Способ очистки газов от сероводорода

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) B 01 D 53 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3425666/23-26 (22) 10.03.82 (46) 07.01.84. Бюл. )) 1 (72) Н.С.Наметкин, В.Д.Тюрин, В.В.Трусов, С.Д.Алексеева и A.Ã.Ëåáåдева (71) Институт нефтехимического синтеза им. A.Â.Òoï÷èåâà (53) 66.074.31(088.8) (56) 1. Коуль А.Л. и Ризенфельд Ф,С.

Очистка газа. М., Недра, 1968.

2. Ильина Л.М., Михайловер M.Â., Ладыжанская T.E. Сероочистка дымовых и отходящих газов на НПЗ, М., ЦНИИТЭНефтехим, 1960, с. 35-36 (прототип). (54)(57) 1.СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ

СЕРОВОДОРОДА путем их контактирования с раствором металлоорганического комплекса в органическом растворителе при повышенной температуре, о тличающийся тем,что,c целью повью«ения эффективност«««процесса за счет снижения энергозатра т, интенсивности коррозии и Использования дешевых растворителей, в качестве металпоорганического комплекса используют. 1«« — ((о-фенилвнметиленамино) †(бензилиденамино) -дижелезогексакарбонил и его пгоизводные общей. формулы р -(О-С6НДСНт NN CHC(,H4 R) «-е) С016, где) -H; P-)(Oy; О -СН О; р -Mezz

P -С6Н,СОО; о-С8; р -Ce,.

2. Способ по п. 1, о тл и ч а юшийся тем, что процесс ведут при 60-80 С .

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве орга нич еск их растворителей исполь зуют бензол или циклогексан.

4. Споcoá по пп. 1 — 3, о т л ич а ю щ и «! с я тем, что, с целью повышения очистки газов, процесс ведут в присутствии кислорода .

10á5029

Изобретение относится к процессам очистки газов от примеси сероводороПа к может найти применение в различных областях химического производства.

Известны абсорбционные способы очистки газов от сероводорода, в которых окисление сероводорода до элементарной серы осуществляют при помощи окислителей и катализаторов, растворенных в поглотитель ных раст- 10 ворах . В исполь зуемом в промышленном масштабе Стретты>орд-процессе сероводорода окисляют до серы антрахинондисульфоновой кислотой в присутствии катализатора метаванадата натрия (1J ° 15

Недостатками этого способа являются значительные энергетические затраты„сложность технологической схемы, образ она ние побоч ных п родукуов °

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и д ос тига емому результату является способ ФИН; в котором в качестве катализатора используют бензоаты калия и натрия, 75 а в качестве органического растворителя полиэткленгликоль 400 (2) .

Недостатками известного способа являются высокие энергозатраты,, обусловленные повышенной температу— рой процесса — 135 С, сильная коррозия аппаратуры, высокая стоимость полиэ тиленгликоля .

Цель изобретения — повы»ение эф4>ективности процесса за счет снижения энергозатрат, интенсивности коррозии и использования дешевых рас тв ори тел ей . !

Поставленная цель достигается тем, что очищают газы от . серово- 40 дорода путем их контактирования с раствором в органическом растворите.ле катализатора разложения сероводорода — ((о-Фениленметиленамино)— (бензолинденамино) -дижелезогексакарбонила к его производных общей формулы (1) -(O-Сбц,РСЦ i lE

Прк этом процесс ведут при б0,80 С.

В качестве органических растворителей используют бензоч кли цкклогексан.

Прич, м процесс ведут в присутствии кислорода с целью повышения, очистки газон.

Физико-химические свойства, структура и синтез используемых в качестве катализатора металлоорганкческкх комппексов tl> — ((0 -Фенкленметкленамино) — (бензклкденамкно) -дижелезо гексакарбонкла и его производных описаны в технической литературе.

При контакте газа с раствором комплекса сероводород, под влиянием карбонильного комплекса железа разлагается на элементарную серу и водород (или воду в присутствии кислорода ):

1а1

HãS — > H,,Si (аС,0 г г — H O i S i

После отделения к промывки получают серу технической чистоты. Если очистка проводится без кислорода, саз далее можно направлять на установку для выделения водорода. Реакционный раствор после отделения серы можно снова использовать для раз". ý>кения сероводорода.

Предлагаемый способ может быть также осуществлен . путем пропускания газа содержащего Н >, через реакционную массу, образовавшуюся при полу ..енин катализатора, т.е. мкнуя стадию его выделения.

Преимуществом предлагаемого способа являе Тс я разложение с еров одорода в отсутствии щелочи .

Выбор нижнего температурного предела проведения процесса (60 С) о обусловлен тем, что прк более низких температурах реакция разложения сероводорода идет с очень низким и скоростями, не приемлемыми для практических целей. Верхний температурный предел (80 C) ограничен температурой кипения используемого каталитического раствора и температурой начала разложения комплекса. B интервале 60-80 С процесс разложения сероводорода идет с достаточно высокой скоростью и высокой степенью конверсии.

В качестве органического растворктеля предложено использовать бензол или циклогексан. Могут быть использованы любые растворктели, в которых растворимы предлагаемые комплексы.

Разложение сероводорода B присутствиики предлагаемы катализаторов .

Пример 1 (в отсутствик кислорода) . В цилиндрический реактор емкостью 250 мп, продутый инертным газом, снабженный водяной рубашкой и магнитной мешалкой, загружают

100 мл бензола и 1 r (0,00205 моль)

)(1 — ((О -Фениленметиленамино) †(бензилиденамино)) †дижелезогексакарбонила, полученного по следующей методике: в трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, термометром и трубкой для вводга кнертного газа, помещают 10,0 г (0,0204 моль) бензальазкна, 31,0 г (0,0б12 моль) тркжелезододекакарбонила и 700 мл циклогексана и смесь нагренак>т на

1065029

Пример

Соединение моль без с возвоз- духом духа безс воздухомм воздуха

0,0460

0,0470

0,0472

1,0 . 0,002 802 1032 0,036

1/2

4/5

6/7

8/9

10/11

12/13

14/15

0,035

0,036

781 1047

799 . 1051

1,34

1,15

0,0463

0,0430

0,04 27

0,043Г

0,033

0,032

0,031

0,032

750 1032

7.10 956

1,46

701 975

709 957

УП водной бане при 80ОС при перемешивании на магнитной мешалке 18 ч.

Через трубку, опущенную в раствор, подают сероводород со скоростью

35-40 мл/ч при 600С и активном перемешивании. Реакцию проводят 22 ч, пропуская за это время 802 мл (0,0358 моль) сероводорода. На выхоце хроматографически обнаружен водо род (детек тор — катарометр; колонка иэ нержавеющей стали длиной 3 м и циаметром 3 мм, заполненная активированным углем; температура 50ОС; газноси тель — а зот. со ск орос тью

30 мл/мин) . Реакционный раствор фильтруют, остаток после удаления растворителя от фильтрата многократно промывают петролейным эфиром, получают 1, 01 г (0 ; 031 5 r-а том) элементарной серы технической чистоты. Конверсия сероводорода 88%, 15, 75 моль на. 1 моль катализатора.

Реакционный раствор после удаления серы можно снова использовать для разложения Н 5.

Пример 2{в присутствии кислорода) . В условиях примера 1 в реак= тор подают смесь 1:1 по объему сероводорода и воздуха со скоростью

160-170 мл/ч 3a 14 ч реакции пропускают 1032 мл (0,046 моль) Н 5 и выделяют 1,42 r (0,044 г-атом) элементарной серы. Конверсия сероводорода

95,4%, 22,0 моль на 1 моль катализатора. Реакционный раствор после отделения серы можно снова использовать для разложения сероводорода.

Пример 3 (без выделения катализатора) . В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильникам, термометром и трубкой для ввода инертного га эа, помещают 10, 0 г (0,0204 моль). бензальазина, 31,0 r

1(0,0612 моль) трижелезододека,карбонила и 700 мл циклогексана и смес нагревают на водяной бане при 80 С при перемешивании на магнитной мешалке 18 ч. Через реакционную массу, не выделяя образовавшийся (ч — ((0-фениленметиленамино) †(бензилинденамино)) -дижелезогексакарбонил, пропускают сероводород со скоростью

35-40 мл/ч при 80 С и перемешивании.

3а 22 ч пропускают 808 мл

)() (0,0358 моль) сероводорода. Реакционный раствор фильтруют, остаток после удаления растворителя многократно промывают петролейным эфиром, получают 1,02 г (0,0315 г-атом) элемен15 тарной серы технической чистоты..

Конверсия сероводорода 88%,15,75 моль на 1 моль катализатора.

Пример ы 4-15. В условиях, аналогичных примерам 1 и 2 пров едены опыты с другими катализаторами, с производными p †((О-фениленметилен.амино) †(бенэилиденамино)) -дижелеэогексакарбонила.

Результаты опытов приведены- в таблице.

Полученные результаты показывают, что степевь очистки газа, определяемая конверсией сероводорода, составляет 83,5-88,0% без кислорода и 89,9 — 95,4% в .присутствии кислорода (остальное до 100% приходится на непревращенный сероводород) .

Возможность проведения предложенного процесса при относительно низких температурах 60-80 С позволяет

0 соответственно снизить энергозатраты, а также обеспечивает уменьшение скорости коррозии в 2,5 раза. Предложенный способ позволяет отказаться от дорогостоящего полиэтиленгликоля, заменив его широкоприменяемыми бензолом и дихлоргексаном.

Пропущено серов одорода мл моль

1065029

Продолжение таблицы

При-, мер

Количество серы, ат на 1 моль к омпл ек са олучено серы г г-атом

----Г-— без с !без воэ воз воз духа ду- уха хом

С возбез воздуха с воздухом духом

88,0

86,2

87,6

86,0

82,4

83,5 84,6

i/2

4/5

6/7

8/9

10/11

12/13

14/15

22,0

1,01 1,42 О, 0315 О, 044 15,75

0,95 1,43 0,030 0,043 14,90

1,01 1,42 0,031 0,044 15,40

0,92 1,40 0,029 0,043 14,43

0,83 1,25 0,026 0,038 12,35

95,4 93, 5

93,8

9g >3

89,9

91,8

91,2

21,7

21,9

21,4

19,2

19,8

0,026 0,040 13,00

О, 027 О, 039 13,3

0,83 1,30

0,85 1,27

19,5

/1J

j{o-фениленметиленамино) — (бен зилиденамино)) -дижелезогексака рбонил; (((р-нитро-О -фениленметиленамино) — ((-нитробензилид енамино)) -дижелеэогексакарбонил; ((О-метокси-О-фениленметиленамино) †(o-метоксибензилиден-. амино)) -дижелезогексакарбонил;

I((-диметиламино-О-фениленметиленамино) †(p-äèìåòêëåíàìèíðбензилиденамино)) -дижелезогексакарбонил; (($-фенилкарбокси-О-фенилe eтиленамино) †($-ôåíèëêaðáoêcèбензилиденамино)) -дижелеэогексакарбонил; ({ о хлор-О-фениленметиленамино)(Q хлорбен 3илиденамино)) -дижелезогексакарбонил;

1 (p-õëðp-О-фениленметиленамино) — (р-хлорбен эилиденамино))— дижелезогекса карбонил, "1i»П рl vpСоставитель,Л. Быхов ер

Редактор Т.Веселова Техред М. Гергель Корректор И.Муска

Заказ 10956/8 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откры{тйй

113035, Москва, .Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4