Способ получения элементарной серы Советский патент 1981 года по МПК C01B17/04 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ СЕРЫ

1

Изобретение относится к способу получения элементарной серы путем окисления повышенных содержаний сероводорода из газов кислородом и может найти применение в производстве газовой серы, а также в процессах очистки газов, содержащих до 25-30% сероводооола.

Известны способы получения элементарной серы путем каталитического окисления сероводорода, применяющиеся в процессах очистки газов. Хорошие результаты получают по способу очистки природного газа я газов Нефтепереработки от сероводорода над катализатором, представляющим анатазную форму двуокиси тит&на.Процесс эффективен в широком интервале объемных скоростей - до 12500 температурах 230-280 С Ll.

Однако по этому способу возможна переработка газов, содержащих 3,04,0 об.% сероводорода, и количество получаемой серы, не превышает 450 г с 1 л катализатора за один час.

Известен также способ окисления сероводорода в газах с высоким содержанием H2.S при температурах ниже 12},

Однако осуществление этого способа возможно лишь в случае применения реактора особой конструкции, который позволяет добиться быстрого отвода тепла и образуквдейся серы из зоны реакции, что является недостатком известного способа, так как конструкция реактора сложная, а снятие тепла водой должно привести к дезак10тивации боксита, использующегося в качестве катализатора.

Целью изобретения является упрощение процесса получения серы из газов путем окисления сероводорода

15 в присутствии катализатора.

Для достижения поставленной цели предлагается способ двухстадийного окисления сероводорода с раздельной подачей кислорода в количест20ве, обеспечивающем отношение на первой стещии, равной 0,25-0,3, и на второй - 0,5-1,15, над железотитаноокисным катгшизатором состава, вес.%:

25

Окись железа 0,05-0,3, Двуокись титана Остальное

Предлагаемый способ не требует специального конструктивного оформления, отвод выделяющегося тепла и

30 образующейся серы из зоны реакции

осуществляется за счет раздельной подачи кислорода на каждую стадию. Для того, чтобы обеспечить равномерную тепловую нагрузку в обоих реакторах, необходимо добиться равных количеств образующейся в них серы.

Это может быть достигнуто введением в первый реактор половины всего необходимого кислорода, т.е. отношение O2/H2S на первой стадии равно 0,25-0,3. Так как во втором реакторе осуществляется окисление оставшегося сероводорода, то количество кислорода не лимитируется столь строго, важно лишь на второй стадии обеспе ить отношение кислорода к оставшемуся сероводороду не менее 0,5.

Исследование процесса окисления сероводорода в элементарную серу осуществлялось на лабораторной устанорке непрерывного действия с автмати:1сской подачей реакционной смеси при 250-300С, объемной скорости газового потока .2500-4000 и атмосферном давлении.Анализ состава исходной смеси и отходящего газа проводили хроматографически. Образующиеся в реакции окисления сероводорода сера и вода конденсируются и улавливаются в промежуточных поглотительных емкостях после каждой ступени установки, а газ после первой ступени, обедненный сероводородом и лишенный кислорода, смешивается с добавочным количеством кислорода в соотношении , равном 0,5-1,15, и поступает на вторую каталитическую ступень установки.

Максимальное превращение сероводорода в элементарную серу, .равнре 99,5%, со 100% селективностью достигается при следующих параметрах процесса:

Объемная скорость,Ч 2500-3000

Концентрация ,

24,5

об.%

Температура, С

Iреактор

300 285

IIреактор Отношение

0,25

I реактор 0,52 I I реактор

Предлагаемый способ получения элс ментарной серы протекает по реакции

4 Sn

+

H,,S n

Пример 1. Берут исходную газовую смесь следующего состава, об.%

I ступень II ступроцесса пень

процесса

44,5

40,7

1,3

1,2

0,3

0,3

Двуокись углерода 23,9

26,6 Сероводород 23,8 10,4

Кислород

7,1 11,9 3,4

Азот 5,0

Температура fС 300 250 Отношение

0,29

1,15

Объемная скорость газового потока, ч

3850

3000

Степень превращения , в:

S,% 56,4 96,6 S02,% 0,0 2,0 Конверсия,% 56,4 98,3 5 Селективность,

%100 98

Съем серы с 1 л ка алиэатора за 1 час 1,3 кг

Пример 2. Берут исходную 0 газовую смесь следующего состава, об . % :.

Съем серы с 1 л катализатора за 1 час 1,5 кг.

Пример 3. Берут исходную газовую смесь следующего состава,об.%

I ступень II ступень

37,450,7

0,91,2

0,20,3

28,034,6

23,58,1

7,04,2

0,30,7

300285

0,250,52

Объемная скорость газо- .

вого потока,ч 3000 2500 Степень превращения H2S в:

S,1i 65,0 99,5 S02,% 0,0 0,0 Конверсия ,

%65,0 99,5

Селективность,

%100,0 100,0

Съем серы с 1 л катализатора за час 1,0 кг.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

2.Патент США 3393050, кл. 23-225, 1968.