Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА ИЗ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА ИЗ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА ИЗ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение предназначено для удаления сероводорода из газовых смесей. В качестве поглотителя используют суспензию оксида цинка в водном растворе хлорида аммония. Данное изобретение обеспечивает высокую степень очистки газа от сероводорода. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2140318
Класс(ы) патента: B01D53/14, B01D53/52
Номер заявки: 98113831/12
Дата подачи заявки: 14.07.1998
Дата публикации: 27.10.1999
Заявитель(и): Институт нефтехимии и катализа АН Республики Башкортостан
Автор(ы): Алеев Р.С.; Дальнова Ю.С.; Джемилев У.М.; Калимуллин А.А.; Исмагилов Ф.Р.; Рыгалов В.А.; Ганеев Р.И.
Патентообладатель(и): Институт нефтехимии и катализа АН Республики Башкортостан
Описание изобретения: Изобретение относится к области очистки газов от сероводорода, (в частности, к области обессеривания газов путем химического взаимодействия поглотителя с сероводородом).
Известен широкий круг химических соединений, используемых в качестве поглотителя сероводорода. Наиболее часто для этих целей применяют соединения со щелочной функцией: гидроокиси и карбонаты щелочных металлов, аминосоединений /1. Патент США N 4198378. 2. Патент США N 3941875. 3. А.с. СССР N 814414./ Сероводород поступает в обратимые реакции, что не позволяет достичь высокой глубины очистки.
Абсорбция сероводорода ведется в мягких условиях, без энергетических затрат, технически просто.
Однако к недостаткам этих способов удаления сероводорода, кроме невысокой глубины очистки, следует отнести необходимость проведения следующих стадий процесса - регенерации поглотителя и утилизации сероводорода, что значительно усложняет и удорожает процесс газоочистки.
Также широко известны твердые поглотители на основе оксидов металлов, таких как железо, цинк, никель, медь и т.п. В этих процессах происходит химическое взаимодействие по схеме:
ЭО + H2S = ЭS + H2O, где Э = Fe, Ni, Cu, Zn...
Сера необратимо связывается при высокой (250 - 450oC) температуре в сульфид металла, благодаря чему степень очистки газа от сероводорода очень высока. Процесс одностадиен, что также является его достоинством.
Однако использование высоких температур в процессе предъявляет серьезные требования к конструкционным материалам установки, повышает себестоимость очистки газа за счет высокой энергоемкости.
Совместить достоинства вышеописанных процессов - высокую глубину очистки, низкую энергоемкость, техническую простоту и одностадийность позволяет процесс очистки газов от сероводорода с использованием суспензии оксида металла в водном растворе его соли, как это сделано в процессе "Chemsweet" /4. Manning W.P. "Chemsweet, a new process for sweetening low-value sour gas", Oil and Gas Journal, v. 77, N 42, 1979/.
В этом случае взаимодействие окиси цинка с сероводородом происходит в суспензии, содержащей раствор ацетата цинка. Взаимодействует с H2S в водном растворе ацетат цинка с образованием сульфида цинка и уксусной кислоты. Высвободившаяся уксусная кислота растворяет твердую суспендированную окись цинка, переводя в ионную солевую форму, способную к реакции с сероводородом в водной фазе:

CH3COOH + ZnO ---> Zn(CH3COO)2 + H2O
Таким образом, достигается мгновенное и полное связывание H2S в малодиссоциированное соединение, что обеспечивает глубокую очистку газа. Аппаратурное оформление процесса простое, условия ведения его - мягкие.
Наиболее существенными недостатками этого метода сероочистки являются:
а) высокое пенообразование, вызванное сочетанием неорганического элемента - металла - с органическим радикалом в ацетате цинка;
б) постепенная утрата растворителя в реакционной смеси вследствие уноса летучей уксусной кислоты потоком газа.
Этих недостатков лишен предлагаемый способ очистки газа от H2S, основанный на той же реакции иона Zn++ с растворенным в воде сероводородом, с той разницей, что в качестве растворителя оксида цинка выступает не уксусная кислота, а водный раствор хлорида аммония.
Схема процесса:
ZnO + NH4Cl ⇄ [Zn(NH3)n]Cl2 + H2O

Окись цинка растворяется в водном хлористом аммонии с образованием комплексного соединения - цинкамминхлорида, [Zn(NH3)n]Cl2, растворимого в воде и содержащего цинк в воде комплексного иона [Zn(NH3)n]+2.
В ионном виде цинк мгновенно связывает сероводород в сульфид цинка, обеспечивая высокую глубину очистки. Высвободившийся при этой реакции NH4Cl вновь растворяет суспендированную окись цинка, переводя цинк в ионную форму.
Процесс продолжается до полного срабатывания оксида цинка. Конверсия ZnO практически 100%.
Глубина очистки газа от H2S - 5 - 7 ppm.
Технически процесс крайне прост, условия проведения его - мягкие, т.к. обусловлены температурным интервалом существования водных растворов.
Сказанное иллюстрируется примерами:
Пример 1. В цилиндрический реактор, снабженный трубками для подачи и вывода газа, загружали 8,1 г (0,1 моля) оксида цинка и 160 г 20%-го водного раствора хлорида аммония. Через смесь барботировали при комнатной температуре газ состава: CH4 95 об.%, H2S 5 об.%, с объемной скоростью 4,5 л/час (30 час-1).
На выходе определяли содержание H2S в мг/м3 прибором - анализатором сероводорода "Рикэн Кэйки".
Сероводород в потоке газа после очистки отсутствовал.
Пример 2 - 11. В цилиндрический реактор, снабженный трубками для подачи и вывода газа, загружали определенную навеску оксида цинка и определенное количество раствора хлорида аммония указанных ниже концентраций.
Через смесь барботировали газ, содержащий метан, диоксид углерода, сероводород в указанных ниже количествах с заданной скоростью, при заданной температуре.
На выходе определяли состав газа. Содержание метана, диоксида углерода определяли хроматографически; содержание сероводорода определяли прибором "Рикэн Кэйки".
Условия и результаты эксперимента приведены в таблице.
Формула изобретения: Способ удаления сероводорода из газовых смесей путем взаимодействия его с водным раствором поглотителя, отличающийся тем, что в качестве поглотителя используют суспензию оксида цинка в водном растворе хлорида аммония.