Способ получения серы

 

О П И C А Н И Е 389656

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

M. Кл. С 01Ь 17/04

Заявлено 12 1.1971 (№ 1612043/23-26) Приоритет 21.1Х,1970, № 7013902, Нидерланды

Опубликовано 05.Ч11.1973. Бюллетень № 29

Комитет по делам

УДК 661.217(088.8) изобретений и открытий ври Совете Министров

СССР

Дата опубликования описания 2.Х.1973

Авторы изобретения

Иностранцы

Арие Кор Плиет и Корнелис Оверкерк (Нидерланды) Иностранная фирма

«Шелл Интернационале Рисерч Маатсхаппий Н.В.» (Нидерланды) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРЪ|

Изобретение относится к способу получения серы из сероводородных газов.

Известен способ получения серы из сероводородных газов путем сжигания кислых газов, содер>кащих Нас1, досернистого ангидрида, который смешивают с оставшимся газом и пропускают через катализатор в две или три стадии с промежуточной конденсацией образовавшейся серы. При этом отходящие газы после последней стадии контактирования содержат 0,05 — 0,5% ЯОа, НаЯ, S, COS u СЯа.

С целью уменьшения содержания серниcTbIx соединений в отходящих газах и увеличения выхода целевого продукта предлагается отходящие газы после последней стадии контактирования одновременно или последовательно при температуре выше 175 C пропускать через катализатор реакции восстановления, содержащий один из металлов Vl и/или Ч111 группы на неорганическом окисном носителе в присутствии водорода и/или окиси углерода и через катализатор реакции превращения сероокиси углерода и сероуглерода в сероводород с последующим извлечением образовавшегося сероводорода сорбцией.

Катализатор реакции восстановления SO и/или S до НаЬ обычно содержит металлы

ЧI группы, например молибден, вольфрам, хром, и!или металлы VIII группы, например железо, а также окись алюминия в качестве окисного носителя.

Металлы VI и Ъ III групп желательно .использовать в виде сернистых соединений при

180 †3 С.

Катализатор реакции превращения COS u

CS в H S содержит предпочтительно окись алюминия, боксит, активированную,глину, фосфат алюминия, окись торпя и/нли хлорнд магния.

Отходящие газы восстанавливают при

130 — 350 С и атмосферном или повышенном давлении, при объемной скорости 500—

10000 л отходящих газов на 1 л катализатора в 1 час. Образуютцийся сероводород поглощают из газов чаще всего активированным углем или водным раствором амина или алканоламина, карбонатами щелочных металлов, применяемых иногда в смеси с трехокисью мышьяка, селеновой, теллуровой

25 кислотой, фосфатом калия.

Установлено, что прп температуре выше

180 С наличие элементарной серы в газовой

389656 на водороду. Если в отходящих газах процесса Клауса содержится также элементарная сера, то требуемое количество водорода и/или окиси углерода можно пересчитать на

5 элементарную серу в процентах SO>.

Отходящие газы, освобожденные от сернистых соединений и состоящие главным образом из азота и двуокиси углерода, а также небольших количеств водорода и следов сер10 нистого водорода, можно удалять в атмосферу. При желании эти газы можно вначале с>кигат ь обычным способом, а затем направлять в дымовую трубу.

П р и м ер 1. Восстанавливают синтетиче15 ский отходящий газ процесса Клауса, содержащий (об. %):

ЯОг Различные количества

Нг 0,5 — 0,6

СО 0,3 — 0,4

20 НЯ 1,2

COS 0,1

1 1 г Остальное на предварительно сульфиди рованном катализаторе.

Катализатор (размер частиц 0,5 — 0,6 мм или 50 — 60 меш), содержащий 3 вес. ч. Со, 13,4 вес. ч. Мо и 100 вес, ч. А!гОз, нагревают до 375 С в течение 4 час, сульфидируют при

30 температуре 375 С и давлении 10 кг/смг смесью водорода и сероводорода, содержащей 12,5 об. % сероводорода, охлаждают до

100 С, непрерывно подавая смесь, содержащую сернистый водород, затем пропускают

35 голько водород и восстанавливают отходящие газы процесса Клауса смесью водорода и окиси углерода. Обьемная скорость отхоnÿùèõ газов, смешанных с газом-восстановигелем, 1700 л на 1 л катализатора в 1 ÷àñ.

40 Полученные результаты приведены в табл. I.

Таблица 1

Конверсия, %

Температура реакции, С

Содержание

SO в газовой смеси, об. %

Содержание SO после восстановления, об.

СО

Н, Н,+СО

34

27

53

0,17

0,17

0,36

0,36

222

280

100

<0,001

<О, 001

<0,03

<О, 001

Пример 2. Синтетический отходящий газ процесса Клауса, содержащий кроме двуокиси серы и сернистого водорода небольшое количество сероокиси углерода и газообразную элементарную серу, восстанавливают во- 45 дородом при 220 С на том же катализаторе

Со/Мо/А1гОз, что и в примере 1. Отходящий газ пропускают вместе с водородом с объемной скоростью 1400 л на 1 л катализатора в 1 час. Состав газовой смеси перед и после восстановления приведен в табл. 2. фазе не влияет на активность применяемого катализатора.

При использовании в качестве адсорбента активированного угля сорбцию проводят при

20 †1 С и объемной скорости 750 †20 л газа на 1 л активированного угля в 1 час.

Применяемые сорбенты регенерируют, а выделившийся сероводород вновь используют на установке Клауса. Одновременное контакти рование отходящих газов с двумя катализаторами можно, осуществить, применяя смеси катализаторов в неподвижном слое носителя. С другой стороны, оба катализатора можно поместить в одном реакторе в виде двух или более отдельных слоев, расположенных на различных уровнях, в зависимости от объемной скорости газа, В качестве газов, содержащих водород и/или окись углерода, можно использовать газы, содер>кащие оба компонента, например городской, водяной и синтетический газ.

Можно применять также чистый водород или чистую окись углерода, обогащенные водородом газы или газовые смеси, такие, как отходящие газы с установки каталитического риформинга, газы, образующиеся при получении водорода или насыщенных серных газов из нефти.

Предпочтителен газ, содержащий по крайней мере 20 об. % водорода или эквивалентное количество водорода и/или окиси углерода. Водород или водородсодержащий газ применяют в таком количестве, что отношение водорода к двуокиси серы составляет

3: 1 — 15: 1, предпочтительно 3,5: 1 — 8: 1.

Указанные пределы сохраняются и при применении смесей восстановительных газов, содержащих водород и окись углерода, а также при применении одной только окиси углерода, так как окись углерода эквивалентОбщая конверсия в пересчете на количество израсходованного водорода 45%.

Пример 3. Отходящий газ процесса

Клауса, содержащий 0,17 об. % двуокиси серы, 1,2 об. % сернистого водорода и

-0,1 об, %,ñåðîîêèñè углерода, пропускают вместе с водородсодер>кащим газом над тем же катализатором, что и в примере 1, при

222 С и объемной скорости 1700 л íà 1 л катализатора в 1 час.

389656

Таблица 2

Содержание, о

Состав газа после восстановления перед восстановлением

0,18

0,018

1,5

29

1,3

0,05

Остальное (0,032

0,8

1,7

0,05

Остальное

SO, Зв

Н,О

Иг5

COS

1 1 г

Составитель Л. Темирова

Техред Т. Миронова

Корректоры: Е. Сапунова и Л. Орлова

Редактор Т. Шарганова

Заказ 2704,17 Изд. № 790 Тираж 523 Подписное

Ц11ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 1К-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Состав газа после восстановления (об. % ):

FI2S 1,3

C0S 0,1

СО, 1,5

112 1,0

Н20 36

1 1 2 Остальное.

Газ указанного состава пропускают при

223 С над слоем активированной окиси алюминия (размер частиц 0,3 — 0,6 ми) для гидролиза сероокиси углерода. При объемной скорости газа 20000 л на 1 л катализатора в 1 час конверсия сероокиси углерода 80%, а при объемной скорости в два раза меньшей она составляет 95%.

Пример 4. После гидролиза сероокиси углерода газ, содержащий сернистый водород главным образом в форме соединения серы, контактируют с активированным углем (размер частиц 3 л н, удельная поверхность

1200 н2/г, плотность 0,42, объем пор 0,60 ил/г) при 120 С, объемной скорости 910 л газа на

1 л катализатора в час. Адсорбция сернистого водорода 98%.

Предмет изобретения

1. Способ получения серы из сероводородных газов путем сжигания их с последующим взаимодействием полученного сернистого ангидрида с сероводорсдом в несколько стадий в присутствии катализатора и конденсацией образовавшейся серы, отличающий ся тем, что, с целью уменьшения содержания соединений серы в отходящих газах и увеличения выхода целевого продукта, отходящие газы, содержащие серу, сернистый ангидрид, сероокись углерода и сероуглерод, после последней стадии контактирования одновременно или последовательно при температуре выше

175 С пропускают через катализатор реакции восстановления, содержащий один пз металлов VI и/или VIII группы на неорганическом окисном носителе в присутствии водорода и/и IH окиси углерода и через катализатор реакции превращения сероокисн углсро <а и сероуглерода в сероводород с последующим извлечением образовавшегося

20 сероводорода сорбцией.

2. Способ по п, 1, отличающийся тем, что катализатор реакции восстановления сернистого ангидрида и/или серы в сероводород содержит металлы Л группы, например молибден, вольфрам, хром, и/или XУП1 группы, например железо, а также окись алюминия в качестве окисного носителя.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что металлы Vl u VIII группы используют в виде сернистых соединений при 180 †3 С.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что катализатор реакции превращения сероокпсп углерода и сероуглерода в сероводород содержит окись алюминия, боксит, активированную глину, фосфат алюминия, окись торин и/или хлорид магния.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сорбцию образовавшегося сероводорода осу40 ществляют активирсванным углcì или Boдпым раствором амина плн алкаполампна.