[go: up one dir, main page]

RU2113403C1 - Method of isolating sulfur from sulfur concentrate - Google Patents

Method of isolating sulfur from sulfur concentrate Download PDF

Info

Publication number
RU2113403C1
RU2113403C1 RU96101253A RU96101253A RU2113403C1 RU 2113403 C1 RU2113403 C1 RU 2113403C1 RU 96101253 A RU96101253 A RU 96101253A RU 96101253 A RU96101253 A RU 96101253A RU 2113403 C1 RU2113403 C1 RU 2113403C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sulfur
solution
sludge
cacl
concentrate
Prior art date
Application number
RU96101253A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96101253A (en
Inventor
И.Ф. Глумов
Е.Ф. Вотинцева
Н.П. Кубарев
Н.Г. Вагизов
М.А. Тахауов
А.В. Усманов
Р.Г. Ганеев
Р.З. Сахабутдинов
Original Assignee
Татарский научно-исследовательский и проектный институт нефти
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Татарский научно-исследовательский и проектный институт нефти filed Critical Татарский научно-исследовательский и проектный институт нефти
Priority to RU96101253A priority Critical patent/RU2113403C1/en
Publication of RU96101253A publication Critical patent/RU96101253A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2113403C1 publication Critical patent/RU2113403C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production. SUBSTANCE: invention relates to sulfur concentrates and sulfur sludges formed in hydrogen sulfide-containing gas treatment processes. Sulfur-containing raw material is melted in calcium chloride aqueous solution with boiling temperature exceeding melting point of sulfur by 5-15 C, while 1-3 ml of solution is taken per 1 g of sulfur concentrate. EFFECT: facilitated sulfur isolation process.

Description

Изобретение относится к способам извлечения серы из серных концентратов, в частности из серных шламов, образующихся при межфазной окислительной очистке сероводородсодержащих газов в нефтедобывающей промышленности. The invention relates to methods for the extraction of sulfur from sulfur concentrates, in particular from sulfur sludge generated during interfacial oxidative treatment of hydrogen sulfide-containing gases in the oil industry.

Известны экстракционные способы извлечения серы из самородных руд [1]. Они основаны на высокой растворимости ее во многих органических и неорганических растворителях и инертности этих растворителей по отношению к породообразующим материалам. Измельченную руду обрабатывают растворителем, при этом сера переходит в раствор, который отделяют от пустой породы, а затем из него выделяют серу различными способами. Known extraction methods for the extraction of sulfur from native ores [1]. They are based on its high solubility in many organic and inorganic solvents and the inertness of these solvents with respect to rock-forming materials. The crushed ore is treated with a solvent, and the sulfur is transferred into a solution, which is separated from the waste rock, and then sulfur is extracted from it in various ways.

Однако высокая стоимость получаемой серы, обусловленная в основном значительными потерями растворителя, а также токсичность, взрыво- и пожароопасность растворителей являются препятствием для применения экстракционных методов в промышленности. However, the high cost of sulfur produced, mainly due to significant losses of solvent, as well as toxicity, explosion and fire hazard of solvents are an obstacle to the application of extraction methods in industry.

Наиболее близким к предлагаемому является автоклавный способ извлечения серы из серного концентрата, в частности из серного шлама [2]. Сущность способа заключается в нагреве водной суспензии серного шлама до температуры плавления серы. При этом происходит коалесценция капелек серы, отделение серы от минералов пустой породы и осаждение жидкой серы в нижней части реактора. Для достижения температуры плавления серы (≈ 120oC) нагрев серного шлама ведут в автоклаве, при повышенном давлении (10 атм). С целью увеличения селективности процесса в серный шлам добавляют целый ряд реагентов: поверхностно-активные вещества, трилон Б, соляную кислоту, бензин и др.Closest to the proposed is an autoclave method for extracting sulfur from sulfur concentrate, in particular from sulfur sludge [2]. The essence of the method consists in heating an aqueous suspension of sulfur sludge to the melting point of sulfur. This leads to the coalescence of sulfur droplets, the separation of sulfur from minerals of waste rock and the deposition of liquid sulfur in the lower part of the reactor. To achieve the melting point of sulfur (≈ 120 o C), heating of sulfur sludge is carried out in an autoclave at elevated pressure (10 atm). In order to increase the selectivity of the process, a number of reagents are added to sulfuric sludge: surfactants, Trilon B, hydrochloric acid, gasoline, etc.

Недостатком известного способа является некондиционность получаемой серы, необходимость использования дорогостоящих реагентов, а также сложность оборудования, работающего в режиме высокого давления. The disadvantage of this method is the non-standard production of sulfur, the need to use expensive reagents, as well as the complexity of the equipment operating in high pressure mode.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества серы и упрощение способа. The aim of the invention is to improve the quality of sulfur and simplify the method.

Указанная цель достигается описываемым способом извлечения серы из серного концентрата путем нагревания его до температуры плавления серы. This goal is achieved by the described method for the extraction of sulfur from sulfur concentrate by heating it to the melting point of sulfur.

Новым в способе является то, что плавление серы ведут в водном растворе хлористого кальция с температурой кипения на 5-10oC выше температуры плавления серы при соотношении серного концентрата и раствора хлористого кальция от 1:1 до 1:3 г/мл.New in the method is that the melting of sulfur is carried out in an aqueous solution of calcium chloride with a boiling point 5-10 o C higher than the melting temperature of sulfur at a ratio of sulfur concentrate and a solution of calcium chloride from 1: 1 to 1: 3 g / ml.

Известно, что для увеличения температуры кипения воды можно либо поднять давление, либо ввести в раствор соответствующие соли. It is known that to increase the boiling point of water, one can either increase the pressure or introduce the corresponding salts into the solution.

Максимальная температура, которая достигается при нагревании в нормальных условиях водной суспензии серного шлама, не превышает 100oC, что значительно ниже температуры плавления серы. Добавка к этой суспензии соли хлористого кальция (до плотности 1,45-1,46 г/см3) увеличивает температуру кипения водной суспензии серного шлама до температуры, на 5-10oC превышающей температуру плавления серы. Таким образом, не доводя смесь до кипения (что исключает ее разбрызгивание), достигают температуры плавления серы. Далее в этой смеси происходят все те превращения, что и в автоклавном процессе. Однако, в отличие от прототипа, это достигается без создания высокого давления. Кроме того, часть примесей, содержащихся в серном шламе, переходят в раствор хлористого кальция, что обеспечивает повышенную, в сравнении с прототипом, чистоту получаемой серы. Так, экспериментально нами обнаружено, что в раствор хлористого кальция переходит более 80% содержащегося в шламе железа.The maximum temperature that is achieved by heating in normal conditions an aqueous suspension of sulfur sludge does not exceed 100 o C, which is significantly lower than the melting temperature of sulfur. The addition of calcium chloride salt to this suspension (to a density of 1.45-1.46 g / cm 3 ) increases the boiling point of the aqueous suspension of sulfur sludge to a temperature of 5-10 o C higher than the melting temperature of sulfur. Thus, without bringing the mixture to a boil (which excludes its spraying), the melting point of sulfur is reached. Further, in this mixture, all those transformations occur as in the autoclave process. However, unlike the prototype, this is achieved without creating high pressure. In addition, part of the impurities contained in the sulfur sludge is transferred to a solution of calcium chloride, which provides increased, in comparison with the prototype, the purity of the sulfur obtained. Thus, we experimentally discovered that more than 80% of the iron contained in the sludge passes into a solution of calcium chloride.

Таким образом использование при плавлении серного шлама раствора хлористого кальция (CaCl2) способствует достижению температуры плавления серы при нормальном атмосферном давлении, а также получению более чистой серы.Thus, the use of a solution of calcium chloride (CaCl 2 ) during the melting of sulfur sludge helps to achieve a melting point of sulfur at normal atmospheric pressure, as well as a cleaner sulfur.

Соотношение серного шлама (г) к раствору CaCl2 (мл) в диапазоне от 1:1 до 1:3 обеспечивает получение серы из серного шлама.The ratio of sulfur sludge (g) to a solution of CaCl 2 (ml) in the range from 1: 1 to 1: 3 ensures the production of sulfur from sulfur sludge.

Технологическая схема осуществления способа приведена на чертеже и включает емкость 1 для растворения CaCl2 в воде, фильтр 2 для удаления механических примесей из раствора CaCl2, реактор 3, теплоноситель 4, подводящие трубопроводы 5, 6, 7 соответственно для воды, неотфильтрованного и отфильтрованного раствора CaCl2, патрубок 8 для ввода серного шлама, отводящие трубопроводы: 9 - для готового продукта, 10 - для вторичной суспензии.The technological scheme of the method is shown in the drawing and includes a container 1 for dissolving CaCl 2 in water, a filter 2 for removing mechanical impurities from a CaCl 2 solution, a reactor 3, a coolant 4, supply pipelines 5, 6, 7, respectively, for water, unfiltered and filtered solution CaCl 2 , pipe 8 for introducing sulfuric sludge, discharge pipes: 9 - for the finished product, 10 - for the secondary suspension.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

В емкость 1 загружают расчетное количество CaCl2 и по трубопроводу 5 подают техническую воду, перемешивают до полного растворения CaCl2, замеряют плотность и pH полученного раствора. Если плотность меньше 1,45-1,46 г/см3, добавляют дополнительное количество CaCl2; при значении pH > 6,5 подкисляют раствор соляной кислотой. Далее раствор по трубопроводу 6 подают на фильтр 2 для освобождения от механических примесей, очищенный раствор CaCl2 по трубопроводу 7 поступает в реактор 3, где его нагревают до температуры 120oC; затем через патрубок 8 в реактор 3 подают при перемешивании небольшими порциями расчетное количество серного шлама. Полученную суспензию доводят до температуры плавления серы и выдерживают при этой температуре в течение 0,5-1,5 ч при несильном перемешивании. При этом происходит коалесценция капелек серы и осаждение их на дно реактора 3 в виде жидкой серы, которая по трубопроводу 9 отводится на формование и потребителю.The calculated amount of CaCl 2 is loaded into the tank 1 and technical water is fed through the pipe 5, stirred until CaCl 2 is completely dissolved, the density and pH of the resulting solution are measured. If the density is less than 1.45-1.46 g / cm 3 add an additional amount of CaCl 2 ; at pH> 6.5, the solution is acidified with hydrochloric acid. Next, the solution through line 6 is fed to the filter 2 to free from mechanical impurities, the purified CaCl 2 solution through line 7 enters the reactor 3, where it is heated to a temperature of 120 o C; then, through the pipe 8, the calculated amount of sulfur sludge is fed in small portions with stirring in small portions to the reactor 3. The resulting suspension is brought to the melting point of sulfur and maintained at this temperature for 0.5-1.5 hours with gentle stirring. When this occurs, the coalescence of sulfur droplets and their deposition to the bottom of the reactor 3 in the form of liquid sulfur, which through the pipe 9 is allocated to molding and the consumer.

В реакторе 3 остается вторичная (отработанная) суспензия, представляющая собой взвесь нерастворимых составных серного шлама в растворе CaCl2, обогащенного растворимыми примесями из серного шлама.In the reactor 3, a secondary (spent) suspension remains, which is a suspension of insoluble sulfur sludge constituents in a CaCl 2 solution enriched with soluble impurities from sulfur sludge.

Вторичную суспензию можно использовать по двум вариантам. Secondary suspension can be used in two ways.

1. При исходном соотношении серного шлама и раствора CaCl2 1:1 получается довольно густая суспензия. Осаждение нерастворимых составных серного шлама в ней затруднено. Такую взвесь можно использовать в качестве задавочной жидкости при добыче нефти или загущающего состава при разработке неоднородных нефтяных пластов, т. е. закачивать непосредственно в пласт. Для этого ее извлекают из реактора 3 по трубопроводу 10 и направляют к скважине.1. With the initial ratio of sulfur sludge and a solution of CaCl 2 1: 1, a rather thick suspension is obtained. Precipitation of insoluble constituents of sulfur sludge in it is difficult. Such a suspension can be used as a filling fluid in oil production or in a thickening compound in the development of heterogeneous oil reservoirs, i.e., pumped directly into the reservoir. To do this, it is removed from the reactor 3 through a pipeline 10 and sent to the well.

2. При соотношении серного шлама и раствора CaCl2 > 1:1 получается менее насыщенная суспензия, из которой легче происходит седиментационное отделение нерастворимых примесей серного шлама и очищение раствора CaCl2.2. When the ratio of sulfuric sludge and a solution of CaCl 2 > 1: 1, a less saturated suspension is obtained, from which sedimentation separates insoluble impurities of sulfuric sludge and purifies the CaCl 2 solution more easily.

Такой раствор можно вторично использовать в процессе извлечения серы из серного шлама, смешав его с новой порцией CaCl2 для достижения нужной плотности. Технологически это осуществляют так: замеряют плотность использованного раствора CaCl2 после осаждения нерастворимых примесей и добавляют в реактор 3 дополнительный раствор CaCl2 такой плотности, чтобы после смешения с использованным раствором CaCl2 получился раствор плотностью 1,45-1,46 г/см3; далее действуют по вышеприведенной схеме. При этом вторично в реакцию извлечения серы вместе с новой порцией серного шлама вступает также и оставшийся в реакторе шлам. Как показали лабораторные исследования, из него можно дополнительно извлечь еще около 4% серы.Such a solution can be reused in the process of extracting sulfur from sulfur sludge by mixing it with a new portion of CaCl 2 to achieve the desired density. Technologically, this is done as follows: measure the density of the used CaCl 2 solution after precipitation of insoluble impurities and add an additional CaCl 2 solution of such a density to the reactor 3 so that after mixing with the used CaCl 2 solution, a solution with a density of 1.45-1.46 g / cm 3 is obtained; further operate according to the above scheme. In this case, the sludge remaining in the reactor also enters the sulfur recovery reaction together with a new portion of sulfur sludge. As laboratory tests have shown, another 4% sulfur can be additionally extracted from it.

Эффективность предлагаемого способа определяли в лабораторных условиях. При этом были использованы следующие материалы. The effectiveness of the proposed method was determined in laboratory conditions. The following materials were used.

1. Серный шлам с установки обессеривания газа. Состав (мас.%): сера 86,2; трилон Б-0,1; тринатрийфосфат - 0,9; тиосульфат и сульфат натрия - 0,1; соединения железа - 1,2; влага - 11,5. 1. Sulfur sludge from a gas desulfurization unit. Composition (wt.%): Sulfur 86.2; Trilon B-0.1; trisodium phosphate - 0.9; thiosulfate and sodium sulfate - 0.1; iron compounds - 1.2; moisture - 11.5.

2. Хлористый кальций технический, плавленый, выпускаемый в г. Стерлитамаке Республики Башкортостан (ГОСТ 450-77). 2. Technical calcium chloride, processed, produced in Sterlitamak, Republic of Bashkortostan (GOST 450-77).

3. Вода техническая. 3. Technical water.

4. В качестве реактора использовали трехгорлую круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником, термометром. 4. As a reactor, a three-necked round-bottom flask equipped with a reflux condenser and a thermometer was used.

Результаты проведенных исследований представлены в табл. 1. The results of the studies are presented in table. one.

Как видно из табл. 1, наибольший выход серы получается при соотношении серного шлама и раствора CaCl2 1:1(87,4%). Дальнейшее уменьшение доли раствора CaCl2 ведет к сильному загущению полученной системы, что затрудняет процесс коалесценции и осаждения капелек серы. Увеличение доли раствора CaCl2 в соотношении серный шлам: раствор CaCl2 ведет к облегчению процесса коалесценции капелек серы за счет снижения вязкости суспензии, однако при этом значительно возрастают затраты реагента (CaCl2). Таким образом, оптимальным соотношением является от 1:1 до 1:3.As can be seen from the table. 1, the highest sulfur yield is obtained when the ratio of sulfur sludge and a solution of CaCl 2 1: 1 (87.4%). A further decrease in the proportion of CaCl 2 solution leads to a strong thickening of the obtained system, which complicates the process of coalescence and deposition of sulfur droplets. An increase in the proportion of CaCl 2 solution in the ratio of sulfur sludge: CaCl 2 solution facilitates the process of coalescence of sulfur droplets by reducing the viscosity of the suspension, however, the reagent costs (CaCl 2 ) increase significantly. Thus, the optimal ratio is from 1: 1 to 1: 3.

Полученная по предлагаемому способу сера была проанализирована согласно ГОСТу 127-76 на сорт 9900 "Сера техническая", утвержденному и введенному в действие 01.06.90 г. В табл. 2 приводятся полученные данные. Sulfur obtained by the proposed method was analyzed according to GOST 127-76 for grade 9900 "Technical Sulfur", approved and put into effect on 06/01/90, table. 2 shows the data obtained.

Полученная автоклавным плавлением (по прототипу) сера не соответствовала ГОСТу, содержание железа в ней составляло 0,75%. Obtained by autoclave melting (according to the prototype), sulfur did not comply with GOST, the iron content in it was 0.75%.

Преимущество предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключается в том, что он позволяет получать серу более высокого качества с использованием доступного и дешевого реагента и несложного оборудования. The advantage of the proposed method compared with the prototype is that it allows you to get sulfur of higher quality using affordable and cheap reagent and simple equipment.

Claims (2)

1. Способ извлечения серы из серного концентрата, включающий использование раствора хлористого кальция, плавление серы при температуре, превышающей температуру ее плавления на 5 - 15oC, отличающийся тем, что плавление серы ведут в среде хлористого кальция при соотношении серного концентрата и раствора хлористого кальция, равном на 1 г концентрата 1 - 3 мл раствора.1. The method of extraction of sulfur from sulfur concentrate, including the use of a solution of calcium chloride, melting sulfur at a temperature exceeding its melting point by 5 - 15 o C, characterized in that the melting of sulfur is carried out in a medium of calcium chloride at a ratio of sulfur concentrate and calcium chloride solution equal to 1 g of concentrate 1 - 3 ml of solution. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют серный шлам, образующийся при очистке сероводородсодержащих газов в нефтедобывающей промышленности. 2. The method according to claim 1, characterized in that the feedstock use sulfur slurry generated during the purification of hydrogen sulfide-containing gases in the oil industry.
RU96101253A 1996-01-18 1996-01-18 Method of isolating sulfur from sulfur concentrate RU2113403C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96101253A RU2113403C1 (en) 1996-01-18 1996-01-18 Method of isolating sulfur from sulfur concentrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96101253A RU2113403C1 (en) 1996-01-18 1996-01-18 Method of isolating sulfur from sulfur concentrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96101253A RU96101253A (en) 1998-03-20
RU2113403C1 true RU2113403C1 (en) 1998-06-20

Family

ID=20176007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96101253A RU2113403C1 (en) 1996-01-18 1996-01-18 Method of isolating sulfur from sulfur concentrate

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2113403C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2427529C1 (en) * 2010-04-06 2011-08-27 УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН (ИМЕТ УрО РАН) Method of extracting elementary sulphur from sulphur-containing materials

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Менковский М.А., Яворский В.Т. Технология серы. - М.: Химия, 1985, с. 124 - 135. 2. Разработка технологии утилизации некондиционной серы. Отчет по договору N 92 581 94. - Бугульма, 1993. 3. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2427529C1 (en) * 2010-04-06 2011-08-27 УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН (ИМЕТ УрО РАН) Method of extracting elementary sulphur from sulphur-containing materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4755303A (en) Method of converting brines to useful products
US4246241A (en) Process for selective removal of sodium sulfate from an aqueous slurry
EP1981815B1 (en) Treatment of aqueous liquids and the preparation of anthranilic acid
GB2037807A (en) Process for treating waste oil
US3637488A (en) Removal of inorganic species by liquid membrane
JPH04298201A (en) Method of treating slurry
RU2113403C1 (en) Method of isolating sulfur from sulfur concentrate
US1970147A (en) Method of treating recovered sulphur
US4664896A (en) Process for purifying yellow phosphorus
JPS62191409A (en) Removal of heavy metals from inorganic acids
US4455234A (en) Process of extracting a metal value
KR960016698B1 (en) White Purification Method
US4399037A (en) Process for working up waste water containing phosphorus
FI80251B (en) FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV TUNGMETALLHALTIGT AVFALL FRAON RENING AV RAOFOSFORSYROR.
RU2351665C2 (en) Method of phosphorus recovery
US4149879A (en) Recovery of mercury and caustic values from caustic sludges
EP0186318A1 (en) Recovery of sulfur from sulfur froth
EP0034184B1 (en) Method for recovering bromine contained in a discharge
JP2894627B2 (en) Method for recovering solid molybdenum compound
WO2000017406A2 (en) Method for extracting lead from lead-containing raw materials
JPS6235837B2 (en)
RU2094502C1 (en) Method of gold extraction from the mining raw
SU919988A1 (en) Method of recovering phosphorus from slime
US4035293A (en) Process for treating an acidic waste water stream
JP7464077B2 (en) Method and device for recovering oil from oil-containing waste liquid