентрация SO2 составляла бы менее 2%. Предпочтительно, такое охлаждение и/или разбавление достигается путем смешивания обедненного кислородом газа 112, исходящего из первого каталитического реактора, с рециркуляционным газом 148 (который может быть предварительно нагрет или не нагрет). При таких конфигурациях оборудования следует особо подчеркнуть, что охлаждающее/разбавляющее вещество (т.е., рециркуляционный газ) не содержит кислорода и может включать сероводород. Однако охлаждение может быть также осуществлено с помощью теплоотводов (например, теплообменника), и следует понимать, что могут рассматриваться, как низкие (например, 149-190 С), так и более высокие (например, 301-399 С) температуры. Полученный указанным способом отходящий газ, выходящий из второго каталитического реактора(сероводородсодержащий и не содержащий свободного кислорода газ), затем охлаждается, предпочтительно, в теплообменнике, а конденсат после охлаждения удаляется в сепараторе, после чего охлажденный газ десульфуризируется в абсорбере, с использованием методов, широко известных в технологии. Обычно абсорбер представляет собой аминовый абсорбер, в котором используется растворитель на основе амина для экстракции сероводорода из отходящего газа, вытекающего из второго каталитического реактора. Приготовленный таким образом обогащенный растворитель затем обрабатывается с использованием процессов регенерации растворителя, широко известных в технологии. В качестве альтернативы для охлаждения и удаления конденсата можно использовать смешивающий конденсатор. Поэтому изобретатели обычно рассматривают установку, включающую первый каталитический реактор, в который поступает отходящий газ, включающий кислород и диоксид серы, и в который затем поступает второй газ, включающий сероводород, при этом, первый реактор, кроме того, включает катализатор, катализирующий реакцию, при которой кислород реагирует с сероводородом, с образованием не содержащего свободного кислорода газа, включающего воду и диоксид серы. Такие установки также включают второй каталитический реактор, который имеет жидкостное сообщение с первым реактором и в который поступает не содержащий свободного кислорода газ. Подходящие вторые каталитические реакторы включают гидрогенизирующие катализаторы, катализирующие реакцию, при которой диоксид-4 013217 серы из газа, не содержащего свободного кислорода и содержащего водород, и/или монооксид углерода,реагируют с образованием восстановленного и не содержащего свободного кислорода газа, включающего сероводород. Кроме того, следует учитывать, первый и второй реактор могут быть расположены в одном сосуде, состоящем из двух отдельных слоев катализатора и имеющем достаточное пространство для перемешивания газов между двумя отдельными катализаторными слоями. С другой стороны, можно рассмотреть ситуацию, когда устройство для десульфуризации отходящего газа, которое включает кислород и диоксид серы, будет включать первый реактор, в который поступает отходящий газ и в котором сероводород добавляется к отходящему газу в количестве, достаточном для каталитической очистки отходящего газа от кислорода, и второй реактор, в который поступает очищенный от кислорода отходящий газ и в котором водород и/или монооксид углерода добавляются к обедненному кислородом отходящему газу для каталитического восстановления диоксида серы до сероводорода. Следовательно, десульфуризация кислородсодержащего отходящего газа имеет один этап, при котором предусмотрено, что отходящий газ включает диоксид серы и кислород. На другом этапе, отходящий газ соединяется с сероводородом в количестве, достаточном для очистки отходящего газа от кислорода путем каталитической реакции, при которой сероводород окисляется до диоксида серы, с образованием, таким образом, газа, обедненного кислородом. При еще одном этапе, обедненный кислородом газ каталитически взаимодействует с водородом, что приводит к восстановлению диоксида серы до сероводорода, с образованием, таким образом, восстановленного обедненного кислородом газа. Таким образом, были раскрыты конкретные варианты и применения, используемые для конфигураций оборудования и методов улучшения обработки отходящего газа. Однако для специалистов в данной области техники должно быть очевидно, что возможны многие другие модификации, помимо тех, которые уже описаны, без отступлений от идеи изобретения, приведенной в данном документе. Поэтому,объект изобретения не должен быть ограничен чем-либо, кроме сущности и объема изобретения, которые определены в прилагаемой формуле изобретения. Более того, при интерпретации как описания изобретения, так и формулы изобретения, все понятия и термины должны интерпретироваться самым широким образом, в соответствии с контекстом. В частности, понятия включает и включающий должны интерпретироваться, как относящиеся к элементам, компонентам или этапам, неисключительным образом, означая, что упоминаемые элементы, компоненты или этапы могут существовать или использоваться, или применяться в сочетании с другими элементами, компонентами или этапами, которые не упоминаются в прямой форме. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Установка для удаления диоксида серы из кислородсодержащего отходящего газа, включающая первый каталитический реактор (110), в который поступает отходящий газ (102), включающий кислород и диоксид серы, и восстановительный газ (148), содержащий сероводород, при этом первый реактор (110), кроме того, включает катализатор, катализирующий реакцию, при которой кислород реагирует с сероводородом с образованием газа (112), включающего воду и диоксид серы, не содержащего свободного кислорода; второй каталитический реактор (120), соединнный с первым реактором, и в который поступает газ(112), не содержащий свободного кислорода, при этом второй каталитический реактор включает гидрогенизирующий катализатор, катализирующий реакцию, при которой диоксид серы из газа, не содержащего свободного кислорода, и по крайней мере один из газов (114) - водород или монооксид углерода реагируют с образованием восстановленного, не содержащего свободного кислорода газа (122), включающего сероводород; сепаратор (130), в который поступает восстановленный газ (122), не содержащий свободного кислорода, с образованием водного конденсата (132) и сероводородсодержащего газа (134); и абсорбер (140), в который поступает часть (134 а) сероводородсодержащего газа (134) и в котором слабый растворитель абсорбирует по крайней мере часть сероводорода с образованием очищенного газа(146). 2. Установка по п.1, в которой восстановительный газ (148) включает по крайней мере один из газов - сероводородсодержащий газ (134), выходящий из сепаратора, и очищенный газ (146), выходящий из абсорбера. 3. Установка по п.1, которая содержит теплообменник (150) для отвода тепла из образованного во втором реакторе (120) восстановленного газа (122), не содержащего кислорода, установленный по ходу потока между вторым реактором (120) и сепаратором или абсорбером (140). 4. Установка по п.1, в которой по крайней мере один из газов - отходящий газ (102) или восстановительный газ (148), нагрет до температуры 190-301 С перед входом в первый каталитический реактор. 5. Установка по п.1, в которой катализатор в первом каталитическом реакторе включает глиноземный катализатор, катализатор на основе оксида титана или ванадиево-сурьмяной катализатор. 6. Установка по п.1, в которой катализатор во втором каталитическом реакторе включает кобальтмолибденовый катализатор, катализатор на основе диоксида церия или катализатор на основе диоксида-5 013217 циркония. 7. Установка для десульфуризации кислородсодержащего отходящего газа, который включает диоксид серы, включающая первый каталитический реактор, в который поступает отходящий газ и в котором к отходящему газу добавляется восстановитель в количестве, достаточном для каталитической очистки отходящего газа от кислорода; второй каталитический реактор, в который поступает обедненный кислородом отходящий газ и в котором по крайней мере один из газов - водород или монооксид углерода, добавляется к обедненному кислородом отходящему газу для каталитического восстановления диоксида серы до сероводорода; сепаратор, в который поступает восстановленный и обедненный кислородом отходящий газ из второго реактора с образованием водного конденсата и сероводородсодержащего газа, и абсорбер, в который поступает сероводородсодержащий газ из сепаратора и в котором слабый растворитель абсорбирует по крайней мере часть сероводорода с образованием очищенного газа. 8. Установка по п.7, где сероводород, который добавляется к отходящему газу, получают по крайней мере из одного из газов - сероводородсодержащего газа из сепаратора или очищенного газа из абсорбера. 9. Метод десульфуризации кислородсодержащего отходящего газа, включающий подачу в первый каталитический реактор (110) отходящего газа (102), который включает диоксид серы и кислород; приведение во взаимодействие отходящего газа с сероводородом (148) в количестве,достаточном для очистки отходящего газа от кислорода посредством каталитической реакции, при которой сероводород окисляется до диоксида серы, образуя тем самым не содержащий кислорода газ или обедненный кислородом газ (112); и проведение во втором каталитическом реакторе (120) реакции обедненного кислородом или не содержащего кислорода газа (112) по крайней мере с одним из газов (114) водородом и монооксидом углерода, для восстановления диоксида серы до сероводорода с образованием, таким образом, восстановленного обедненного кислородом газа (112), отделяемого затем в сепараторе (130), с образованием водного конденсата (132) и сероводородсодержащего газа (134), при этом часть(134 В) сероводородсодержащего газа (134) подают в абсорбер (140), в котором сероводород абсорбируют растворителем с образованием очищенного газа (146). 10. Метод по п.9, в котором восстановленный обедненный кислородом газ (112) отделяют в сепараторе (130), с образованием водного конденсата (132) и сероводородсодержащего газа (134), при этом часть (134 В) сероводородсодержащего газа (134) приводят во взаимодействие с отходящим газом (102). 11. Метод по п.9, в котором часть (146 В) очищенного газа смешивают с отходящим газом (134 В) с образованием потока (148) восстановительного газа.
МПК / Метки
МПК: B01D 53/50, B01D 53/52, C01B 17/04
Метки: газа, метод, обработки, установка, отходящего
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/7-13217-ustanovka-dlya-obrabotki-othodyashhego-gaza-i-metod-obrabotki-othodyashhego-gaza.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Установка для обработки отходящего газа и метод обработки отходящего газа</a>
Предыдущий патент: Масляный суспензионный концентрат
Следующий патент: Способ извлечения аммиака из потока газа, содержащего аммиак
Случайный патент: Грабельный аппарат (варианты)