Способ получения элементарной серы из сероводородсодержащих газов Советский патент 1993 года по МПК C01B17/04 B01J23/84 

Изобретение откосится к химии неорганических соединений серы, более конкретно - к способу получения элементарной серы каталитическим окислением сероводорода кислородом, диоксидом серы или их смесями при Еюзможном присутствии в смеси сероокиси углерода, диоксида углерода, метана и водяных паров. I Целые изобретения является повыше- ние производительности процесса и упро- Кцение его при переработке газов, содержащих сероокись углерода. I Способ заключается в том, что серово- 1дородсодержащие газы подвергаютокисле- |Нию кислородом или диоксидом серы или их смесью при атмосферном давлении, темпе- ратуре 250-400°С в присутствии медно-ва- иадиевого катализатора, содержащего, мас.%: оксид меди (И), 1-5, пенгоксид ванадия 5-15,остальное - носитоль.

В качестве носителей могут быть использованы силикагель, окс11Д алюминия и алюмосиликаты,

Катализаторы готовят последователь- ной пропиткой носителя или путем его сме- шения с водными растворами солей, содержащих медь в концентрациях 0,06- 0,36 г-атома в литре и ванадий в концентрациях 0,14-0,70 г-атома в литре. Катализаторы сушат при 100-120°С и прокаливают о кислороде или воздухе при 450- 500°С е течение 4-6 ч.

Введение более 5 мас,% СиО в катализатор в указанном методе приготовления приводит к медленной дезактивации катализатора. За сутки превращение H2S снижа- ртся с 63,7 до 47,0%, а выход серы падает с р9.1 до 30,1%. Здесь и далее сопоставление Проведено при объемной скорости 36000 ч размере зерна катализатора 0,5-1,0 мм, времени испытания 24 ч и составе смеси, об.%: H2S 2, S02 1, 02 1, N20 20.

Введение СиО 0,5 мас,% при содержании V205 10 мас.% также вызывает медленную дезактивацию катализатора. За сутки степень превращения HaS падает с 88,7 до 60,2%, а выход серы - с 58,6 до 37,6%.

Введение VaOs менее 5 мас.% в катализатор, содержащий СиО 3 мас.%, приводит к получению малоактивного и нестабильного катализатора. Так, в случае катализатора CuO:j мас.%, V205 4 мас.% степень превращения H2S падает за 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. Так, катализатор, содерхощий СиО 5 мас.% за SI02

за сутки снижает степень превращени.ч H2S

с 9,7 до 6k9%, а выход серы - с 5,1 до 3,6%,

Использование содержания V205 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 гидролиз COS .проводят в термостатированной проточной установке с не- подвижным слоем катализатора при атмосферном давлении в интервале температур 250-4.00°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 СиО 2 мас.% и VjOs Ю мас.% на алюмосиликате, включающем AlzOs. 30 мас.%. получают последовательной пропиткой солями ванадия VOSO-i и меди Си(ЫОз)2, сушат при 120°С и прокаливают при 450°С в кислороде в течение 4 ч.

Переработку исходных газов осуществляют 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 С02, COS, СН, и rispoe Н20 позволяет существенно увеличить производительность по сере и по гидролизу COS за

счет применения бифункционального мед- но-ванадиевого катализатора. Предлагаемый способ не требует отдельного процесса гидрирования при наличии в смеси COS, 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)ПатентСШАЫ--4432961.кл. С01 В 17/52, 1984.

713983048

Формула и зобрето НИИнанесенного на носитель, отличающийся

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАР- тел1,Гти п ;оце ± производи- НОЙ СЕРЫ ИЗ СЕРОВОДОРОДСбДЕР- перер/боУке гаТоо

ЖАЩИХ ГАЗОВ окиспением их кислоро-, Углери процес вел лом или диоксидом серы или их смесью меднов анадГвом каГлизТ при повышенной температуре в присугст- щем. мас.%- оксил МРЛМ т i / ВИИ ванадийсодержащего катализатора, сид ванадия 5 -15 остальное - носитеТ

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