Способ получения сероводорода

1О П И С А Н И Е пц 649648ИЗОБРЕТЕНИЯ Союэ Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 28.07,75 (21) 2169028/23-0 51) М. Кл,э В 176 , 21/00 , 23,00 ис присоединением зая СССРделам иэобретеиий и открытий 43) Опубликовано 28.0 3) УДК 661.249.юллетень5) Дата опубликования описания 28.02,79 2) Авторы изобретен 1) Заявитель(54) С бретение относится к обсероводорода взаимодейной серы с природным гаакции обнаруживался сесь углерода и незначио окиси углерода. Обра 3 осУАарстееииый комитет (23) Приоритет Настоящее изоласти полученияствием элементарзом - метаном.Известен способ получения сероводорода 5 путем восстановления серы углеводородами в присутствии в качестве катализатора соединений вольфрама, молибдена и хрома 1 Ц.Ближайшим решением поставленной за О дачи является способ получения сероводорода путем взаимодействия элементарной серы с метаном при температуре 450 - 800 С в присутствии катализатора - окиси алюминия, боксита, или асбеста, или одного из 15 этих соединений, промотированных солями или окислами хрома, или никеля, или кобальта, или молибдена, или их смесью 12.Недостатком известного способа является невысокий выход сероводорода, поскольку при взаимодействии серы с метаном наряду с сероводородом образуется приблизительно равное количество сероуглерода, т. е. максимальный выход сероводорода составляет 50%.25Целью изобретения является увеличение выхода сероводорода.Согласно настоящему изобретению, указанная цель достигается тем, что сероводород получают путем взаимодействия эле- ЗО ментарнои серы с метаном при температуре 450 в 8 С в присутствии катализатора - окиси алюминия, боксита, или асбеста, или одного из этих соединений, промотированного солями или окислами хрома, или никеля, или кобальта, или молибдена, или их смесью, и взаимодействие ведут в присутствии водяного пара, взятого в количестве 2 - 2,5 объема на один объем метана.Отличительным признаком изобретения является то, что процесс получения сероводорода ведут в присутствии паров воды.Указанное отличие позволяет увеличить выход сероводорода до 99%. При этом процесс осуществляется по суммарной реак 48+СН,+2 Н,О-+4 Н,Я+ СОПреимуществами способа являются от сутствие побочных продуктов взаимодей ствия, высокий выход сероводорода и то что процесс является экзотермическим. Это позволяет осуществлять реакцию в одной ступени адиабатического контактирования без промежуточного подогрева продуктов взаимодействия.В продуктах рероводород, двуокительное количествзованпя ссроуглсрода и сероокиси углеродане наблюдалось,При мер 1. В кварцевый лабораторный реактор загружают 20 мл активной А 1,0,. Реактор помещают в трубчатую электро- печь и нагревают до 600 С. Через катализатор пропускают пары элементарной серы, природный газ (метан) и пары воды в объемном соотношении 2: 1: 2,1 (сера в пересчете на 5 з) с объемной скоростью 450 ч - . Анализ продуктов реакции осуществляют хроматографически. Конверсия серы и метана близка к 100%. Сероуглсрод и сероокись углерода присутствовали в продуктах в виде следов.П р и м е р 2. В качестве катализатора используют тихвинский боксит, Количество катализатора и условия опыта те же, что и в предыдущем случае. Конверсия серы 99%. В продуктах реакции обнаружены пепрореагировавший метан в количестве 0,8 - 1,5/о от исходного, следы сероуглерода и сероокиси углерода.11 р и м е р 3, Б качестве катализатора используют асбест, предварительно промытый концентрированной соляной кислотой, затем водой и прокаленный после просушки при температуре 600 С. Условия опыта тс же, что в примерах 1 и 2. Степень конверсии серы составила 98 - 99%, в продуктах реакции обнаружены непрореагировавший метан в количестве 1,5 - 2,5% от исходного, следы сероуглерода и сероокиснуглерода.П р и м е р 4. В качестве катализатора испытывают активную А 1 зОз, промотированную окисью хрома, Условия опыта те же, что в примере 1.Состав катализатора; А 1 зОз 89%, СгзОз 1 1 /о .Конверсия серы 100 , сероуглерода, ссроокиси углерода и непрореагировавшего метана в продуктах реакции не обнаружено.11 р и м ер 5. В качестве катализатора используют тихвинский боксит, промотированный окисью хрома. Условия опыта те же, что и в примере 4. Состав катализатора: боксит 93 " , СгзОз 7/о. Конверсия серы 100 , В продуктах реакции обнаружены следы непрореагировавшего метана, серо- углерода и сероокиси углерода.П р и м е р 6. В качестве катализатора используют асбест, предварительно промытый соляной кислотой, как в примере 3, и промотированный окисью хрома. Состав катализатора: асбест 89/о, СгзОз 11/о. Условия опыта те же, что и в примере 5. В продуктах реакции обнаружены непрореагировавший метан в количестве 0,2 - 0,6%, следы сероуглерода и сероокиси углерода. Конверсия серы 100%,П р и м е р 7. В качестве катализатора используют тихвинский боксит (86%), про 5 10 15 20 25 30 35 40 15 50 55 60 65 мотпрованный солью никеля в количестве 6 вес. /о и кобальта в количестве 8 вес. 5 о Процесс осуществляют при 600 С, объемной нагрузке 450 ч -и объемном соотношении 5 з: СН 4, Нз 0=2: 1: 2,1. В продуктах реакции обнаружены следы непрореагировавшего метана. Сероуглерода и сероокисн углерода не обнаружено. Конверсия серы 100 о/,.П р и м е р 8. В качестве катализатора испытывают предварительно активированный асбест (как в примере 3), промотированный солью никеля в количестве 4 вес. % и кобальта в количестве 11 всс, о/о, Условия опыта те же, что и в примере 7. Конверсия серы 100 о/о, В продуктах реакции обнаружены непрореагировавший метан в количестве 0,1 - 0,2%, следы сероуглерода и сероокиси углерода.П р и м е р 9. В качестве катализатора испытывали предварительно активированный асбест, промотированный МоС 1, в количестве 5 вес. о/ Соотношение реагентов то же, что и в примере 7, температура 600 С, объемная скорость 450 ч - , Конверсия серы 100/о, В продуктах реакции обнаружены незначительные количества (0,2 - 0,3 о/о в пересчете на серу) сероуглерода. Непрореагировавшего метана не обнаружено.П р и м е р 10. В качестве катализатора испытывали активную А 1,0 промотированную 7 вес. о/о МоС 1 з. Условия опыта те же, что и в примере 9. Конверсия серы 100/о. Непрореагировавшего метана не обнаружено. Сероуглерод и сероокись углерода содержатся в виде следов.П р и м е р 11. В качестве катализатора испытывали тихвинский боксит, промотированный 5 вес, /, МоС 1 з. Условия опыта те же, что и в примере 10.В продуктах реакции обнаружены непрореагировавший метан, сероуглерод и серо- окись углерода в виде следов.П р имер 12. В кварцевый лабораторный реактор помещают 20 мл активированной у-АзОз. Реактор нагревают в печи до 600 С, Через катализатор пропускают пары элементарной серы, природный газ и пары воды при объемном соотношении 2: 1: 2 (сера в пересчете на Ьз) с объемной скоростью 400 ч - .Анализ продуктов осуществляют хроматографически,Выход сероводорода составил 98 о/о, В продуктах реакции присутствовали сернистый ангидрид (менее 1 % ), сероуглерод и сероокись углерода в виде следов,Пример 13. При условиях опыта 12 принималось объемное соотношение серы, природного газа и паров воды равное, 2: 1:2,5. Опыт проводился с объемной скоростью 440 ч - .Выход сероводорода составил 98 - 99/о. В продуктах реакции присутствовали серо649648 Составитель Н. Воробьева Редактор В. Минастекова Техред С, Антипенко Корректоры: Л. Котова и Т, Добровольская Заказ 77/6 Изд.207 Тираж 590 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 углерод и сероокись углерода в вп е следов.Пример 14. При условиях опыта 12 в качестве катализатора использовали у=А 1 зОз, промотированную окисью хрома. Состав катализатора: А 1 аОз 97%, СГ 20 з 3%. Объемное соотношение 5, - СН 4 - НО равно 2: 1: 2,2; объемная нагрузка 400 ч - . Выход сероводорода составил более 98% . В )продуктах реакции присутствовали серо- углерод и сероокись углерода в виде следов.Пример 15. Прн условиях опыта 12 в качестве катализатора использовали у=А 1,0 з, промотированную окисью хрома, Состав катализатора: А 10 з 80%, СГОз.20%. Объемное соотношение 5 . СН 4. НО = =2: 1: 2,2; объемная нагрузка 400 ч - . Выход сероводорода составил более 99%. Побочных продуктов в смеси не обнаружено.П р и м е р 16. При условиях опыта 12 в качестве катализатора использовали у = АгОз, промотированную солями никеля и кобальта. Состав катализатора: А 1,0 з 80%, %Л, 6%, СоС 1, 14%.Объемное соотношение 5: СН: Н,О равно 2: 1: 2,2, объемная нагрузка 420 ч - .Выход сероводорода составил более 99%, побочных продуктов в смеси не обнаружено.П р и м е р 17. В кварцевый лабораторный реактор помещают 20 мл катализатора следующего состава: активная у=А 1,0 з 93 УаОз 7%Реактор нагревают в печи до 450 С, Через слой катализатора пропускают пары элементарной серы, природный газ и пары воды при объемном соотношении 2:1: 2,5 (сера в пересчете на с 1) с объемной нагрузкой 250 ч - . Анализ продуктов осуществляют хроматографически, Выход сероводорода составил более 99%. В продуктах реакции присутствовал в незначительных количествах сернистый ангидрид (ме 5 нее 1%). Сероуглерод и сероокиси углерода не обнаружено.П р и м е р 18. При условиях опыта 17 реактор нагревают до температуры 800 С.Используют катализатор того же состава,10 что в опыте 17, Через слой катализаторапропускают пары элементарной серы, природный газ и пары воды прп объемном соотношении 2: 1: 2 (сера в пересчете на Ь)с объемной нагрузкой до 500 ч-,15 Выход сероводорода составил более 99%,В незначительном количестве присутствовал сернистый ангидрид. Сероуглерода исероокиси углерода не обнаружено. 20 Формула изобретения Способ получения сероводорода путемвзаимодействия элементарной серы с метаном при температуре 450 - 800 С в при сутствии катализатора - окиси алюминия,боксита, или асбеста, или одного из этих соединений, промотированных солями или окислами хрома, илн никеля, или кобальта, или молибдена, или их смесью, отлич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения выхода сероводорода, взаимодействие ведут в присутствии водяного пара, взятого в количестве 2 - 2,5 объема на один объем метана.35 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Италии457263, кл. 24,опубл. 1950.2. В. С, Смуров. Производство сероугле рода. М. - Л. Химия, 1966, с. 126 - 128