Катализатор для обработки промышленных газов, содержащих соединения серы Советский патент 1991 года по МПК B01D53/36 B01J37/00 B01J21/06 

Изобретение относится к катализаторам для обработки промышленных газов, содержащих соединения серы, а более конкретно к катализатору на основе окиси циркония и к его применению при катализе Клауса для рекуперации серы из остаточных газов, содержащих сероводород, сернис- ный ангидрид и в известных случаях органические производные серы, такие как С$2 и COS.

Цель изобретения - повышение активности катализатора за счет применения в качестве катализатора для обработки промышленных газов, содержащих соединения серы, двуокиси циркония, ранее используемой в качестве компонента-носителя в катализаторе реакции Клауса.

П р и м е р 1 (сравнительный) Получение катализатора на основе окиси алюминия.

Катализатор получают быстрой дегидратацией при 800°С гидрата Байера. Выпаренный продукт измельчают, затем спекают в дражировочном аппарате. Полученные

шарики созревают при 100°С в течение 12ч, затем их прокаливают при 500°С в течение 4 ч. Полученный катализатор имеет следующие характеристики: диаметр шариков 4 мм; SBE (удельная поверхность) 250 м2 УРТ (общий объем пор) 0,48 см .

П р и м е р 2 (сравнительный). Получение катализатора на основе окиси титана.

К суспензии окиси титана, полученной после гидролиза и фильтрования при сернокислотной обработке ильменита, добавляют суспензию окиси кальция, чтобы нейтрализовать все сульфаты. Суспензию сушат при 150°С в течение 1 ч. Полученный порошок перемешивают 2 ч в присутствии воды и азотной кислоты в следующих пропорциях, %: порошок ТЮ2 58%; НМОз 2; НзО 50.

Затем смесь экструдируют через фильеру 3,2 мм. Экструдированные продукты сушат при 120°С в течение 15 ч, затем прокаливают при 450°С в течение 2 ч.

Ј

О СП

VI о

4 XI

CJ

Характеристики полученного катализатора: диаметр продукта экструзии 3 мм; SBE 120 м2 Г1; УРТ 0,35 см3 Г1.

Примерз (сравнительный). Получение катализатора на основе окиси титана на носителе из двуокиси кремния.

Этот катализатор получают, добавляя капля по капле Т1СЦ (38,85 г) в 150 мл воды при 10°С. 146 мл полученного таким путем раствора используют для пропитывания 128,4 г шариков двуокиси кремния. Затем пропитанные шарики сушат в течение 2 ч при 120°С. Температуру высушенных шариков повышают до 500°С при скорости 100°С/ч. Поддерживают температуру при 500°С в течение 2 ч, затем оставляют шарики до возвращения к комнатной температуре.

Полученный катализатор имеет следующие характеристики: атомное отношениеTS/S1 0,10; SBE 280 м2 УРТ 0,82 см3 .

П р и м е р 4 (сравнительный). Получение катализатора на основе окиси циркония на носителе из двуокиси кремния.

Пропитывают 90,7 г шариков двуокиси кремния того же типа, что и в примере 3, 92,5 мл водного раствора нитрата циркония, содержащего 20,8 г этой соли. Затем шарики обрабатывают так же, как и в примере 3.

Полученный катализатор имеет следующие характеристики: атомное отношение Zr/SI0,05; SBE 250м2- Г1;УРТ0,74см3 т

П р и м е р 5. Получение цельного катализатора на основе окиси циркония (предлагаемого).

Порошок гидратированной окиси циркония перемешивают в течение 1 ч в присутствии воды и азотной кислоты в следующих пропорциях, %: порошок 75; НМОз 10; Н20 15.

Экструдированные продукты сушат при 120°С в течение 15 ч , затем прокаливают при 400°С в течение 3 ч.

Полученный катализатор имеет следую- щие характеристики: диаметр экструдиро- ванных изделий 3 мм; SBE 90 м г ; УРТ 0,33см3 .

Испытания катализаторов проводят следующим образом.

Каталитический тест имеет целью сравнение активностей превращения по Клаусу и удаления CS при различных катализаторах в следующих условиях: - состав газа по объему, %: H2S 6; SOz 4; €82 1: СО 0.5; НгО 30; N2 58,5;

-VVH (объемная скорость) 900 ч ; -температура на входе в реактор 225°С;

-температура на выходе из реактора 340°С.

Выходящие газы анализируют хроматографией в газовой фазе,

В табл. 1 и 2 приведены результаты, полученные перед старением и, для некоторых катализаторов, после старения, через

15ч работы, из которых 5 ч работали с 5000 мин кислорода, соответственно при катализе Клауса и при удалении CS2. (Данные числа выражают степень конверсии).

Как видно из данных табл. 1 и 2, предлагаемый катализатор обладает более высокой активностью, чем известные, при удалении/гидролизе CSa. Результаты, идентичные результатам, полученным для удале- ния CJJ2, получаются, кроме того, при

удалении COS.

Формула изобретения Применение двуокиси циркония в качестве катализатора для обработки промышленных газов, содержащих соединения

серы.

Таблица 1

Таблица 2

Изобретение касается каталитической химии, в частности применения двуокиси циркония в качестве катализатора для обработки промышленных газов, содержащих соединения серы. Этот катализатор при удалении CS2 (при гидролизе) обеспечивает удаление не только серы, но и окиси углерода. 2 табл.