Способ получения элементарной серы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Саюз Советских

Соцналнстическкх

Республик

К АВТРРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 13.06.79 (23) 2779566/23-26 ®) с присоединением заявим ¹ (23) Приоритет

С 01 В 17/04.

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 230881. Бюллетень Ио 31 (53) УДК 661.217 (088.8) Дата опубликования описания 23. 08. 81

t0.П. Коротаев, Т.Г. Алхазов, И.Т. Балыбердина, А,А. Вартанов, О.Е. Филатова и М. Хенп Яз- — ..

t ! (t

Азербайджанский институт нефти и химии им. М. Азизбекова (72) Авт оры изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЯ СЕРЫ

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

Известны способы получения элементарной серы путем каталитического окисления сероводорода, применяющиеся в процессах очистки газов.

Хорошие результаты получают по способу очистки природного газа и газов 15 нефтепереработки от сероводорода над катализатором, представляющим анатазную форму. двуокиси титана. Процесс эффективен в широком интервале объемных скоростей — до 12500 ч и темпе-. 20 ратурах 230-280 С (1 ).

Однако по этому способу возможна переработка газов, содержащих 3,04,0 об.Ъ 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 Н25 при температурах ниже 650 С 2). 30

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

Целью изобретения является yttpoщение процесса получения серы из газов путем окисления сероводорода в присутствии катализатора.

Для достижения поставленной цели предлагается способ двухстадийного окисления сероводорода с раздельной подачей кислорода в количестве, обеспечивающем отнов ение О /H25 на первой стадии, равной 0,25-0,3, и на второй — 0,5-1,15, над железотитаноокнсным катализатором состава, вес.Ъ:

Окись железа 0,05-0, 3.

Двуокись титана Остальное

Предлагаемый способ не требует специального конструктивного OCIopMления, отвод выделяющегося тепла н образующейся серы из зоны реакции

856974

44,5

1,3

0,3

40,7

1,2

0,3

Метан

Этан

Пропан 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 cePbl i

Это может быть достигнуто введением в первый реактор половины всего необходимого кислорода, т.е. отношение Og/Н2S 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 обеспечить отношение кислорода к оставшемуся сероводороду не менее 0,5.

Исследование процесса окисления сероводорода в элементарную серу осуществлялось на лабораторной установке непрерывного действия с автоматической подачей реакционной смеси лри 250-300ОС, объемной скорости газового потока .2500-4000 ч " 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 логлотительных емкостях после каждой ступени установки, а гаэ после первой ступени, обедненный сероводородом и лишенный кислорода, смешивается с добавочным количеством Кислорода в соотношении О>/H S, равном

0,5-1,15, и поступает на втсрую каталнтическую ступень установки.

Максимальное превращение сероводорода в элементарную серу, равное

99,5%, со 100% селективностью достигается при следующих параметрах процесса:

Объемная скорость,Ч" 2500-3000

Концентрация H2S, об.Ъ 24,5

Температура, C

1 реактор 300

l I реактор 285

Отношение 02/H2S

I реактор 0,25

I1 реактор 0,52

Предлагаемый способ полученИя элементарной серы протекает по реакции

Н 5 + 2 О - Н20 + — 5и

1 1 п

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

I ступень II ступроцесса . пень процесса

Двуокись углерода 23,9

Сероводород 23,8

Кислород 7,1

Азот 3,4

ТемператураеС 300

Отношение

02/н 25 0,29

Объемная скорость газового потока,ч- 3000

Степень превращения H

S,% 56,4

50г % 0 0

Конверсия,% 56,4

Селективность, % 100

26,6

10,4

11,9

5,0

250

1,15

3850!

96,6

2,0

98,3

4

Съем серы с 1 л катализатора эа

1 час 1,3 кг

Пример 2 ° Берут исходную газовую смесь следующего состава, об.Ъ:

1 ступень II ступроцесса пень процесса

39,5

0,8

0,3

Метан . Этан

Пропан

Двуокись углерода . 24,6

Сероводород 27,6

Кислород 7,0

Аэот . 0,2

Температура,C 300

Отношение

О,/н25 0,25

Объемная скорость газового потока,ч 3000 .(Степень превращения Н 5 в:

S,II 47,0

So2,% 0,0

Конверсия н ь,а 47,0

Селективность, Ъ 100,0

47,4

1,2

0,4, 29,0

11,5

10,0

0 5

275

0,87

3850

96,4

2,4

98,8

97,6

Съем серы с 1 л катализатора за

1 час 1,5 кг

I1 ступень

50,7

1,2

0,3 ступень

37,4

0,9

0,2

Метан

Этан

Пропан

Двуокись углерода

Сероводород

Кислород

Азот

Температура,С о

Отношение

O2/H3S

28,0

23,5

7,0

0,3

300

34,6

8,1

4,2

0,7

285

0,25

0,52

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

856974

99,5

0,0

Формула изобретения

Составитель О. Филатова

Техред Н. Ковалева Корректор В. Синицкая.Редактор С, Патрушева

Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7118/29

Филиал ПпП Патент", г. Ужгород,. ул. Проектная,4

Объемная ско рость газового потока,ч 3000 2500

Степень превращения H

5,3 65,0

802 а ohio

Конверсия Н 5, Ъ 65,0 99,5

Селективность, В 100,0 100,0

Съем серы с 1 л катализатора эа

1 час 1,0 кг.

1. Способ получения элементарной серы путем окисления сероводорода при повыаенной температуре в присутствии катализатора, содержащего окиси титана и железа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения процесса, последний осуществляют в две стадии с раздельной подачей кчслорода в количестве, обеспечивающем отношение О /HgS на первой стадии, равное 0,25-0,3, и на второй

0,5-1,15.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю10 шийся тем, что используемый катализатор имеет состав, вес.Ъ:

Окись железа 0,05-0,3

Двуокись титана Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство C C.

М 681622, кл. С 01 В 17/04,1978.

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