روش های تولید گوگرد

تولید-گوگرد

روش های تولید گوگرد

به طور کلی سه روش عمده برای تولید گوگرد متداول است:

تولید گوگرد از رسوبات گوگرد عنصری به روش فراش (Frash)، یا سبک سیسیلی که در این روش گوگرد را از رسوبات آهکی گوگرددار استخراج می کنند. فرآیند کلاوس که در این روش پس از زدودن H2S از نفت و گاز طبیعی در پالایشگاه، H2S را در واحد بازیابی گوگرد به گوگرد عنصری تبدیل می کنند. فرایند outokumpu که گوگرد را از پیریت به دست می آورند.

تولید گوگرد

از بین این سه روش، فرآیند کلاوس به دلیل فراوانی گاز طبیعی از یک طرف و همچنین مزاحمت H2S که جدا سازی آن را از گاز طبیعی ضروری می سازد، امروزه متداول تر است.

روش های تولید گوگرد

تولید گوگرد از رسوبات گوگرد عنصری

گوگرد از رسوبات عمیق لایه های آهکی حاوی گوگرد، با فرایند فراش استخراج می شود. در این فرآیند، آب پیش گرم، با دمای حدود ۱۶۵ درجه سانتی گراد، از طریق لوله بیرونی سه لوله هم مرکز به داخل چینه ی لایه لایه ی رسوب منتقل می شود. گوگرد در نتیجه نفوذ آب داغ ذوب می شود. هوای فشرده از داخل لوله مرکزی به پایین تزریق شده، باعث می شود تا گوگرد مذاب از داخل لوله میانی با فشار به سمت بالا هدایت شود. این فرایند تا عمق ۸۰ متر قابل اجراست و تولید یک چاه به میزان ۳۰۰ تن در روز هم می‌رسد. چنانچه رسوبات در عمق کمی قرارداشته و به سطح زمین نزدیک باشد، می توان به استخراج کانه ی گوگرد مبادرت ورزید. این روش تولید گوگرد از کانه های گوگردی با یک فرایند ذوب نیز امکان پذیر است که در آن حرارت لازم با سوزاندن خود گوگرد (روش سیسیلی) تأمین می شود. همچنین تولید گوگرد از کانه های مزبور از طریق تقطیر در دماهای بالای ۴۴۰ درجه سانتی گراد، امکان پذیر است.

تولید گوگرد از H2S

روش تولید گوگرد

منبع دیگر گوگرد، H2S است که عمدتاً در گاز طبیعی، گازهای حاصل از پالایشگاه، گاز سنتز و گازهای خروجی در تهیه کک وجود دارد. H2S از این گازها به روش گازشویی فیزیکی و شیمیایی برای مثال با اتانول آمین استخراج می شود، سپس از مایع جاذب بازیابی و با فرایند متداول کلاوس به گوگرد عنصری تبدیل می شود. در این فرایند تبدیل هیدروژن سولفید به گوگرد عنصری، طی واکنش آن در مقادیر استوکیومتری با هوا یا اکسیژن و حرارت دادن به گاز صورت می گیرد. این واکنش یک واکنش گرمازا بوده که راندمان آن ۶۰ تا ۷۰ درصد است:

H2S+1.5O2→SO2+H2O

۲H2S+SO2→۳S+2H2O

 ۳H2S+1.5O2→۳S+3H2O

ابتدا بر روی گازهای واکنش حاصل از محفظه احتراق در بویلر های حرارت اتلافی، عملیات سرمایش صورت می گیرد تا دما به ۳۰۰ درجه سانتی گراد برسد. سپس در یک راکتور پرشده از یک کاتالیست کبالت مولیبدن با پایه آلومینا، عملیات تبدیل دنبال می شود. حاصل مار بهره ی کلی ۸۵% است. پس از عملیات تراکم و ایجاد گوگرد در دماهای زیر ۱۷۰ درجه سانتی گراد، گازهای واکنش در یک راکتور ثانویه (و در صورت لزوم پس از آن در راکتور سوم) در ۲۲۰ درجه سانتی گراد بر روی آلومینیوم اکسید بسیار فعال، به گوگرد تبدیل می شود. بهره کل در این مرحله به ۹۶ تا ۹۸ درصد خواهد رسید. میزان گوگرد در گازهای مازاد باید از طریق گازشویی تا ۱۰ PPM کاهش یابد. برخلاف روش کلاسیک کلاوس که در آن محتوای اکسیژن در هوا از ۳۰% تجاوز نمی کند، در روش کلاس اکسیژن پایه، میزان محتوای اکسیژن را تا ۸۰% و یا حتی ۱۰۰% افزایش می دهند. این فرایند در مقیاس وسیع صنعتی در سال ۱۹۸۵ میلادی به بهره برداری رسید. از طریق عملیات اختلاط با گاز بازچرخشی حاصل از اولین مبرد گوگرد، می توان از بکار بردن حرارت بیش از حد در محفظه احتراق جلوگیری کرد. این فرایند در مقایسه با فرایند کلاسیک کلاوس این حسن را دارد که از میزان گازهای زائد تا ۳۵% می کاهد.

تولید گوگرد از پیریت

با حرارت دادن به پیریت آهن تا ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد و در غیاب هوا، گوگرد و آهن سولفید مذاب بدست می آید.

 

برگرفته از کتاب گوگرد تألیف دکتر مجتبی شمسی پور

Share this post