Способ получения элементарной серы

 

.Изобретение относится к химической, нефтехимической, газоперерабатывающей, металлургической промышленности и может быть использована для производства элементарной серы. Целью изобретения является удешевление процесса за счет снижения капитальных, эксплуатационных затрат и энергоемкости. Серу получают при взаимодействии сероводорода и диоксида серы в трех последовательно расположенных реакторах с неподвижным слоем катализатора с промежуточным охлаждением газа и конденсацией образующейся серы. Температура газа на входе в первый реактор 300-400°С во второй и третий реакторы 120-160°С. Через каждые 10-100 мин направление подачи газа по второй реактор изменяют на противоположное. При снижении температуры газа на выходе из третьего реактора до величины, отличающейся от входной температуры на 0,1-5°С, изменяют направление подачи газа на противоположное во всей установке. 1 ил.

союз советских социмистических

РЕСПУБЛИК (51)s С 01 В 17/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMNTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4131457!26 (22) 17.10.86 (46) 30.12.91. Бюл. М 48 (71) Институт катализа СН АН СССР (72) Ю. Ш. Матрос и А. Н. Загоруйко (53) 661.217(088.8) . (56) Патент США М 4487754, кл. С 01 В 17/04, 1984. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ СЕРЫ (57) Изобретение относится к химической, нефтехимической, газоперерабатывающей, металлургической промышленности и может быть использовано для производства элементарной серы. Целью изобретения является удешевление процесса за счет сниИзобретение относится к химической. нефтехимической, металлургической и другйм отраслям промышленности и может быть использовано в производстве серы, а также для обезвреживания сернИстых отходящих технологических газов, Целыб изобретения является удешевление процесса за счет снижения капитальных и эксплуатационных затрат и энергоемкости при обеспечении степени конверсии исходных сернистых соединений в серу не менее 99 .

Процесс осуществляют в трех последовательно расположенных каталитических реакторах по схеме, представленной на чертеже, причем второй по ходу газа реактор работает в условиях периодического переключения потока газовой смеси с входа реактора на выход и наоборот. В реактор 1 подают исходную газовую смесь, содержа. Ж, 1701626 А1 жения капитальных, эксплуатационных затрат и энергоемкости. Серу получают при взаимодействии сероводорода и диоксида серы в трех последовательно расположенных реакторах с неподвижным слоем катализатора с промежуточным охлаждением газа и конденсацией образующейся серы.

Температура газа на входе в первый реактор 300 — 400 С во второй и третий реакторы

120-160 С, Через каждые 10 — 100 мин направление подачи газа по второй реактор изменяют на противоположное. При снижении температуры газа на выходе из третьего реактора до величины, отличающейся от входной температуры на 0,1 — 5 С, изменяют направление подачи газа на противоположное во всей установке, 1 ил. щую сероводород и диоксид серы при соотношении их объемных концентраций, л равном 2: t, при 300 400 С, затем газохлаждают в конденсаторе 2 до 120 — 160 С для "р конденсации серы и с такой температурой подают в реактор 3, в котором за счет периодического изменения направления подачи газа образуется и поддерживается высокотемпературная реакционная зона, что обес- О печивает непрерывную работу реактора без остановки на регенерацию катализатора.

На выходе иэ второго реактора гаэ снова охлаждают до 120-160 С в конденсаторе 4 и подают в реактор 5, в котором конденсируется образующаяся и несконденсировавшаяся ранее сера. После полной дезактивации катализатора жидкой серОй в реакторе 5 (что определяют по падению температуры выходящего из третьего реактора газа до величины, отличающейся от входной

1701626 температуры не более чем на,0,1 — 5 С) направление движения газовой смеси по установке изменяют на противоположное, т, е. первый по ходу газа реактор 1 становится третьим и наоборот. При этом горячий газ, 5 поступающий на установку регенерирует катализатор в первом по ходу газа {бывшем третьем) реакторе 5, а испаряющуюся при этом серу также конденсируют в конденсаторе 4: Продолжительность цикла во втором 10 реакторе составляет 10 — 100 мин, Подача в первый реактор исходной смеси с температурой выше 400 С может приводить к разрушению катализатора за счет перегрева, а с температурой ниже 300 С вЂ” к 15, замедлению регенерации катализатора и к недостаточному разложению высокотоксичных соединений СО$ и CSz, которые могут содержаться в исходном газе, Подача газа ,во второй и третий реакторы с температу- 20 рой менее 120 С затруднена с технологической точки зрения, так как сера (t»=119,3 С) при таких температурах затвердевает и, откладываясь на холодных участках, может закупоривать газоходы и 25 теплообменники, Повышение входной температуры во второй и третий реакторы выше

160 С снижает эффективность их работы, так как при охлаждении газа до таких температур промежуточная конденсация серы 30 происходит хуже, что наряду с повышением температуры отрицательно сказывается на ,химическом равновесии.

Переключение направления подачи га( за по всей установке при разнице между 35 выхоцной и входной температурой газа в третьем реакторе 5 С невыгодно, поскольку может привести к частым переключениям, что ведет к росту потерь эффективности при . переключениях, а при разнице менее 0,1 С 40 приводит к падению степени превращения смеси за счет того, что значительную часть цикла третий реактор будет работать в условиях полной дезактивации катализатора, Пример 1. На вход установки подают 45 смесь состава 10 HpS, 5% S02, 20 Н О, 65 N2 с температурой 350 С. Во второй и третий реактор газ подают после охлаждения до 130 С. Продолжительность цикла на втором реакторе — 15 мин. Средняя сте- 50 пень превращения исходной смеси 99,6%, После 30 ч работы установки температура катализатора на выходе из третьего реактора снизилась с 155 С до 133 С, после чего производят переключение подачи исходно- 55 го газа с первого реактора на третий.

Пример 2, То же, что и в примере 1.

Температура газа на входе в первый реактор 300 С, 3а счет снижения скорости pereнерации катализатора средняя степень превращения падает до 99,1o

П риме рЗ.Тоже,чтои в примере l.

Температура газа на входе в первый реектор 400 С, во второй и третий — 160 С, Схапень превращения 99,2 .

П р и м,е р 4. То же, что и в примере 1.

Температура газа на входе в первый реактор 500 С. Наблюдается термическое разрушение катализатора в первом реакторе.

П ри ме р5. Тоже, чтои в примере1

Температура газа на входе в первый реактор 250 С. Регенерации катализатора почти не происходит, разложение COS u CSg недостаточно, Пример 6, То же, что и в примере 1.

Температура газа на входе во второй и третий реакторы 180 С. Степень превращения

98,3 О .

Пример 7. То же, что и в примере 1.

Переключение направления движения газа по установке производят при снижении выходной температуры газа третьего реактора до 135 С. Степень превращения 99,5 .

Пример 8, То же, что и в примере 7.

Переключения производят при температуре газа 145 С. Степень превращения 98,9 .

Пример 9. То же,.что и в примере 7.

Переключения производят при температуре газа 130,1 С. Степень превращения 99,5 .

Пример 10. То же, что и в примере 7.

Переключения производят при температуре газа 130 С. Степень превращения 98,7 .

Способ позволяет снизить капитальные и эксплуатационные затраты, энергоемкость процесса эа счет уменьшения количества теплообменных устройств, снижения загрузки катализатора и тем самым снизить себестоимость серы.

Формула изобретения

Способ получения элементарной серы по методу Клауса в трех последовательно расположенных каталитических реакторах с промежуточной конденсацией серы охлаждением газовой смеси, отличающийся тем, что, с целью удешевления процесса за счет снижения капитальных, эксплуатационных затрат и его энергоемкости, направление подачи газа во второй реактор через каждые 10 — 100 мин меняют на противоположное, а при снижении температуры газа на выходе из третьего реактора на 0,1-5 C ниже входной температуры меняют направление подачи газа во всех реакторах, причем в первый по ходу газа реактор газов;ю смесь подают с температурой 300-400" C:, во второй и третий — с температурой 120

1600С

1701626 исходиая

Составитель Л. Темирова

Техред М.Моргентал Корректор M. Максимишинец

Редактор 3, Ходакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4507 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4(5