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

Изобретение относится к способам получения элементарной серы путем каталитического окисления сероводорода из газов и может найти применение в нефтяной и газо.вой отраслях промышленности.

Известен способ получения элементарной серы путем взаимодействия сероводорода с псевдоожиженным слоем поглотителя - оксида железа и последующей его регенерацией 1.

Недостатками этого способа являются частая регенерация поглотителя, высокие температуры проведения процесса (800-1050С) , а также его многостадийность и громоздкое аппаратурное оформление.

Наиболее близким к изобретению является способ получения элементарной серы из газа, содержащего сероводород, окислением его в присутст-вии катализатора - боксита в условиях, обеспечивающих одновременное удаление из зоны реакции образующейся: серы и тепла. Последнее достигается применением реактора сложной конструкции 2 .

Основные недостатки известного способа заключаются в необходимости

применения такого реактора и сложном технологическом оформлении процесса. Процесс проводится при высоких температурах (до 649 С), а незначительное увеличение ее приводит к дезактивации катализатора.

Кроме того, способ требует поддержания отношения кислорода к сероводороду в строго стехиометрических

10 количествах, так как увеличение содержания кислорода приводит к снижению селективности.

Цель изобретения - упрощение и интенсификация процесса.

15

Поставленная Цель достигается тем, что согласно способу получения элементарной серы из сероводорода путем окисления его в присутствии катализатора при повышенной темпера20туре, в качестве катализатора используется оксид железа.

Возможность осуществления процесса в присутствии количеств кислорода, значительно (в 2-12 раз) превос25ходящих стехиометрически необходимые без снижения селективности, существенным образом облегчает контроль и регулирование подачи сырья. Способ позволяет проводить процесс при

30

высоких объемных скоростях (до 15000 ч ) без снижения степени превргицения сероводорода, что, в свою очередь, улучшает его экономичес5 ие показатели, т.е. увеличивает производительность и уменьшает количество используемого катализатора, а следовательно, и габариты применяемой аппаратуры.

Кроме того, катализатор (оксид железа) в процессе не дезактивируется и не требует регенерации.

Пример 1. Через 2 мл катализатора, нагретого до 275°С, в течение 3 ч пропускается реакционная смесь объемом 18 л, содержащая,л: сероводорода 0,54; кислорода 1,62; азота 6,5 и углеводородного газа 9,34, состоящего из С - С углеводородов . Концентрация сероводород в смеси - 3%, кислорода - 9% отношение , 3; объемная скорость подачи сырья - 3000 ч- .

В результате реакции суммарная конверсия сероводорода составляет 97,8% степень превращения в серу - 94,6%; степень превращения в сернистый ангидрид - 3,2%; селективность процесса - 96,7%.

В изученных условиях из 90 л сероводорода, пропущенного через 1 л катализатора за 1 ч, образуется 121 г элементарной серы.

Пример 2. Через катализатора, нагретого до 275 С в течение 3 ч пропускается реакционная смесь объемом 81 л, содержащая, сероводорода 2,45; кислорода 14,8; азота 58,4 и углеводородного газа 5,4, содержащего C-f - С углеводороды. Концентрация сероводорода в смеси - 3%, кислорода - 18%; отношение , 6; объемная скорость подачи сырья - 9000 ч .

В результате реакции суммарная конверсия сероводорода составляет; 97,2%; степень превращения в серу 94,2%; степень превращения в сернистый ангидрид - 97,3%,

в изученных условиях из 270 л сероводорода, т;1ропущенного чепез 1 катализатора за 1 ч, образуется 362 г элементарной серы.

Пример 3. Через 3 мл катализатора, нагретого до , в течение 4 ч пропускается реакционная смесь, объемом 180 л, содержащая,л сероводорода 5,4; кислорода 24,3; азота 97,2 и углеводородного газа 53,1, содержащего С - С-j углеводороды. Концентрация сероводорода в смеси - 3%, кислорода - 13,5%; отношение 4,5; объемная скорость подачи сырья - 15000 .

В результате реакции суммарная конверсия сероводорода составляет 95%; степень превращения в серу 94%; степень превращения в сернистый ангидрид - 1%; селективность процесса - 99%..

В изученных условиях из 450 л сероводорода, пропущенного через 1 л катализатора за 1 ч, образуется 604 г элементарной серы.

Изобретение позволяет достичь 97,8.%-ной степени превращения сероводорода при селективности не ниже 96,6% и получать за 1 ч с 1 л катализатора до 600 г элементарной серы.

Формула изобретения

Способ получения элементарной серы из сероводорода путем окисления его в присутствии катализатора при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью упрощения и интенсификации процесса, в качестве катализатора используют оксид железа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США W 3781445,кл.423-574

1973.

2.Патент США 3393050,кл.23-225,

1968 (прототип).