Способ получения элементарнойСЕРы Советский патент 1981 года по МПК C01B17/04 

Изобретение относится к способам получения элементарной серы из газов, содержащих сернистый ангидрид, и может найти применение в цветной металлургии в процессах утилизации сернистого ангидрида из отходящих газов. Известен способ получения серы из газов, содержащих сернистый ангидрид, путем восстановления последнего углеводородами на катализаторе при объемном соотношении сернистого ангидрида и восстановительного газа, равном 1:0,6 1. При этом образуется газовая смесь, содержащая пары серы, сероводород, сероуглерод, сероокись углерода и непрореагировавщий сернистый ангидрид. Общая степень извлечения серы не пр.евыщает 90%, но практически удается достигнуть 85%. Известен также способ получения элементарной серы восстановлением сернистого ангидрида природным газом на катализаторе-дуните 2. Выход серы посл.е стадии восстановления сернистого ангидрида равен 72%. Недостатками этих способов являются образование побочных продуктов, что требует применения дополнительных ступеней каталитической конверсии; высокая коррозионная активность газов после стадии восстановления сернистого ангидрида, что обусловлено присутствием в смеси сероводорода и препятствует использованию тепла реакционных газов в теплообменных устройствах; невысокий выход элементарной серы как после стадии восстановления сернистого ангидрида, так и после конверсии побочных продуктов; относительно высокий расход восстановителя на тонну получаемой серы. Целью изобретения является повыщение выхода серы за счет снижения образования побочных продуктов. Поставленная цель достигается тем, что элементарную серу получают из двуокиси серы и природного газа, взятых в объемном соотношении 1:0,35-0,45, соответственно, в присутствии катализатора с последующим охлаждением продуктов реакции и выделением целевого продукта. Отличительным признаком предложенного способа является то, что двуокись серы и природный газ берут в объемном соотношении 1:0,35-0,45. Экспериментально было доказано, что в режиме, недостатка восстановительного газа (природного) последний полностью реагирует с SOs без образования побочных продуктов в соответствии со стехиометрией реакции. 2SOj+CH 2S+COj+2H,O.

Восстановление SO2 при соотношениях CH4:SO2, больших 0,45, не приводит к указанному выше эффекту и в продуктах восстановления всегда содержится сероводород.

Процесс осуш,ествляется следуюш,им образом.

Исходный газ, содержащий сернистый ангидрид, подогретый до 300°С, подают в смеситель, куда подают также подогретый до 300°С природный газ. После смесителя газовую смесь с объемным соотношением сернистого ангидрида и природного газа, равным 1:0,35-0,45, подают в реактор, в котором на катализаторе при 800-1000°С протекает реакция между сернистым ангидридом и природным газом.

Побочные продукты восстановления сернистого ангидрида отсутствуют. Затем реакционную смесь охлаждают в газо-газовых теплообменниках, нагревая этим исходные газы, и подают в конденсатор серы, где выделяется основное количество образовавшейся при восстановлении сернистого ангидрида серы. После этого газ проходит скруббер, орошаемый водой, в котором улавливается серный туман, и с содержанием сернистого ангидрида 1-2% его направляют на сорбционную установку. Извлеченный из газа сернистый ангидрид подают в линию исходного сернистого газа.

Пример. В алундовый трубчатый реактор загружают 100 мл катализатора окиси алюминия фракции 3-5 мм, через который при 900°С пропускают газовую смесь в количестве 150 л в час, состоящую из сернистого ангидрида и природного газа с объемными соотношениями 1:0,35; 1:0,40; 1:0,45. Газ на выходе из реактора периодически отбирают для хроматографического анализа. В результате восстановления сернистый

ангидрид конвертируется в элементарную серу без образования побочных продуктов. В таблице представлены результаты опытов.

Формула изобретения

Способ получения элементарной серы из газов, содержащих сернистый ангидрид, путем восстановления последнего природным газом при повышенной температуре в присутствии катализатора с последующим охлаждением продуктов реакции и выделением серы, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода серы за снижения образования побочных продуктов, процесс ведут при объемном соотнощении сернистого ангидрида и природного газа 1:0,35-0,45.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Авторское свидетельство СССР № 237835, кл. С 01В 17/04, 1967 (прототип).