Способ получения сероокиси углерода Советский патент 1993 года по МПК C01B31/26 

H:i

юбретение относится к способам получение сероокиси углерода, являющейся сырьем для синтеза мочевинных итиокарба- матных гербицидов.

Известен способ получения сероокиси углерода взаимодействием диоксида углерода с сероуглеродом при мольном соотношении компонентов 0,1:1 - 10:1 соот- ветств|енн о в присутствии катализатора при температуре процесса 100-600°С 1. Катализатором синтеза может являться ак- тивирс ванный древесный уголь, активированной силикагель, активированный глинозем, активированный цеолит с площадью поверхности 50-2000 м2/г. Серо- окись углерода получается с выходом 80-90 %.

Недостатком этого способа является не- еысоЫй выход целевого продукта. Кроме того, указанный катализатор в высокой степени подвержен заугпероживанию и серо- отложению, в результате чего имеет невысокий срок пробега. Для замедления дезактивации катализатора температуру процесса приходится поднимать до 600°С.

Известен способ получения сероокиси углерода взаимодействием диоксида углерода с сероуглеродом при мольном соотношении компонентов 1,1:1 соответственно при температуре 222-305°С в присутствии катализатора 2. Катализатором синтеза является осажденный в количестве 0,1-10 вес.% из водного раствора на неорганические окислы, например на окись алюминия, окись кремния и др Процесс может проводиться при повышенном давлении до 35 кг/см . Выход сероокиси углерода по этому способу не превышает 50% при конверсии сероуглерода 98%.

2

р te

Недостатком этого способа является низкий выход целевого продукта, проведение синтеза при повышенном давлении.

Известен способ получения сероокиси углерода взаимодействием сероуглерода с диоксидом углерода при мольном соотношении компонентов 1:1 при температуре процесса 280-350 в присутствии катализатора - окиси алюминия 3, прототип. Выход сероокиси углерода достигает 95%.

Использование этого способа в промышленных масштабах также осложняется из-за небольшого срока службы катализатора до его регенерации, который составляет 183 м сырья/1 кг катализатора (данные получены на основе проведенных опытных исследований в условиях, описанных в прототипе, и протокола переговоров между специалистами предприятия НИТРОКЕ- МИЯ, ТЕСКО (ВНР) и Министерства по производству мин.удобрений СССР от 2- 5 июня 1986 года).

Целью изобретения является увеличение срока пробега катализатора до его регенерации за счет снижения интенсивности зауглероживания катализатора и серообра- зования.

Поставленная цель достигается путем астехиометрического дозирования в реакционную смесь до контакта ее с катализато- ром газового промотора в количестве 0,1-5,0 об.%. В качестве газового промотора каталитического синтеза COS используется кислород, водород,окись углерода или их смесь, подавливаемая в следующих соот- ношениях: Оа : Н2 1:2 или 2:1; 02:СО 1:2 или2:1;Н2:СО 1:2или2:1;02:Н2:СО-1:1:1, или 2:1:1, или 1:2:1, ли 1:1:2. Газ-промотор подается через ротаметр и дозируется в поток окиси углерода перед смешиванием его с сероуглеродом. На выходе из реакторов отбираются анализы на содержание COS, CS2, C02, серы, определяется привес катализатора и его элементный состав, определяется продолжительность работы ка- тализатора в м сырья/ 1 кг катализатора при равныхусловиях с контрольным реактором-.

Подача промотора в количестве менее 0,1 об.% не ведет к увеличению срока служ- бы катализатора. Хотя подача промотора в количестве более 5 об.% в некоторых опытах несколько увеличивает срок службы катализатора, но часто наблюдается снижение выхода целевого продукта. .

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

Пример 1-5. Через лабораторный реактор с катализатором при температуре 290-300°С и объемной скорости 600 час

пропускают смесь CS2 и С02 в мольном соотношении 3:1, куда вводят вместе с СОа астехиометрическй водород в количестве 0,1%; 5%; 2,5%; 0,05%; 5,0% (об). Параллельно работает контрольный реактор без дозировки астехиометрического компонента (пример 65). На выходе из обоих реакторов выходящие газы анализируются на содержание COS, CS2, С02, серы, определяется количественное отложение серы и углерода на катализаторе.

Результаты испытаний приведены в таблице.

П р и м е р 6-10. Через такой же реактор пропускают ту же реакционную смесь при тех же технологических параметрах и анализах, но в реакционную смесь до подачи ее на катализатор дозируется астехиометрическй окись углерода в количестве 0,1%; 5%; 2,5%; 0,05%; 5,5% (об).

Пример11-14. Через реактор пропускают реакционную смесь при тех же технологических параметрах, в реакционную смесь до момента подачи ее на катализатор вместе в потоком С02 астехиометрическй вводят кислород в количествах 0,1%; 5%; 2,5%; 0,05%. Хотя с учетом разбавления и исходя из литературных данных смесь, содержащая 5,5%, могла не -воспламеняться, тем не менее в целях безопасности авторы не подавали кислород с концентрацией более 5%.

Пример 15-19. Через реактор с катализатором при тех же технологических параметрах пропускают реакционную смесь, в которую вместе с подачей С02 астехиометрическй вводят газовую смесь 02:Н2:СО 1:1:1 в количествах 0,1 %; 5%; 2,5%; 0,5%; 5,5% (об).

Пример 20-24. Через реактор с катализатором при температуре 300°С, объемной скорости 600 и мольном соотношении С$2;С02 3:1 пропускают реакционную смесь, в которую астехиометрическй вводят газовую смесь 02:На:СО 1:2:1 в количествах 0,1 %; 5%; 2,5%; 0,05%; 5,5% (об).

Пример 25-29. Через реактор с катализатором при температуре 300°С, объемной скорости 600 часм и мольном соотношении С$2:С02 3:1 пропускают реакционную смесь, п которую астехиометрическй вводят газовую смесь 02.Н2:СО 1:1:2 в количествах 0,1%; 5%; 2,5%; 0,05%; 5,5% (об).

Пример 30-34. Через реактор с катализатором при температуре 300°С, объемной скорости 600 , мольном соотношении С$2:С02 3:1 пропускают реакционную смесь, в которую вместе с потоком

С02 вводят газовую смесь Оа:Н2:СО 2:1:1 в количествах 0,1 %; 5%; 2,5%; 0,05%; 5,5% (об). Выходящий из реактора газ и отработанный катализатор анализировались по показателям, что и в предыдущих примерах..

Пример 35-39. Через лабораторный реактор с катализатором при температуре 290рЗОО°С, объемной скорости 600 , мольном соотношении С$2:С02 - 3:1 пропу- реакционная смесь, куда вводят астехиометрически смесь газов 02 : Н2 1 : 2 в количестве 0,1%; 5%; 2,5%; 0,05%; 5,5% (об).

Пример 40-44. При условиях, что и в примерах 35-3.9, вводят астехиометрически газовую смесь 02:Н2 2:1 в тех же количествах, что и в предыдущих примерах.

Пример 45-49. Через лабораторный реактор с катализатором при температуре 230--300°С, объемной скорости 600 , мол ,ном соотношении С$2:С02 3:1 пропускав тся реакционная смесь, в которую вместе ; потоком С02 вводится газовая смесь 02:СО 1:2 в концентрациях, что и в предыдущих примерах.

Пример 50-54. Через лабораторный реактор с катализатором при температуре 300е С, объемной скорости 600 , пропускается реакционная смесь, в которую вместе t потоком С02 вводится газовая смесь 02:QO 2:1 в концентрациях. 0,1 %; 5%; 2,5%, 0,05%; 5,5% (об).

Пример 55-59. Через лабораторный реактор с катализатором при температуре 290 300°С, объемной скорости 600 пропускается реакционная смесь С$2:СО

3:1, в которую астехиометрически вместе с потоком С02 вводится газовая смесь Н2:СО 1:2 в концентрациях 0,1%; 5%; 2,5%; 0,05%; 5,5% (об).

Пример 60-64, Через лабораторный реактор с катализатором при температуре 300°С, объемной скорости 600 пропускается реакционная смесь С$2:СО 3:1, в которую астехиометрически вместе с потоком С02 вводится газовая смесь Н2:СО 2:1 в концентрациях 0,1%; 5%; 2,5%; 0,05%; 5,5% (об).

Результаты всех опытов сведены в таблице.

Из представленных в таблице материалов видно: применение газа-промотора в синтезе COS позволяет резко понизить S- образование и С - отложение, увеличив тем самым срок службы катализатора без его

регенерации, а при использовании смеси 02:Н2:СО увеличить выход целевого продукта до 98-99%.

Формула изобретения Способ получения сероокиси углерода

путем взаимодействия сероуглерода с диоксидом углерода при , 290-300°С в присутствии катализатора-оксида алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы катализатора, в реакционную

смесь дополнительно вводят в количестве 0,1-5,0 об.% газ-промотор, в качестве которого используют кислород или водород, или оксид углерода или их двойные смеси при объемном соотношении 1:2 или 2:1 или тройные смеси при объемном соотношении

1:1:1 или 2:1:1, или 1:2:1 или 1:1:2 соответственно.

Продолжение таблицы

Продолжение таблицы

Использование: для синтеза мочевин- ных и тиокарбаматных гербицидов. Сущность способа заключается во взаимодействии сероуглерода с двуокисью углерода на алюминиевом катализаторе при 290- 300°С в присутствии газа-промотора в количестве 0,1-5,0 об.%. В качестве газа- промотора предлагается использовать кислород, водород, окись углерода или их двойные или тройные смеси при объемном соотношении 1-2:1-2 и 1-2:1-2:1-2. Выход продуктов составляет 89-99,1%. Пробег катализатора до снижения выхода продукта составляет 235-280 м3 сырья/ на 1 кг катализатора. 1 табл. СП с

римечание: кисл.ород в опытах в количествах более 5 об.% не подается по соображениям безопасности.