Катализатор для конверсии сернистых газов в элементарную серу
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
(5)й. л. В 01 1 23/84// С 01 В 17/28// с присоединением заявки Рй -Государственный комитет(23) Приоритет по делам изобретений н открытийл Н. Г. Вилесов, С. Л. Зальцман, Г. . Ерейййа, Н. Н. Левчук и В. М. Распуть)ф".; т к Институт газа АН Украинской ССР(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ КОНВЕРСИИ СЕРНИСТЫХ ГАЗОВ В ЭЛЕМЕНТАРНУЮ СЕРУИзобретение относится к катализаторам для конверсии сернистых газовв элементарную серу ич газов, содержащих сернистый ангидрид или сернистый ангидрид и сероводород, и можетбыть использовано при очистке отходящих газов цветной металлургии илисернистых газов нефте- и газоперерабатывающих заводов,Известен катализатор для конверсиисернистых газов в элементарную серутОпутем восстановления 502 ттрироднымгазом, содержащий окись алюминия иокись кальция в весовом соотношенииот 0,5;1 до 6;15Однако этот катализатор эффективенлишь при 830-1450 С.Известен также катализатор для конверсии серусодержащих газов процессаКлауса на основе активного глинозема,20промотированного одним из окислов:кальция, стронция, бария, магния, кадмия, цинка, молибдена или их смеси,в количестве не ниже 1 вес.й 21. 2Недостатком известного катализатора является его низкая активность при переработке сернистых газов при 650- 750 С.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является катализатор для конвеосии сернистых газов в элементарную серу, включающий окись алюминия, окись калия и пятиокись ванадия, при следующем соотношении компонентов, вес.Е: окись калия 1,0-1,5; пятиокись ванадия 2-3; окись алюминия остальное.Известный катализатор способствует конвертированию сернистого газа в элементарную серу при достаточно низких температурах (550-700 С) С 31Однако полное восстановление 50 наблюдается лишь при больших избытках метана, если соотношение 50.СН снижается с 1,6 до О,5. Кроме того, ввиду неустойчивости пятиокиси ванадия при температурах процесса восста82 5133 ф 51015 ЦелЬ изобретения - повышение активности катализатора.Для достижения пели катализатор для конверсии сернистых газов в элементарную серу, включающий окись алюминия, дополнительно содержит окись железа и окись марганца при следующем25 соотпошении компонентов, вес.7:Окись железа 0,5-2,0Окись марганца . 0,5-2,0Окись алюминия ОстальноеПредлагаемый катализатор обладает30 повышенной активностью по сравнению с известным. Так выход серы при конверсии 50,2 в элементарную серу путем восстановления 50 метаном при условиях, аналогичных испытанию известного катализатора, составляет 79,9 ,при35 восстановлении 50 сероокисью углерода - 100,0%, при восстановлении 50 сероводородом - 94,5%.Предлагаемый катализатор готовят следующим образом.40Активную окись алюминия с поверхностью более 200 м /г, сформованную в цилиндрики диаметром д = 5 мм и длиной 1 = 10-15 мм, например актив 45 ную окись алюминия промышленной марки А-, повдергают сушке при 140- 150 С в течение 3-4 ч. Готовят 107-ный водчый раствор азотнокислого железа Ге(ВОЗ) 9 НО из расчета введения в основу 0,5-2 вес,Ге О . Навеску50 просушенной активной окисй алюминия помещают в приготовленный раствор. Из 107-ного раствора сорбируется до 50-55 вес.% соли.55Раствор вместе с гранулами ф =А 1 О2. нагревают до 20 о в течение 5-6 ч. После этого пропитанные гранулы отделяют от раствора и подвергают сушке 3новления 50 , последняя постепенно переходит в мене активную форму окисла 920, что также относится к недостаткам известного катализатора. Так, например, конверсия 80 в элементарную серу выход серы при восстановоленин метаном при 700 С, соотношении С 1,:80 = 0,625, объемной скорости 1000 ч на известном катализаторе составляет 70,9 Е; при восстановлении 50 сероокисью углерода при 450 С, объемной скорости 500 ч и соотношении СОЯ:50 = 2 составляет 86,47; а при восстановлении 5 С сероводородом при 250 С, объемной скорости 500 ч ;и соотношении Н 5;802= 2,0 выход серы составляет 74,1/. при 120-140 С в течение 6-8 ч и прокалке в электропечи при 350-400 Св течение 6-8 ч.Азотнокислое железо разлагаетсяна гранулах, окись железа оседаетвпорах катализатора. Далее готовят10%-ный раствор марганцевокислого калия. (ХМпО,) или азотнокислого марганца из расчета введения 0,5-2% МпО,Наличие К 0 в составе катализаторав случае йспользования КМпО не влияет на активность катализатора. Пропитанные окисью железа гранулы А 209помещают в 10%-ный раствор пермангайата калия, повышают температуру растОвора до 100 С и постепенно снижаютее до 20 С в течение 6-8 ч. Далееогранулы отделяют от раствора и подвергают сушке при 140-160 С в течение6-8 ч; просушенные гранулы прокаливают в электропечи нри 350-400 С в течение 8-10 ч,П р и м е р 1 (согласно известному решению). Просушенную активнуюокись алюминия пропитывают 10%-ным раст-вором метаванадата калия (КЧОЗ) израсчета введения 37 окиси ванадия,1,5% окиси калия и 95,5% окиси алюминия, При этом просушенная при 150 Соокись алюминия адсорбирует 50% соли,По расчету на навеску активной окисиалюминия 95,5 г соль КЧО берут в количестве 4,5 г; для приготовления пропиточного раствора берут 9 г метаванадата калия и 91 г воды. Далее пропитанные гранулы подвергают сушке приотемпературе 150 С в течение 6 ч и прокалке при 700 С в течение 8 ч.оВ лабораторный реактор загружают100 см катализатора фракции 3-5 мм,Эсодержащего,.: Н 0 3; К 0 1,5; активная окись алюмйнйя 95,5, Газоваясмесь, состоящая из 10% 50 , 6"; 0,53 НО, 79. й , восстанавливается наданном катализаторе при 700 С, объемная нагрузка по газовой смеси на единицу объема катализатора 1000 ч , соотношение СН 4 .50,2 = 0,625, СНл 0=0,5.Известный катализатор испытываюттакже при восстановлении 50 сероокисью углерода при использовании газовой смеси, содержащей,7: 50 1,8;С 05 1,5; Н 8 1,8; Н 20 6,8; СО 12;СО 1,5; Н 2;Б 0,2; й- остальное(аналогичной по составу газовой смеси, отходящей из реактора восстановления сернистого ангидрида природным газомосле стадии конденсации элемен5 8251тарной серы), при 4509.", и объемнойскорости 500 ч При этом протекаютследующие реакции:БОО+ СО 2 й Сой+ СО.2 С 05 + 50 6 -- ф 2 СО н 5,СОЯ+ НОНО+ СО,502+ Н Б :й Я + НООЯ.:. аИзвестный катализатор подвергаюттакже испытанию в условиях восстановления ВО сероводородом с использова Онием газовой смеси, содержащей, %:0 1,2; Н 2 5 2,4; НД 6,4; СО, 4;с объемной скоростью 500 ч . При взаоимодействии газовой смеси при 250 С 15над катализатором протекает реакция:2 Н 5 + ЬОй=- 3/25+ 2 НО.П р и м е р 2. Катализатор готовят методом последовательного нанесения окислов металлов. Состав ката олизатора, вес. : А 1 0 98,73; Ге 00,5; МпО 0,5; КО 0,27.Навеску активной окиси алюминиявесом 98,73 г фракции 3-5 мм, просушенную при 150 С в течение 6 ч, загружают в 100 г раствора солиГе(ЙО),9 Н,О.Расчетное количествосоли для введения в окись алюминиясоставляет 2,5 г. Для приготовленияпропиточного раствора берут 5,05 г Зосоли из расчета, что окись алюминия,просушенная при 150 С, адсорбируетоиз раствора до 50 соли. После про-.питки в течение 6 ч гранулы окисиалюминия отделяют от раствора и подвергают сушке при 150 С в течениео8 ч и прокалке в электропечи при700 С в течение 8 ч. Под воздействием высокой температуры девятиводныйнитрат железа разлагается с образованием 1 е 0, которая оседает в порахкатализатора.оПосле охлаждения до 20 С гранулыподвергают пропитке раствором перманганата калия. Для указанной навески 45количество перманганата берут иэ расчета введения в гранулы 0,5 вес. МпО и соответственно 0,27% КО. Расчетная навеска КМп 0,4. для введения вкатализатор составляет 0,91 г; для 50приготовления 100 г пропиточногораствора берут 1,82 г из расчета, чтоиз раствора сорбируется до 50 соли.После пропитки катализатора раствором перманганата в течение 6 ч грану 33 6лы отделяют от раствора и подвергаютосушке при 150 С в течение 8 ч и прокалке в электропечи при 700 С в течение 8 ч. Приготовленный катализатор в количестве 1 ОО см загружа ют в лабораторный реактор, в котором подвергают восстановлению сернистые газы при условиях, аналогичных в примере 1.П р и м е р 3. Аналогично примеру 2 готовят катализатор состава, вес.%: А 10 96,83; Ге 0 1,25;Мпох 1.25 К 20 0.67П р и м е р 4. По методике, описанной в примере 2, готовят катализатор состава, вес.: А 10 94,92;Ге, О2,0; МпО 2,0; К 0 1,08. Катализатор испытывают в лабораторном реакторе.П р и м е р 5. Методом последовательного нанесения окислов металлов готовят катализатор состава, вес.й: А 10 97,5; ЕеО 1,25; МпО 1,25. Навеску активной окиси алюминия весом 97,5 г фракции 3-5 мм, просушенную при 150 С в течение 6 ч, загруожают в 1 ОО г раствора соли Ге(ЙО)зф 9 Н О. Расчетное количество соли для введения в окись алюминия составляет 10,11 г (иэ условий 50 вес.адсорбируемой соли на А 10 З) . После пропитки гранулы в течение 6 ч сушат приО150 С и затем прокаливают в электропечи при 700 С в течение 8 ч. Послеоохлаждения до 20 С гранулы пропитывают раствором азотнокислого марганца Мп(МО) 6 НО из расчета 8,24 г для приготовления 100 г нропиточного раствора, затем катализатор сушат в течение 6 ч при 150 С и прокаливают в течение 8 ч при 700 С.Приготовленный катализатор в количестве 100 см загружают в лабораторный реактор, в котором восстанавливаются сернистые газы при условиях, аналогичных примеру 1.В таблице представлены данные приготовления и испытания катализаторов конверсии сернистых газов в элементарную серу.825 33 Продолжение таблицы Катализатор Конверсия 5( в проты, Е Конверсия серусодержащих в серу Е Конверсия серусодержащих в се Х С 05 Н 5 С 05 50,50 Н, 5 Сера С 05 Выходсеры 73,4 77 8;9 4,4 70,9 86,4 0,4 74,38,3 10 75 93.1 96,92,9 9)8,8 20,4 6 9,15 79 0 93,94, 05 4 38,4 7 э 9 5 э 94,4 94,0 З,5 77;8 36,9 6 94,+ Количество авоткокислого марганца дпя приготовлогораствора лнточВосстановление 50 метаном до элемен- тарной серы при 700 С, обьемной скоорости 3000 ч , соотношении СН .бС = 0,625 Восстановление 50 сероокисью углерода при 450 фС, объемной скорости 500 ч 1, соотношении СОВАЛО 22. Восстановление бй сероводородом до серы при 250 оС,обь"емной скорости 500 ч 1, соотношении Н 2: 802825133 Формула изобретения Составитель В. Теплякова Редактор Л, Филь Техред И,Асталош Корректор М. Шароши Заказ 2392/42 Тираж 567 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал 1 ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Катализатор для конверсии сернистых газов в элементарную серу, включающий окись алюминия, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения активности катализатора, он дополнительно содержит окись железа и окись марганца при следующем соотношении компонентов, вес.7:Окись железа 0,5-2,0 Окись марганца 0,5-2,0Окись алюминия ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании В 1283631,кл. С 1 А, опублик. 1975,2. Патент США Р 3725531,кл. 423-244, опублик. 1973.3. Авторское свидетельство СССР10 Р 362632, кл. В 01 1 23/22, 1970
СмотретьЗаявка
2699059, 20.12.1978
ИНСТИТУТ ГАЗА АН УКРАИНСКОЙ ССР
ВИЛЕСОВ НИКОЛАЙ ГЕННАДЬЕВИЧ, ЗАЛЬЦМАН СОЛОМОН ЛЬВОВИЧ, ЕРЕМИНА ГАЛИНА АЛЕКСАНДРОВНА, ЛЕВЧУК НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ, РАСПУТЬКО ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ
МПК / Метки
МПК: B01J 23/889
Метки: газов, катализатор, конверсии, сернистых, серу, элементарную
Опубликовано: 30.04.1981
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-825133-katalizator-dlya-konversii-sernistykh-gazov-v-ehlementarnuyu-seru.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Катализатор для конверсии сернистых газов в элементарную серу</a>
Предыдущий патент: Катализатор для синтеза акриловой кислоты
Следующий патент: 825134
Случайный патент: Самоустанавливающийся патрон для концевого инструмента