Способ получения элементарной серы

Своз Советских Соцмалистицеских Республик(32 6.72 кудврстввннмй нвмит Свавтв Мнннстров ССС вв делам нзобретвннйн открытнй 3) США) У ДК 661.217 (088 8) Бюллетень М исання 18.10,7 2) Авторы Иностранцыизобретен ия Вильям Д, Дэли, Джон Эдвард Вилкалис (СШи Вим Иоган Питерс (Голландия) 71) Заявитель Иностранная фирма"Эллайд Кеми кап Корпорейшн СШ54) ОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ СЕРЬ к способам получени зообразных сернисты двуокиси серы,Изобретение относи элементарной серы и соединений, в частности лерод и х пере. Известен спосоиз двуокиси серыво о ом нап ементарнои серы овления ее угле. три стадии, пер-. верхности огне 00 С, При этом; дукцио ином гвче оводорода и се. последующих элементарную се статок известного способа заключается востадийности и необходимости осуществцесса при высоких температурах. Нед го япр тен также способ полученияэлементарной м ступенчатого восстановления двуокиси леводородом, например метаном, при С в присутствии катализатора, в качестве используют окись алюминия, боксит, альция и кварц 121,Извеы путе серы уг ВОО 1000 которогосульфидкб получения элпутем восстанд род, ример метаном, ввую из которых проводят на поупорного материала при 1200-13помимо элементарной серы, в просодержится большое количество серроокиси углеводорода, которые наеух стадиях перерабатываются нару 113 Недостаток этого способа заключается в том,что на первой ступени всего 40-60% двуокиси серыконвертируется в элементарную серу, а остальное ееколичество переходит в сероводород, сероугсероокись, которые на последующих стадияводятся в серуКроме того, недостаток известного способасостоит также в высокой температуре иницииро.ванин реакции восстановления (730 С) и в резких1 р колебаниях температуры процесса,С целью устранения указанных недостатковпредложен способ, в котором в реакционную зонуРводят парообразную элементарную серу и количестве 0,05-3 моль.% в пересчете на Вв. При этом15 роцесс ведут при 454-1316" С. Соотношение междудвуокисью серы и углеводородным газом выби.рают 1,35 - 6,5:1, предпочтительно 1,33-2,0:1.Желательно также часть исходной смеси полз.вать в средний слой катализатора.Введение небольшого количества серы в зонувосстановления позволяет снизить требующуюсядля инициирования реакции восстановления температуру с 730 до 454-621 С, предпочтительно до510 С. Кроме того, присутствие паров серы ввосстановительной зоне дает воэможность избежать08 С 8 г Нг 8 4,584,383 тор во всех примерах 537;тора в примере 1-953 ре 31064 Температура на входе температура на выхо в примере 2.663; в сильных скачков температуры и способствует гладкому протеканию реакт 1 Ии.Количество Вводимой серы составляет 0,05-3 мол.%, предпочтительно 0,1 - 1,5 мол.%,Процесс осуществляют в присутствии любого из хорошо известных катализаторов, ранее применив. шихся при восстановлении двуокиси серы, таких как боксит, окись алюминия, двуокись кремния, сульфид кальция, окись ванадия, алюминат кальция илн их смеси. Прн зтом катализатор используют в виде нвбачьших шариков диаметром 6,35 19,05 мм. Продолжительность контакта ОД -7 сек, предпочтительно 0,25 - . 3,5 свк. Применее 0,1 свк степень превращеия является недостаточной, в то время как продолжительность контакта свы. шв 7 сек нв обеспеевавт никаких преимуществ. Восстанавливаемая двуокись серы может быть чистой или в виде отработанных газов с содержанием 80 з от 1 до 100%,Моляр нов соотношение между реагентами .двуокись серы/восстановительный газ должно составлять 1,33 - 6,5:1 в зависимости от нсполь зуемого восстановительного газа, Например, при использовании бутана соотношение двуокись серы бутан ш 4,5 . 6,5:1, при использовании же метана -1,33 2:1. В зтих условиях достигается максаввль нов использование углеводородного газа.В продукционном газе обнаруживаются спецысероуглврода и свроокиси чтО дает Возмсвяиость использовать только Один реактор дпя Восстаиов.ленин, устанавлиВйвмый перед реактором Клауса) слУжащим длл пдеВРвдвеп Яз 8:, пРисУтстаУющего в продуктовом газе, а дйаолуцтвльное количество серы за счет реакции в ЗбзПродукщионныв . газы, Вьющдящие из зоныВОССтаНОВЛЕИНЯс ПРОХОДИ .ЩФЗ КОИДВИСВТОР ДПЯ серы и затем поступают в обьп 1 иый конвертер Клауса При зтой, часть продуктового тиза может быть пущена на рециркуляцию с подачей ее в. И исходную реакционную смесь.П р и м е р ы 1 - 3. Проводят ряд опьгизв, вкоторых газ, содержащий ЗОТ с различными кон.цвнтрациями, взаимодействует с метаном в присутствии катализатора, представляющего собой 2 О алюьяснат кальция на носителе - окиси алюминпя,Полученные результаты приведены в табл, 1-2, Количество серы, вводимой в восстаиовитвль.ную зову в примерах 1-3, составляет 1 моль%в пересчете на 8 по соответствует равновесной 25 сьаси элементарной серы, находящейся в формах8 г 18 б и 88О Ь О м Ч а сФ оомц 4 а 00 О Ч ф ф оо О О.О а н СЧ Фф Ч О 0 анм аооо О М оо О О ГЧ Ч г 4 Ч Оа О маФ О Оо 00ф н О Офаь о ОО О О О О ЯВЯМ 8888 8 88.8 Ц 5 й ОООООО ммйй И а оо ОО ооСЧ 4 СЧ Ч О 4-4.4. О ф н ф а сл Ф Ф Ф ОМОФ"ООММ аОнннСЧ Ч ГЧ С 4 Ф оо н О О м Ч еЧ сЧ ОнГЧ 4,ч ч а а а н 1 н 1 н н8 фо 88 О ОООО аХфф ООФ О оо Ф н 1 Ос Ч -н Г орс".нФа О ЧООФМОм СЧ аааа Гч а ф ООООО8 тп ОООО Г 4 М а ан н 1 н н а 4 вОнСЧЧРЕ ФаЯО емсЪ СЧ Чн ааЧ чРча О ОО. 4 О, а ааааа5Ч,ОООООО 55 ООООООО ВВ 5.Ва 88. ООО ОООО Ф 6333 ООООО МС ФЧГ 4 О О 44 ООФОФ4 СЧ ОнО8 о в аО О Ф О О о Зф.88 ООООО ;д.- ОООММ 8435 ООООО м н а сО О О 1 фн наГфщ а а а а Ф55201 7 45 Составитель Л.ТемнроваТехред И, Асталош Корректор С в 1 екмар,Редактор Н,Джарампи Заказ 144/ЭЗ Тираж 658 Подлн снос ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент 1, г, Ужгород. ул. Проектная, 4 В примере 1 подаваемый в реактор газ предтставляет собой концентрированный газ, содержа.щий двуокись серы в количестве 87,5 и 12,5% воды, к которому прибавляют метан для получения мо.лярного соопюшения между двуокисью серы и метаном, равного 1,93:1.3 примере 2 концентрация двуокиси серы вподаваемом газе составляет 10 моль%, а молярное .соотношение между двуокисью серы и метаном равняется 1,97:1.Как вытекает нз данных, приведенных в этихтаблицах, инициирование реакции восстановления в примерах 1 и 2 начинается прн 537 С и реакция завершается при действительном времени пребывания в аппаратуре, равном соответственно 0,55 и 2,5 сек, что определяется в основном по полному использованию метана, В примере 1 реакция протекает плавно до завершения за 0,55 сек и распределение продуктового газа представляет собой состав, отвечаниций термодинамическому равновесию при температуре нв выходе из реактора, равной 953 С, Установлено, что небольшое улуч.шение использования метана, т. е. снижение содер.жания остаточных окиси углерода и водорода может быть достигнуто нри введении части неподогретых реагентов, т, е, двуокиси серы и метана, в промежуточную зону в слое катализатора. Это снизкает температуру на выходе из реактора и сдвигает состояние равновесия в сторону более низких концентраций окиси утлерода и водорода.Пример 2 сходен с примером 1, эа исключениемтого, что газ, содержащий двуокись серы, имеет концентрацию двуокиси ссрь 1, равную примерно 10 моль%, а действительное время пребывания в аппаратуре для полного использования метана составляет 2,5 сек, Состав продуктового газа является качественным, так как концентрации сероуглерода, сернистого карбонила, водорода и окиси утнерода являются ничтожно малыми,Пример 3 приведен для того, чтобы локаэать преимущества, возникающие при введении серы в зону восстановления. Состав лодаваемого газа является таким же, как и в примере 1, Температуру 1о на входе в реактор повышают до 750 С. Беэ добавки серы обнаружено, что температуру иа входа в реактор следует повысить до этого уровня для того, чтобы достигнуть инициирования реакции.Даже при 732 С реакция протекает в начале очень Медленно и в течение первых 0,5 сек требуется только 0,18 моля метана, а после примерно 0,8 сек продолжительности контактирования, когда тем нература газа 827 С, реакция доходит до завер.щения почти мгновенно, что указывает вв чрезвы.10 чайную резкость реаКции, приводящую к новы.шению температуры в реакщре да 2422 С, т,е. с 827 до 1064 С за 0,5 сек, В том спуве, если переводят серу и используют газ, содержащий двуокись серы в ченьшей концентрации, например с содержанием двуокиси серы, равным примерно 1 16 моль%, реакция восстановления протекает более плавно, чем при применении более концентрированных газов, но требуется, чтобы температура иницииро вания составляла 787 - 815 С. Формула изобретения 1. Способ получения элементарной серы путемвосстановления двуокиси серы углеводородным25 газом, например метаном, при повышенной темпе.ратуре в присутствии катализатора, отличаю.щ и й с я тем, что, с целью снижения температурыинициирования и стабилизации процесса, в реак.ционную зону вводят парообразную элементарную30 серу в количестве 0,05 - 3 моль.%в пересчете на Ва2, Способ ноп.1, отличиющийся тем,что процесс ведут при 454 - 1316 С.3, Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что соотношение между двуокисью серы и углево.35 дородным газом выбирают 1,35 - 6,5:1, предпочтительно 1,33 - 2,0;1.4, Способ по п. 1, о тли ча ю щи й с я тем,что часть исходной смеси подают в средний слойкатализатора,40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Иа 2270427, кл, 23 - 260, 1938 г.2, Патент США Ие 3199955, кл, 23 - 226, 1963 г.