способ получения водорода и серы

Формула изобретения

Способ получения водорода и серы из сероводородсодержащего газа в электродуговом реакторе, включающий подачу газа в электродуговой реактор, охлаждение газа, выходящего из электродугового реактора, конденсацию серы и отделение ее от газообразных продуктов реакции, отличающийся тем, что газ, выходящий из электродугового реактора, охлаждают в рекуперативном теплообменнике, гидрируют серосодержащие соединения до сероводорода, полученный газ направляют на абсорбционную очистку водорода от сероводорода, а извлеченный сероводород рециркулируют на вход электродугового реактора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химической технологии, в частности к плазмохимическим методам получения водорода, и может быть использовано на нефтеперерабатывающих заводах.

Известен способ получения водорода и серы в сверхвысокочастотных (СВЧ) и высокочастотных (ВЧ) разрядах.

Однако способ обладает рядом недостатков, среди которых можно назвать низкий КПД (до 60%) преобразования электрической энергии в энергию СВЧ- и ВЧ-поля, а также необходимость обеспечения защиты обслуживающего персонала от вредных для организма человека воздействий указанных полей.

Известен способ получения водорода и серы из сероводородсодержащего газа электродуговым методом, включающий подачу газа в электродуговой реактор, охлаждение газа, выходящего из электродугового реактора, конденсацию серы и отделение ее от газа реакции:

Однако в этом случае имеют место высокие энергозатраты и нет товарного водорода.

Изобретение направлено на снижение энергозатрат в способе получения водорода и серы.

Указанная цель достигается тем, что способ получения водорода и серы из сероводородсодержащего газа в электродуговом реакторе включает подачу газа в электродуговой реактор, охлаждение газа, выходящего из электродугового реактора, конденсацию серы и отделение ее от газа реакции, причем газ, выходящий из электродугового реактора, охлаждают в рекуперативном теплообменнике, гидрируют серосодержащие соединения до сероводорода, полученный газ направляют на абсорбционную очистку от сероводорода, а извлеченный сероводород рециркулируют на вход электродугового реактора.

На чертеже представлена принципиальная технологическая схема получения водорода и серы.

Заявляемый способ реализуется следующим образом. Сероводородсодержащий газ подают в узел плазмохимического разложения в электродуговом реакторе I, Где его разлагают со степенью конверсии до 85% Полученную смесь водородсодержащего газа с температурой 1200 1500^oC охлаждают до 300^oC в рекуперативном теплообменнике 2, имеющем насадку из окислов циркония. Затем отделяют серу в конденсаторе 3, а водородсодержащий газ подают в реактор гидрирования 4, где серосодержащие соединения гидрируют в сероводород. Далее полученный газ, содержащий водород и сероводород, подают в узел абсорбционный очистки водорода от сероводорода 5. Извлеченный сероводород рециркулируют на вход электродугового реактора I, где его смешивают с исходным потоком сероводорода, а товарный водород направляют потребителю.

Пример. Сероводородсодержащий газ (100 об.) направляют в электродуговой реактор с расходом 2,5 м³ /ч и давлением 0,1 МПа. При температуре 1200-1500^oC происходит диссоциация сероводорода. Смесь газов, выходящих из реактора и содержащих водород, сероводород и серосодержащие газы, направляют в рекуперативный теплообменник, где и охлаждают до 300^oC. Затем из этой смеси конденсируют серу, а газ направляют на гидрирование, где все серосодержащие соединения превращаются в сероводород. После гидрирования осуществляют абсорбционную очистку водорода от сероводорода. Извлеченный сероводород рециркулируют на вход электродугового реактора.

При конверсии сероводорода 85% удельные энергозатраты на охлаждение газа, выходящего из реактора, в рекуперативном теплообменнике составили 1,0 кВтч/нм³.

Анализ удельных энергозатрат известного и предлагаемого способов, проведенных с использованием сероводорода (100 об.) при расходе 2,5 м³/ч, давлении 0,1 МПа (конверсия сероводорода 85%), показал, что удельные энергозатраты в известном способе составили 2,4 кВтч/нм³, а в предлагаемом 1,0 кВтx/нм³.