1
Изобретение относится к cnocoi6y получения серы из сероводородных газов.
Известен способ получения серы из сероводородных газов путем сжигания кислых газов, содержащих НгЗ, досернистого ангидрида, который смешивают с оставшимся газом и пропускают через катализатор в две или три стадин с промежуточной конденсацией образовавшейся серы. Ири этом отходящие газы после последней стадии контактирования содержат 0,05-0,5% SO2, H2S, S, COS и CSz.
С целью уменьшения содержания сернистых соединений в отходящих газах и увеличения выхода целевого продукта предлагается отходящие газы после последней стадии конта1ктнровання одновременно или последовательно при температуре выше 175°С пропускать через катализатор реакции восстановления, содерл ;ащнй один из металлов VI и/или VIИ группы на неорганическом окисном носителе в присутствии водорода и/или окисн углерода и через катализатор реакции превращения сероокиси углерода и сероуглерода в сероводород с последующим извлечением образовавшегося сероводорода сорбцией.
Катализатор реакции восстановления S02 и/или S до H2S обычно содержит металлы VI группы, например молибден, вольфрам, хром, и/или металлы VIII группы, нанример железо, а также окись алюминия в качестве окисного носителя.
Металлы VI и VIII групп желательно иснользовать в виде серннстых соединений при 180-350°С.
Катализатор реакции превранд,ения COS и CSs в H2S содержит предпочтительно окись алюминия, боксит, активированную глину, фосфат алюминия, окись тория и/или хлорид магиия.
Отходяии1е газы восстанавливают при 130-350°С и атмосферном или повышенном давлсини, при объемной скорости 500- 10000 л отходящих газов на 1 л каталнзатора в 1 час. Образующийся серовОмТ,ород поглощают из газов чаще всего активированным углем или водным раствором амина или алканоламина, карбонатами щелочных металлов, применяемых нногда в смеси с трехокисью мыщьяка, селеновой, теллуровой кислотой, фосфатом калия.
Установлеио, что при температуре выше 180°С наличие элементарной серы в газовой фазе не влияет на а ктивность применяемого катализатора. При использовании в качестве адсорбента активированного угля Сорбиию проводят при 20-15б°С и объемной скорости 750-2000 л 5 газа на 1 л активированного угля в 1 час. Применяемые сорбенты регенерируют, а выделившийся сероводород вновь иснользуют на установке Клауса. Одновременное контактирование отходящих газов с двумя катали- 10 заторами можно .осуществить, применяя смеси катализаторов в неподвижном слое носителя. С другой стороны, оба катализатора можно поместить в одном реакторе в виде двух или более отдельных слоев, расположен- 15 ных на различпы-х уровнях, в зависимости от объемной скорости газа. В качестве газов, содержащих водород и/или окись углерода, можно использовать газы, содержащие оба компонента, например 20 городской, водяной и синтетический газ. Можно применять также чистый водород или чистую окись углерода, обогащенные водородом газы или газовые смеси, такие, как отходящие газы с установки каталитического 25 риформинга, газы, образующиеся при получении водорода или насыщен-ных серных газов из нефти. Предпочтителен газ, содержащий по крайней мере 20 об. % водорода или эквивалент- 30 ное количество водорода и/или окиси углерода. Водород или водородсодержащий газ применяют в таком количестве, что отношение водорода к двуокиси серы составляет 3:1 -15:1, предпочтительно 3,5 : 1-8 : 1. Указанные пределы сохраняются и при применении смесей восстановительных газов, содержащих водород и окись углерода, а также при применении одной только окиси углерода, так как окись углерода эквивалент- 40 35 на водороду. Если в отходящих газах процесса Клауса содержится таклсе элементарная сера, то требуемое количество водорода и/или окиси углерода можно нересчитать на элементарную серу в нроцентах SO2. Отходящие газы, освобожденные от сернистых соединений и состоящие главным образом из азота и двуокиси углерода, а также небольщих количеств водорода и следов сернистого водорода, можно удалять в атмосферу. При желании эти газы можно вначале сжигать обычным способом, а затем направлять в дымовую трубу. Пример 1. Восстанавливают синтетический отходящий газ процесса Клауса, содержащий (об. %): Различные количества 0,5-0,6 0,3-0,4 Остальное на предварительно сульфиднрованном катализаторе. Катализатор (размер частиц 0,5-0,6 мм или 50-60 мещ), содержащий 3 вес. ч. Со, 13,4 вес. ч. Мо и 100 вес. ч. А12Оз, нагревают до 375°С в течение 4 час, сульфидируют при температуре 375°С и давлении 10 кг/с. смесью водорода и сероводорода, содержащей 12,5 об. % сероводорода, охлаждают до 100°С, ненрерывно подавая смесь, содержащую сернистый водород, затем пропускают голько водород и восстанавливают отходящие газы процесса Клауса смесью водорода и окиси углерода. Объемная скорость отходящих газов, смещанных с газом-восстановигелем, 1700 л ня I л катализатора в 1 час. Полученные результаты приведены в табл. 1. Т а б л II ц а 1
Пример 2. Синтетический отходящий газ процесса Клауса, содержащий кроме двуокиси серы и сернистого водорода небольшое количество сероокиси углерода и газообразную элементарную серу, восстанавливают водородом при 220°С на том же катализаторе Со/Мо/АЬОз, что и в примере 1. Отходящий газ пропускают вместе с водородом с о бъемной скоростью 1400 л на I л катализатора в 1 час. Состав газовой смеси перед и после восстановления приведен в табл. 2.
Общая конверсия в пересчете на количество израсходованного водорода 45%.
Пример 3. Отходящий газ процесса
Клауса, содержащий 0,17 об. % двуокиси
серы, 1,2 об. 1% сернистого водорода и
,1 об. % сероокиси углерода, пропускают
вместе с водородсодержащим газом над тем
же катализатором, что и в примере 1, при
222°С и объемной скорости 1700 л на 1 л
катализатора в 1 час.
Таблица 2
Содержание, %
Состав газа
SOo
SB
И,
N,0
H;S
COS
N2
Состав газа после восстановления (об. %):
H.S1,3
COS0,1
СОа1,5
Н21,0
НаО36
N2Остальное.
Газ указанного состава пролускают при 223°С над слоем активированной, окиси алюминня (размер частиц 0,3-0,6 мм) для гидролиза сероокиси углерода. При объемной скорости газа 20000 л иа 1 л катализатора в 1 час конверсия сероокиси углерода 80%, а при объемной скорости в два раза меньшей она составляет 95%.
Пример 4. После гидролиза сероокиси углерода газ, содержащий сернистый водород главным образом в форме соединения серы, контактнруют с активированным углем (размер частнц 3 мм, удельная поверхность 1200 лг2/г, плотность 0,42, объем пор 0,60 мл/г) при 120°С, объемной скорости 910 л газа на 1 л катализатора в час. Адсорбция сернистого водорода 98%.
Предмет изобретения
взаимодействием полученного сернистого ангидрида с сероводородом в несколько стадий в присутствии катализатора и конденсацией образовавшейся серы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения содержания соединений серы в отходящих газах и увеличения выхода целевого продукта, отходящие газы, содержащие серу, сернистый ангидрид, сероокись углерода и сероуглерод, после последней стадии контактирования одновременно или последовательно при температуре выше 175°С пропускают через катализатор реакции восстаповлепия, содержащий один из металлов VI и/или УП1 группы на неорганическом 01КИСНОМ носителе в присутствии водорода и/или окиси углерода и через катализатор реакции превращения сероокиси углерода и сероуглерода в сероводород с последующим извлечением образовавшегося сероводорода сорбцией.
