Способ обработки промышленных газов

 

Изобретение относится к способам обработки промышленных газов, содержащих COS, CS₂, SO₂, H₂S, O₂ , с получением серы. Сущность способа заключается в том, что исходный газ пропускают через катализатор - оксид церия с объемной скоростью 900 ч^-1 при 225-340 С. 1 табл.

Изобретение относится к способам обработки промышленных газов, содержащих сернистые соединения.

В частности, оно относится к обработке промышленных газов, содержащих органические соединения серы, такие как COS и CSO₂, а также сероводород, диоксид серы и кислород.

Известны способы удаления соединений COS и CS₂ путем каталитического гидролиза этих соединений с получением Н₂S.

Используемыми катализаторами в таких процессах является окись алюминия [1] и окись титана [2] . Однако эффективность этих способов достаточно низка в результате того, что упомянутые катализаторы имеют тенденцию к постепенному снижению их активности после более или менее продолжительного времени использования, в основном в результате отравления катализаторов. Отравленные таким образом катализаторы не позволяют в достаточной мере удалить вредные серные органические соединения, которые наносят ущерб окружающей среде.

Было установлено, что явления отравления, лежащие в основе этого снижения активности, базируются на постепенной сульфатизации поверхности катализаторов в ходе их использования. Более конкретно, эта сульфатация происходит в результате окисления сернистого ангидрида в сульфаты с постепенным их отложением на катализаторе и с последующей реакцией образовавшихся, таким образом, сульфатов с поверхностью катализаторов; даже самых незначительных следов кислорода, содержащихся в газовом эфлюенте, достаточно, чтобы привести к этой нежелательной реакции окисления SO₂ + O₂ -> SO₄ Цель изобретения состоит в том, чтобы увеличить длительность работы установки за счет снижения сульфатации катализатора.

Эта цель достигается с помощью катализатора на основе оксида церия.

Этот оксид может быть получен согласно любому известному способу.

Он может быть получен, в частности, путем нагревания на воздухе при 400-1000^оС гидроксида церия или некоторых кислородных солей, таких как нитраты, сульфаты, карбонаты, оксалаты, ацетаты (см. Paul PASCAL - Nouveau Traite' de Chimie Minerale, том VII с. 777, 1959) или термическим разложением оксалата церия - III.

Например, согласно статье S. HORSLEY, J. M. TOWNER, M. B. WALDRON (Tirages Prelin. Symp. Eur. Metall. Poudres, 4, ч. I, с. 12, 1975).

Катализаторы согласно изобретению могут быть получены согласно любому известному способу.

Осуществляют разминание смеси на основе воды, порошка, содержащего оксид или гидратированный оксид церия, при необходимости, с агентами формования смеси.

Таким образом, полученную смесь затем формуют на формообразующей установке в соответствии с желаемой формой катализатора.

В качестве предпочтительной формы можно назвать полые или пустотелые экструдированные продукты с многолопастным сечением, получаемые на экструзионной машине.

На последней стадии таким образом полученные продукты в известных случаях высушивают, затем прокаливают.

П р и м е р 1 (сравнительный катализатор 1).

Этот пример относится к получению катализатора согласно уровню техники. Катализатор получают путем быстрой дегидратации при 800^оС гидрата Байера. Полученный продукт размельчают, затем агломерируют в грануляторе. Полученные шарики выдерживают при 100^оС в течение 12 ч, затем прокаливают при 500^оС в течение 4 ч. Полученный катализатор имеет следующие характеристики: Шарики диаметром 4 мм Удельная поверхность 250 м^2.г^-1 Общий объем пор 0,48 см³/г П р и м е р 2 (сравнительный катализатор 2).

Этот пример относится к катализатору согласно уровню техники. К суспензии оксида титана, полученной после гидролиза и фильтрации в классическом способе травления серной кислотой ильменита, добавляют суспензию известняка, чтобы нейтрализовать совокупность сульфатов. Суспензию высушивают при 150^оС в течение 1 ч.

Полученный порошок разминают в течение 2 ч в присутствии воды и азотной кислоты в следующих соотношениях, % : Оксид титана 58 NHO₃ 2 H₂O 40 П р и м е р 3. Получение катализатора.

Раствор нитрата церия с 800 г/л церия прокаливают при 150^оС в течение 24 ч. Полученный "пирог" разминают в течение 2 ч в присутствии воды и азотной кислоты в следующих соотношениях, % : Гидроксид церия 63 NHO₃ 3 H₂O 34 Экструдаты высушивают при 120^оС в течение 10 ч, затем прокаливают при 400^оС в течение 3 ч. Полученный катализатор имеет следующие характеристики: Экструдаты диаметром 3 мм Удельная поверхность 70 м²/г Общий объем пор 0,25 см³/г П р и м е р 4. Каталитический тест.

Каталитический тест имеет целью сравнение активностей катализаторов в процессе гидролиза СS₂ в следующих условиях: состав газа, % : H₂S 6 SO₂ 4 CS₂ 1 H₂O 30 N₂ 59 УУН (почасовая объемная скорость = 900 ч^-1) температура на входе в реактор: 225^оС
температура на выходе из реактора: 340^оС
Выходящие газы анализируют с помощью хроматографии в газовой фазе.

В таблице представлены результаты, полученные с известными катализаторами (Al₂O₃ и TiO₂) и с катализатором согласно изобретению до и после старения в течение 15 ч функционирования, из которых 5 ч процесс протекал при 5000 УРМ кислорода, когда происходит реакция сульфатации. Результаты выражают степень конверсии в % .

Рассмотрение результатов, представленных в таблице, подчеркивает превосходство катализаторов изобретения по отношению к катализатору уровня техники.

Особенно необходимо отметить в особенности повышенную активность за незначительное время контакта катализаторов изобретения при удалении гидролиза СS₂. При удалении СOS получают результаты, идентичные результатам, полученным для удаления CS₂.

Разумеется изобретение никоим образом не ограничивается описанными способами реализации, которые даны только в качестве примеров. В особенности оно включает все способы, являющиеся техническими эквивалентами описанным способам, так же как их комбинации, если они осуществляются в рамках изобретения. (56) Патент Франции N 1126257, кл. C 09 B, 1962.

Патент Франции N 2481145, кл. B 01 J 37/04, 1981.

Формула изобретения

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГАЗОВ, содержащих сероуглерод, сероокись углерода, сероводород, диоксид серы и кислород, включающий гидролиз сероуглерода и сероокиси углерода с получением сероводорода путем пропускания исходного газа через оксидный катализатор при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью увеличения длительности работы установки за счет снижения сульфатации катализатора, в качестве последнего используют оксид церия.

РИСУНКИ

Рисунок 1