Способ получения элементарной серы Советский патент 1992 года по МПК C01B17/04 

(Л

С

Использование: способ применяется в производстве серы, а также для обезвреживания сернистых отходящих газов при коксовании и полукоксовании угля и сланцев металлургических производств Способ получения элементарной серы заключается во взаимодействии сероводорода с диоксидом серы при периодическом изменении направления подачи исходной смеси с температурой 20-200°С При этом процесс осуществляют на катализаторе разделенном на 2 части, при соотношении обьема свободного пространства между частями слоя катализатора к его объему, равном 0,051-М, и при градиенте температур в сечении, перпендикулярном направлению движения газа, не превышающем 15°С Степень конверсии составляет 95-98,4 %.1 табл

Изобретение относится к области химической, нефтехимической, металлургической и других отраслей промышленности и может быть использовано в производстве серы, а также для обезвреживания сернистых отходящих газов при коксовании и пол- укоксовании угля и сланцев металлургических производств.

Целью изобретения является увеличение срока службы катализатора.

Способ осуществляют следующим образом.

Каталитический слой разделяют на две части так, чтобы отношение обьема свободного пространства - зазора между частями катализатора к объему катализатора, составляло 0,05-1:1,0, между которыми газовую смесь перемешивают. Такое разделение обусловлено тем, что при нестационарном ведении процесса зона высоких температур находится посередине слоя катализатора и занимает примерно 1/3 часть его. Осуществлять перемешивание наиболее целесообразно в зоне высоких температур. Выход за ее пределы резко снижает эффективность процесса. Для простоты осуществления перемешивания зазор располагают в середине высокотемпературной зоны. Исходную реакционную смесь темпе- раутрой 20-200°С подают в первую по ходу газа часть катализатора, где проихсодит частичное химическое взаимодействие сероводорода и сернистого ангидрида. Частично прореагировавшая реакционная смесь на выходе из первой части слоя катализатора имеет значительные температурные неоднородности в сечении, колеблется от 170 до 320°С. Такие1 перепады температуры в сечении возникают по следующим причинам. Возле стенок реактора образуются за- холоженные зоны, низкая температура в которых не позволяет идти реакции с заметXJ

сл

о 4

ной скоростью Структурные неоднородности слоя катализатора приводят к тому, что в слое возникают зоны перегревов, проходя через которые смесь разогревается до температуры, выше необходимой, для осущест- вления реакции.

Наличие большого градиента температур в сечении потока реакционной смеси влочет за собой снижение качества работы второй части слоя катализатора около сте- нок аппарата, что снижает степень превращения за счет проскока газа без реакции вдоль стенок. Кроме того, во второй части слоя образуются зоны локального перегрева катализатора, это ускоряет дезактива- цию, а в ряде случаев может привести к термодеструкцим, спеканию катализатора. Для увеличения срока службы катализатора и повышения выхода серы между частями катализатора реакционную смесь переме- шикают так, чтобы разница температуры в сечесии, перпендикулярном направлению фильтрации, не превышала 15°.

П р и м е р 1. Состав исходного газа 2% H2S, 1 % S02, 97% NZ. Входная температура 125°С, Соотношение зазор/катализ. 0,05. Температура газа на выходе из первой части катализатора 250-320°С, температура на входе во вторую часть катализатора 280- 295°С. Время между переключениями 10 мин. Степень превращения 96,2%, максимальная по прототипу 94,4%.

П р и м е р 2. То же, что и в примере 1. Соотношение зазор/катализ 1. Градиент температур на входе во вторую часть каталитического слоя не превышает 5°. Степень превращения 98,4%.

П р и м е р 3. То же. что и в примере 1. Соотношение зазор/катализ. 0,5. Гради- ент температур на входе во вторую часть

каталитического слоя не превышает 5°. Степень превращения 98.0%

Пример4 То же, что и в примере 1. Соотношение зазор/катализ 0,02. Градиент температур на входе во вторую часть каталитического слоя 5°. Степень превращения 95,5%.

П р и м е р 5. То же, что и в примере 1. Соотношение зазор/катализ 1,5. Градиент температур на входе во вторую часть каталитического слоя 15°С Степень превращения составляет 96,1 %.

Пример 6. То же, что и в примере 1. Соотношение зазор/катализ. 0,5. Градиент температур на входе во вторую часть каталитического слоя 30° Степень превращения 94,1%

Результаты опытов представлены в таблице

Как следует из таблицы, при увеличении температурного градиента выше 15° снижается выход серы и увеличение срока службы катализатора назначительно. Устранение температурного градиента согласно предлагаемому способу позволяет увеличить срок службы катализатора на 15-20%.

Формула изобретения

Способ получения элементарной серы путем взаимодействия сероводорода с диоксидом серы на катализаторе при периодическом изменении направления подачи исходной смеси с температурой 20-200°С, отличаю щи и с я тем, что, с целью увеличения срока службы катализатора, слой катализатора делят на две части и процесс ведут при соотношении объема свободного пространства между частями слоя катализатора к объему катализа-тора, равном 0,05-1:1, и при градиенте температур в сечении, перпендикулярном направлению движения газа, не превышающем 15°.