Способ получения элементарной серы Советский патент 1977 года по МПК C01B17/04 

сашышх скачков температуры н способствует гладкому протеканию рсакцки.

Количество вводимой серы оостевляет 0,05-3 мол.%, предпочтительно 0,1 - 1.S MOin.%.

Процесс осуществляют в пржут&твии любого из хорошо известных катализаторов, ршве пртменявшихся при восстановлении двуокиси серы, таких как боксит, окись алки гания, двуо1сись крешош, сульф19д кальция, окись ванади), алюминат калыщя или их смеси. Ilptt этом катализатор в вида небачьших шарбкрв 6,35 19,05 мм. Продолжи1е 1;гшос;п- кощакта10,1 - 7 сек, тф«дпочтительно 0,25 -t .3,5 сек. При л«енее 0,1 сек степень аревраще{шя является ведостатооюй, в то время как продолжительность контакта свыше 7 сек., яе обеспетавает 1шкаких Ефеимуществ.

Восстанавливаемая двуокись серы может быть чистой или в виде отработанных газов с содержанием SO) от 1 да 100%.

Молярное соотношение между реагентами .двуокись серы / восстановительный газ должно составлять 1,33 - 6,5:1 в зависимости от используемого восстановительного газа. Например, при использовании бутана соотношение двуокись серы бутан 4,5 - 6,5:1, при итольз1шании же метана 133-2:1. В эшх услюнях досппгается максимальвое ашолюов&вке углеводородвото газа.

В продукцвошюм газе обн уживаются следы оероушеродБ и сероокисн, что две всэмоокаость

иоюльзоветь только орш реактор для восстававлення, устанавляваемый перед реехтором Юшуса, служаощм ДЯ9 npeepweBWti{jS n{«(7T«TByiniien) в продуктовом газе в дсвиряйр а льное количество оерь| за счет реаюши OvSOj. - :

Продукционные . газы, ,в«|с1(рд) нэ зоны восстановлеиня проходят конденсатор для серы я- затем aociynaiOT 9 .о&лйшй конвертер Клауса. При этом/часть прод стового газа может бьпъ пущена на рец иркуляцию к подачей ее в.

исходную реакционную смесь.

Примеры 1-3. Проводят ряд опытов, в которых газ, содержащий SO с различными концентрациями, взаимодействует с метаном в прнсутствии катализатора, представляяядего собой

алюкшнат кальция на носителе - оюкя алюиинця. Полученные результаты нрнведены в табл. 1-2. Количество серы, вводимой в восстановительную зону в примерах 1-3, составляет 1моль%в пересчете на Sg, ч1р соответствует р новесиой

смеси элементарной серы, находящейся в формах 52,8бИ58.

Та блица 1

одаваемый SOz

СН4

ера в пересчете на Si 5б

S8

Лзот

родуктовый SOi

СН4

HI О COS

СО CSi H,S

Н, СО, Сера

Температура на входе в реактор во всех примерах 537° температура на выходе реактора в примере 1-953°; в примере 2-663° ; в примере 3 - 1064°

9,16

57,93

30,16 4,66

8,28 13,73

3,73

0,03 0,03

3,77 68,75 7,19

2,66 0,0067

53,43

1,32 17,52 0,386 0,039 ,397 3,302 0,003

1,486 0,020 0,001 ,001 5,431 5,220 11,337 3,545

1,772

0,084 26,326 8,131 4,588 1,374 19,00 4,383

лйЯЙййS « 5v

«rt OO O N «««««.-(

oocsoooосэосГсэоо

о CN о о о оо о о

s о о о о оf о о о о о 5с

5 s 5 t

в f- ft f f. V V V V V

о о о о о оо о о о о о о

о о о о о о

- «л «I t о fO го fO , s, 9 о, -, -i

о rf «гГ оо осГ оо

Г Г1 ГЧ г

§fS г- tS «ч - сК t- г с, О 1. t Г-;

о «- fHI v«4

О 1Л О «It «

ч о гл оt- hг о о f

f 1Л сГ -Г-i 1-4

fS S(Ч «S

t 00 -о о

t rf) SГ4 fS

. о. Г-. ««ч Ч

о М - Л1Л «о

СЧ f О -| -

- 00 in р о

. гл 00 о. о. о.

о -ч о о о о

to fO i vOVO

о in GOоб

ч. p.

о о о-

§r О h oo cv o y . 4 n n-n «л.

о о -о о о о

00 Tf Ov Г4 П

Ч Ч Л.

ОО г- .1-1 -- -1. - п л Л

ОоO 00

Л-Г4, VO

г-оts- о

о го о р р

го s

in Л in

г гч г гч о го ел (Л го гл

Г t- Г г- ОС

о о о о о р о

8

о о о о о о о

о о о о о о о

§-1 чО CT fl л

S CS ОО (П - гл f a г п fS n чГ O 1Л , о, о, о г, f« n -г О. n СГ о о о VO « О

о - f

t«s гл 5 f4 ш п

- t--ts f fs о о о ф

-Ч -n N (Л

о оo o ci ч. ч. ч, ч. 1

о о о о о fo «

о оо о о

tN О -1 о Сч. ч

г гл гч

.о о

о о р о OS 2i

§00 т sp - f о (N о fO р о CJ, г го

С5 о сГ о - - -

«м «trt гч ff Tj- го -1 р f 5 Q S ч. ч. ч. °Я ч. R. о о о о о о о

о, г гО

о о о о о го го

о о

о rf -J

о о о о о о о

о р го гч

00 р t р Tt- 1Л го

ч п п. «л, п. . ,

--

о

t со оо оо - го го р л in

tS чОVO

in I

-

in соо

. о

СТ, гоОС

(уГ оС«N сэ о

ГЧ ГЧГЧ

%в г- л:1П t- (| rt

tn 1-I Ш TJ- о(- Оч -, 1Л чр ГЧ; WT, S ГО

О Ov, ОО Г-- tC t- t t t

оС .л ре. so. 1л v in in «n n rt

- - го 5 -I го

о о о о о, о рч i7 Ё примере 1 подагаешлй в актор газ аредставлкет собой кошентриров&ншхш газ, содержащий двуокись серы в количестве 87,5 и 12,5% вод1ы, к которому срвбавлягат метан для лолученш молярного соотношения пфежду двуокисью серы т метаном, равного 1,93:1. 3 примере 2 концевтрацня двуокиси оеры в подаваемом газе составляет 10 моль%, а молярное. соотношение между двуокисью серы к метаном равняется 1,97:1. Как вытекает нз данных, п жведенных в этих таблицах, инищшровшше реакции восстановления в примерах 1 в 2 натанается при 537° С и реак1шя завершается при действительном времени пребывания в аппаратуре, равном соответственно 0,55 н 2,5 сек, что определяется в основном но полному нслользованию метани. & примере реакция протекает плавно до завершения за 0,55 сек и рашределение продуктового газа представляет собой состав, отвечанншй термодинамическому равновесию при температуре на выходе из реактора, равней 953°С. Установлено, что небольшое улучшение использования метана, т. е. снижение содержания остаточных окиси углерода и водорода, может быть достигнуто при введении части неподогретых реагентов, т. е. двуокиси серы и метана, в промежуточную зону в слое катализатора. Это снижает температуру на выходе из реактора и сдвигает состояние равновесия в сторону более низких концеитрасщй окиси углерода и водорода. Пример 2 сходен с примерюм 1, за исключением того, что газ, содержащий двуокись серы, имеет концентрацию двуокиси серы, равную примерно 10 моль%, & действительное время пребывания в аппаратуре для полного использования метана составляет 2,5 сек. Состав продуктового газа является качественным, так как концентрации сероуглерода, сернистого 1Лрбонила, водорода и окиси углерода являются ничтожно малыми. Пример 3 приведен для того, чтобы показать преимущества, возникающие при введении серы в зону восстановления. Состав подаваемого газа является таким же, как и в примере 1. Температуру на входе в реактор повышают до 750°С. Без добавки серы обнаружево, ITO температуру на входе в р@8К1Ор оюдует вовыситъ да этого уровня fom шго, «гсобы достигнуть шгацивровашя реакции. Деже три 732° С реакция протекает в шчале очень )|4едпенно н в течение пертых 0,5 сек требуется юлько 0,18 юля метана, а после примерно 0,8 сек продолжительности ковтактировашя, когда температура газа 827° С, реакция доходит до завершения почти мгновенно, что указывает ге чрезвычайную резкость реакции, пртаодащуя) к повышению температуры в реакторе да 242° С, т.е. с 827 до 1064° С за 0,5 сек. В том учае, если переводят серу и используют газ, содержаний двуокись серы в концентрации, например с содержанием двуокиси серы, равным примерно 1-16 моль%, реакиия восстановления протекает более плавно, чем при применении более концентрированных газов, но требуется, чтобы температура инициирования составляла 787 - 815° С. Формула изобретения 1.Способ получения элементарной серы путем во.сстановле,ния двуокиси серы углеводородным газом, например метаном, при повышенной температуре в присутствии катализатора, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры инициирования и стабилизации процесса, в реакционную зону вводят парообразную элементарную серу в количестве 0,05 -3 моль % в пересчете иа Si2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс ведут при 454 - 1316° С. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что соотношение между двуокисью серы и углеводородным газом выбирают 1,35 - 6,5:1, предпочтительно 1,33 - 2,0:1. 4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что часть исходиой смеси подают в средиий слой катализатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе; 1.Патент США № 2270427, кл. 23-260, 1938 г. 2.Патент США N 3199955, кл. 23-226, 1963 г.