Катализатор для селективного окисления соединений серы и способ селективного окисления соединений серы до элементарной серы

Данное изобретение относится к области гетерогенного таетализе и касается катализатора и способе. селективного окислекия соединений серы до элементарной серы.В патенте США з 4.818.740 раскрыт катализатор для селективного окисления сернистого водороде до элементарной серы,пригленение которого предотвращает побочные реакции в значительной степени, в то вревля как основная реакцияпроходит О ДООТЕТОЧНО ОТЭПЭНЪЮ КОНВЕРСИИ И СВЛЭКТЩВНОСТИ.Катализатор согласно указанном патенту включает носитель, поверхность которого, доступная для газовой фазы, не проявляет щелочных свойств в условиях реакции, а каталитически активный материал нанесен на ату поверхность. Далее, величина удельной поверхности катализатора менее 20 мг/г и менее 10 пор от общего объема пор катализатора имеет радиус в пределах 5 - 5 оо Я.Известен также катализатор для окисления серусодераащих соединений, в частности сероводорода, содержащий оксиды хрома и железа на двуокиси кремния в качестве носителя (см. заявку на патент Франции М 2481254).Хотя эти катализаторы представляют собой значительный прогресс в области удаления соединений серы из газовых смесей. оказалось, что желательны и возможны дальнейшие усовершенствования.Вследствие ограничений относительно величины удельной поверхности и распределения радиуса пор, что играет важную роль в достижении желаемых результатов, ограничение таким образвм распространилось на количество активного материала, который может быть нанесен на носитель. В результате выход серн, который иоиет быть получен с катализатором но указанном патенту США,несколько ограничен. Вследствие того, что описанный в этом патенте катализатор имеет сравнительно высокую температуру инициации, прииодится работать с небольшой скоростью И использовать поэтому значительное количество катализатора, или не конечная температура газа и слоя катализатора будут столь высокими, что сера может термически окисляться.Настоящее изобретение решает задачу получения катализатора для селективного окисления соединений серн до элементарной серы,который имеет более высокую величину удельной поверхности, но который не имеет недостатков, возникающих у катализатора о большой удельной поверхностью, описанного в указанном патенте США.Изобретение касается катализатора для селективного окислениясерусодернащИх соединений, В Ча 0 ТНООТИ СВРОВОДОРОДЗ, ДО элемен тарной серн, содержащий каталитически активное вещество, выбранное ие группы окислов келееа, крома,марганца, кобальта и//или никеля, на носителе двуокиси кремния катализатор отличается тем, что он имеет удельную поверхность по БЭТ 20,1-350 мг/г,средний радиус пор, равный 32-1980 ангстрем и содержит от 1 до 10 мае. указанного активного вещества, остальное - носитель.Катализатор по изобретению может дополнительно содержать в качестве нрокотора.от 0,05 до 1 мас. соединения фосфора и/или натрия.Неожиданно было обнаружено, что такой очень специфичный катализатор со сравнительно большой величиной поверхности обладает хорошей активностью наряду с хорошей селективностью. день ствителъно, с учетом того, что раскрыто в указанном патенте США,ожидалось улучшение активности, но танке, что селективность по элементарной сере будет существенно нине. Оказалось, однако,что селективность катализатора очень хорошая, при этом обеспечены вышеуказанные требования к радису пор и минимальной активности по реакции Клауса.Это последнее требование является очень строгим, и кодда удельная поверхность преваает 20 из/г, этом требованию удов 5387 5летворнет ограниченное количество веществ. В общем, вещества,использованные в примерах в указанном патенте США 4.818.740, не удовлетворяют этом требованию, если их удельная поверхность превыает 20 мг/г. используемый там в основном оксид алюминия всегда содержит некоторое количество оксида К -алюминия, ксторый очень активен в отношении реакции Нлауса в случае такой удельной поверхности.Поэтому настоящее изобретение разрешает серьезную проблем и позволяет теперь использовать катализатор, который обладает преимшеотваии катализатора по патенту США 4.818.740, и в то не время может иметь значительную удельную поверхность. Особенно удивительно то, что при использовании признаков изобретения, а именно, при минимальной или нулевой Елаусактивности в сочетании со средним радиусом пор по меньшей мере 25 , получают катализатор, имеющий хорошую активность наряду с хорошей селективностью.Одним из преимуществ катализатора по изобретению является то, что он дает в результате значительное улучшение активности на единицу объема катализатора. Это огромное преимущество,особенно, коцда необходимо увеличить мощность существующих реактеров.Настоящее изобретение основано на тщательном исследовании механизма окисления сероводорода. Установлено, что элементарная сера не окисляется значительно до двуокиси серы в присутствии сероводорода. Известно, что элементарная сера присутствует главным образом в форме восьмчленннх или шестичленных колец при температурах от 180 до ЗО 00, однако при окислении серово