Способ получения серы из сероводородсодержащего газа

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРЫ ИЗ СЕРОв 0 догоДсодшРжАщго-гАзА(57) Изобретение относится к каталитнческим способам получения серы из сероводородсодержащего газа и позволяет упростить процесс. Способ согласно изобретению заключается в том,что Ндсодержащий газ окисляют кис лородом воздуха при температуре до7 О 0 С-до получения газовой смеси с соотношением Н 250 й 21 в присутствии катализатора, нанесенного-на нещелочной огнеупорный окисел в количестве 312 и представляющего собой соединение металла, выбранного из группы, содержащей железо, медь,цннк, кадмий, хром, молибден, вольфрам, кобальт никель, висмут, или смесь соединения одного из указанных металлов с палладием, платиной, иридием и родием, взятымм в количестве 0,02009 мас.2. В качестве соединения металла используют оксиды, судье фаты, нитраты,фосфаты ацетаты. Время контакта газовой реакционной средыс катализатором составляет 0,5 10 с. Предлагаемый катализатор позво ляет работать при температуре до 70 ОС без значительного снижения егоИзобретение относится к каталитическим способам производства серы из кислого газа, содержащего сероводород до 20 об..Целью изобретения является упрощение процесса окисления сероводорода за счет обеспечения возможности проведения его до 7 О 0 С.Способ согласно изобретению заключается в том, что сероводородсодержащмй газ окисляют кислородом воздуха при температуре до 7 О 0 С до получения газовой смеси с соотношением Н 550 д, равным 21 в присутствии. катализатора, нанесенного на неЩеЛ 0 Ч ной огнеупорный окисел в количест ве 3 122 и представляющего собойгруппы, содержащей железо, медь,цинк, кадмий, хром, молибден, вольфрам, кобальт, никель, висмут или смесь соединения одного из указанных металлов с палладием, платиной, иридием и родием, взятыми в количестве 0,02-0,09 мас.. Полученную реакционную смесь далее охлаждают с выделением элементарной серы, а оставшуюся газовую смесь перерабатывают по методуКлаУса. носитель катализатора, имеющийудельную поверхность не менее 5 м/г, в частности 120-800 м 7 г, выбирают из группы, содержащей диоксидкремния,оксиды титана, циркония, морденит цеолит фожазит, фельерит, глинозем.В качестве соединения металла используют оксиды, соли минеральных или органических кислот, например сульфаты, нитраты, фосфаты,ацетаты.Время контакта газовой реакционнойПри содержании сероводорода в газовойсмеси после окисления меньше 2 об..Процесс Клауса осуществляют при температуре ние точки росы серы(в пределах 80 - 160 С), и сера,.полученнаяв ходе реакции Ндз с 501,осаждается на катализаторе. При этом катализатор периодически регенерируют продувкой бескислородным газом с температурой 200-400 С.Если же содержание НЕБ в газовой смеси выше 2 об., то процесс КЛЗУСЗ проводят при температуре вые точки росы серы, в пределах 200-450 С.ют на пилотной установке, содержащей следующие элементы реактор окисления с неподвижньм слоем, содержащий 600 кг предлагаемого катализатора окисления, причем этот реактор оборудован трубопроводом подачи смеси кислого газа и воздуха и трубопроводом вывода эфлюента окисления косвенный теплообменник газ/газ, одиниз контуров теплообмена смонтирован последовательно на трубопроводе подачи сме йси кислого газа и воздуха, другойконтур - последовательно с трубопроводом вывода зфлюента окисления реактор восстановления с неподвижньш слоем, содержащий 1200 кгпротивоокислительного катализатора в форме шариков диаметром 4 - 5 мм, состоящих из активированного глинозема, пропи. танного сульфатом железа (4 вес.2 железа от веса прокаленного катализатора) вход реактора соединен с трубопроводом вьшода.эфлюента окисления через соответствующий контур теплообменника систему каталитических конвертеров, содержащую два каталитических конвертера и конденсаторсеры, охлаждаемйпарами воды, при чем каждый из конвертеров содержит 1800 кг одного катализатора КЛАУС состоящего из активированного глино-зема в форме шариков диаметром 4 6 мм, конвертеры и конденсатор серы установлены таким образом, что выход реактора восстановления сообщается поочередно с входом одного или другого конвертера, а последние соединены последовательно через конденсатор серы печь, вход которой соединенс выодом группы каталитического преобразования.В качестве катализатора окисле ния используют катализатор, полученны пропиткой шариков диаметром 4 6 мм, из двуокисикремния с удельной поверхностью 240 м/г сульфатом желе-за, причем ЭТОТ КЗТаЛИЗЗТОР содержитОбрабатыъаемый кислы газ является продуктом газификации угля и име ет следуюши состав, об.2 Н 15 1,5предварительно нагревают до 250 С путем пропускания через теплообменник, затем вводят в реактор окисления. Время контакта газовой смеси с катализатором окисления 2 с (стандартное условие), и температура внутри каталитического слоя 315 С. Эфлюент из реактора окисления содержит сероводород и двуокисьсерывмолярном отношении сероводорода КдВУокиси серы, равном 21, а также 10 об.ч. на млн. свободного кислорода и парообразную серу, количество которой соответствует степени конверсии сероводорода в серу, равной 40. Эфлюент при 315 С проходит втеплообменник, где часть его тепла используется для предварительного нагревания смеси кислорода газа и воздуха. Охлажденный эфлюент проходит затем через реактор восстановления, где он освобождается от остаточного кислорода. Время контакта катализатора восстановления с охлажденным зфлюентомРеакционную смесь, содержащую сероводород, двуокись серы и пары серы, поступающую из реактора восстановления, пропускают через конвертор,работающий в режиме регенерации, чтодбы произвести продувку катализатора,заполненного серой, содержащейся в конвертере, причем эту продувку при 3 ООС и времени контакта газ//катализатор М 6 с. Газ, содержащий серу, выходит из конвертера регенерации, проходит затем через конденсатор серы, охлаждаемый парами воды,где охлаждается до ю 150 С и освобождается от серы, которую он содержал,в результате конденсации. Охлажденный газ, который содержал сероводород и двуокись серы, а также незначительное количество.паров серы, пропускают через каталитический конвертор, работающи в режиме реакции Клауса, систеы каталитических конвертеров, работающей при 15 ОС с временем контакта газ/катализатор 6 с для образования серы в результате реакции сероводорода и двуокиси серы, причем эта сера осаждается на катализаторе.бостаточные газы, выходящие из конвертора в режиме реакции Клауса, направляют на термическое оэоление, и ым, обраэующися в результате озоления, содержащий незначительное количество двуокиси серы как единст-венного соединения серы, выбрасывают в атмосферу через дымоходную трубу. Остаточные газы, выходящие из группы каталитических конвертеров,содержат не более 936 об.ч. на млн.общего количества серы, а именно НЯЗ, 80 пузырчатой или парообразной серы, что соответствует общему преобразованию сероводорода в серу 93,5.Приеры осуществления способа представлены в табл. 1.П р и м е р 2. На установке, аналогичной той, которая использована в примере 1, проводят ряд испытаний по обработке кислотного газа следующего состава, об. Н,5 14 С 02 80 НЧО 6.В качестве катализатора окисления используют 600 кг катализатора, различного в каждом исптании который приготовляют путем пропитки шариков кремнезема диаметром 4 - 6.мм (УдеЛЬ ная поверхность 130 М/г) водным раствором одного или несколькии соединений металлов, выбираемым из группы Ее, Си, 2 п, са Ст, Мс, И, Со,Ы 1 В 1, Р 1 и ВЬ, с последующей сушкой пропитанным шариков при 110 С и прокаливанием при 46 ОС.характеристики противоокислительного катализатора, находящегося в реакторе восстановления, и катализатора КЦАУС, присутствующего в каждом конвертере батареи каталитической конверсии, а также количества этих катализаторов соответствуют опсанным в примере 1. 7К кислому газу, поступающему с расйодом 1000 м/ч (стандартные условия) добавляют 350 м/ч воздуха И полученную газообразую смесь предварительно подогревают до 200 С, пропуская через теплообменник, затем в реактор окиспения. Время контактирования газовой смеси с катализатором окисления 2 сЭфлюент изреактора окисления подают в реактор восстановления, затем в батарею каталитической конверсии,после чего - в печь для прокаливания ПРИ рабочих условиях, соответствующих описанным в примере 1.В табл. 2 приведены примеры осуществления способа.Предлагаемый катализатор позволяет работать при температурах до 20 ОСбез значительного СНРЩЗНИЯ ЕГО ЗКТИВности и тем самым упрощает стадию окисления НЗ за счет исключения после охлаждения на эту стадию для снижения температуры процесса.Способ получения серы из серовод дородсодержащего газа, включающий окисление последнего кислородсодержащим газом до получения газовой смеси с соотношением 1125502 , равным 21,при повьшленной температуре в присутствии катализатора, нанесенного в ко личестве 3 12 мас. на нещелочнойй. 51.0, Си ц Си ь 200 310,. Сц,С 1.- сиг ьо,од 200 НРЕС 1 . по, ил, 21 3.5 1 15 вы, если, ш 3 205 Но Хромистал Сг 14,5 105 КИС-ПОТЗ 10, Молибдат Но - 7 ч 205 НММОНИП 10 Вольфрамовая Ч ц 8 390 КНСЛОТЗ вы, донны а 5,3 210 по, . 111010,), на 6,5 110 50, 111010,), в 12 2011 10, гезодньочод, гики 5,эо,о 6 205 510, наводит, ге 1 г 5,5 оо.о 9 200огнеупорный окисел, охлаждение прод дуктов окисления с выделением полученной элементарной серы и последующую лереработку оставшейся газовой. смеси по методу Клауса, о т л ич аю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса окисления за счет возможности проведения его до 700 С,в качестве катализатора используют соединение металла, выбранного из группы, содержащей железо,медь,цинк кадмий, хром, молибден, вольфрам,кобальт, ниель, висмут, или смесьСОЕДИНВННЯ ОДНОГО НЗ указанных метал 1 лов с соединением металла из группы,включаюцей палладий, платину, иридий и родий, взятым в количестве 0,020,09 мас. в пересчете на металл.