Способ получения элементарной серы из сероводородсодержащих газов

 

Изобретение относится к химии неорганических соединений серы, более конкретно - к способу получения элементарной серы каталитическим окислением сероводорода кислородом, диоксидом серы или их смесями при возможном присутствии в смеси диоксида углерода, сероокиси углерода метана и водяных пароа (Делью изобетения является ловьаиение производительности процесса и упрощение его. В процесе используется бифункциональный меднованадиевый катализатор. мас%: СиО -1 - 5, V О - 5 - 15. остальное - носитель А1 О . SiO . алюмосиликат) при температуре 250 - 400° С. Изобретение позволяет повысить производительность по сере до 81.6 - моль серы (S ) и по гидролизу COS до 3.45 г - мопь COS с 1 л катализатора в i ч по сравнению с существующим способом, дающим соответстаенно 70 г - моль серы (S ) и 0.78 г -моль гидролизованного COS с 1 л катализатора в 1 ч. 1 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОцттАлттстических РеспуБлик

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 41 f 4038/26 (22) 02.09.86 (46) 15.11.93 Бюп Ию 41 — 42 (71) Институт катализа CO АН СССР. Специальное конструкторско-технологическое бюро катализаторов Министерства химической промышленности

СССР (72) Маршнева В.И.; Мокринский В.В.; Дубков КА;

Соколовский ВД; Бакаев АЯ:, Бараковских Т.В. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ

СЕРЫ ИЗ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ (57) Изобретение относится к химии неорганических соединений серы, более конкретно — к способу получения элементарной серы каталитическим окислением сероводорода кислородом, диоксидом (19> Я иа 1393324 А1 (51) 5 С01317 04 Â01J23 84 серы или их смесями при возможном присутствии в смеси диоксида углерода, сероокиси углерода метана и водяных пароа Целью изобетения является повышение производительности процесса и упрощение его. В процесе используется бифункциональный меднованадиевый катализатор, мас%: СиΠ— 1 — 5, V 0 — 5 — 15, остальное — носитель А! 0, 2 в

SiO, алюмосиликат) лри температуре 250 — 400 (;.

Изобретение позволяет повысить производительность по сере до 816- моль серы (S ) и по гидро1 лизу COS до 345 r - моль С0$ с 1 л катализатора в

1 ч по сравнению с существующим способом, дающим соответственно 70 г — моль серы (S ) и 0.78 г ! — моль гидролизованного COS с 1 л катализатора в

1 ч. 1 табл.

1398304

50 Изобретение относится к химии неорганических соединений серы, более Koí«ðåòно — к способу получеиия элементарной серы каталитическим окислением сероводорода кислородом, диоксидом серы или их смесями при возможном присутствии в смеси сероокиси углерода, диоксида углерода, метана и водяных паров. !

Целью изобретения является повыше.ние производительности процесса и упро щение его при переработке газов, ,содержащих сероокись углерода, Способ заключается в том, что серово дородсадержащие газы подвергают окисле-!

:нию кислородом или диоксидом серы или их смесью при атмосферном давлении, температуре 250-400 С в присутствии медно-ранадиевого катализатора, содержащего. мас,%: оксид меди (II), 1--5, пенгоксид ванадия 5-15, остальное — носитель.

В качестве носителей могут быть использованы силикагель, оксид алюминия и алюмосили«аты.

Катализаторы готовят последовательной прапиткой носителя или путем его смеше ия с водными растворами солей, содержащих медь в концентрациях 0,060,36 г-атома в литре и ванадий в концентрациях 0,14 — 0,70 г-атома в литре, Катализаторы сушат при 100-120 С и прокаливаюг в кислороде или воздухе при 450—

500 С в течение 4-6 ч.

Введение более 5 мас.% CUO в катализатор в указаннолt методе приготовления приводит к медленной дезактивации катализатора, За сутки превращение HzS сни>кается с 63,7 до 47,0%, а выход серы падает с

39,1 до 30,1%. Здесь и далее сопоставление проведено при обьемной скорости 36000 ч ", размере зерна катализатора 0,5-1,0 мм, времени испытания 24 ч и составе смеси, об,%: Н2$2, SOz 1, 02 1, Hz0 20.

Введение СиО 0,5 мас.%, при содержании Ч205 10 мас.% так>ке вызывает медленную дезактивацию катализатора, За сутки степень превращения Н2$ падает с 88,7 до

60,2%, а выход серы — с 58,6 до 37,6%.

Введение VzOg менее 5 мас,% в катализатор, содержащий Си0 3 мас,%, приводит к получению малоактивного и нестабильного катализатора, Так, в случае катализатора

СиОз мас,%, Ч205 4 мас.% степень превращения HzS падает эа сутки с 80,5 до 25,2%, а выход серы — с 58,2 до 13,1%.

Полное удаление пентоксида ванадия из катализатора приводит к резкому снижению активности и стабильности. ТВК, ката5

45 лиэатор, содерх<ащий СиО 5 мас.% за SIOz за сутки снижает степень превращения HzS с 9,7 до 6с9%, а выход серы — с 5.1 до 3,6%.

Использование содержания VzOg свыше 15 мас.% не снижает качества катализатора, однако нерационально из-за его удорожания.

Получение серы путем окисления сероводорода кислородом, диоксидом серы или их смесью и гидролиэ COS проводят в термостатированной проточной установке с неподвижным слоем катализатора при атмосферном давлении в интервале температур 250 — 400 С. При более низких температурах может происходить отложение серы на катализаторе. Более высокие температуры невыгодны с точки зрения равновесия процесса Клауса, При испытаниях варьируют состав смеси, обьемную скорость и температуру.

Состав исходной и конечной смеси анализируют методом газовой хроматографии, Пример, Катализатор, содержащий

Си0 2 мас,% и VzOs 10 мас.% на алюмосиликате, включающем А40э, 30 мас. %. получают последовательной пропиткой солями ванадия VOSO< и меди Cu(NOg)z, сушат при

120 С и прокаливают при 450 С в кислороде в течение 4 ч.

Переработку исходных газов осуществлгнот на катализаторе. полученном вышеописанным способом, при 250 — 400 С, меняя как состав исходного газа, так и состав катализатора.

Результаты опытов представлены в таблице.

Как видно из данных таблицы, предлагаемый способ получения элементарной серы из сероводородсодержащих газов путем окисления сероводорода кислородом, диоксидом серы или их смесями при возможном присутствии CÎz, CÎS, СН4, и паров Н20 позволяет существенно увеличить производительность по сере и по гидролизу COS эа счет применения бифункционального медно-ванадиевого катализатора. Предлагаемый способ не требует отдельного процесса гидрирования при наличии s смеси С0$, тем самым упрощает его.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет значительно сократить количество активного компонента катализатора и заменить редкий и дорогостоящий оксид висмута на доступный и дешевый оксид меди, (56) Патент США N-"4432961, кл, С 01 В 17/52, 1984.!

398304

LA СО С Ch 3 { . LA С ) О

8 и

J3

Ф

Ch Сб Ю СЧ C»»O ц) С » 1СО t O n eO 1; С»О

01» t С Э С"Э С Э С» ( к

LD с»

Ор z

ОО ОО

ОО ОО

С Э С") О О

ОО СЧСЧ ч — 1«. 1«

О О ОО O ОО ОО

О О ОО О ОО ОО

О О QO O ОО С )С ) CD CD hl CV СЧ N СМ OO

С » С0 - - t I t

О О ОО. О ОО ОО ОО ОО

LA LA LA{A lA LALA {ЛLA . OO LA LA

С4 C4 С ) С 7 CV СЧ СМ С Ъ С ) Ф Ct CV СЧ v

Фо

ЩЩ

Е

»- F

l I I I I t 1 I I СМ CV о о! I I 1 1 I - - - - 1

О О 1 О ОО ОО ОО ОО

N СМ N СМ СЧ СЧ CV СЧ СМ A СЧ

I 1 I I I I - " " - (1 а м т- — е — !.. а — ч — ч—

СМ СЧ СЧ СЧ A C4 N I СЧ CV СМ С4 о

Ф о

:в. МЪ д ..э. сО с с счЩ Б

»- >

О . О О

О О

1- N О 1Сi I a. сО (чс

O »0 0 с u cn c!

S о

Щ СС»

Д р 1 ОЩ

С!» Ф М т

S0 о с

Е:{ . 67

О Щ

S л

0 c.o. a

c o x 6)

К

О

Ф

Х

О

Щ

1О

О о

О

Щ

Е

О.

О

1Щ

Щ

1

Щ

1Щ

ЬС

< о

Ф

О

2 о

) Щ

1»

О

О

Оо

О (Л

СЧ

О

- «C

Ф о о3 р, 1

О О

% о

{ МЪ

0 <ц

c %.Ф. О

О О

° -.Щ l 1 Р

Cg l {" O

cu {n О{С»

1 «о.!

ООсс

«ЭЯО "»

{.) <{ {,»

ССЪ

Ф Ф

0 О

X .ю "» л

С 1:» C„CC» (× Щ

О О

О- О

1 1

CA U V) О О

X и» сО Я СЧ

3» р

0С ) I

0 1 с ѻѻ

О Р 4

С: С.Э <

О

О

Z с»

CV

) Q

- о

СЧ о

ОО 0

«» СЧ ос< {::

1398304 формула изобретен"

Составитель Л.Темирова

Техред М,Моргентал Корректор М.Шароши

Редактор Е.Полионова

Заказ 3244

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Про изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

СПОСОБ ПОЛУЧГНИЯ ЭЛЕМЕНТАР-.

НОА СЕРЫ ИЗ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ окислением их кислоро- . дом или диоксидом серы или их смесью при повышенной температуре в присутствии ванадийсодержащего катализатора, нанесенного на носитель, отличающийся тем что, с целью повышения производительности процесса и упрощения его при. реработке газов, содержащих сероокись углерода, процесс ведут при 250 - 400 С на меднованадиевом катализаторе, содержащем, мас.$: оксид меди (И) 1 - 4, пентоксид ванадия 5 - 15. остальное - носитель.