[发明专利]由包含H2S的原料气制取硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由包含H₂S的原料气制取硫的方法，方法是：将一部分H₂S在O₂和/或含O₂气体的存在下，在1.4至2.0巴的绝对压强下，在燃烧室中部分燃烧生成SO₂和H₂O，在至少一个催化步骤中，利用另外的H₂S将SO₂还原成单质硫和H₂O。

背景技术

所谓的克劳斯工艺是国际上最常使用的通过将H₂S转化成硫从而由包含H₂S的原料气工业制取硫的方法，所述包含H₂S的原料气例如在煤焦炭的制取过程中作为焦炉煤气的组分而获得，或者在精炼设备中石油脱硫过程中附带产生，或者包含在天然气或者石油伴生气中。现代各种精炼设备和天然气装置的运行条件以及越来越严格的环保要求给出了对于克劳斯工艺而言必须满足的规范。H₂S与O₂和/或含O₂气体的部分燃烧生成SO₂和H₂S可用于调节实施克劳斯工艺所需的确定的H₂S/SO₂比例。在所谓的克劳斯气体部分燃烧之后存在的工艺气体中含有的H₂S和SO₂不仅在燃烧室而且在至少一个、优选两个步骤中，例如在Al₂O₃或TiO₂上得到催化还原生成硫。通过H₂S浓度和克劳斯气体中包含的其他可燃成分的浓度以及通过可能使用的用于燃烧的纯O₂来确定燃烧室中的温度大小。H₂S部分燃烧生成SO₂通常在1.4至2.0巴的相对低的绝对压强下进行，在进一步脱硫的残余气体释放出来之前，该压强在克劳斯工艺的进一步进程中降低至几乎大气压强。出于这个原因，用于实施克劳斯工艺的装置基本上设计用于克服燃烧室中1.4至2.0巴的绝对压强与残余气体释放时的大气压强之间的压强损失。克劳斯工艺中没有转换成硫的含硫成分得到进一步处理，并例如凭借依照方程式2SO₂+3H₂→H₂S+2H₂O所谓的SCOT-工艺氢化并且然后通过化学清洗将其除去。然后，将所制取的H₂S回引至克劳斯工艺中(手册：Lurgi股份公司的“Sulfur Recovery(硫的回收)”，美因河畔的法兰克福，No.1542e/11.02/10)。

EP-B-0315225记载了在至少一个通入燃烧室中的燃烧器中利用O₂和空气使包含H₂S的原料气燃烧的方法，以产生包含H₂S和SO₂的气体混合物，用以依照克劳斯工艺转化成单质硫。通过燃烧器的中心管将氧气引入燃烧室，通过同轴围绕中心管的至少一个第二管将含H₂S的原料气引入燃烧室，通过同轴外管将空气引入燃烧室。将含H₂S的原料气输送至燃烧器中。在燃烧器的口部处，将O₂的流速调整为50至250米/秒，将含H₂S的原料气的流速调整为10至30米/秒，在燃烧器火焰的中心区域产生2000至3000℃范围的温度。从燃烧室中导出温度为900至1650℃的气体混合物。包含在该气体混合物中的H₂S和SO₂被催化转化为单质硫，对残余气体氢化处理，并从在此获得的主要由H₂S、H₂和CO组成的气体混合物中分离出H₂S，并将其引入燃烧器中。

发明内容

本发明的任务是：

a)能够鉴于形成燃烧室的耐火陶瓷衬壁的材料的最大可容许的应用温度，对燃烧室中存在的工艺气体的温度进行界定，

b)能够在没有结构改变措施并且未升高燃烧室中工艺气体温度的情况下，提高用于实施克劳斯工艺的现有装置的容量，

c)能够鉴于克劳斯工艺所需的H₂S/SO₂比例，最佳地实施利用O₂和/或含O₂气体进行H₂S的部分燃烧，以生成SO₂。