СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ Российский патент 2000 года по МПК C01B17/04 B01D53/48 

Изобретение относится к нефтехимической и газовой промышленности, а конкретнее к способу очистки газов от серосодержащих соединений.

Изобретение может найти применение при добыче и переработке низко- и среднесернистых природных газов, при очистке попутных нефтяных газов, образующихся при добыче и переработке сернистых нефтей, при очистке коксовых и сланцевых газов, а также выбросов химических производств, в том числе вентиляционных, например, при производстве целлюлозы.

В настоящее время для очистки газов от сернистых соединений находит применение метод прямого гетерогенно-каталитического окисления сероводорода кислородом до элементарной серы. При использовании этого метода достигается высокая степень очистки исходных газов при достаточно низких энергозатратах (по сравнению с сорбционными методами очистки), а также обеспечивается получение целевого нетоксичного продукта - элементарной серы.

Известен способ очистки сероводородсодержащего газа, осуществляемый путем окисления сероводорода на пористом катализаторе, имеющем вид черенков, выполненном на основе оксидов ванадия (≈7 мас.%) и висмута (≈8-20 мас.%), нанесенных на пористые огнеупорные оксиды алюминия, кремния, титана, циркония. Средний диаметр пор катализатора составляет 200 (Пат. США 4444908, В 01 J 23/14).

Этот способ обеспечивает степень превращения сероводорода не более 95% (t = 220-270^oC), что не может считаться достаточным, так как не обладает экологической надежностью в связи с необходимостью осуществления дополнительной доочистки газа от сероводорода.

Известен также способ очистки газа от сероводорода путем газофазного окисления сероводорода на катализаторе черенковой формы, представляющем собой диоксид титана (6,95-25,3 мас.%), нанесенный в виде слоя на фаянсовый алюмосиликатный носитель (а.с. СССР 882589, В 01 J 23/76). При осуществлении окисления при температуре 200^oC степень превращения сероводорода составляет только 81%, а при проведении процесса в более высокотемпературном режиме - более 250^oC, степень превращения сероводорода составляет 95%.

Таким образом, указанный способ технологически сложен, сопряжен с повышенными энергозатратами и при этом не обладает экологической надежностью.

Известен также способ очистки газов от сероводорода путем гетерогенного окисления (t=200-265^oC) последнего на катализаторе нанесенного типа, содержащего оксид никеля (0,1-25,0 мас.%), оксид алюминия (0-10 мас.%), нанесенные на диоксид титана (а.с. ФРГ 3332563, В 01 J 23/76). Указанный способ даже при использовании двухстадийной схемы не позволяет увеличить степень очистки свыше 97,37%.

Известно также селективное окисление серосодержащих соединений до элементарной серы с целью очистки содержащих эти соединения газов при использовании нанесенного пористого катализатора с удельной поверхностью менее 20 м²/г. Этот катализатор содержит носитель, выполненный из α-оксида алюминия и 5-20 мас.% оксидо-железо-хромового активного компонента (заявка N EP 024920, 28.10.87, кл. В 01 D 53/36). Окисление осуществляют при температуре 210-270^oC, степень очистки составляет 90%. Указанный способ не обеспечивает глубокую очистку исходного газа, достаточную для дальнейшего его использования в технологических процессах или в качестве топлива без загрязнения окружающей среды.

В соответствии со способом (Международная заявка WO 84/04700, В 01 J 23/86) исходный газ, содержащий сероводород или меркаптаны, смешивают с кислородом в количестве, обеспечивающем соотношение кислород : сернистое соединение, равное (0,5-50):1. Затем подают образованную смесь на слой катализатора, где при температуре 120-300^oC происходит окисление сернистых соединений до элементарной серы или дисульфидов. Слой катализатора образуют элементами, (имеющими вид черенков, шариков, колец), содержащими в качестве активного компонента оксиды кобальта или никеля, или марганца, или меди, или цинка, или титана, или железа, или хрома. Этот способ наиболее близок к заявляемому по технической сущности и принимается в качестве прототипа.

Степень очистки, обеспечиваемая указанным способом, составляет 96-99%. Однако при осуществлении процесса очистки длительное время используемый катализатор теряет свою активность, и степень превращения сернистых соединений в элементарную серу уменьшается. Возникает необходимость в регенерации катализатора, что резко усложняет процесс очистки и делает его экологически ненадежным в связи с тем, что проведение регенерации любым известным способом связано с повышением температуры и выбросом газов регенерации в атмосферу после сжигания их на факеле.

Известный способ предусматривает возможность очистки газов в течение 3000-5000 часов без изменения высокой степени превращения, однако процесс при этом необходимо вести при температуре 250-300^oC, то есть при этом необходимо нагревать исходный газ, обычно имеющий температуру 150-200^oC, что представляет обычно сложную технологическую задачу, резко ухудшая при этом технико-экономические показатели, увеличивая, в частности затраты на очистку.

Кроме того, указанный способ не пригоден для очистки газов низкого и высокого давления, так как при низких давлениях не удается пропустить газ через слой катализатора, а при давлении выше 1,08 МПа усиливается конденсация образующейся серы на поверхности катализатора, что приводит к снижению активности катализатора, и, следовательно, степени очистки.

Задача, решаемая изобретением, - упрощение процесса очистки газов от сернистых соединений при его экологической надежности.

Это достигается тем, что в известном способе очистки газов от сернистых соединений, заключающемся в окислении сернистых соединений кислородом в слое оксидного катализатора до серы и/или дисульфидов, последующем отделении конденсируемых продуктов от очищенного газа, согласно предлагаемому способу окисление сернистых соединений осуществляют в слое катализатора, содержащего от 5 до 100 мас.% активного компонента, и представляющего собой монолитный блок, собранный из отдельных пористых элементов со сквозными каналами, причем не менее 50% пор, содержащихся в названных элементах, имеют размер от 1000 до 5000 а объем пор составляет 0,15-0.5 см³/г.

Согласно заявляемому изобретению, целесообразно очищаемый газ направлять в слой катализатора сверху вниз, при этом сквозные каналы пористых элементов катализатора сориентированы в направлении подачи очищаемого газа, а окисление сернистых соединений осуществлять на катализаторе, содержащем, мас.%: 20-75 Fe₂O₃ и 25-80 Cr₂O₃ и, возможно, дополнительно содержащем в качестве активного компонента 1,5-25,0 CaO, или NiO, или ZnO или TiO₂ или CuO, или MnO₂ в массивном виде или на любом известном носителе катализатора или на катализаторе, содержащем в качестве активного компонента, мас.%: 2-6 V₂O₅, или 5-20 Sb₂O₅, остальное - носитель, или на катализаторе, содержащем в качестве активного компонента, мас.% 10-20 MgCr₂O₄, или 10-20 CuCr₂O₄, или 10-20 CuMgCr₂O₄, остальное - носитель, который содержит по крайней мере один тугоплавкий оксид металла и/или алюмосиликат, и/или активированный углерод, либо выполнен из металла.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что окисление удаляемых сернистых соединений проводят в слое катализатора, представляющего собой монолитный блок со сквозными каналами, и не менее 50% пор имеют размер от 1000 до 5000 , а объем пор составляет 0,15-0,5 см³/г, при этом содержание активного компонента катализатора составляет от 5 до 100 мас.%.

Известны технические решения, в которых очистку газов от сернистых соединений осуществляют на катализаторе, имеющем форму черенков, колец или шариков, содержащем в качестве активного компонента оксиды железа, хрома, марганца, меди, титана, кобальта, никеля, однако катализаторы, имеющие указанный состав активного компонента, не обеспечивают экологическую надежность процесса очистки, и процесс очистки являются сложным, многостадийным, причем степень очистки не превышает 95%. тогда как заявляемое решение обеспечивает степень очистки, равную 99%, при экологической надежности процесса, возможности осуществлять очистку без регенерации катализатора в течение 10000-16000 часов при более низкой температуре.

Заявляемый способ основан на методе прямого гетерогенно-каталитического окисления сернистых соединений кислородом до элементарной серы и или дисульфидов. В качестве газов, которые могут быть подвергнуты очистке с применением заявляемого способа можно назвать:
1. Природные газы следующего состава:
H₂S - 0.1 - 5 об.%, меркаптаны (RSH) - 0,1-0,7 об.%
COS - 0.01 - 0.2 об.%
CO₂ - 1,0 - 5 об.%
CH₄ - 70 - 85 об.%
углеводороды C₂-C₅ - остальное. T = 10-60^oC.

2. Газы регенерации образующиеся при сорбционной очистке природных газов следующего состава:
H₂S - 0.1 - 1.0 об.%, меркаптаны (RSH) - 0,2 - 5,0 об.%
COS - 0.05 - 1.0 об.%
CO₂ - 1,0 - 8,0 об.%
CH₄ - 65 - 70 об.%
углеводороды C₂-C₅ - остальное. T = 200-250^oC.

3. Газы первичной переработки нефти следующего состава:
H₂S - 0.1 - 1,0 об.%, меркаптаны (RSH) - 0,01-0,1 об.%
CO₂ - 0,1 - 1.0 об.%
CH₄ - 20 - 30 об.%
углеводороды C₂-C₅ - остальное. T = 40-80^oC.

4. Попутные нефтяные газы следующего состава:
H₂S - 0.1 - 5 об.%, меркаптаны (RSH) - 0,01-0,3 об.%
COS - 0.01-0.1 об.%
CO₂ - 1,0 - 5 об.%
CH₄ - 20 - 40 об.%
углеводороды C₂-C₅ - остальное. T = 10-60^oC.

5. Отходящие газы процесса Клауса следующего состава:
H₂S - 0.2 - 5 об.%, SO₂ - 0,1-0,2 об.%
COS - 0.1 - 0.5 об.%
H₂O - 30 об.%
азот - остальное. T = 140-250^oC.

6. Газы коксовых производств следующего состава:
H₂S - 0.2 - 5 об.%, SO₂ - 0,1 - 0,2 об.%
COS - 0.01 - 0.5 об.%
CO₂ - 1 - 10 об.%
NH₃ - 0,1 - 2,0 об.%
азот - остальное. T = 140-250^oC.

7. Газы выветривания серных ям:
H₂S - 0.2 - 0.5 об.%
COS - 0.01 - 0.5 об.%
азот - остальное. T = 120-150^oC.

8. Вентиляционные выбросы химических производств:
H₂S - 0.1 - 2.0 об.%, меркаптаны (RSH) - 0,1-1,0 об.%
COS, CS₂ - 0.01-0.5 об.%
воздух - остальное. T = 10-60^oC.

Для очистки любого из вышеуказанных газов от сернистых соединений газ смешивают с кислородсодержащей газовой смесью, концентрация кислорода в которой, преимущественно составляет 21-100 об.%, таким образом, чтобы соотношение кислород: сернистые соединения в суммарной газовой смеси составляло (0,5-10,0):1.

Суммарную газовую смесь затем вводят в реакционную камеру (например, в каталитический реактор вертикального типа) заполненную оксидным катализатором в виде слоя.

Слой катализатора образован монолитным блоком, собранным из отдельных пористых элементов со сквозными каналами.

Концентрация сквозных каналов по поперечному сечению пористых элементов составляет от 1 до 50 каналов/см².

В используемом оксидном катализаторе должно содержаться не менее 50% пор с размером 1000-5000 при объеме пор, составляющем 0,15-0,50 см³/г. Содержание активного компонента, например оксидов железа, хрома, кобальта, никеля, марганца, меди, цинка, титана в катализаторе должно составлять от 5 до 100 мас.%.

На поверхности указанного катализатора происходит реакция селективного окисления сернистых соединений до элементарной серы и/или дисульфидов и воды. Парогазовую реакционную смесь, содержащую образовавшуюся элементарную серу, пары воды, непрореагировавшие инертные компоненты выводят из реакционной зоны, после чего пары серы улавливают любым известным способом, например конденсацией, осуществляемой при температуре 130-160^oC.

Степень очистки исходного газа после осуществления совокупности указанных приемов составляет около 100%, благодаря чему возможно газ, очищенный от соединений серы, использовать в различных технологических процессах или в качестве топлива, не загрязняя при этом окружающую среду сернистыми соединениями.

Благодаря осуществлению окисления сернистых соединений в условиях, указанных выше, процесс очистки возможно вести в течение 10000-16000 часов, сохраняя показатели степени очистки практически на достигнутом уровне.

Особенностью используемой в заявляемом способе реакции селективного гетерогенно-каталитического окисления сернистых соединений является образование легкоконденсируемого продукта, каким является элементарная сера. Образующаяся сера скапливается в порах используемого катализатора за счет капиллярной конденсации, происходящей при любом температурном режиме процесса, но особенно активно при температуре ниже 210-230^oC (точка росы) и дезактивирует катализатор. Согласно заявляемому изобретению сконденсированную серу выводят с поверхности катализатора за счет действия силы тяжести и текучести, причем скорость отвода серы существенно зависит от радиуса пор, их суммарного объема и геометрической формы элементов, образующих слой применяемого катализатора. Оптимальным строением катализатора является выполнение его в виде монолитного блока, собранного из отдельных элементов, сквозные каналы которых сориентированы в направлении подачи очищаемого газа, который подают сверху вниз. Указанные пористые элементы со сквозными каналами имеют в поперечном сечении форму окружности, трех-, четырех- или многоугольника. Причем, целесообразно, чтобы сечение имело вид трех-, четырех- или многоугольника, что обеспечивает при сборке слоя катализатора совмещение каждой грани элемента по всей ее площади с другим элементом и образование монолитного слоя без пустот между элементами.

Не менее 50% пор катализатора должны иметь размер 1000-5000 , так как при снижении величины размера пор наблюдается скопление в порах серы и/или дисульфидов, что приводит к дезактивации катализатора; при более высоких значениях размера пор поверхность катализатора недопустимо мала, что также снижает его активность.

Объем пор катализатора должен составлять 0,15-0,50 см³/г, невыполнение этого условия не позволит получить указанные выше оптимальные размеры пор.

Таким образом, исходный очищаемый газ, например, любого указанного выше происхождения и состава после смешивания с кислородом в соотношении, указанном выше, подают на слой катализатора указанного выше состава и строения. На катализаторе происходит селективное окисление серосодержащих соединений исходного газа до элементарной серы. Продукт реакции - элементарная сера - частично образуется в виде паров, которые, миновав слой катализатора, с очищенным газом выводят из реакционной камеры, после чего подвергают разделению. Другая часть элементарной серы конденсируется в порах катализатора с образованием на поверхности катализатора жидкой текучей пленки, которая стекает по стенкам сквозных каналов в конденсатор-серосборник. Именно благодаря строению и структурным размерам катализатора не происходит застаивания серы в порах катализатора и обеспечивается динамическое равновесие между образующейся и выводимой серой.

Заявляемый способ позволяет обеспечить степень очистки, равную 99%, в течение 10000-16000 часов, не прибегая к регенерации катализатора и не повышая во многих случаях температуру исходного газа.

Заявляемый способ не вызывает загрязнения окружающей среды.

Для иллюстрации заявляемого способа приводим примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

Очищаемый природный газ, содержащий 5.0 об.% H₂S, 5.0 об.% CO₂, 90.0 об. % углеводородов C₁-C₅, имеющий температуру 150^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 6 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 14 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав, мас. %: Fe₂O₃ - 50, Cr₂O₃ - 30, ZnO - 20. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 60%, объем пор - 0.3 см³/г.

В реакторе при 230^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси, об.%: N₂ - 9.1, CO₂ - 4.2, углеводороды C₁-C₅ - остальное, выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC, степень очистки сероводорода составляет 99.1% при селективности 99.6%.

Пример 2.

Очищаемый природный газ, содержащий 2.3 об.% H₂S, 5.4 об.% CO₂, 92.3 об. % углеводородов C₁-C₅, имеющий температуру 200^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 2.8 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 10 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав, мас.%: Fe₂O₃ - 60, Cr₂O₃ - 20, TiO₂ - 20. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 55%, объем пор - 0.35 см³/г.

В реакторе при 230^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси, об.%: N₂ - 3.5, CO₂ - 5.31, углеводороды C₁-C₅ - остальное, выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC, степень очистки сероводорода составляет 99.6% при селективности 99.3%.

Пример 3.

Очищаемый природный газ, содержащий 1.2 об.% H₂S, 1.0 об.% CO₂, 32 об.% метана, остальное - углеводороды C₂-C₅, имеющий температуру 190^oC. в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 1.5 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 10 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав, мас.%: Fe₂O₃ - 40, Cr₂O₃ - 40, TiO₂ - 20. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 50%. объем пор - 0.40 см³/г.

В реакторе при 210^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси, об.%: N₂ - 2.6, CO₂ - 0.95, метан - 31.7, углеводороды C₂-C₅ - остальное, выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC. степень очистки сероводорода составляет 99.36% при селективности 99.2%.

Пример 4.

Очищаемый газ регенерации цеолитов, содержащий 0.5 об.% H₂S, 1.0 об% меркаптанов (RSH), 70 об.% метана, 28.5 об.% углеводородов C₂-C₅, имеющий температуру 180^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 9.5 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 10 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав, мас.%: Fe₂O₃ - 55, Cr₂O₃ - 25, ZnO - 20. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 58%, объем пор - 0.35 см³/г.

В реакторе при 200^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси, об.%: N₂ - 11.8, O₂ - 2.55, метан - 60.55, углеводороды C₂-C₅ - 25.1, выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC, степень очистки сероводорода составляет 99.7% при селективности 99.1%.

Пример 5.

Очищаемый газ регенерации щелочной очистки сжиженных газов, содержащий 1.3 об. % H₂S, 5.1 об% меркаптанов (RSH), 93.6 об.% углеводородов C₁-C₅, имеющий температуру 150^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, обогащенным кислородом (концентрация кислорода в азот-кислородной смеси 40 об.%) в количестве 75.5 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 10 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав, мас.%: Fe₂O₃ - 40, Cr₂O₃ - 20, ZnO - 20. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 58%, объем пор - 0.35 см³/г.

В реакторе при 200^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси, об.%: N₂ - 11.8, O₂ - 2.55, метан - 60.55, углеводороды C₁-C₅ - 25.1, выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы и дисульфидов, затем до 90^oC, степень очистки сероводорода составляет 99.7% при селективности окисления сероводорода и меркаптанов до элементарной серы и дисульфидов 99.1%.

Пример 6.

Очищаемый газ первичной переработки сернистой нефти, содержащий 1.1 об.% H₂S, 0.1 об.% меркаптанов (RSH), 33.4 об.% метана, остальное - углеводороды C₂-C₅, имеющий температуру 200^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом в количестве 14 л/ч и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 10 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав, мас.%: CuO - 2, V₂O₅ - 15, алюмосиликатный носитель - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 52%, объем пор - 0.50 см³/г.

В реакторе при 215^oC происходит каталитическое окисление сернистых соединений. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси, об.%: N₂ - 11.7, O₂ - 2.55, метан - 27.1, O₂ - 0.27, углеводороды C₂-C₅ - остальное, выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы и дисульфидов, затем до 90^oC, степень очистки сероводорода составляет 99.7% при селективности окисления сероводорода и меркаптанов до элементарной серы и дисульфидов 99.1%
Пример 7.

Очищаемый газ процесса Клауса нефтеперерабатывающих заводов, содержащий 2.3 об.% H₂S, 0.5 об.% COS, 19.3 об.% H₂О, 77.9 об.% N₂, имеющий температуру 200^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом в количестве 6 л/ч и полученную газовую смесь подают в реактор. содержащий 10 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав, мас.%: CuO - 5, V₂O₅ - 15, алюмосиликатный носитель - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 60%, объем пор - 0.40 см³/г.

В реакторе при 230^oC происходит каталитическое окисление сернистых соединений. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси, об.%: N₂ - 84.7, H₂O - 16.3, выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC для конденсации паров воды. Степень очистки газа от сернистых соединений составляет 99.8% при селективности 99.5%.

Пример 8.

Очищаемый газ процесса Клауса газоперерабатывающего завода, содержащий 2.2 об.% H₂S, 1.3 об.% COS, 10.0 об.% H₂O, 11.3 об.% CO₂, 75.2 об.% N₂, имеющий температуру 165^oC в количестве 50 л/ч смешивают с техническим кислородом (чистота 99.0%) в количестве 5.5 л/ч и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 10 г оксидного пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав, мас. %: CuO - 31, V₂O₅ - 11, носитель-силикагель - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 55%. объем пор - 0.3 см³/г.

В реакторе при 190^oC происходит каталитическое окисление сернистых соединений. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси, об.%: N₂ - 82,5, H₂O - 8,7, CO₂ - 8,8, выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC для конденсации паров воды. Степень очистки газа от сернистых соединений составляет 99,2% при селективности 98,9%.

Пример 9.

Очищаемый коксовый газ, содержащий 5,1 об.% H₂S, 0,01 об.% COS, 25,0 об. % CO₂, остальное - N₂, имеющий температуру 185^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом в количестве 7,2 л/ч и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 3,5 г оксидного пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав, мас.%: MgCr₂O₄ - 10, алюмосиликатный носитель - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 70%, объем пор - 0,5 см³/г.

В реакторе при 190^oC происходит каталитическое окисление сернистых соединений. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси, об.%: N₂ - 97,8, CO₂ - 2,2, выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC для конденсации паров воды. Степень очистки газа от сернистых соединений составляет 99,6% при селективности 99,3%.

Пример 10.

Очищаемый коксовый газ, содержащий 3,2 об.% H₂S, 0,01 об.% COS, 10,4 об. % CO₂, остальное - N₂, имеющий температуру 205^oC, в количестве 50 л/ч, смешивают с воздухом в количестве 14,3 л/ч и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 5 г оксидного пористого катализатора. Катализатор имеет следующий состав, мас.%: MgCr₂O₄ - 20, носитель - кордиерит-муллит - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 65%, объем пор - 0,45 см³/г.

В реакторе при 235^oC происходит каталитическое окисление сернистых соединений. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси, об.%: N₂ - 90,1, CO₂ - 7,4, NH₃ - 2,5, выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC для конденсации паров воды. Степень очистки газа от сернистых соединений составляет 99,6% при селективности 99,3%.

Пример 11.

Очищаемые вентиляционные газы производства целлюлозы, содержащие 0,1 об. % H₂S, 0,1 об.% меркаптанов (RSH), 99,8 об.% N₂, имеющие температуру 220^oC, с избыточным давлением 5 • 10^-4 МПа в количестве 30 л/ч смешивают с воздухом в количестве 0,5 л/ч и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 17 г оксидного пористого катализатора. Катализатор имеет следующий состав, мас. %: CuMgCr₂O₄ - 15, металлический носитель - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 50%, объем пор - 0,23 см³/г.

В реакторе при 220^oC происходит каталитическое окисление сернистых соединений. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси, об.%: N₂ - 99,4, CO₂ - 0,6, выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для конденсации паров серы и дисульфидов, затем до 90^oC для конденсации паров воды. Степень очистки газа от сернистых соединений составляет 99,7% при селективности 99,4%
Пример 12.

Очищаемый попутный газ месторождений сернистой нефти, содержащий 4,9 об. % H₂S, 42,3 об.% метана, 52,8 об.% углеводородов C₂-C₅, имеющий температуру 230^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 7 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 7 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 10 мас.% CuMgCr₂O₄, носитель - алюмосиликат (муллит) - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 50%, объем пор - 0,35 см³/г.

В реакторе при температуре 300^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (об. %: N₂ - 7,8, O₂ - 0,2, метан - 42,0 углеводороды C₂-C₅ - 50,0) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,6% при селективности 99,5%.

Пример 13.

Очищаемый газ регенерации цеолитов, содержащий: об.% 0,3 H₂S, 1,2 меркаптанов, 98,5 углеводородов C₁-C₅, имеющий температуру 100^oC и давление 3,0 МПа, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 50 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 10 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав, мас.%: 50 Fe₂O₃, 30 Cr₂O₃, 20 ZnO. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 . количество пор - 60%, объем пор - 0,3 см³/г.

В реакторе при температуре 250^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (об%: N₂- 26,3, O₂ - 7,1 углеводороды C₁-C₅ - 66,6) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,7% при селективности 99,3%.

Пример 14.

Очищаемый газ газификации угля, содержащий 0,5 об.% COS и 99,5 об.% углеводородов C₁-C₆, имеющий температуру 245^oC и давление 0,2 МПа, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 1,2 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 7 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 20 мас.% Sb₂O₄, оксид алюминия - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 63%, объем пор - 0,46 см³/г.

В реакторе при температуре 120^oC происходит каталитическое окисление серооксида углерода. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 2,7 об. %, углеводороды C₁-C₆ - 97,3 об.%) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,4% при селективности 99,6%.

Пример 15.

Очищаемый природный газ, содержащий 4,2 об.% H₂S, 5,3 об.% CO₂, 61,4 об. % метана и 29,1 об.% углеводородов C₂-C₆, имеющий температуру 185^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 10 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 7 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 40 мас.% Fe₂O₃, 25 мас.% Cr₂O₃, 5 мас.% ZnO, остальное - носитель (кордиерит). Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 70%, объем пор - 0,44 см³/г.

В реакторе при температуре 230^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 13,1 об.%, O₂ - 1,6 об.%, метан - 55,3 об.%, углеводороды C₂-C₅ - 25,8 об. %) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,6% при селективности 99,5%.

Пример 16.

Исходный очищаемый хвостовой газ установок Клауса, содержащий 2,6 об.% H₂S, 1,3 об.% SO₂, 5,0 об.% H₂O, остальное N₂, имеющий температуру 210^oC, в количестве 50 л/ч подают в реактор, содержащий 18 г предварительно закоксованного пористого алюмосиликатного носителя. Подача кислорода в очищаемый газ не требуется, так как в исходной смеси присутствует окислитель - диоксид серы. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 10 мас.% кокса (углерод), остальное - носитель (кордиерит). Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 58%, объем пор - 0,42 см³/г.

В реакторе при температуре 245^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (H₂О - 7,5 об.%, N₂ - остальное) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,8% при селективности 99,4%.

Пример 17.

Исходный очищаемый газ, отходящий после энергоустановок, работающих на геотермальном паре, содержащий 4,2 об.% H₂S, 93,8 об.% CO₂, 3,0 об.% H₂, имеющий температуру 150^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 4,55 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 7 г предварительно закоксованного пористого алюмосиликатного носителя с нанесенным активным компонентом. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 20 мас. % V₂O₅, 15 мас.% кокса (углерод), остальное - носитель (кордиерит-муллит). Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 72%, объем пор - 0,4 см³/г.

В реакторе при температуре 245^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 4,1 об.%, CO₂ - 94,1 об.%, H₂ - 1,8 об.%) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,0% при селективности 99,6%.

Пример 18.

Очищаемый природный газ, содержащий 5,0 об.% H₂S, 5,0 об.% CO₂, 90,0 об. % углеводородов C₁-C₅, имеющий температуру 150^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 6 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 14 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 20 мас.% Fe₂O₃, 80 мас.% Cr₂O₃. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 60%, объем пор - 0,3 см³/г.

В реакторе при температуре 240^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 9,1 об.%, CO₂ - 4,2 об.%, углеводороды C₁-C₅ - остальное) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,0% при селективности 99,7%.

Пример 19.

Очищаемый природный газ, содержащий 5,0 об.% H₂S, 5,0 об.% CO₂, 90,0 об. % углеводородов C₁-C₅, имеющий температуру 150^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 6 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 14 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 25 мас.% Fe₂O₃, 75 мас.% Cr₂O₃. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 60%, объем пор - 0,3 см³/г.

В реакторе при температуре 240^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 9,1 об.%, CO₂ - 4,2 об.%, углеводороды C₁-C₅ - остальное) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы. затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,2% при селективности 99,8%.

Пример 20.

Очищаемый природный газ, содержащий 5,0 об.% H₂S, 5,0 об.% CO₂, 90,0 об. % углеводородов C₁-C₅, имеющий температуру 150^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 6 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 14 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 20 мас.% Fe₂O₃, 80 мас.% Cr₂O₃. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 60%, объем пор - 0,3 см³/г.

В реакторе при температуре 240^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 9,1 об.%, CO₂ - 4,2 об.%, углеводороды C₁-C₅ - остальное) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,0% при селективности 99,78%.

Пример 21.

Очищаемый природный газ, содержащий 5,0 об.% H₂S, 5,0 об.% CO₂, 90,0 об. % углеводородов C₁-C₅, имеющий температуру 150^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 6 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 14 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 45 мас.% Fe₂O₃, 30 мас.% Cr₂O₃ и 25 мас.% ZnO или 25 мас.% TiO₂. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 60%, объем пор - 0,3 см³/г.

В реакторе при температуре 230^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 9,1 об.%, CO₂ - 4,2 об.%, углеводороды C₁-C₅ - остальное) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,1% при селективности 99,6%.

Пример 22.

Очищаемый природный газ, содержащий 5,0 об.% H₂S, 5,0 об.% CO₂, 90,0 об. % углеводородов C₁-C₅, имеющий температуру 150^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 6 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 14 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 67 мас. % Fe₂O₃, 30 мас.% Cr₂O₃ и 1,5 мас.% ZnO или 1,5 мас.% TiO₂. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 60%, объем пор - 0,3 см³/г.

В реакторе при температуре 230^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 9,1 об.%, CO₂ - 4,2 об.%, углеводороды C₁-C₅ - остальное) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,1% при селективности 99,6%.

Пример 23.

Очищаемый природный газ, содержащий 5,0 об.% H₂S, 5,0 об.% CO₂, 90,0 об. % углеводородов C₁-C₅, имеющий температуру 150^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 6 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 14 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 30 мас.% Fe₂O₃, 45 мас.% Cr₂O₃ и 25 мас.% CuO или 25 мас.% MnO₂. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 60%, объем пор - 0,35 см³/г.

В реакторе при температуре 230^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 9,1 об.%, CO₂ - 4,2 об.%, углеводороды C₁-C₅ - остальное) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,2% при селективности 99,6%.

Пример 24.

Очищаемый природный газ, содержащий 5,0 об.% H₂S, 5,0 об.% CO₂, 90,0 об. % углеводородов C₁-C₅, имеющий температуру 150^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 6 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 14 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 45 мас. % Fe₂O₃, 52 мас.% Cr₂O₃ и 1,5 мас.% CuO или 1,5 мас.% MnO₂. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 60%, объем пор - 0,3 см³/г.

В реакторе при температуре 230^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 9,1 об.%, CO₂ - 4,2 об.%, углеводороды C₁-C₅ - остальное) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,1% при селективности 99,6%.

Пример 25.

Очищаемый природный газ, содержащий 5,0 об.% H₂S, 5,0 об.% CO₂, 90,0 об. % углеводородов C₁-C₂, имеющий температуру 150^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 6 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 14 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 45 мас.% Fe₂O₃, 30 мас.% Cr₂O₃ и 25 мас.% CoO или 25 мас.% NiO. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 количество пор - 62%, объем пор - 0,3 см³/г.

В реакторе при температуре 260^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 9,1 об.%, CO₂ - 4,2 об.%, углеводороды C₁-C₅ - остальное) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,1% при селективности 99,6%.

Пример 26.

Очищаемый природный газ, содержащий 5,0 об.% H₂S, 5,0 об.% CO₂, 90,0 об. % углеводородов C₁-C₅, имеющий температуру 150^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 6 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 14 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливают в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 45 мас. % Fe₂O₃, 52 мас.% Cr₂O₃ и 1,5 мас.% CoO или 1,5 мас. % NiO. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 количество пор - 50%, объем пор - 0,3 см³/г.

В реакторе при температуре 230^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 9,1 об.%, CO₂ - 4,2 об.%, углеводороды C₁-C₅ - остальное) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,1% при селективности 99,6%.

Пример 27.

Очищаемый газ газификации угля, содержащий 0,5 об.% COS, 99,5 об.% углеводородов C₁-C₆, имеющий температуру 245^oC и давление 0,2 МПа, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 1,2 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 7 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливался в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 5 мас.% V₂O₅, 2 мас.% CuO, алюмосиликат - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 количество пор - 63%, объем пор - 0,46 см³/г.

В реакторе при температуре 120^oC происходит каталитическое окисление серооксида углерода. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 2,7 об. %, углеводороды C₁-C₆- 97,3 об.%) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,4% при селективности 99,6%.

Пример 28.

Очищаемый газ газификации угля, содержащий 0,5 об.% COS, 99,5 об.% углеводородов С₁-С₆, имеющий температуру 245^oC и давление 0,2 МПа, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 1,2 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 7 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливался в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 20 мас.% V₂O₅, 6 мас.% CuO, алюмосиликат - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 количество пор - 63%, объем пор - 0,46 см³/г.

В реакторе при температуре 120^oC происходит каталитическое окисление серооксида углерода. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 2,7 об. %, углеводороды C₁-C₆ - 97.3 об.%) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,3% при селективности 99,1%.

Пример 29.

Очищаемый газ газификации угля, содержащий 0,5 об.% COS, 99,5 об.% углеводородов C₁-C₆, имеющий температуру 245^oC и давление 0,2 МПа, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 1,2 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 7 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливался в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 5 мас.% Sb₂O₅, 2 мас.% CuO, алюмосиликат - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 количество пор - 55%, объем пор - 0,48 см³/г.

В реакторе при температуре 120^oC происходит каталитическое окисление серооксида углерода. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 2,7 об. %, углеводороды C₁-C₆ - 97.3 об.%) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,4% при селективности 99,6%.

Пример 30.

Очищаемый газ выветривания серных ям, содержащий, об.%: 0,5 H₂S, 99,5 азот, имеющий температуру 145^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 1,3 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 7 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливался в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав, мас. %: 5 V₂O₅, 2 CuO, носитель следующего состава, мас.%: 70 цеолит 4A, 15 Al₂O₃, 15 каолин - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 63%, объем пор - 0,46 см³/г. В реакторе при температуре 120^oC происходит каталитическое окисление сероводорода. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 99.3 об.%) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,4% при селективности 99,6%.

Пример 31.

Очищаемый попутный газ месторождений сернистой нефти, содержащий об%: 4,9 H₂S, 42,3 метана, 52,8. углеводородов C₂-C₅, имеющий температуру 230^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 7 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 7 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливался в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 20 мас.% CuMgCr₂O₄, носитель - алюмосиликат (муллит) - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 55%, объем пор - 0,55 см³/г
В реакторе при температуре 300^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (7,8 об.% N₂, 0.2 об.% O₂, 42.0 об.% метана, 50.0 об.% углеводородов C₂-C₅) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,6% при селективности 99,5%.

Пример 32.

Очищаемый попутный газ, месторождений сернистой нефти, содержащий 4,9 об. % H₂S, 42,3 об.% метана, 52,8 об.% углеводородов C₂-C₅, имеющий температуру 230^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 7 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 7 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливался в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 20 мас.% MgCr₂O₄, носитель - алюмосиликат (муллит) - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 55%, объем пор - 0,55 см³/г.

В реакторе при температуре 300^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 7.8 об.%, O₂ - 0.2 об.%, метан - 42,0 об.%, углеводороды C₂-C₅ - 50.0 об.%) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,0% при селективности 99,7%.

Пример 33.

Очищаемый попутный газ, месторождений сернистой нефти, содержащий 4,9 об. % H₂S, 42,3 об.% метана, 52,8 об.% углеводородов C₂-C₅, имеющий температуру 230^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 7 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 7 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливался в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 10 мас.% MgCr₂O₄, носитель - алюмосиликат (муллит) - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 65%, объем пор - 0,65 см/г.

В реакторе при температуре 300^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 7.8 об.%, O₂ - 0.2 об.%, метан - 42,0 об.%, углеводороды C₂-C₅ - 50.0 об.%) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,8% при селективности 99,2%.

Пример 34.

Очищаемый попутный газ, месторождений сернистой нефти, содержащий 4,9 об. % H₂S, 42,3 об.% метана, 52,8 об.% углеводородов C₂-C₅, имеющий температуру 230^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 7 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 7 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливался в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 20 мас.% CuCr₂O₄, носитель - алюмосиликат (муллит) - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 65%, объем пор - 0,35 см³/г.

В реакторе при температуре 300^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (N₂ - 7.8 об.%, O₂ - 0.2 об.%, метан - 42,0 об.%, углеводороды C₂-C₅ - 50.0 об.%) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,0% при селективности 99,3%.

Пример 35.

Очищаемый попутный газ месторождений сернистой нефти, содержащий об.%: 4,9 H₂S, 42,3 метана, 52,8 углеводородов C₂-C₅ имеющий температуру 230^oC, в количестве 50 л/ч смешивают с воздухом, взятым в количестве 7 л/ч, и полученную газовую смесь подают в реактор, содержащий 7 г пористого катализатора. Катализатор в виде фрагмента блока устанавливался в реакторе так, чтобы направление сквозных каналов совпадало с направлением потока газовой смеси. Катализатор имеет следующий состав: 10 мас.% CuMgCr₂O₄, носитель - алюмосиликат (муллит) - остальное. Размер пор катализатора (по радиусу) 1000-5000 , количество пор - 65%, объем пор - 0,45 см³/г.

В реакторе при температуре 300^oC происходит каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу. Реакционный газ, содержащий образовавшуюся газообразную серу, непрореагировавшие инертные компоненты исходной газовой смеси (об. %: N₂ - 7,8, O₂ - 0.2, метан - 42,0, углеводороды C₂-C₅ - 50.0) выводят из реактора и подвергают его охлаждению вначале до 130^oC для отделения образовавшейся серы, затем до 90^oC; степень очистки сероводорода составляет 99,3% при селективности 99,3%.

Изобретение предназначено для очистки газов от серосодержащих соединений. Газы очищают от сернистых соединений путем их окисления кислородом до серы и/или дисульфидов в слое оксидного катализатора с последующим отделением серы от очищенного газа. Катализатор содержит 5 - 100 мас.% активного компонента и представляет собой монолитный блок, собранный из отдельных пористых элементов со сквозными каналами, причем не менее 50% пор, содержащихся в названных элементах, имеют размер от 1000 до 5000 а объем пор составляет 0,15-0,50 см³/г. Изобретение позволяет упростить процесс очистки газов от сернистых соединений при его экологической надежности. 5 з.п. ф-лы.

1. Способ очистки газов от сернистых соединений путем их окисления кислородом до серы и/или дисульфидов в слое оксидного катализатора с последующим отделением серы от очищенного газа, отличающийся тем, что окисление осуществляют в слое катализатора, содержащего 5 - 100 мас.% активного компонента и представляещего собой монолитный блок, собранный из отдельных пористых элементов со сквозными каналами, причем не менее 50% пор, содержащихся в названных элементах, имеют размер от 1000 до 5000 а объем пор составляет 0,15 - 0,50 см³/г. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что очищаемый газ направляют в слой катализатора сверху вниз, при этом сквозные каналы пористых элементов сориентированы в направлении подачи очищаемого газа. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что окисление сернистых соединений осуществляют на катализаторе, содержащем в качестве активного компонента, мас.% 20 - 75 Fl₂O₃ и 25 - 80 Cr₂O₃. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что окисление сернистых соединений осуществляют на катализаторе, содержащем в качестве активного компонента 1,5 - 25,0 мас.% CoO, или NiO, или ZnO, или TiO₂ или CuO, или MnO₂. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что окисление сернистых соединений осуществляют на катализаторе, содержащем в качестве активного компонента, мас.%: 2 - 6 CuO, 5 - 20 V₂O₅ или 5 - 20 Sb₂O₅, остальное - алюмосиликат. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что окисление сернистых соединений осуществляют на катализаторе, содержащем в качестве активного компонента, мас. %, 10 - 20 MgCr₂O₄, или 10 - 20 CuCr₂O₄, или 10 - 20 CuMgCr₂O₄, остальное - алюмосиликат.