JPH1028837A - 天然ガス等に含まれる硫黄化合物の除去方法およびその装置 - Google Patents
天然ガス等に含まれる硫黄化合物の除去方法およびその装置Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 天然ガス等に随伴される不純物ガスがＨ2Ｓ
以外にＣＯ2などのガスを多量に含んでいるものであっ
ても、不純物ガス中の硫黄化合物をクラウスによって効
率よく除去でき、しかも重質炭化水素から生成する煤に
起因するクラウス触媒層の閉塞、回収硫黄の品質低下を
防止する。 【解決手段】 不純物ガスを第２吸収塔８と第２再生塔
１１において、Ｈ2Ｓを主体とする濃縮ガスと残余ガス
とに分離し、濃縮ガスをクラウス硫黄回収装置１４に送
る。残余ガスとクラウス硫黄回収装置１４のオフガスを
加熱炉１８に送って加熱し、さらに水素化反応器２０で
水素化し、生成されたＨ2Ｓを第３吸収塔２２ で分離し
てクラウス硫黄回収装置１４へ戻す。
以外にＣＯ2などのガスを多量に含んでいるものであっ
ても、不純物ガス中の硫黄化合物をクラウスによって効
率よく除去でき、しかも重質炭化水素から生成する煤に
起因するクラウス触媒層の閉塞、回収硫黄の品質低下を
防止する。 【解決手段】 不純物ガスを第２吸収塔８と第２再生塔
１１において、Ｈ2Ｓを主体とする濃縮ガスと残余ガス
とに分離し、濃縮ガスをクラウス硫黄回収装置１４に送
る。残余ガスとクラウス硫黄回収装置１４のオフガスを
加熱炉１８に送って加熱し、さらに水素化反応器２０で
水素化し、生成されたＨ2Ｓを第３吸収塔２２ で分離し
てクラウス硫黄回収装置１４へ戻す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、天然ガス、石油随
伴ガス、合成ガス、プロセスガス、石炭ガス化ガス、重
油ガス化ガスなど（以下、本発明では天然ガス等と略記
する。）に含まれる硫化水素（Ｈ2Ｓ）、メルカプタ
ン、硫黄酸化物などの硫黄化合物を除去する方法および
その装置に関する。
伴ガス、合成ガス、プロセスガス、石炭ガス化ガス、重
油ガス化ガスなど（以下、本発明では天然ガス等と略記
する。）に含まれる硫化水素（Ｈ2Ｓ）、メルカプタ
ン、硫黄酸化物などの硫黄化合物を除去する方法および
その装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】天然ガス等に随伴される不純物ガスとし
ては、二酸化炭素（ＣＯ2）、Ｈ2Ｓ、ＣＯＳ、メルカプ
タン、重質炭化水素などがあり、これら不純物ガスは天
然ガス等の採掘品位の低下などに伴い、近年漸次増加の
傾向にあり、これらを除去、精製して製品ガスとする必
要がある。
ては、二酸化炭素（ＣＯ2）、Ｈ2Ｓ、ＣＯＳ、メルカプ
タン、重質炭化水素などがあり、これら不純物ガスは天
然ガス等の採掘品位の低下などに伴い、近年漸次増加の
傾向にあり、これらを除去、精製して製品ガスとする必
要がある。
【０００３】一方、ガス中に含まれるＨ2Ｓを除去する
方法として、クラウス反応によるものがある。このクラ
ウス反応は、ガス中のＨ2Ｓの一部を酸化してＳＯ2と
し、このＳＯ2と残部のＨ2Ｓとを反応させて硫黄単体を
分離回収することにより、ガス中のＨ2Ｓを除去するも
のである。また、クラウス反応後のオフガスに含まれる
残余のＳＯ2を触媒存在下に水素化してＨ2Ｓとし、これ
をクラウス反応装置に戻して、硫黄分の除去率を高める
方法も知られている。
方法として、クラウス反応によるものがある。このクラ
ウス反応は、ガス中のＨ2Ｓの一部を酸化してＳＯ2と
し、このＳＯ2と残部のＨ2Ｓとを反応させて硫黄単体を
分離回収することにより、ガス中のＨ2Ｓを除去するも
のである。また、クラウス反応後のオフガスに含まれる
残余のＳＯ2を触媒存在下に水素化してＨ2Ｓとし、これ
をクラウス反応装置に戻して、硫黄分の除去率を高める
方法も知られている。
【０００４】ところで、天然ガス等に随伴される不純物
成分としては、上述のようにＨ2Ｓ以外の種々の成分が
含まれており、天然ガス等からこのような不純物ガスを
分離し、この不純物ガスをクラウス反応装置に導き、こ
こに含まれる硫黄分を除去しようとすると、次のような
不都合が生じる。 不純物ガスには、Ｈ2Ｓ以外の成分、例えばＣＯ2など
が多量に含まれているので、Ｈ2Ｓ濃度が低くなり、ク
ラウス反応での反応率が低下して、除去率が低下する。 不純物ガスに含まれる重質炭化水素（ベンゼン、トル
エン、キシレン等）が不完全燃焼して、煤が発生し、回
収硫黄が煤で汚染され、硫黄の品質が低下するとともに
煤によってクラウス触媒層が閉塞することがある。
成分としては、上述のようにＨ2Ｓ以外の種々の成分が
含まれており、天然ガス等からこのような不純物ガスを
分離し、この不純物ガスをクラウス反応装置に導き、こ
こに含まれる硫黄分を除去しようとすると、次のような
不都合が生じる。 不純物ガスには、Ｈ2Ｓ以外の成分、例えばＣＯ2など
が多量に含まれているので、Ｈ2Ｓ濃度が低くなり、ク
ラウス反応での反応率が低下して、除去率が低下する。 不純物ガスに含まれる重質炭化水素（ベンゼン、トル
エン、キシレン等）が不完全燃焼して、煤が発生し、回
収硫黄が煤で汚染され、硫黄の品質が低下するとともに
煤によってクラウス触媒層が閉塞することがある。
【０００５】従来、ＣＯ2を多量に含有する硫化水素含
有ガスをクラウス反応させる方法としては、例えば特公
昭６３−１７４８８号公報に開示されたものがある。こ
の方法は、ＣＯ2を２０ｖｏｌ％以上含むＨ2Ｓ含有ガス
の一部をクラウスプラントに供給し、残部をクラウスプ
ラントを迂回してＨ2Ｓを選択的に吸収する吸収剤に接
触させ、この吸収剤で再生、分離されたＨ2Ｓをクラウ
スプラント に戻すものである。しかしながら、この先
行発明においても上述の不都合を十分解決することはで
きない。
有ガスをクラウス反応させる方法としては、例えば特公
昭６３−１７４８８号公報に開示されたものがある。こ
の方法は、ＣＯ2を２０ｖｏｌ％以上含むＨ2Ｓ含有ガス
の一部をクラウスプラントに供給し、残部をクラウスプ
ラントを迂回してＨ2Ｓを選択的に吸収する吸収剤に接
触させ、この吸収剤で再生、分離されたＨ2Ｓをクラウ
スプラント に戻すものである。しかしながら、この先
行発明においても上述の不都合を十分解決することはで
きない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、天然ガス等に随伴される不純物ガスがＨ2Ｓ
以外にＣＯ2、ＣＯＳ、ＢＴＸ、メルカプタンなどを多
量に含んでいるものであっても、この不純物ガス中の硫
黄化合物をクラウス反応によって効率よく除去でき、し
かもＢＴＸなどの重質炭化水素から生成する煤に起因す
るクラウス触媒層の閉塞や回収硫黄の品質低下を防止す
ることにある。
る課題は、天然ガス等に随伴される不純物ガスがＨ2Ｓ
以外にＣＯ2、ＣＯＳ、ＢＴＸ、メルカプタンなどを多
量に含んでいるものであっても、この不純物ガス中の硫
黄化合物をクラウス反応によって効率よく除去でき、し
かもＢＴＸなどの重質炭化水素から生成する煤に起因す
るクラウス触媒層の閉塞や回収硫黄の品質低下を防止す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かかる課題は、天然ガス
等から分離した不純物ガスを濃縮分離工程に送り、不純
物ガス中のＨ2Ｓを主体とする濃縮ガスと残余の成分か
らなる残余ガスとに分離し、濃縮ガスをクラウス反応工
程に送り、Ｈ2Ｓを回収除去し、このクラウス反応工程
からのオフガスと上記残余ガスの全量または一部とを別
々にまたは併せてテールガス処理工程に送り、ここで加
熱、水素化してこれらガス中の硫黄化合物をＨ2Ｓと
し、このＨ2Ｓを分離してクラウス反応工程に戻すこと
により解決される。
等から分離した不純物ガスを濃縮分離工程に送り、不純
物ガス中のＨ2Ｓを主体とする濃縮ガスと残余の成分か
らなる残余ガスとに分離し、濃縮ガスをクラウス反応工
程に送り、Ｈ2Ｓを回収除去し、このクラウス反応工程
からのオフガスと上記残余ガスの全量または一部とを別
々にまたは併せてテールガス処理工程に送り、ここで加
熱、水素化してこれらガス中の硫黄化合物をＨ2Ｓと
し、このＨ2Ｓを分離してクラウス反応工程に戻すこと
により解決される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
しく説明する。図１は、本発明の除去方法を実施するた
めの装置の一例を示すもので、天然ガス等として採掘さ
れた粗天然ガスを用いるものである。粗天然ガスは管１
から第１吸収塔２に送られ、粗天然ガスに随伴される不
純物ガスがここで非選択的に吸収され、精製された製品
天然ガスが塔頂から管３により導出される。第１吸収塔
２には、非選択的吸収液としてスルホラン−アミン混合
液、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジグ
ライコールアミン、メタノール、グライコール溶液等の
水溶液が供給され、粗天然ガスに随伴された多量のＣＯ
2およびＨ2Ｓ、少量のメルカプタンなどの硫黄化合物、
少量のＢＴＸなどの炭化水素が吸収される。
しく説明する。図１は、本発明の除去方法を実施するた
めの装置の一例を示すもので、天然ガス等として採掘さ
れた粗天然ガスを用いるものである。粗天然ガスは管１
から第１吸収塔２に送られ、粗天然ガスに随伴される不
純物ガスがここで非選択的に吸収され、精製された製品
天然ガスが塔頂から管３により導出される。第１吸収塔
２には、非選択的吸収液としてスルホラン−アミン混合
液、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジグ
ライコールアミン、メタノール、グライコール溶液等の
水溶液が供給され、粗天然ガスに随伴された多量のＣＯ
2およびＨ2Ｓ、少量のメルカプタンなどの硫黄化合物、
少量のＢＴＸなどの炭化水素が吸収される。
【０００９】この不純物ガスを吸収した吸収液は塔底か
ら管４を経て第１再生塔５に送られ、ここで加熱され、
不純物ガスが放散される。この不純物ガスは、例えば約
７０ｖｏｌ％のＣＯ2、約２５ｖｏｌ％のＨ2Ｓ、少量の
メルカプタン、ＢＴＸの炭化水素などからなる。この不
純物ガスは第１再生塔５の塔頂から管６により抜き出さ
れ、再生された吸収液は塔底から抜液されて管７を経て
第１吸収塔２に戻され、再利用される。
ら管４を経て第１再生塔５に送られ、ここで加熱され、
不純物ガスが放散される。この不純物ガスは、例えば約
７０ｖｏｌ％のＣＯ2、約２５ｖｏｌ％のＨ2Ｓ、少量の
メルカプタン、ＢＴＸの炭化水素などからなる。この不
純物ガスは第１再生塔５の塔頂から管６により抜き出さ
れ、再生された吸収液は塔底から抜液されて管７を経て
第１吸収塔２に戻され、再利用される。
【００１０】管６からの不純物ガスは第２吸収塔８に導
入される。第２吸収塔８には、ジエタノールアミン、ト
リエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、メチ
ルジエタノールアミンなどのアルカノールアミン、スル
ホラン−アミン混合液、ポリエチレングリコールジアル
キルエーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ酢酸塩等の水溶
液からなる選択的吸収液が供給され、ここで不純物ガス
中のＨ2Ｓの大部分とＣＯ2の一部が吸収される。これら
の吸収液のなかには、非選択的吸収液として用いられる
ものもあるが、吸収条件を選ぶことにより、主としてＨ
2Ｓを吸収する選択的吸収液とすることができる。ここ
での吸収条件は、温度６０℃以下、好ましくは５〜４０
℃とされ、圧力が実質的に大気圧もしくは２気圧以下の
微かな加圧下とされる。
入される。第２吸収塔８には、ジエタノールアミン、ト
リエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、メチ
ルジエタノールアミンなどのアルカノールアミン、スル
ホラン−アミン混合液、ポリエチレングリコールジアル
キルエーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ酢酸塩等の水溶
液からなる選択的吸収液が供給され、ここで不純物ガス
中のＨ2Ｓの大部分とＣＯ2の一部が吸収される。これら
の吸収液のなかには、非選択的吸収液として用いられる
ものもあるが、吸収条件を選ぶことにより、主としてＨ
2Ｓを吸収する選択的吸収液とすることができる。ここ
での吸収条件は、温度６０℃以下、好ましくは５〜４０
℃とされ、圧力が実質的に大気圧もしくは２気圧以下の
微かな加圧下とされる。
【００１１】第２吸収塔８の塔頂からは、ここで吸収さ
れなかった残余成分からなる残余ガスが管９に導出され
る。この残余ガスは、大部分がＣＯ2であり、これに
０．１〜５ｖｏｌ％のメルカプタンおよびＢＴＸ、０
０．３〜０．３ｖｏｌ％のＨ2Ｓが含まれている。第２
吸収塔８の塔底から抜液された吸収液は、管１０を経て
第２再生塔１１に送られ、ここで加熱されて吸収されて
いるＨ2Ｓ、ＣＯ2が放散され、Ｈ2Ｓが５０ｖｏｌ％以
上、例えばＨ2Ｓが約６５ｖｏｌ％、ＣＯ2が約３５ｖｏ
ｌ％とからなり、Ｈ2Ｓが濃縮された濃縮ガスが塔頂か
ら導き出される。
れなかった残余成分からなる残余ガスが管９に導出され
る。この残余ガスは、大部分がＣＯ2であり、これに
０．１〜５ｖｏｌ％のメルカプタンおよびＢＴＸ、０
０．３〜０．３ｖｏｌ％のＨ2Ｓが含まれている。第２
吸収塔８の塔底から抜液された吸収液は、管１０を経て
第２再生塔１１に送られ、ここで加熱されて吸収されて
いるＨ2Ｓ、ＣＯ2が放散され、Ｈ2Ｓが５０ｖｏｌ％以
上、例えばＨ2Ｓが約６５ｖｏｌ％、ＣＯ2が約３５ｖｏ
ｌ％とからなり、Ｈ2Ｓが濃縮された濃縮ガスが塔頂か
ら導き出される。
【００１２】第２再生塔１１の塔底からは再生された吸
収液が管１２を経て第２吸収塔８に戻され、再使用され
る。第２吸収塔８と第２再生塔１１とは本発明の濃縮分
離装置を構成しており、これらをそれぞれ複数塔設置し
てＨ2Ｓ濃度を高めることも可能である。
収液が管１２を経て第２吸収塔８に戻され、再使用され
る。第２吸収塔８と第２再生塔１１とは本発明の濃縮分
離装置を構成しており、これらをそれぞれ複数塔設置し
てＨ2Ｓ濃度を高めることも可能である。
【００１３】第２再生塔１１からの濃縮ガスは管１３を
経てクラウス反応炉と多段のクラウス触媒層により構成
されるクラウス硫黄回収装置１４に送られる。クラウス
硫黄回収装置１４は、周知の構成のもので、無触媒式お
よび触媒式の反応器を有し、触媒としてはアルミナ、ボ
ーキサイト、チタニア、ジルコニア、シリカ、ゼオライ
トあるいはこれに熱安定剤として希土類金属あるいはア
ルカリ土類金属の酸化物を含むものが用いられる。反応
温度は無触媒式では１０００〜１５００℃、触媒式では
２００〜３５０℃程度である。クラウス硫黄回収装置１
４では、管１５を経て導入される酸素ガス、空気などの
酸素含有ガスにより、濃縮ガス中のＨ2Ｓの一部が酸化
されてＳＯ2となり、このＳＯ2と残部のＨ2Ｓとが反応
して硫黄となり、この反応によりＨ2Ｓの大部分は硫黄
単体となって管１６から回収される。
経てクラウス反応炉と多段のクラウス触媒層により構成
されるクラウス硫黄回収装置１４に送られる。クラウス
硫黄回収装置１４は、周知の構成のもので、無触媒式お
よび触媒式の反応器を有し、触媒としてはアルミナ、ボ
ーキサイト、チタニア、ジルコニア、シリカ、ゼオライ
トあるいはこれに熱安定剤として希土類金属あるいはア
ルカリ土類金属の酸化物を含むものが用いられる。反応
温度は無触媒式では１０００〜１５００℃、触媒式では
２００〜３５０℃程度である。クラウス硫黄回収装置１
４では、管１５を経て導入される酸素ガス、空気などの
酸素含有ガスにより、濃縮ガス中のＨ2Ｓの一部が酸化
されてＳＯ2となり、このＳＯ2と残部のＨ2Ｓとが反応
して硫黄となり、この反応によりＨ2Ｓの大部分は硫黄
単体となって管１６から回収される。
【００１４】クラウス硫黄回収装置１４からの排出ガス
（オフガス）は、微量のＨ2Ｓ、ＳＯ2、Ｓ、ＣＯＳ、Ｃ
Ｓ2と多量のＣＯ2、Ｈ2Ｏ、残存酸素および空気を酸素
源とした場合にはＮ2が含まれる。このオフガスの温度
は通常１３０〜１７０℃である。クラウス硫黄回収装置
１４からのオフガスは、管１７から加熱炉１８に送られ
るが、同時に第２吸収塔８から管９を経て送られる残余
ガスの全量あるいは一部も加熱炉１８に供給される。
（オフガス）は、微量のＨ2Ｓ、ＳＯ2、Ｓ、ＣＯＳ、Ｃ
Ｓ2と多量のＣＯ2、Ｈ2Ｏ、残存酸素および空気を酸素
源とした場合にはＮ2が含まれる。このオフガスの温度
は通常１３０〜１７０℃である。クラウス硫黄回収装置
１４からのオフガスは、管１７から加熱炉１８に送られ
るが、同時に第２吸収塔８から管９を経て送られる残余
ガスの全量あるいは一部も加熱炉１８に供給される。
【００１５】加熱炉１８は、通常の燃焼バーナを具えた
もので、オフガスおよび残余ガスを燃料と空気中の酸素
による燃焼にて後段の水素化反応に必要な温度まで昇温
を行なう。なお、燃料の燃焼を部分酸化にて行なうこと
により、水素化反応に必要なＣＯ／Ｈ2の製造を行なう
ことも可能である。加熱炉１８はあるいは管１９におい
て 水素化反応に必要な還元剤となるＣＯ／Ｈ2を必要あ
れば添加する。加熱炉１８ の替りに熱交換器を使用す
ることも可能である。
もので、オフガスおよび残余ガスを燃料と空気中の酸素
による燃焼にて後段の水素化反応に必要な温度まで昇温
を行なう。なお、燃料の燃焼を部分酸化にて行なうこと
により、水素化反応に必要なＣＯ／Ｈ2の製造を行なう
ことも可能である。加熱炉１８はあるいは管１９におい
て 水素化反応に必要な還元剤となるＣＯ／Ｈ2を必要あ
れば添加する。加熱炉１８ の替りに熱交換器を使用す
ることも可能である。
【００１６】この加熱ガスは管１９から水素化反応器２
０に送られ、ここで還元触媒の存在下、これに含まれる
ＳＯ2、メルカプタン、Ｓ等の硫黄化合物はＨ2Ｓに還元
される。ここで使われる還元触媒は、Ｎｉ−Ｍｏ、Ｃｏ
−Ｍｏ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｏの酸化物または硫化物であ
り、これらの触媒はアルミナ、シリカ、マグネシア、ボ
リヤ、トリア、ジルコニアなどの酸化物担体に担持され
ていてもよい。還元反応は、１８０〜４５０℃、好まし
くは２５０〜３５０℃の温度範囲で、大気圧下もしくは
２気圧以下の微かな加圧下で行われる。還元用の水素含
有ガスを添加してもよく、先の加熱炉１８での燃焼過程
においてＣＯ／Ｈ2が十分生成しておれば、改めて添加
しなくともよい。ＣＯ／Ｈ2と還元される硫黄化合物と
の混合容積比は２：１〜１５：１、好ましくは３：１〜
８：１が好ましい。
０に送られ、ここで還元触媒の存在下、これに含まれる
ＳＯ2、メルカプタン、Ｓ等の硫黄化合物はＨ2Ｓに還元
される。ここで使われる還元触媒は、Ｎｉ−Ｍｏ、Ｃｏ
−Ｍｏ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｏの酸化物または硫化物であ
り、これらの触媒はアルミナ、シリカ、マグネシア、ボ
リヤ、トリア、ジルコニアなどの酸化物担体に担持され
ていてもよい。還元反応は、１８０〜４５０℃、好まし
くは２５０〜３５０℃の温度範囲で、大気圧下もしくは
２気圧以下の微かな加圧下で行われる。還元用の水素含
有ガスを添加してもよく、先の加熱炉１８での燃焼過程
においてＣＯ／Ｈ2が十分生成しておれば、改めて添加
しなくともよい。ＣＯ／Ｈ2と還元される硫黄化合物と
の混合容積比は２：１〜１５：１、好ましくは３：１〜
８：１が好ましい。
【００１７】水素化反応器２０からの水素化ガスは、数
ｖｏｌ％のＨ2Ｓ、少量のＢＴＸ等の炭化水素、未反応
のメルカプタン、Ｈ2と多量のＣＯ2とＮ2を含み、管２
１から抜き出され、冷却後、第３吸収塔２２に送られ
る。第３吸収塔２２には管２３を経て第２再生塔１１か
らの再生された吸収液の一部がここでの吸収液として供
給されている。この第３吸収塔２２において、上記水素
化ガス中のＨ2ＳおよびＣＯ2の一部が吸収され、残余の
多量のＣＯ2およびＮ2、少量のＢＴＸ等の炭化水素、メ
ルカプタン、Ｈ2、トレース量のＨ2Ｓを含むガスはこれ
の塔頂から管２４に導び出され、このガスはそのまま大
気中に排出されるかあるいは燃焼してスタックに排出さ
れる。
ｖｏｌ％のＨ2Ｓ、少量のＢＴＸ等の炭化水素、未反応
のメルカプタン、Ｈ2と多量のＣＯ2とＮ2を含み、管２
１から抜き出され、冷却後、第３吸収塔２２に送られ
る。第３吸収塔２２には管２３を経て第２再生塔１１か
らの再生された吸収液の一部がここでの吸収液として供
給されている。この第３吸収塔２２において、上記水素
化ガス中のＨ2ＳおよびＣＯ2の一部が吸収され、残余の
多量のＣＯ2およびＮ2、少量のＢＴＸ等の炭化水素、メ
ルカプタン、Ｈ2、トレース量のＨ2Ｓを含むガスはこれ
の塔頂から管２４に導び出され、このガスはそのまま大
気中に排出されるかあるいは燃焼してスタックに排出さ
れる。
【００１８】第３吸収塔２２の塔底からは、Ｈ2ＳとＣ
Ｏ2を吸収した吸収液が管２５を経て第２再生塔１１に
戻され、ここでＨ2ＳとＣＯ2が放散され先の濃縮ガスと
なってクラウス硫黄回収装置１４に送られる。本実施例
では、上記加熱炉１８、水素化反応器２０、第３吸収塔
２２およびこれらに付随する管路によって本発明のテー
ルガス処理装置が構成されている。
Ｏ2を吸収した吸収液が管２５を経て第２再生塔１１に
戻され、ここでＨ2ＳとＣＯ2が放散され先の濃縮ガスと
なってクラウス硫黄回収装置１４に送られる。本実施例
では、上記加熱炉１８、水素化反応器２０、第３吸収塔
２２およびこれらに付随する管路によって本発明のテー
ルガス処理装置が構成されている。
【００１９】このような硫黄化合物の除去方法によれ
ば、クラウス硫黄回収装置１４に導入される濃縮ガス中
のＨ2Ｓ濃度が不純物ガスに比べて高くなり、同伴され
るＣＯ2濃度が低下するため、クラウス反応率が高くな
り、硫黄の回収率も高くなる。また、不純物ガス中のＨ
2Ｓ以外のメルカプタン、ＣＯＳなどの他の硫黄化合物
も最終的にほとんどがＨ2Ｓとされ、これもクラウス反
応により除去されるので、大気中に 排出される排出ガ
ス中の総イオウ含有量は極めて低いものになる。さら
に、不純物ガス中に含まれているＢＴＸなどの重質炭化
水素がクラウス硫黄回収装置１４に導入されることがな
いので、クラウス硫黄回収装置１４で煤が発生すること
がなく、回収硫黄の品質低下および触媒層の閉塞を防止
できる。
ば、クラウス硫黄回収装置１４に導入される濃縮ガス中
のＨ2Ｓ濃度が不純物ガスに比べて高くなり、同伴され
るＣＯ2濃度が低下するため、クラウス反応率が高くな
り、硫黄の回収率も高くなる。また、不純物ガス中のＨ
2Ｓ以外のメルカプタン、ＣＯＳなどの他の硫黄化合物
も最終的にほとんどがＨ2Ｓとされ、これもクラウス反
応により除去されるので、大気中に 排出される排出ガ
ス中の総イオウ含有量は極めて低いものになる。さら
に、不純物ガス中に含まれているＢＴＸなどの重質炭化
水素がクラウス硫黄回収装置１４に導入されることがな
いので、クラウス硫黄回収装置１４で煤が発生すること
がなく、回収硫黄の品質低下および触媒層の閉塞を防止
できる。
【００２０】また、本発明では、第３吸収塔２２の吸収
液として、第２吸収塔８および第２再生塔１１で使用さ
れる水溶液の中から用いることができるが、これらの吸
収液が第２吸収塔８での吸収液と異なる場合は、別途第
３再生塔を設けて、濃縮分離工程とは別系統とする必要
がある。
液として、第２吸収塔８および第２再生塔１１で使用さ
れる水溶液の中から用いることができるが、これらの吸
収液が第２吸収塔８での吸収液と異なる場合は、別途第
３再生塔を設けて、濃縮分離工程とは別系統とする必要
がある。
【００２１】また、本発明では水素化反応器２０よりの
水素化ガスから吸着によりＨ2Ｓを分離してクラウス硫
黄回収装置１４へ戻すようにすることもできる。すなわ
ち、第３吸収塔２２にかえて、吸着塔を設け、活性炭、
あるいはこれに硫化水素と反応しうる化合物の水溶液を
浸漬したもの、アルミナ、酸化鉄、酸化亜鉛などの吸着
剤を充填し、これによりＨ2Ｓを吸着分離するようにし
てもよい。
水素化ガスから吸着によりＨ2Ｓを分離してクラウス硫
黄回収装置１４へ戻すようにすることもできる。すなわ
ち、第３吸収塔２２にかえて、吸着塔を設け、活性炭、
あるいはこれに硫化水素と反応しうる化合物の水溶液を
浸漬したもの、アルミナ、酸化鉄、酸化亜鉛などの吸着
剤を充填し、これによりＨ2Ｓを吸着分離するようにし
てもよい。
【００２２】さらに、クラウス硫黄回収装置１４からの
オフガスがＣＳ2、ＣＯＳを含む場合には、水素化処理
後または水素化処理と同時にアルミナなどの加水分解触
媒に接触させて、これら硫黄化合物をＨ2Ｓとし、これ
を第３吸収塔２２で分離し、クラウス硫黄回収装置１４
に戻すようにしてもよい。
オフガスがＣＳ2、ＣＯＳを含む場合には、水素化処理
後または水素化処理と同時にアルミナなどの加水分解触
媒に接触させて、これら硫黄化合物をＨ2Ｓとし、これ
を第３吸収塔２２で分離し、クラウス硫黄回収装置１４
に戻すようにしてもよい。
【００２３】図２は、本発明の第２の例を示すもので、
図１に示したものと同一構成部分には同一符号を付して
その説明を省略する。このものでは、加熱炉１８以外に
第２加熱炉２６を設け、第２吸収塔８からの残余ガスを
管９を経てこの第２加熱炉２６に送り込み、ここで部分
酸化燃焼によって加熱ならびに還元剤の添加を行い、こ
の加熱ガスを管２７から第２水素化反応器２８に送り、
ここで水素化して硫黄化合物をＨ2Ｓとし、この水素化
ガスを管２９から第３吸収塔２２へ送るものである。
図１に示したものと同一構成部分には同一符号を付して
その説明を省略する。このものでは、加熱炉１８以外に
第２加熱炉２６を設け、第２吸収塔８からの残余ガスを
管９を経てこの第２加熱炉２６に送り込み、ここで部分
酸化燃焼によって加熱ならびに還元剤の添加を行い、こ
の加熱ガスを管２７から第２水素化反応器２８に送り、
ここで水素化して硫黄化合物をＨ2Ｓとし、この水素化
ガスを管２９から第３吸収塔２２へ送るものである。
【００２４】このものでは、クラウス硫黄回収装置１４
からのオフガスとは、別個に残余ガスを加熱、水素化し
ているため、残余ガスの組成に対応した反応条件、触
媒、水素化条件を設定することができるため、硫黄化合
物の排出量をさらに低減できる。
からのオフガスとは、別個に残余ガスを加熱、水素化し
ているため、残余ガスの組成に対応した反応条件、触
媒、水素化条件を設定することができるため、硫黄化合
物の排出量をさらに低減できる。
【００２５】図３は、本発明の第３の例を示すもので、
このものでは、第２水素化反応器２８の後段に第４吸収
塔３０を設け、第２加熱炉２６からの加熱ガスを管２７
から第２水素化反応器２８に送り、ここで水素化したの
ち、管２９から第４吸収塔３０に送り、ここでＨ2Ｓを
吸収し、残余のガスを排出ガスとして管３１から排出す
るものである。第４吸収塔３０には、管３２により第３
吸収塔２２で使用される吸収液が供給され、第４吸収塔
３０でＨ2Ｓを吸収した吸収液は管３３を経て第２再生
塔１１に戻される。
このものでは、第２水素化反応器２８の後段に第４吸収
塔３０を設け、第２加熱炉２６からの加熱ガスを管２７
から第２水素化反応器２８に送り、ここで水素化したの
ち、管２９から第４吸収塔３０に送り、ここでＨ2Ｓを
吸収し、残余のガスを排出ガスとして管３１から排出す
るものである。第４吸収塔３０には、管３２により第３
吸収塔２２で使用される吸収液が供給され、第４吸収塔
３０でＨ2Ｓを吸収した吸収液は管３３を経て第２再生
塔１１に戻される。
【００２６】このものでは、残余ガスの処理とクラウス
硫黄回収装置１４からのオフガスの処理とがそれぞれ完
全に別個に分けられて行われるので、それぞれの組成に
対応した加熱条件、還元条件、触媒、吸収条件等を個々
に細かく設定することが可能となる。このため、排出ガ
ス中の硫黄化合物や炭化水素の含有量は極めて低いもの
となる。
硫黄回収装置１４からのオフガスの処理とがそれぞれ完
全に別個に分けられて行われるので、それぞれの組成に
対応した加熱条件、還元条件、触媒、吸収条件等を個々
に細かく設定することが可能となる。このため、排出ガ
ス中の硫黄化合物や炭化水素の含有量は極めて低いもの
となる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は天然ガ
ス、石油随伴ガス等に随伴する不純物ガスをＨ2Ｓを主
体とする濃縮ガスと残余成分からなる残余ガスとに分離
し、濃縮ガスをクラウス反応により処理し、クラウス反
応のオフガスと残余ガス中の硫黄化合物を水素化してこ
れらガス中の硫黄化合物をＨ2Ｓとし、このＨ2Ｓを分離
してクラウス反応に戻すものである。
ス、石油随伴ガス等に随伴する不純物ガスをＨ2Ｓを主
体とする濃縮ガスと残余成分からなる残余ガスとに分離
し、濃縮ガスをクラウス反応により処理し、クラウス反
応のオフガスと残余ガス中の硫黄化合物を水素化してこ
れらガス中の硫黄化合物をＨ2Ｓとし、このＨ2Ｓを分離
してクラウス反応に戻すものである。
【００２８】このため、不純物ガス中にＨ2Ｓ以外のＣ
Ｏ2などのガスが多量に含まれていても、クラウス反応
に供される濃縮ガス中のＨ2Ｓ濃度を高くでき、クラウ
ス反応率が高くなって硫黄除去率が向上する。また、ク
ラウス硫黄回収装置にはＢＴＸなどの重質炭化水素が持
ち込まれないので、重質炭化水素に起因する煤の発生が
なく、回収硫黄の品質低下、触媒層の閉塞が防止でき
る。さらに、不純物ガス中のメルカプタンなどのＨ2Ｓ
以外の硫黄化合物も最終的にＨ2Ｓに転換され、クラウ
ス反応で除去されるので、大気中に排出される排出ガス
中の総硫黄量をさらに低減できる。
Ｏ2などのガスが多量に含まれていても、クラウス反応
に供される濃縮ガス中のＨ2Ｓ濃度を高くでき、クラウ
ス反応率が高くなって硫黄除去率が向上する。また、ク
ラウス硫黄回収装置にはＢＴＸなどの重質炭化水素が持
ち込まれないので、重質炭化水素に起因する煤の発生が
なく、回収硫黄の品質低下、触媒層の閉塞が防止でき
る。さらに、不純物ガス中のメルカプタンなどのＨ2Ｓ
以外の硫黄化合物も最終的にＨ2Ｓに転換され、クラウ
ス反応で除去されるので、大気中に排出される排出ガス
中の総硫黄量をさらに低減できる。
【図１】 本発明の装置の第１の例を示す概略構成図で
ある。
ある。
【図２】 本発明の装置の第２の例を示す概略構成図で
ある。
ある。
【図３】 本発明の装置の第３の例を示す概略構成図で
ある。
ある。
２ 第１吸収塔 ５ 第１再生塔 ８ 第２吸収塔 １１ 第２再生塔 １４ クラウス硫黄回収装置 １８ 加熱炉 ２０ 水素化反応器 ２２ 第３吸収塔 ２６ 第２加熱炉 ２８ 第２水素化反応炉
Claims (4)
- 【請求項１】 天然ガス等から分離された硫化水素など
の硫黄化合物を含有する不純物ガスを濃縮分離工程に送
り、ここで不純物ガス中に含まれる硫化水素を主体とす
る濃縮ガスと残余成分からなる残余ガスとに分離し、 上記濃縮ガスをクラウス反応工程に送り、ここで硫化水
素を硫黄単体として回収し、 上記残余ガスとクラウス反応工程から排出されるオフガ
スとをテールガス処理工程に送り、ここで必要反応温度
まで加熱し、ついで触媒存在下に水素化してこれらガス
中に含まれる硫黄化合物を硫化水素とし、この硫化水素
を分離して上記クラウス反応工程に戻すことを特徴とす
る天然ガス等に含まれる硫黄化合物の除去方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の除去方法において、上記
残余ガスを第２のテールガス処理工程に送り、ここで必
要反応温度まで加熱し、ついで触媒存在下に水素化して
このガスに含まれる硫黄化合物を硫化水素とし、この硫
化水素を上記クラウス反応工程に戻すことを特徴とする
天然ガス等に含まれる硫黄化合物の除去方法。 - 【請求項３】 天然ガス等から分離された硫化水素など
の硫黄化合物を含有する不純物ガスを、これに含まれる
硫化水素を主体とする濃縮ガスと残余成分からなる残余
ガスとに分離する濃縮分離装置と、 この濃縮分離装置からの濃縮ガス中の硫化水素をクラウ
ス反応により硫黄単体として回収するクラウス反応装置
と、 このクラウス反応装置からのオフガスと上記濃縮分離装
置からの残余ガスとを必要反応温度まで加熱し、ついで
触媒存在下に水素化して、これらガス中に含まれる硫黄
化合物を硫化水素とし、この硫化水素を上記クラウス反
応装置へ戻すテールガス処理装置を設けたことを特徴と
する天然ガス等に含まれる硫黄化合物の除去装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の除去装置において、上記
濃縮分離装置からの残余ガスのみを必要反応温度まで加
熱し、ついで触媒存在下に水素化して、このガス中に含
まれる硫黄化合物を硫化水素とし、この硫化水素を上記
クラウス反応装置へ戻す第２のテールガス処理装置を付
設したことを特徴とする天然ガス等に含まれる硫黄化合
物の除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18521296A JP3602268B2 (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | 天然ガス等に含まれる硫黄化合物の除去方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18521296A JP3602268B2 (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | 天然ガス等に含まれる硫黄化合物の除去方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1028837A true JPH1028837A (ja) | 1998-02-03 |
| JP3602268B2 JP3602268B2 (ja) | 2004-12-15 |
Family
ID=16166842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18521296A Expired - Fee Related JP3602268B2 (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | 天然ガス等に含まれる硫黄化合物の除去方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3602268B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002032810A1 (fr) * | 2000-10-18 | 2002-04-25 | Jgc Corporation | Procede et appareil destines a eliminer un compose sulfure a partir d'un gaz contenant de l'hydrogene sulfure, du mercaptan, du dioxyde de carbone et un hydrocarbure aromatique |
| WO2006106784A1 (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-12 | Nittetsu Mining Co., Ltd. | 硫化水素の処理方法、水素の製造方法および光触媒反応装置 |
| WO2007065765A1 (en) * | 2005-11-04 | 2007-06-14 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for producing a purified gas stream |
| US7644676B2 (en) | 2008-02-11 | 2010-01-12 | Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. | Storage tank containing liquefied natural gas with butane |
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