Способ очистки газов от сероводорода Советский патент 1984 года по МПК B01D53/14 

Изобретение относится к процесса очистки газов от примеси сероводоро ца ji может найти применение в разли ных областях химического производства . Известны абсорбционные способы очистки газов от серюводорода, в которых окисление сероводорода до элементарной серы осуществляют при помощи окислителей и катализаторов растворенньж в поглотительных растворах. В используемом в промышленно масштабе Стретфорд- процессе сероводорода окисляют до серы антрахинондисульфоновой кислотой в присутстви катализатора метаванадата натрия Щ Недостатками этого способа.явля- ются значительные энергетические заэграты сложность технологической схемы, образование побочных продук тов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаем му результату является способ ФИН в котором в качестве катализатора используют бензоаты калия и натрия а в качестве органического растворителя полиэтиленгликоль 400 2 , Недостатками известного способа являются высокие энергозатраты,, обусловленные повышенной температу рой процесса - , сильная корро зия аппаратуры, высокая стоимость полиэтиленгликоля. Цель изобретения - повышение эффективности процесса за счет снижения энергозатрат, интенсивности коррозии и использования дешевых растворителей. Поставленная цель достигается тем/ что очищают газы от . сероводорода путем их контактирования с раствором в органическом растворите -ле катализатора разложения сероводо рода |1| - (о-фениленметиленамино){бензолинденамйно)-дижелезогексакар боиила и его производных общей формулы (иЧо-с Цйс.н,мысиСьН4«1РеДсои, где R-H, р-МО ; р-С(,Н5СОО; О-СЕ; р-се . При этом процесс ведут при 60,80°С. В качестве органических раствори телей используют бензол или циклогексан, : Причем процесс ведут в присутствии кислорода с целью повы1 иения . очистки газов. Физико-химические свойства, стру тура и синтез используемых в качест ве катализатора металлоорганических комплексов l,i - f о -фениленметиленагяино) - (бeнзилидeиaмиf rlЗ-дижелезо гексакарбонила и его прои зводных 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):, Н,,5, ,, .- kat.O, H-, + SJ После отделения и 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 разложения сероводорода. Предлагаемый способ может быть также осуществлен, путем пропускания газа, содержащего , через реакционную массу, образовавшуюся при .ении катализатора, т.е. минуя стадию его вьвделения. Преимуществом предлагаемого способа являегся разложение сероводорода в отсутствии щелочи, Выбор нижнего температурного предела провед ения процесса (60°С) обусловлен тем, что при более низких температурах реакция разложения сероводорода идет с очень низкими скоростями, не приемлемыми для практических целей. Верхний температурный предел (80°С) ограничен температурой кипения используемого каталитического раствора и температурой начала разложения комплекса. В интервале бО-80°С процесс разложения сероводорода идет с достаточно высокой скоростью и высокой степенью конверсии. В качестве органического растворителя предложено использовать бензол или циклогексан. Могут быть использованы любые растворители, в которых растворимы предлагаемые комплексы. Разложе 1ие сероводорода в присух- ствии предлагаемых катализаторов. Пример(в отсутствии кислорода) . В цилиндрический реактор емкостью. 2.50 , мл, продутый инертным газом, снабженный водяной рубашкой и магнитной мешалкой, загружают 100 мл бензола и 1 г (0,00205 моль) fU -(О -фениленмвтиленамино) - (бензилиденамино) -дижелезогексакарбо- вила,полученного по следующей методике: в трехгорлуго колбу, снабженную обратным холодильником, термометром и трубкой для ввода инертного газа, поминают 10,0 г (0,0204 моль) бензальазина, 31,0 г (0,0612 моль) трижелезододекакарбонила и 700 мл циклогексана и смесь нагревают на водной бане при при перемешивании на магнитной мешалке 18 ч. Через трубку, опущенную в раствор, подают сероводород со скоростью 35-40 мл/ч при 60°С и активном перемешивании. Реакцию проводят 22ч, пропуская за это время 802 мл (0,0358 моль) сероводорода. На выходе хроматографическиобнаруженводород (детектор - катарометр; колонка из нержавеющей стали длиной 3 м и диаметром 3 мм, заполненная активиро ванным углем; температура 50°С; газноситель - азот, со скоростью 30 мл/мин). Реакционный раствор фильтруют, остаток после удаления растворителя от фильтрата многократно промывают петролейным эфиром, получают 1,01 г (0/0315 г-атом) элементарной серы технической чис.тоты. Конверсия сероводорода 88%, 15, 75 моль на. 1 моль катализатора. Реакционный раствор после удаления серы можно снова использовать для разложения Н2&. Пример2{в присутствии кисло рода). В условиях примера 1 в реактор подают смесь 1:1 по объему сероводорода и воздуха со скоростью 160-170 мл/ч :3а 14 ч реакции пропус ают.1032 мл (0,046 моль) и выделяют 1,42 г (0,044 г-атом) элемен тарной серы. Конверсия сероводорода 95,4%, 22,0 моль на 1 моль катализатора. Реакционный раствор после отделения серы можно снова использо вать для разложения сероводорода. П р и м е р 3 (без вьщеления ката лизатора) . В трехгорлую колбу, снаб женную обратным холодильникам, |термометром и трубкой для ввода инертного газа, помещают 10,0 г j(0,0204 моль)- бензальазина, 31 ,0 г |(0,0612 моль) трижелезододека|Карбонила и 700 мл циклогексана и смес1 на-гревают на водяной бане при при перемешивании на магнитной мешалке 18 ч. Через реакционную массу, не выделяя образовавшийся Ц - (о-фениленметиленамино)- (бензилинденамино) -дижелезогексакарбонил, пропускают сероводород со скоростью 35-40 мл/ч при и перемешивании. За 22 ч пропускают 808 мл (О,0358 моль)сероводорода.Реакционный раствор фильтруют, остаток после удаления растворителя многократно промывают петролейным эфиром, получают 1,02 г (0,0315 г-атом) элементарной серы технической чистоты.. Конверсия сероводорода 88%,15,75 моль на 1 моль катализатора. Примеры 4-15. В условиях,, аналогичных примерам 1 и 2 проведены опыты с другими катализаторами, с производными Jli - (0-фениленметиленамино)- (бензилиденамиио) -дижелезогексакарбонила.., Результаты опытов-приведены в таблице. Полученные результаты показывают, что степень очистки газа,определяемая конверсией сероводорода, составляет 83,5-88,0% без кислорода и 89,9 - 95,4% в .присутствии кислорода (остальное до 100% приходится ла непревращенный сероводород). Возможность проведения предложенного .процесса при относительно низких температурах 60-80с позволяет 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.

Продолжение таблицы

(о-фениленметиленамино) - (бенl|ti зилиденамино) -дижелезогексакарбонил;

( (р-нитро-0-фениленметиЛенn juамино)-(р-нитробензилиденамино) -дижелезогексакарбонил (0-метокси-О-фенил енме,тиленШ (Uамино) - (о-метоксибензилид ей-, амино) -дижелезогексакарбонил; j (Р-диметиламино-О-фениленметиIVjuленамино)-(р-диметиленаминрбензилидечамино) -дижелезогексакарбонил;

t(р-фенилкарбокси-0-фениленмеy.pj тиленамино)-(р-фенилкарбоксибензилиденамино) -дижелезогексакарбонил;

{о хлор-о-фениленметиленамкно) yiju(б-хлорбензилидeнaминo)J-дижелезогексакарбонил;(р-хлрр-0-фениленметиленамиvn но) - (р-хлорбензилиденамино) дижелезогексакарбонил.