DE69912005T2

DE69912005T2 - Verfahren zum umwandeln von schwefelwasserstoff zu elementarem schwefel

Info

Publication number: DE69912005T2
Application number: DE69912005T
Authority: DE
Inventors: J. Gary NAGL; Myron Reicher; Derek Mcmanus; Barry Ferm
Original assignee: GAS TECHNOLOGY PRODUCTS HOUSTON LLC; GAS TECHNOLOGY PRODUCTS LLC
Current assignee: GAS TECHNOLOGY PRODUCTS HOUSTON LLC; GAS TECHNOLOGY PRODUCTS LLC
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2019-03-30
Also published as: WO2000044476A1; ATE251491T1; EP1156867B1; DE69912005D1; EP1156867A1; ES2207192T3; CA2361210A1; US6083472A; CA2361210C

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren für die Umwandlung von Schwefelwasserstoff zu elementarem Schwefel. Das neue erfindungsgemäße Verfahren bildet Thiosulfat, ein bekannter Redox-Chelat-Stabilisator, in situ bei einer gesteuerten Geschwindigkeit, wodurch ein Katalysatorabbau minimiert wird und was zu einer verbesserten Qualität des Produkts Schwefel und einer verbesserten Verfahrenswirtschaftlichkeit führt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Schwefelwasserstoff ist eine Hauptquelle von Verunreinigungen von Gasströmen, da es als ein Abfallnebenprodukt in einer Vielzahl von chemischen Verfahren freigesetzt wird, wie in der Sulfat- oder Kraftpapier-Zellstoffherstellung, Viskoseherstellung, Abwasserbehandlung, der Produktion von organischen Schwefelverbindungen als auch während einer Erdölraffination und in der Produktion von Erdgas und brennbaren Gasen aus Kohle wie in Verkokungsabläufen. Schwefelwasserstoff ist auch in geothermalem Dampf vorhanden, der für eine Verwendung in Kraftwerken eingefangen wird.
Um diese verunreinigenden Schwefelgase zu beseitigen, wurden vielfältige Oxidations-Reduktions (Redox)-Verfahren entwickelt, die eine wässrige Lösung eines chelatierten Metallkatalysators zum Entfernen von Schwefelwasserstoff aus einem Gasstrom verwenden. In diesen Verfahren des Standes der Technik wird ein Schwefelwasserstoffenthaltendes Gas, bekannt als "Sauergas", mit einem chelatierten Metallkatalysator in Kontakt gebracht, um eine Absorption und nachfolgende Oxidation des Schwefelwasserstoffs zu elementarem Schwefel und eine gleichzeitige Reduktion des Metalls zu einer niedrigeren Oxidationsstufe zu bewirken. Die Katalysatorlösung wird sodann für eine Wiederverwendung durch In-Kontakt-Bringen mit einem sauerstoffhaltigen Gas, um das Metall zurück zu einer höheren Oxidationsstufe zu oxidieren, regeneriert. Der elementare Schwefel wird kontinuierlich aus dem Verfahren als ein festes Produkt mit hoher Reinheit entfernt. Beispielhaft für diese Oxidations-Reduktions-Verfahren ist in nicht-begrenzender Weise die Beschreibung, die in der US-PS 4,622,212 (McManus et al.) und in den darin zitierten Referenzen enthalten ist. In der WO-A-96/ 14921 ist auch ein Verfahren zum Entfernen von Schwefelwasserstoff gezeigt, das eine Trennung in zwei Ströme beinhaltet, wobei einer mit einem alkalischen Material und der andere mit einem chelatierten Metallkatalysator behandelt wird.
Das prinzipielle Problem während des Betriebs, das in solchen Verfahren angetroffen wird, die einen Aminopolycarbonsäure-chelatierenden Katalysator verwenden, besteht in dem chemischen Abbau des chelatierenden Mittels, was eine Zugabe von erneuerndem chelatierendem Mittel erforderlich macht. Der Austausch kann wesentliche Betriebskosten ausmachen, was die wirtschaftliche Überlebensfähigkeit des Verfahrens negativ beeinflussen wird.
McManus et al. zeigen, dass der Abbau eines Aminopolycarbonsäure-chelatierenden Mittels durch eine Trennung oder einen Bruch von Stickstoff-Kohlenstoff-Bindungen während der oxidativen Regeneration der Katalysatorlösung auftritt und dass der Abbau des chelatierenden Mittels dadurch verzögert werden kann, dass bestimmte stabilisierende Mittel in die Katalysatorlösung eingebaut werden. Eines der wirksamsten stabilisierenden Mittel ist das Thiosulfation (S₂O₃=).
Thiosulfationen werden als ein Nebenprodukt innerhalb (in situ) dieser Oxidations-Reduktions-Verfahrensschemata hergestellt, bei denen die Oxidation von Schwefelwasserstoff und die Regeneration der Katalysatorlösung innerhalb des gleichen Reaktionsgefäßes auftritt. Jedoch tritt in einigen Oxidations-Reduktions-Verfahrensschemata, wie einem herkömmlichen Oxidations-Reduktions-Verfahrensschema, die Oxidation von Schwefelwasserstoff in einem von der Regeneration der Katalysatorlösung getrennten Reaktionsgefäß auf. Folglich wird sehr wenig, falls überhaupt, Thiosulfat-Nebenprodukt in diesem Verfahren hergestellt.
Bis jetzt gelang es nicht, ein Verfahren zu entwickeln, das Thiosulfat innerhalb dieser Verfahrensschemata herstellt, die getrennte Gefäße für die Oxidations- und Regenerationsschritte (d. h. in situ) verwenden. Ein solches Verfahren stellt ein extrem wirtschaftliches Verfahren zur Verminderung von Katalysatorabbau und folglich von Betriebskosten dar. Zusätzlich erlaubt die Erfindung eine Kontrolle über die innerhalb des Verfahrens hergestellte Menge an Thiosulfat. Diese und andere Vorteile werden aus der nachstehenden genaueren Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Thiosulfat innerhalb eines Oxidations-Reduktions-Verfahrens, wobei die Oxidation von Schwefelwasserstoff und die Regeneration einer Katalysatorlösung in getrennten Reaktionsgefäßen (d. h. in situ) auftreten, wodurch ein extrem wirtschaftliches Verfahren zum Vermindern des Katalysatorabbaus und folglich von Betriebskosten bereitgestellt wird.
In dem Verfahren zum Umwandeln von H₂S zu elementarem Schwefel, das z. B. einen chelatierten Eisenkatalysator verwendet, wird der H₂S-enthaltende Gasstrom (Sauergas) mit der wässrigen Redox-Lösung in Kontakt gebracht, in der das H₂S absorbiert und zu elementarem Schwefel umgewandelt wird und in dem ein Teil des Eisens von der Ferri-Stufe (Fe⁺⁺⁺) zu der Ferro-Stufe (Fe⁺⁺) reduziert wird. Die Lösung, die Eisen in der Ferro-Stufe enthält, wird sodann mit einem sauerstoffhaltigen Gas, gewöhnlich Luft, in Kontakt gebracht und das Ferro-Eisen wird zu der Ferri-Stufe (Regenerationsschritt) wieder regeneriert (oxidiert). Schwefel wird aus dem System dadurch abgetrennt, dass ein Teil oder die gesamte Lösung aus der Oxidationsvorrichtung durch eine Schwefel-Wiedergewinnungsvorrichtung geleitet wird, worin der Schwefel konzentriert und aus dem Verfahren entfernt wird. Regenerierte Metall-Chelat-Katalysatorlösung wird dem Verfahren wieder zugeführt (recycelt), um für die Katalyse der Oxidation von H₂S wieder verwendet zu werden.
Obwohl eine Vielzahl von polyvalenten Metallen verwendet werden kann, um den Metall-Chelat-Katalysator, der in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, zu formulieren, ist ein bevorzugtes polyvalentes Metall Eisen. Eine Reihe von Reaktionen, die bei der katalytischen Oxidierung von Schwefelwasserstoff zu elementarem Schwefel unter Verwendung eines Eisen-Chelat-Katalysators beteiligt sind, können durch die nachstehenden Reaktionen dargestellt werden, worin L dem bestimmten Liganden entspricht, der ausgewählt ist, um den Metall-Chelat-Katalysator zu formulieren: (1) H₂S_(Gas) + H₂O_(flüssig) → H₂S_(wässrig) + H₂O_(flüssig) (2) H₂S_(wässrig) → H⁺ + HS^– (3) HS^– + 2(Fe³⁺L₂) → S_(fest) + 2(Fe³⁺L₂) + H⁺
Durch Vereinigen der Gleichungen (1) bis (3) erhält man die Gleichung: (4) H₂S_(Gas) + 2(Fe³⁺L₂) → 2H⁺ + 2(Fe²⁺L₂) + S_(fest)
Um über ein wirtschaftliches durchführbares Verfahren zum Entfernen von Schwefelwasserstoff aus einem gasförmigen Strom zu verfügen, wenn ein Ferri-Eisen-Chelat verwendet wird, um eine katalytische Oxidation des Schwefelwasserstoffs zu bewirken, ist es essentiell, dass das Ferro-Eisen-Chelat, das in der vorstehend beschriebenen Weise gebildet wird, kontinuierlich dadurch regeneriert wird, dass es zu Ferri-Eisen-Chelat beim In-Kontakt-Bringen der Reaktionslösung mit gelöstem Sauerstoff, vorzugsweise in der Form von Umgebungsluft, in der gleichen oder in einer getrennten Kontaktzone oxidiert wird. Eine Reihe von Reaktionen, die auftreten, wenn der Metall-Chelat-Katalysator regeneriert wird, kann durch die nachstehenden Gleichungen dargestellt werden: (5) O_2(Gas) + 2H₂O → O_2(wässrig) + 2H₂O (6) O_2(wässrig) + 2H₂O + 4(Fe²⁺L₂) → 4(OH^–) + 4(Fe³⁺L₂)
Durch Vereinigen der Gleichungen (5) bis (6) ergibt sich die Gleichung (7): (7) ½O₂ + H₂O + 2(Fe²⁺L₂) → 2(OH^–) + 2(Fe³⁺L₂)
Ferner kann das Gesamtverfahren, wenn die Gleichungen (4) und (7) vereinigt werden, durch die nachstehende Gleichung dargestellt werden: (8) H₂S_(Gas) + ½O_2(Gas) → S_(fest) + H₂O_(flüssig)
Es wurde festgestellt, dass nicht alle Eisen-chelatierenden Mittel, die fähig sind, einen Komplex in wässrigen Lösungen mit Eisen in der Ferri-Valenz-Stufe (Fe³⁺) oder in der Ferro-Valenz-Stufe (Fe²⁺) zu bilden, für eine Verwendung über den breiten Bereich an Betriebsbedingungen, die für dieses Oxidations-Reduktions-System zur Entfernung von Schwefelwasserstoff verwendet werden, geeignet sind. Beispiele für die Eisen-Chelat-Reagenzien, die in den Verfahren des Standes der Technik zum Entfernen von Schwefelwasserstoff verwendet wurden, sind die chelatierenden Mittel des Polyaminopolyessigsäure-Typs, wie Ethylendiamintetraessigsäure und die Alkalimetallsalze davon.
Wenn Sauerstoff mit Bisulfidionen (HS^–) in der Gegenwart von Eisen in Kontakt kommt, treten Nebenreaktionen, die Thiosulfat (S₂O₃=)- und Sulfat (SO₄=)-Ionen erzeugen, wie folgt auf: (9) H₂S_(wässrig) + O_2(wassrig) → H⁺ + ½S₂O₃ + ½H₂O (10) S₂O₃ + 2½O₂ → 2SO₄= (11) H₂S + O₂ → SO₄= + 2H⁺
Obwohl die in den vorstehenden Reaktionen gebildeten Thiosulfationen dahingehend nützlich sind, dass sie den Abbau der chelatierenden Mittel verzögern, stellt die Geschwindigkeit, mit der das Thiosulfat gebildet wird, ein ernsthaftes Betriebsproblem dar. Die Anhäufung von zu viel Thiosulfat innerhalb der Lösung kann zu einer Lösung führen, die mit Thiosulfat gesättigt ist, was zu einer Salzausfällung und Verstopfung in dem System führt. Folglich muss ein Teil der Lösung aus dem Verfahren auf einer regulären Basis entzogen (abgeschlämmt) werden, um eine Salzausfällung zu verhindern. Das chelatierte Eisen, das aus dem Verfahren mit der Abschlämmung entfernt wurde, muss durch eine externe Quelle ersetzt werden, was wesentliche Betriebskosten ausmachen kann.
In den Oxidations-Reduktions-Verfahrenssystemen, worin der Oxidationsschritt und der Regenerationsschritt in vollständig getrennten Gefäßen auftreten, die manchmal als herkömmliche Systeme bezeichnet werden, treten die vorstehend beschriebenen Nebenreaktionen (Gleichungen 9–11) in keinem nennenswerten Ausmaß auf. Folglich werden sehr wenige Thiosulfationen in diesen Verfahrensschemata gebildet und die Chelat-Abbaugeschwindigkeit ist im Allgemeinen sehr hoch. Dieses Phänomen ist ein Ergebnis der relativ langen Flüssigkeitsverweildauer in dem Absorber, was zu einer nahezu vollständigen Umwandlung der Hydrogensulfid- und Sulfidionen zu elementarem Schwefel führt, bevor die Lösung mit Sauerstoff in Kontakt kommt. Die Erfindung soll die Probleme beseitigen oder stark vermindern, die mit dem notwendigen Zusatz von Thiosulfat aus externen Quellen einhergehen oder die sich daraus ergeben, dass eine geeignete Konzentration an Thiosulfat nicht beibehalten wird, um die Geschwindigkeit an Chelat-Abbau zu stabilisieren und zu vermindern.
Demzufolge ist ein erfindungsgemäßes Ziel die Bereitstellung eines Verfahrens zum kontinuierlichen Herstellen von Thiosulfationen innerhalb eines Verfahrensschemas, worin der Oxidationsschritt und die Regenerationsschritte in vollständig getrennten Gefäßen auftreten.
Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Optimieren der chemischen Herstellungskosten in einem auf Eisenbasierenden flüssigen Redox-Verfahren durch Steuern der Menge des während des Verfahrens gebildeten Thiosulfats.
Die vorstehend beschriebenen Ziele werden durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 erreicht.
Diese und andere Ziele werden aus der nachstehenden genauen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ersichtlicher.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht schematisch das Prozessablaufschema eines herkömmlichen Schwefelwasserstoff-Oxidations-Reduktions-Verfahrens-Syntheseschemas des Standes der Technik.
2 veranschaulicht schematisch das Prozessablaufschema für eine erfindungsgemäße Ausführungsform.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfindung wurde soweit mit einer bestimmten Betonung auf der Verwendung von Eisen als dem polyvalenten Metall der Wahl beschrieben. Jedoch können andere polyvalente Metalle, die Chelate mit den vorstehend beschriebenen Liganden bilden, auch verwendet werden. Solche zusätzlichen polyvalenten Metalle umfassen Kupfer, Kobalt, Vanadium, Mangan, Platin, Wolfram, Nickel, Quecksilber, Zinn und Blei.
Ein jegliches der chelatierenden Mittel, die im Allgemeinen der Aminopolycarbonsäure-Familie angehören, wie EDTA, HEDTA und NTA, kann im Zusammenhang mit der Erfindung verwendet werden.
In allen flüssigen Oxidations-Reduktions-Systemen muss eine gewisse Form an alkalischem Material zu dem System zugesetzt werden, um den pH-Wert der Lösung zu steuern. Ohne den Zusatz an alkalischem Material wird der pH-Wert der Lösung langsam sinken, bis die Absorption von H₂S in der Lösung nicht mehr groß genug ist, um die benötigte Effektivität der H₂S-Entfernung zu erfüllen. Dieser pH-Abfall ist auf die saure Natur von H₂S zurückzuführen. Zusätzlich wird, falls der zu verarbeitende Gas strom andere saure Spezies wie Kohlendioxid enthält, der pH-Wert sogar noch schneller sinken als mit nur H₂S. Folglich werden alkalische Materialien wie NaOH, KOH, Ammoniak, Alkalimetallcarbonate oder -bicarbonate zu dem System zugesetzt, um die sauren Komponenten zu neutralisieren. Diese Materialien werden im Allgemeinen zu der Hauptlösung zugesetzt, die in der Oxidationsvorrichtung enthalten ist. Jedoch können sie irgendwo in dem Verfahren zugesetzt werden.
1 der Zeichnungen veranschaulicht ein herkömmliches Standardverfahrensschema des Standes der Technik zur Behandlung von mit H₂S verunreinigten Gasströmen. Wie gezeigt, wird ein Abfallgasstrom (Sauergas) über eine Zuführleitung 1 einem Absorber 2 zugeführt, wo es mit einer wässrigen Lösung des chelatierten Eisenkatalysators in Kontakt gebracht wird. Diese Lösung wird von der Oxidationsvorrichtung 5 erhalten. Der Absorber 2 kann eine jegliche geeignete Aufmachung aufweisen, um die benötigte Menge an H₂S-Entfernung zu erfüllen, d. h. Flüssig-Vollabsorber, statische Mischer, gepackte Säulen, Venturi- oder mobile Betten-Absorber. Ein schwefelwasserstofffreier Gasstrom verlässt den Absorber 2 über Leitung 3. Ein Zumischstrom, der elementaren Schwefel und eine Lösung des chelatierten Metall- katalysators umfasst, verlässt den Absorber 2 über Leitung 4 und betritt die Oxidationsvorrichtung 5. Ein O₂-enthaltender Gasstrom, vorzugsweise Luft, wird in die Oxidationsvorrichtung 5 über Leitung 6 eingebracht. Der elementare Schwefel wird aus dem Verfahren dadurch kontinuierlich entfernt, dass ein Teil der flüssigen Lösung, die in der Oxidationsvorrichtung 5 enthalten ist, bezeichnet als Strom 7, zu einer Schwefel-Wiedergewinnungsvorrichtung 8 geschickt wird. Die gesamte oder ein Teil der wässrigen Katalysatorlösung wird zu der Oxidationsvorrichtung 5 über Leitung 9 zurückgeführt, während der wiedergewonnene Schwefel 10 entweder verkauft oder auf eine Deponie geschickt wird. Die Oxidation des Ferro-Chelats zu dem Ferri-Chelat tritt in der Oxidationsvorrichtung 5 auf, was dadurch erreicht wird, dass ein O₂-enthaltender Gasstrom über Leitung 6 der Oxidationsvorrichtung zugeführt wird. Ein Überschuss an Gas aus der Oxidationsvorrichtung wird aus dem Verfahren über Strom 11 entfernt. Die regenerierte Lösung des chelatierten Eisenkatalysators wird dem Absorber über Leitung 12 wieder zugeführt.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, die hierin beschrieben wird (2), wird das alkalische Material 13 in einen Bisulfid-Generator 14 injiziert, in den ein Seitenstrom des Sauergases 15 geführt wird. Innerhalb des Bisulfid-Generators 14 wird der Sauergasstrom mit der kaustischen Alkalilösung in Kontakt gebracht und das H₂S in dem Sauergasstrom in der kaustischen Alkalilösung (KOH als ein Beispiel) absorbiert. Dieser Kontakt bildet Bisulfidionen (HS^–), gemäß der nachstehenden Reaktion: (12) H₂S_(Gas) + KOH_(wässrig) → K⁺ + H^– + H₂O
Das behandelte Gas 16, das H₂S-frei sein wird, verlässt den Bisulfid-Generator 14 und wird mit dem behandelten Gas 3 von dem Absorber 2 vereinigt, während der saure flüssige kaustische Strom 17 mit Bisulfidionen (HS^–) in die Oxidationsvorrichtung 5 geleitet wird. Innerhalb der Oxidationsvorrichtung 5 setzen sich die Bisulfidionen in dem kaustischen Strom in Gegenwart des chelatierten Eisens mit dem gelösten Sauerstoff in der Oxidationsmittellösung um, um Thiosulfationen gemäß der nachstehenden Reaktion zu bilden: (13) 2HS^– + 2O₂ → S₂O₃= + H₂O
Ohne das chelatierte Eisen werden die Bisulfidionen nicht effektiv zu Thiosulfat oxidiert. Jedoch wurden in Gegenwart von chelatiertem Eisen Thiosulfat-Ausbeuten erzielt, die 80% erreichten. In diesem Verfahrensschema ist es essentiell, dass der saure kaustische Strom 17 in die Oxidationsvorrichtung 5 gerichtet wird, wo die Lösung mit Luft versetzt wird. Zusätzlich ist es essentiell, dass chelatiertes Eisen vorhanden sein muss, um die Thiosulfat-bildende Reaktion zu katalysieren.
Der Bisulfid-Generator 14 kann eine jegliche Vorrichtung oder Kombination von Vorrichtungen sein, die zu einem innigen Kontakt zwischen der kaustischen Lösung und dem sauren Gasstrom 15 führt, gefolgt von einer Trennung der Gas- und Flüssigkeitsströme. Beispiele umfassen Gegenstrom-, gepackte Säulen-Absorber, Sprühkammern, statische Mischer, usw.
Die Gesamtmenge an H₂S, das in das System einfließt und zu Thiosulfat umgewandelt wird, kann dadurch angepasst werden, dass einfach die Menge an Sauergas 15 angepasst wird, das zu dem Bisulfid-Generator 14 umgeleitet wird. Durch Routineanalyse der Oxidationslösung wird die Konzentration an Thiosulfat bestimmt. Eine Thiosulfatkonzentration von 1–20%, vorzugsweise 5–10%, sollte in der Oxidationsvorrichtung erhalten bleiben. Falls eine Analyse zeigt, dass eine höhere Konzentration an Thiosulfat benötigt wird, wird sodann zusätzliches Sauergas zu dem Bisulfid-Generator umgeleitet. Umgekehrt, wenn eine Analyse zeigt, dass eine niedrigere Konzent ration an Thiosulfat benötigt wird, wird der Sauergasfluss zu dem Bisulfid-Generator vermindert.
Die Menge an alkalischem Material, das zu dem Bisulfid-Generator zugesetzt werden muss, kann dadurch berechnet werden, dass die Fließgeschwindigkeit des Sauergases zu dem Bisulfid-Generator und die H₂S-Konzentration dieses Sauergases verwendet wird und sodann die Stöchiometrie der Bisulfid-Bildungsreaktion (12), die vorstehend angegeben ist, angewendet wird. Da es gewünscht ist, sicherzustellen, dass das gesamte zu dem Bisulfid-Generator zugeführte H₂S umgesetzt wird, ist ein geeigneter Überschuss, vorzugsweise 5–10%, an alkalischem Material erwünscht.
Diese erfindungsgemäße Ausführungsform kann bei einem jeglichen Druck und zwischen 40–140°F (4,4–60°C) durchgeführt werden.
BEISPIEL
Mit Bezug auf 2 wird angenommen, dass eine erdgasverarbeitende Anlage 10 Millionen Standardkubikfuß pro Tag an Erdgas behandeln muss, das 0,8 Vol.-% H₂S enthält. In dem Behandlungsverfahren muss das H₂S auf 4 ppm vermindert werden. Diese Behandlungsvoraussetzung entspricht der Produktion von etwa 3 Longtons pro Tag (3048,15 kg pro Tag) an Schwefel. Es ist erwünscht, ein auf Eisen basierendes flüssiges Redox-System zur Entfernung des H₂S zu verwenden und 8 Gew.-% K₂S₂O₃ in der zirkulierenden Lösung des Eisenmetall-Chelat-Katalysators beizubehalten. Zusätzlich wird die Schwefel-Wiedergewinnungseinheit 8 einen 60 Gew.-%igen Schwefelkuchen 10 herstellen, in dem der Feuchtigkeitsanteil aus 50 Gew.-% Waschwasser und 50 Gew.-% Lösung des Eisenmetall-Chelat-Katalysators besteht.
Aus dem Vorstehenden wird der Schwefelkuchen 10 aus 6720 Pfund/Tag (3050,9 kg/Tag) Schwefel und 4480 Pfund/Tag (2033,9 kg/Tag) Feuchtigkeit (50 Gew.-% Waschwasser und 50 Gew.-% Redox-Lösung) bestehen. Folglich werden, da die Lösung des Eisen-Chelat-Katalysators 8 Gew.-% K₂S₂O₃ aufweist, 179,2 Pfund/Tag (81,3 kg/Tag) K₂S₂O₃ dem System verloren gehen. Um diesen Verlust zu ersetzen, wird ein Teil des sauren Erdgases zu dem Bisulfid-Generator 14 umgeleitet. Unter der Annahme, dass 100% des in dem Strom 15 enthaltenen H₂S zu Thiosulfat umgewandelt werden, müssen 68 363,5 Standardkubikfuß pro Tag (20 837,2 Standardkubikmeter pro Tag) Erdgas in dem Bisulfid-Generator 14 mit 105,6 Pfund/Tag (47,9 kg/Tag) KOH 13 behandelt werden, um die benötigte Menge an Thiosulfat (179,2 Pfund/Tag (81,4 kg/Tag) K₂S₂O₃) herzustellen.

Claims

Verfahren zur Umwandlung von Hydrogensulfid zu elementarem Schwefel, wobei Thiosulfationen in einem Oxidations-Reduktions-Verfahren kontinuierlich erzeugt werden und die Oxidation von Hydrogensulfid in einem von der Regenerierung des chelatierten Metallkatalysators abgetrennten Gefäß auftritt, wobei die Verbesserung umfasst: Bereitstellen eines Zuführstroms mit Hydrogensulfid zu dem Oxidations-Reduktions-Verfahren, Aufteilen des Zuführstroms in einen ersten Anteil und einen zweiten Anteil, In-Kontakt-Bringen des ersten Anteils des Zuführstroms mit einem alkalischen Material, um einen Strom mit Bisulfidionen und einen ersten Hydrogensulfid-freien Gasstrom zu bilden, In-Kontakt-Bringen des zweiten Anteils des Zuführgasstroms mit einem chelatierten Metallkatalysator, um einen zweiten Hydrogensulfid-freien Gasstrom und einen Strom zu erzeugen, der elementaren Schwefel und eine Lösung des chelatierten Metallkatalysators umfasst, und In-Kontakt-Bringen des Stroms, der Bisulfidionen enthält, mit Luft und der Lösung des chelatierten Metallkatalysators, um Thiosulfationen zu erzeugen und den chelatierten Metallkatalysator zu regenerieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Metall Eisen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das alkalische Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniak und Gemischen davon.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Menge an gebildeten Thiosulfationen dadurch gesteuert wird, dass das Volumen des ersten Anteils des Zuführstroms erhöht oder erniedrigt wird.