СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ СЕРЫ ИЗ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ Советский патент 1994 года по МПК C01B17/04 

Описание патента на изобретение SU1582537A1

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 сероокиси углерода, диоксида углерода, метана и водяных паров.

Целью изобретения является повышение производительности процесса.

Окисление сероводородсодержащих газов до элементарной серы проводят при 200-400оС и атмосферном давлении ванадийсодержащих катализаторах состава, мас. % :
Ванадий в расчете на V2O5 5-15 Диоксид титана 10-94,90
Оксид сурьмы в расчете на Sb2O4 0,05-3 Носитель Остальное
или
ванадий в расчете на V2O5 5-15
Оксид сурьмы в расчете на Sb2O4 0,05-3 Диоксид титана Остальное
В качестве носителей могут быть использованы силикагель, оксид алюминия и алюмосиликаты.

Недостатком ванадийтитановых катализаторов является их термическая нестабильность при перегревах выше 500оС вследствие спекания и рутилизации анатазной формы TiO2. Ванадийтитановые катализаторы на основе рутильной модификации TiO2 обладают меньшей производительностью, чем на основе анатаза, и быстро дезактивируются. Введение в качестве третьего компонента оксида сурьмы делает катализаторы термически стабильными при перегревах.

Катализаторы способа изобретения готовят путем последовательной пропитки носителя активными компонентами, далее пропитки формованой массы одних активных компонентов водным раствором другого компонента, смешения с последующим формованием активных компонентов и носителя. Катализаторы сушат при 100-130оС и прокаливают в кислороде или воздухе при 450-500оС в течение 4-6 ч.

Введение в катализатор менее 10% TiO2 приводит к получению высокоактивного, но нестабильного катализатора. Так, при использовании в предлагаемом способе катализатора, содержащего 5% TiO2, 10% V2O5, 1% Sb2O4 на SiO2 производительность по сере падает за сутки с 46,7 г-моль серы на 1 л˙ кат/ч до 36,9 г-моль серы соответственно. Здесь и далее сопоставление проведено при объемной скорости 72000 ч-1, размере зерна катализатора 0,5-1,0 мм, времени испытания 24 ч и составе смеси, % : 2 H2S; 1 SO2; 1 O2; 20 H2O.

Введение менее 5 мас. % V2O5 приводит к получению малоактивного и нестабильного катализатора. Так, при использовании по способу изобретения катализатора, содержащего, % : 2 V2O5; 15 TiO2; 0,5 Sb2O4 на Al2O3 степень превращения Н2S за сутки падает с 73,2 до 31,2, а выход серы соответственно с 32,9 г-моль серы с 1 л˙ кат/ч до 12,3 г-моль серы.

Полное удаление пентоксида ванадия из катализатора приводит к резкому снижению активности и стабильности. Так, катализатор, содержащий, мас. % : 10 TiO2; 10 Sb2O4 на SiO2 за сутки снижает производительность по сере с 5,1 до 2,3 г-моль на 1 л кат/ч. Использование содержания V2O5 свыше 15 мас. % не снижает качества катализатора, однако нерационально из-за его удорожания.

Введение в катализатор оксида сурьмы стабилизирует катализатор при возможных перегревах, ведущих в отсутствии Sb2O4 к спеканию, рутилизации диоксида титана и потере активности катализатора. Полное удаление Sb2O4 из катализатора приводит к его дезактивации при перегревах. Так катализатор, содержащий, % : 10 V2O5 и 30 TiO2 на SiO2 после прогрева при 550оС в течение 1 ч в реакционной смеси в 1,19 раза снижает производительность по сере с исходного значения, равного 32,9 г-моль до 27,6 г-моль на 1 л кат/ч. Добавление 0,05 мас. % Sb2O4 в катализатор состава, % : 30 TiO2; 10 V2O5 приводит к устойчивости и перегревам до 550оС. Производительность такого катализатора по сере до и после перегрева равна, соответственно 33,4 и 33,2 г-моль на 1 л˙ кат/ч. Производительность по сере до и после перегрева катализатора, содержащего, % : 30 TiO2, 3 Sb2O4, 10 V2O5 на SiO2 составляет 33,1 и 33,0 г-моль серы соответственно. Дальнейшее увеличение содержания оксида сурьмы в катализаторе нецелесообразно, так как не изменяет устойчивости катализатора к перегреву.

П р и м е р 1. Получение серы путем окисления сероводорода кислородом, диоксидом серы или их смесью и гидролиз COS проводят в реакторе с неподвижным слоем одного и того же катализатора при атмосферном давлении в интервале температур 200-400оС. 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, объемную скорость и температуру.

Состав исходной и конечной смеси анализируют методом газовой хроматографии. Сравнение катализатора изобретения и лучшего катализатора прототипа проводят в одинаковых условиях.

Поскольку катализаторы изобретения предназначены в первую очередь для получения элементарной серы из отходящих газов цветной металлургии после их восстановления, для испытания катализаторов используют среди других смесь, содержащую, % : 2 H2S; 1 SO2; 1 O2; 20 H2O, остальное инертный газ.

Результаты примеров представлены в таблице.

Как следует из таблицы, описываемый способ позволяет повысить производительность по сере до 65,6 моль серы и по гидролизу COS до 4,60 г-моль с 1 л кат/ч по сравнению со способом прототипа, дающим соответственно 53,8 г-моль серы и 2,14 г-моль гидролизованного COS с 1 л ˙кат/ч.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1398304, кл. C 01 B 17/04, 1986.

Похожие патенты SU1582537A1

название год авторы номер документа
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ О-КСИЛОЛА ВО ФТАЛЕВЫЙ АНГИДРИД И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ 1992
  • Зенковец Г.А.
  • Криворучко О.П.
  • Матюхова Л.И.
  • Иванов А.А.
  • Карнатовская Л.М.
RU2035219C1
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ СЕРЫ ИЗ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГАЗОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2005
  • Елохина Нина Васильевна
RU2280505C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВАННОГО ВАНАДИЙ-ТИТАНОВОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ 1990
  • Маршнева В.И.
  • Дубков К.А.
  • Мокринский В.В.
  • Кожевникова Н.Г.
  • Якушко Р.И.
  • Балашов В.А.
  • Козлов В.А.
  • Батракова Л.Х.
RU2050194C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРЫ ИЗ СЕРОВОДОРОДА 1992
  • Исмагилов З.Р.
  • Шкрабина Р.А.
  • Добрынкин Н.М.
  • Корябкина Н.А.
  • Хайрулин С.Р.
  • Щербилин В.Б.
RU2035221C1
ПРИМЕНЕНИЕ КАТАЛИЗАТОРА, СОДЕРЖАЩЕГО ДИОКСИД ТИТАНА, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА, СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА 2007
  • Гюккель Кристиан
  • Эстенфельдер Марфин
  • Местл Герхард
RU2434840C2
СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ СЕРОВОДОРОДА 1989
  • Маршнева В.И.
  • Дубков К.А.
  • Мокринский В.В.
  • Рачковская Л.Н.
  • Фролова И.И.
  • Бурылин С.Ю.
  • Соколовский В.Д.
SU1697377A1
КАТАЛИЗАТОР И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИКОТИНОВОЙ КИСЛОТЫ 2008
  • Андрушкевич Тамара Витальевна
  • Бальжинимаев Баир Сыдыпович
  • Кашкин Виталий Николаевич
  • Накрохин Виктор Борисович
  • Овчинникова Елена Викторовна
  • Золотарский Илья Александрович
RU2371247C1
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА 1992
  • Кендзи Уеда[Jp]
  • Масааки Окуно[Jp]
  • Татцуя Кавабата[Jp]
  • Синия Танака[Jp]
RU2043784C1
МНОГОСЛОЙНЫЙ КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АНГИДРИДА ФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ 2005
  • Гюккель Кристиан
  • Нидермайер Маркус
  • Эстенфельдер Марфин
RU2370313C2
СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ 1997
  • Исмагилов З.Р.
  • Добрынкин Н.М.
  • Хайрулин С.Р.
  • Исмагилов Ф.Р.
  • Подшивалин А.В.
  • Навалихин П.Г.
  • Баранник Г.Б.
RU2144495C1

Иллюстрации к изобретению SU 1 582 537 A1

Реферат патента 1994 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ СЕРЫ ИЗ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ

Изобретение относится 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 паров. Целью изобретения является повышение производительности процесса. В процессе используют бифункциональный ванадийтитансурьмяный катализатор состава, мас. % V2O5 5 - 15; TiO2 10 - 94, 90; Sb2O4 0,05 - 3; остальное - носитель ( Al2O3,SiO2 алюмосиликат) или V2O5 5-15; Sb2O4 0,05 - 3; остальное TiO2. Изобретение позволяет повысить производительность по сере до 64,5 г-моль серы (S1) и по гидролизу COS до 4,60 г-моль с 1 лкат/ч по сравнению со способом прототипа, дающим соответственно 53,8 г-моль серы и 2,14 г-моль гидролизованного COS с 1 лкат/ч. 1 табл.

Формула изобретения SU 1 582 537 A1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ СЕРЫ ИЗ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ окислением их кислородом, или диоксидом серы, или их смесью при повышенной температуре в присутствии ванадийсодержащего катализатора, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса, окисление ведут при 200 - 400oС на катализаторе состава, мас. % :
V2O5 5 - 15
Sb2O4 0,05 - 3
TiO2 10 - 94,90
Носитель Остальное
или
V2O5 5 - 10
Sb2O4 0,05 - 1
TiO2 Остальное

SU 1 582 537 A1

Авторы

Маршнева В.И.

Мокринский В.В.

Соколовский В.Д.

Дубков К.А.

Даты

1994-01-15Публикация

1988-02-08Подача