用于將液態(tài)硫脫氣的方法和裝置制造方法
【專利摘要】在容器中將液態(tài)硫脫氣，將容器的第一區(qū)域用液態(tài)硫充滿，將容器的第二區(qū)域用氣體充滿。將氣流注入第一區(qū)域中。另外，將液態(tài)硫噴入第二區(qū)域中。
【專利說明】用于將液態(tài)硫脫氣的方法和裝置
[0001] 本發(fā)明涉及在包含兩個相鄰區(qū)域的容器中將液態(tài)硫脫氣的方法，其中將容器的第 一區(qū)域用液態(tài)硫充滿，并將容器的第二區(qū)域用氣體充滿，且其中將氣流注入第一區(qū)域中，以 及應(yīng)用本發(fā)明方法將液態(tài)硫脫氣的裝置。
[0002] 溶于液體中的氣體總是造成裝置中提高的腐蝕的風(fēng)險。氣體雜質(zhì)特別是以H2S (硫 化氫）、H2SX (多硫化氫）、S02 (二氧化硫）以及可能其它氣態(tài)硫化合物的形式存在于液態(tài)硫 中。
[0003] H2S是非常危險的化合物，因為它以小于10體積ppm的濃度在空氣中是有毒的，且 在一些100體積ppm的濃度下為危及生命的。另外，硫化氫在達(dá)到>3. 4體積％的濃度時在 空氣中可能形成爆炸性混合物。
[0004] 當(dāng)將液態(tài)硫搖動并冷卻時，H2S傾向于從液態(tài)硫中除氣，這特別發(fā)生在處理、儲存 和運輸期間。危險氣體然后聚集在儲存和運輸容器的氣相中。如果固體硫由非脫氣液態(tài)硫 產(chǎn)生，則H 2S和S02也自然地從硫中析出。因此，在兩種情況下，非脫氣液態(tài)硫為儲存區(qū)域中 H2S和S02的揮發(fā)物排放的來源，因此不僅導(dǎo)致污染物公害和環(huán)境污染，而且造成相當(dāng)?shù)陌?全性風(fēng)險。
[0005] 由于所有這些原因，需要通過脫氣從生產(chǎn)的粗硫中除去H2S以防止處理、儲存和運 輸期間的毒性、發(fā)生著火的所有風(fēng)險和爆炸風(fēng)險。
[0006] 涉及硫的工業(yè)公司（廠商、貨運承運人和最終用戶）約定了定義商品規(guī)格，尤其是 將硫化氫的總殘留量限制為10重量ppm的最大值的國際規(guī)章。
[0007] 已知將液態(tài)硫中的硫化氫含量降至小于lOppm的多種方法。
[0008] 例如借助如WO 95/07854A中所述D'GAASS方法，將硫以與壓縮空氣逆流供入具有 多個分離階段的塔中。相運輸通過塔內(nèi)部構(gòu)件促進以提高接觸面積。
[0009] 在Shell脫氣方法（例如參見美國專利6, 149, 887)中，從液相至氣相的相變通過 將空氣鼓泡進入硫中而促進。通過空氣沖洗將H2S與鼓泡空氣一起供入用于后燃燒。Exxon Mobil脫氣技術(shù)（例如參見US 7, 927, 577B2)也以類似的方式作用。在這種情況下，也是多 個文氏管噴嘴位于至少部分用液態(tài)硫充滿的容器底部，且通過它引入噴嘴中的汽提氣體形 成小氣泡，因此從液態(tài)硫中除去溶解的硫化氫。
[0010] 基于使用汽提氣體將液態(tài)硫脫氣的其它方法例如描述于US 6, 149, 887或TO 03/106335A1中。在US 6, 149, 887中，供入氣體使之通過液態(tài)硫，其中液態(tài)硫本身也可在周 圍泵送。它通過至少兩個脫氣隔室，其中這些脫氣隔室各自再次分成兩個子室且脫氣隔室 通過至少一個間壁彼此分開。然后將氣體經(jīng)由基底以細(xì)分散形式注入至少一個子室中。液 體硫流通過子室與脫氣隔室之間的開口產(chǎn)生，由此氣-液界面上的過渡條件是有利的。
[0011] WO 03/106335A1最后描述了從液態(tài)硫中除去硫化氫的方法，其中將液態(tài)硫自上而 下引入容器中并經(jīng)由裝置下面的出口流入外部環(huán)中，將所述外部環(huán)用空氣充氣。
[0012] 所有這些方法的共同點是不能將其它脫氣劑引入液態(tài)硫中。因此，借助合適的程 序，仍可使硫化氫含量降至10體積ppm的法定要求閾值以下，然而，其中空氣必須用作汽提 氣體。
[0013] 除系統(tǒng)中的所需反應(yīng)外，空氣的使用還導(dǎo)致H2S和H2S X以及硫本身的直接氧化，由 此取決于溫度，一些S02以溶解狀態(tài)以高達(dá)幾百重量ppm的量在硫中形成。
[0014] 一些so2也與脫氣的H2S -起在汽提空氣中找到，其貢獻于整個方法的硫損失。
[0015] 由于空氣中所含氧氣的引入以及二氧化硫的形成，還發(fā)生其它氧化反應(yīng)。因此，系 統(tǒng)中所含S03部分和其它高級氧化產(chǎn)物，即6+氧化態(tài)的硫（H 2S04、連多硫酸等）相當(dāng)?shù)靥?高，這又導(dǎo)致硫的活性以及隨后由此產(chǎn)生的腐蝕性提高。
[0016] 所述脫氣方法通常要求非常長的脫氣時間（10-20小時），這導(dǎo)致提高的S02形成。
[0017] 相反，如果惰性氣體用作汽提氣體，則不能可靠地除去所有硫化合物。這些可隨著 液態(tài)硫的進一步使用而分解，由此形成新的&5。因此就目前而言僅除去硫化氫而不是多硫 化氫的脫氣因此不適于以這樣的方式加工液態(tài)硫以致以可忍受的方式觀察到殘留H2S的法 定閾值。
[0018] 為此，開發(fā)使用催化劑的一系列液態(tài)硫脫氣方法。首先Aquisuli?方法是已知的 (參見EP0252836B1)。在這種情況下，催化破壞多硫化物鏈，其中使用Aquisilli?:液體催 化劑。因此通過借助泵和噴嘴將硫霧化到室中而將產(chǎn)生的H2S和溶解的H2S從液相輸送至 氣相中。
[0019] DE2842141也描述了使用催化劑將液態(tài)硫脫氣的方法。將三階段塔用含氨氮氣沖 洗，并將各個階段以并流裝入硫和氣體混合物。
[0020] 然而，氨的使用導(dǎo)致對裝置組件的持久損害。
[0021] 因此，本發(fā)明的目的是提供其中可靠地除去溶解的H2S以及系統(tǒng)中所含其它多硫 化氫的方法，其中so 2的形成保持為低的，同時不必使用催化劑。
[0022] 該目的借助本發(fā)明通過具有權(quán)利要求1的特征的方法實現(xiàn)。為此，將容器的第一 區(qū)域用液態(tài)硫充滿，并將在液相以上的容器的第二區(qū)域用氣體充滿。將氣流注入第一區(qū)域 中，其中該注射優(yōu)選以這樣的方式進行以致形成多個盡可能小的氣泡。另外，將液態(tài)硫噴入 充滿氣體的第二區(qū)域中，其中該噴霧以這樣的方式進行以致硫盡可能細(xì)地霧化。
[0023] 在本發(fā)明方法中，現(xiàn)在促進氣體從液相擴散到氣相的條件至如此程度以致氣-液 界面總體上在接觸面積方面提高，但還產(chǎn)生特別是在相應(yīng)濃度方面不同的界面?，F(xiàn)在初次 提供三類界面，即：
[0024] 1.通過將汽提氣體鼓泡通過液態(tài)硫而形成的界面，
[0025] 2.在硫與氣相之間分離時形成的界面，和
[0026] 3.通過將硫霧成氣相而形成的界面。
[0027] 下文簡單解釋該方法的過程。在從硫回收方法中產(chǎn)生的粗硫中，H2S以兩種形式存 在：物理溶解的游離H 2S和H2SX(硫烷或多硫化氫）。取決于硫的生產(chǎn)條件，兩種化合物中 H2S的總含量基于硫的總含量為250-500重量ppm。
[0028] 游離硫化氫和多硫化氫通過以下化學(xué)平衡結(jié)合在一起：
[0029]
【權(quán)利要求】
1. 在容器中將液態(tài)硫脫氣的方法，其中將容器的第一區(qū)域用液態(tài)硫充滿，將容器的第 二區(qū)域用氣體充滿，并將氣流注入第一區(qū)域中，其特征在于將液態(tài)硫噴入第二區(qū)域中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于注入第一區(qū)域中的氣流和/或涌入第二區(qū)域中 的氣體對H2S、硫烷和/或硫表現(xiàn)為惰性或者是包含氧氣的氣體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的方法，其特征在于將液態(tài)硫從第一區(qū)域泵送到第二 區(qū)域中，在第二區(qū)域中將它噴霧。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于氣流流過第二區(qū)域。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于液態(tài)硫與流過第二區(qū)域的氣流逆流噴霧。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于液態(tài)硫保持在120-140°C，優(yōu)選 130-135°C的溫度下。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于脫氣在不完全彼此分開的不同室中 進行，其中在至少一個第一室中除去H2S，且其中在第一室下游的至少一個室中除去S0 2。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于在第一室中，含氧氣流用作注入氣流，且在第一 室下游的用于除去S02的至少一個室中，惰性氣體用作注入氣流。
9. 用于將液態(tài)硫脫氣的裝置，其具有包含兩個相鄰區(qū)域（2, 3)的容器（1)，其中將第一 區(qū)域（2)用液態(tài)硫充滿，將第二區(qū)域（3)用氣體充滿，且具有至少一個用于將氣流注入第一 區(qū)域（2)中的裝置（11)，其特征在于通向第二區(qū)域的用于噴霧液態(tài)硫的裝置（25)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于從第一區(qū)域（2)供入的泵（20)，所述泵借助管 線（22)與用于噴霧液態(tài)硫的裝置（25)連接。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求10的裝置，其特征在于在第二區(qū)域（3)中提供進料管 線（13)和出口管線（14)用于其它氣流。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項的裝置，其特征在于容器（1)通過間壁（4)分成至少 兩個室（a、b)，所述室彼此不完全密封。
【文檔編號】C01B17/02GK104114481SQ201280062999
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月23日
【發(fā)明者】J·諾嘉雷德, W·納柏, E·尤斯特 申請人:液化空氣全球工程建筑解決方案德國有限公司, 恩戈德咨詢公司