Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ПРЯМОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОЙ СЕРЫ ИЗ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ И КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ - Патент РФ 2142906
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПРЯМОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОЙ СЕРЫ ИЗ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ И КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ ПРЯМОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОЙ СЕРЫ ИЗ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ И КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ ПРЯМОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОЙ СЕРЫ ИЗ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ И КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение предназначено для очистки отходящих газов от сероводорода с получением элементарной серы. Газ, содержащий до 10 об.% сероводорода и молекулярный кислород, пропускают через слой катализатора окисления сероводорода, при повышенных температурах и объемных скоростях 3000-15000 ч-1. Для этого используют катализатор, содержащий оксид хрома - Cr2O3, оксид меди -CuO и оксид алюминия - Al2O3 при содержании компонентов, мас.%: Cr2O3 - 10-66, CuО-5-34, Al2O3-0-85. Изобретение позволяет повысить производительность процесса прямого выделения серы из газов с высокой степенью конверсии и селективностью по сере. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2142906
Класс(ы) патента: C01B17/04, B01J23/86
Номер заявки: 98108919/12
Дата подачи заявки: 13.05.1998
Дата публикации: 20.12.1999
Заявитель(и): Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН
Автор(ы): Коваленко О.Н.; Кундо Н.Н.; Новопашина В.М.
Патентообладатель(и): Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к области химических технологий и может найти применение для очистки отходящих газов от сероводорода с получением элементарной серы или для производства элементарной серы, например, из природного газа на предприятиях газовой, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслей промышленности.
Известен ряд способов обессеривания газов, содержащих до 5-10%об. сероводорода, основанных на его прямом селективном окислении с образованием элементарной серы, в присутствии специально предназначенных для этого катализаторов.
Так, известен способ очистки кислородсодержащих газов от сероводорода путем пропускания их через слой катализатора - активированного угля. При этом в слое катализатора при температуре 20-250oC и объемных скоростях, не превышающих 2000 ч-1, протекает реакция парциального окисления сероводорода и на поверхности активированного угля отлагается элементарная сера. Отложившуюся серу удаляют из слоя обработкой его водным раствором сульфида аммония при нормальных температурах или потоком инертного газа при 350-400oC [Klein J., Henning K. "Catalytic oxination of hydrogen sulphide on activated carbons" - Fuel-1984, V. 63, N 8, p. 1064-1067]. Вследствие того, что способ осуществляют при сравнительно невысоких объемных скоростях, он характеризуется небольшой производительностью по сере. Кроме того, при температуре выше 200oC наблюдается резкое снижение селективности процесса.
Известен способ очистки сероводородсодержащих газов "Селетокс", который позволяет перерабатывать в серу газовые потоки с содержанием сероводорода 0,01 - 5,00% об. при конверсии до 95% и глубине извлечения серы до 80%. Способ осуществляют, пропуская сероводородсодержащий газ через слой катализатора при объемных скоростях 3000-6000 ч-1 и поддерживая в нем температуру 230-270oC. Типичный катализатор для этого процесса - оксид или сульфид ванадия - в количестве 1-30 мас.%, предпочтительно 5-15 мас.%, нанесенный на нещелочной тугоплавкий оксид алюминия, титана, кремния и др. [Патент США N 4279882, C 01 B 17/04, 1981]. При температурах 230-270oC высокая активность катализатора процесса "Селетокс" в реакции Клауса препятствует достижению высокой селективности в образовании элементарной серы при окислении сероводорода кислородом вследствие протекания обратной реакции Клауса, поэтому способ имеет ограничения как в отношении степени очистки газов, так и в отношении производительности по сере.
Известен способ очистки отходящих газов установок Клауса "Superclaus", который проводят, пропуская газ, содержащий до 1% об. сероводорода, 5% об. кислорода и 30% об. воды, через слой катализатора при температурах 200-300oC и объемных скоростях до 2000 ч-1. При этом используют катализаторы, представляющие собой смесь оксидов трехвалентного железа и трехвалентного хрома в соотношении 4: 1, нанесенную на α-оксид алюминия [Terorde R.J., Brink P.J., Visser L.M., Dillen A.J. "Selective oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur using iron catalysts on various supports" - Catalysis today. - 1993, V. 17, p. 217-224]. Для описанного процесса характерно резкое повышение конверсии сероводорода при повышении температуры (например, в диапазоне 200-300oC уровень конверсии возрастает с 30% до 98%), при одновременном падении селективности (в указанном температурном диапазоне уровень селективности падает с 95% до 75%), поэтому процесс имеет очень узкий диапазон оптимальных температур 290-300oC, при которых обеспечивается удовлетворительная очистка газа, что налагает строгие ограничения на температурный диапазон проведения процесса. По этой причине этот способ неэффективен, малопроизводителен при температурах ниже 290oC. При температурах выше 290oC способ не может быть применен для переработки природного газа вследствие сильной экзотермичности процесса окисления и возникновения перегревов в слое катализатора, приводящих к дальнейшему снижению селективности по сере и нежелательному окислению углеводородов (сопутствующее окисление углеводородов начинается при температурах ≥320oC).
Известен также способ обессеривания природного газа путем прямого парциального окисления сероводорода в присутствии железо-хром-цинк-оксидного катализатора шпинельной структуры, содержащего (в мас.%): 30-60 Cr2O3, 20-40 Fe2O3, 15-30 ZnO. Способ осуществляют в температурном диапазоне 250-300oC при объемных скоростях 3000-15000 ч-1 [Патент ФРГ, 3390486 B 01 D 53/46, C 01 B 17/04, 1987]. Описанный способ и катализатор для его осуществления приняты по наибольшему количеству сходных с предлагаемыми признаков за прототип группы изобретений, связанных единым изобретательским замыслом, а именно способа прямого выделения серы из сероводородсодержащих газов и катализатора для его осуществления.
Недостатками прототипа являются снижение активности и селективности катализатора при увеличении температуры. Например, при 250oC активность катализатора - 94%, а селективность - 91%, при 275oC активность - 93%, селективность - 90%, а при 300oC активность - 90%, селективность - 87%. Поэтому процесс осуществляют в узком диапазоне температур 250-300oC, то есть в условиях, когда возрастает вероятность значительного повышения температуры в слое катализатора за счет выделения тепла реакции, которое приводит к снижению селективности по сере и нежелательному окислению углеводородов. При более низких температурах для способа характерна низкая производительность.
Изобретение решает задачу повышения производительности процесса прямого выделения серы из сероводородсодержащих газов в широком диапазоне температур, а именно при 120-300oC, со стабильно высокой степенью конверсии сероводорода и селективностью.
Задача решается тем, что выделение элементарной серы из сероводородсодержащих газов осуществляют, пропуская обрабатываемый газ, содержащий не более 10% об. сероводорода и молекулярный кислород при отношении их объемных концентраций в диапазоне 0,5-4,0, через слой катализатора при объемных скоростях 3000-15000 ч-1, и поддерживая при этом температуру в слое катализатора 120-300oC. При этом используют катализатор состава, мас.%:
Cr2O3 - 10-66, CuO - 5 - 34, Al2O3 - 0 - 85
Способ осуществляют следующим образом. Сероводородсодержащий, например, природный газ смешивают с воздухом или кислородом таким образом, чтобы полученная газовая смесь, названная здесь обрабатываемым газом, содержала не более 10% об. сероводорода. Одновременно выдерживают отношение объемных концентраций сероводорода к объемным концентрациям кислорода в диапазоне 0.5-4.0. Далее обрабатываемый газ направляют в каталитический реактор и при объемной скорости 3000 - 15000 ч-1 пропускают через слой катализатора, поддерживая в нем температуру 120-300oC. Уровень температуры в слое катализатора поддерживают известными методами. Так, при недостатке тепла в обрабатываемый газ добавляют горючее вещество, или нагревают либо его, либо слой катализатора. Излишки тепла отводят, например, путем теплообмена с теплоносителем. Целесообразно в случае содержания кислорода в обрабатываемом газе по отношению к сероводороду больше 1 (отношение O2/H2S > 1) поддерживать температуру в слое катализатора 120-200oC. В этих условиях обеспечивается высокая производительность процесса, но известные ранее катализаторы для него непригодны ввиду их нестабильной работы в широком диапазоне температур и объемных скоростей. Стабильную активность и селективность в указанных условиях имеет катализатор, содержащий оксид хрома, меди и алюминия, мас.%: Cr2O3 - 10 - 66, CuO - 5 - 34, Al2O3 - 0 - 85.
Катализатор, не содержащий оксида алюминия, готовят следующим образом: реактивный бихромат меди (CuCr2O7 · 2H2O) или смесь порошков хромового ангидрида CrO3 и основной соли карбоната меди (Cu(OH)2CuCO3) прокаливают в токе воздуха при температуре 600-700oC в течение 6 ч. Для придания прочности катализатору в его состав наряду с оксидами хрома и меди вводят оксид алюминия до 85 мас.%. В этом случае его готовят следующим образом.
Пропиточный способ приготовления катализатора
Готовят водный раствор бихромата меди (CuCr2O7 · 2H2O) либо растворением в воде реактивного бихромата, либо растворением в воде хромового ангидрида CrO3 и последующей нейтрализацией раствора солью основного карбоната углекислой меди (Cu(OH)2CuCO3). Носитель γ- Al2O3 заливают раствором бихромата меди и выдерживают при комнатной температуре в течение 2-5 ч, избыток раствора отсасывают под вакуумом. Образец сушат при комнатной температуре 12-36 ч, при температуре 110oC в течение 5-10 ч прокаливают в токе воздуха при 600-700oC в течение 6 ч. Водный раствор бихромата меди содержит в расчете на индивидуальные безводные оксиды (мас.%): 5-14 CuO, 10-26 Cr2O3, что приводит к их содержанию в готовом катализаторе в заявляемых пределах.
Приготовление катализатора методом смешения
Порошок оксида алюминия смешивают с гидроксидом алюминия псевдобемитной структуры влажностью 75±5% в течение 30-60 мин, добавляют порошок хромового ангидрида и перемешивают еще 10-30 мин, добавляют порошок основной соли карбоната меди (Cu(OH)2CuCO3) и перемешивают 30-60 мин, после чего массу формуют экструзионным способом и получают гранулы диаметром 3-5 мм или кольца (внешний диаметр 8-25 мм, внутренний диаметр 4-18 мм), сушат при температуре 20-110oC в течение 4-24 ч и прокаливают при температуре 600-700oC в течение 6 ч с получением готового катализатора. Масса для формования содержит в расчете индивидуальные безводные оксиды, мас.%: 10-14 CuO, 20-26 Cr2O3, остальное Al2O3, что приводит к их содержанию в готовом катализаторе в заявляемых пределах.
Этот катализатор достаточно стабильно работает во всем указанном диапазоне температур, обеспечивая высокую активность и селективность. При этом положительный вклад в его работу вносит его шпинельная структура.
Для снижения гидравлического сопротивления слоя катализатора при реализации способа целесообразно выполнение катализатора в форме колец Рашига.
Реакцию получения серы окислением сероводорода кислородом проводили в проточном режиме с неподвижным слоем катализатора при атмосферном давлении на катализаторах фракции 0.4-0.8 мм и 3-5 мм, при температурах 120-300oC, объемной скорости 3000-15000 ч-1, составах исходной газовой смеси (% об.): 0.5 - 6.0 H2S, 0.5-10.0 O2, 12 C3H8, N2 до баланса, соотношениях O2/H2S, равных 0.5-4.0, варьируя состав исходной газовой смеси, объемную скорость и температуру. Состав исходной и конечной газовой смеси анализируют хроматографически.
Эффективность предлагаемого изобретения оценивают по величинам конверсии сероводорода, селективности и производительности по сере. Величину производительности по сере, которая является показателем эффективности процесса в условиях конденсации серы (при температурах ниже 200oC), рассчитывают по количеству серы, отложившейся на поверхности катализатора до времени проскока, отнесенному к единице массы катализатора. Время проскока определяют при степени превращения сероводорода в серу, равной 90%.
Конкретные условия решения, величины конверсии сероводорода, селективности и производительности по сере представлены в приведенных ниже примерах.
Пример 1. Газовую смесь состава (% об.): 2H2S, 1 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 120oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 3000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 0.5.
Катализатор фракции 0.4-0.8 мм состава (мас.%): 34 CuO + 66 Cr2O3 готовили из реактивного бихромата меди прокаливанием в токе воздуха при 600oC в течение 6 ч. Механическая прочность на раздавливание по образующей - 2,0 МПа.
Показатели эффективности способа:
селективность по сере - 100%,
производительность по сере - 210 г серы/кг катализатора.
Пример 2. Характеристики способа по примеру 1.
Катализатор фракции 0.4-0.8 мм состава (мас.%): 5 CuO + 10 Cr2O3 + 85 Al2O3 готовили пропитыванием носителя γ - Al2O3 в форме колец Рашига (размеры, мм: длина 14, внутренний диаметр 6, внешний диаметр 14) водным раствором бихромата меди концентрации 40 мас.% в течение 3 ч при комнатной температуре с последующим отсасыванием избытка раствора под вакуумом, высушиванием на воздухе при комнатной температуре 24 ч, затем при 110oC в течение 8 ч и прокаливанием в токе воздуха при 700oC в течение 6 ч. Механическая прочность на раздавливание по образующей - 3.4 МПа.
Показатели эффективности способа:
селективность по сере - 100%.
производительность по сере - 240 г серы/кг катализатора.
Пример 3. Характеристики способа по примеру 1.
Катализатор фракции 0.4-0.8 мм состава (мас.%): 14 CuO + 26 Cr2O3 + 60 Al2O3 готовили смешением 275 г гидроксида алюминия и 165 г порошка оксида алюминия в течение 30 мин, последующим добавлением 45 г хромового ангидрида с перемешиванием еще 10-15 мин и добавлением 60 г малахита (Cu(OH)2CuCO3) и перемешиванием 45 мин, формованием массы экструзией в виде колец Рашига и прокаливанием в токе воздуха при 600oC в течение 6 ч. Механическая прочность на раздавливание по образующей - 3.4 МПа.
Показатели эффективности способа:
селективность по сере - 100%,
производительность по сере - 240 г серы/кг катализатора.
Пример 4. Газовую смесь состава (% об.): 6 H2S, 3 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 120oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 3000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 0.5.
Катализатор по примеру 1 готовили прокаливанием в токе воздуха при температуре 600-700oC в течение 6 ч смеси 41 г порошка хромового ангидрида (CrO3) и 53 г порошка основной соли карбоната меди (Cu(OH)2CuCO3). Прочность на раздавливание по образующей 2.4 МПа.
Показатели эффективности способа:
селективность по сере - 100%,
производительность по сере - 215 г серы/кг катализатора.
Пример 5. Газовую смесь состава (% об.): 2 H2S, 2 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 120oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 3000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 1.0.
Катализатор по примеру 4.
Показатели эффективности способа:
селективность по сере - 100%,
производительность по сере - 209 г серы/кг катализатора.
Пример 6. Характеристика способа по примеру 4.
Катализатор по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
селективность по сере - 100%,
производительность по сере - 240 г серы/кг катализатора.
Пример 7. Газовую смесь состава (% об.): 6 H2S, 6 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 120oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 3000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 1.0.
Катализатор по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
селективность по сере - 100%,
производительность по сере - 106 г серы/кг катализатора.
Пример 8. Газовую смесь состава (% об.): 2 H2S, 8 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 120oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 15000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 4.0.
Катализатор по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
селективность по сере - 100%,
производительность по сере - 543 г серы/кг катализатора.
Пример 9. Газовую смесь состава (% об.): 6 H2S, 3.6 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 300oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 6000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 0.6.
Катализатор по примеру 1.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 98.5%,
селективность по сере - 94.7%.
Пример 10. Характеристики способа по примеру 12.
Катализатор по примеру 2.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 100%,
селективность по сере - 93,9%.
Пример 11. Газовую смесь состава (% об.): 0.5 H2S, 1 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 200oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 3000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 2.0.
Катализатор по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 100%
селективность по сере - 96,7%.
Пример 12. Газовую смесь состава (% об.): 2 H2S, 1.2 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 200oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 3000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 0.6.
Катализатор по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 100%,
селективность по сере - 100%.
Пример 13. Газовую смесь состава (% об.): 2 H2S, 1.2 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 300oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 3000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 0.6.
Катализатор по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 100%,
селективность по сере - 82.0%.
Пример 14. Газовую смесь состава (% об.): 2 H2S, 1.4 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 200oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 6000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 0.7.
Катализатор по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 100%,
селективность по сере - 100%.
Пример 15. Газовую смесь состава (% об.): 2 H2S, 1.4 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 300oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 6000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 0.7.
Катализатор по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 100%,
селективность по сере - 78.3%.
Пример 16. Характеристики способа по примеру 19.
Катализатор фракции 3-5 м по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 100%,
селективность по сере - 100%
Пример 17. Характеристики способа по примеру 20.
Катализатор фракции 3-5 мм по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 100%,
селективность по сере - 85.1%.
Пример 18. Газовую смесь состава (% об.): 2 H2S, 1.4 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 200oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 10000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 0.7
Катализатор по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 100%,
селективность по сере - 99.1%.
Пример 19. Газовую смесь состава (% об.): 2 H2S, 1.4 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 300oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 10000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 0.7
Катализатор по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 100%,
селективность по сере - 84,0%.
Пример 20. Газовую смесь состава (% об.): 2 H2S, 12 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 300oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 10000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 1.0.
Катализатор по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 100%,
селективность по сере - 81.8%.
Пример 21. Газовую смесь состава (% об.): 6 H2S, 4 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 200oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 3000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 0.7
Катализатор по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 100%,
селективность по сере - 95.9%.
Пример 22. Газовую смесь состава (% об.): 6 H2S, 4 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 300oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 3000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 0.7
Катализатор по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 100%,
селективность по сере - 72.8%
Пример 23. Газовую смесь состава (% об.): 6 H2S, 4 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 300oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 6000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 0.7
Катализатор по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 100%,
селективность по сере - 87.0%.
Пример 24. Газовую смесь состава (% об.): 6 H2S, 3 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 200oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 10000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 0.5
Катализатор по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 74,5%,
селективность по сере - 100%.
Пример 25. Газовую смесь состава (% об.): 6 H2S, 3 O2, 6.0 C2H6, 6.0 C3H8, остальное N2, нагретую до 300oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 10000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 0.5
Катализатор по примеру 3.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 98.2%,
селективность по сере - 99.0%
Для сравнения с изобретением-прототипом приведены примеры 26-32
Пример 26. Характеристики способа по примеру 5.
Катализатор изобретения-прототипа фракции 0.4-0.8 мм состава (мас.%): 25 Fe2O3 + 49 Cr2O3 + 26 ZnO.
Показатели эффективности способа:
селективность по сере - 100%,
производительность по сере - 105 г серы/кг катализатора.
Пример 27. Характеристики способа по примеру 6.
Катализатор по примеру 26.
Показатели эффективности способа:
селективность по сере - 100%,
производительность по сере - 112 г серы/кг катализатора
Пример 28. Характеристики способа по примеру 8.
Катализатор по примеру 26.
Показатели эффективности способа:
селективность по сере - 100%,
конверсия сероводорода не превышает 71%.
Пример 29. Характеристики способа по примеру 15.
Катализатор по примеру 26.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 68.0%,
селективность по сере - 93.1%.
Пример 30. Характеристики способа по примеру 16.
Катализатор по примеру 26.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 90.0%,
селективность по сере - 86.9%.
Пример 31. Газовую смесь состава (% об.): 6 H2S, 4 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 200oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 3000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 0.7.
Катализатор по примеру 26.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 13%,
селективность по сере - 100%.
Пример 32. Газовую смесь состава (% об.): 6 H2S, 4 O2, 12 C3H8, остальное N2, нагретую до 300oC, пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 3000 ч-1 при соотношении O2/H2S = 0.7
Катализатор по примеру 26.
Показатели эффективности способа:
конверсия сероводорода - 84.6%,
селективность по сере - 80.0%.
Исходные условия и результаты экспериментов сведены в таблицу.
Таким образом, как видно из примеров, предлагаемый способ и катализатор позволяют повысить производительность процесса прямого выделения серы из сероводородсодержащих газов в широком диапазоне температур со стабильно высокой степенью конверсии и селективностью и могут найти широкое применение на предприятиях газовой, нефтеперерабатывающей, химической отраслях промышленности.
Формула изобретения: 1. Способ прямого выделения серы из газов, содержащих до 10 об.% сероводорода, включающий пропускание обрабатываемого газа, содержащего сероводород и молекулярный кислород, через слой катализатора окисления сероводорода, содержащего оксид хрома, при повышенных температурах и объемных скоростях 3000 - 15000 ч-1, отличающийся тем, что используют катализатор следующего состава, мас.%: Cr2O3 - 10 - 66, CuO - 5 - 34, Al2O3 - 0 - 85.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение объемных концентраций молекулярного кислорода к объемным концентрациям сероводорода равно 0,5 - 4,0.
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что процесс осуществляют при 120 - 300oC.
4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что при содержании кислорода в обрабатываемом газе по отношению к содержанию сероводорода больше 1 (отношение O2/H2S > 1) процесс осуществляют при 120 - 200oC.
5. Катализатор для осуществления способа прямого выделения серы из газов, содержащих до 10 об.% сероводорода, включающий оксид хрома, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид меди CuO и оксид алюминия Al2O3 при содержании компонентов, мас. %: Cr2O3 - 10 - 66, CuO - 5 - 34, Al2O3 - 0 - 85.
6. Катализатор по п.5, отличающийся тем, что он имеет шпинельную структуру.
7. Катализатор по пп.5 и 6, отличающийся тем, что он выполнен в форме колец Рашига.