RU2111164C1 - Method of preparing sulfur - Google Patents
Method of preparing sulfur Download PDFInfo
- Publication number
- RU2111164C1 RU2111164C1 RU97103804A RU97103804A RU2111164C1 RU 2111164 C1 RU2111164 C1 RU 2111164C1 RU 97103804 A RU97103804 A RU 97103804A RU 97103804 A RU97103804 A RU 97103804A RU 2111164 C1 RU2111164 C1 RU 2111164C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- hydrogen sulfide
- selectivity
- sulfur
- carbon material
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения элементарной серы и может быть применено при получении элементарной серы из газов в газоперерабатывающей, химической, нефтеперерабатывающей, коксохимической и других отраслях промышленности. The invention relates to methods for producing elemental sulfur and can be used to obtain elemental sulfur from gases in gas processing, chemical, oil refining, coke and other industries.
Известен способ очистки газов от серы, по которому газы очищаются от сероводорода серы путем гетерогенно-каталитического окисления сероводорода в серу при 200 - 350oC [1] в слое катализатора, содержащего диоксид титана, сульфат алюминия или кальция, пентоксид ванадия в различных соотношениях. При малых избытках кислорода степень превращения сероводорода и селективность реакции окисления сероводорода в серу может достигать 99%.A known method of purification of gases from sulfur, in which gases are purified from sulfur sulfide by heterogeneous catalytic oxidation of hydrogen sulfide to sulfur at 200 - 350 o C [1] in a catalyst layer containing titanium dioxide, aluminum or calcium sulfate, vanadium pentoxide in various ratios. With small excesses of oxygen, the degree of conversion of hydrogen sulfide and the selectivity of the oxidation of hydrogen sulfide to sulfur can reach 99%.
Недостатком способа является то, что при использовании изобретения для получения серы из газов с большим содержанием кислорода (т.е. при проведении процесса каталитического окисления сероводорода в серу при больших величинах коэффициента избытка кислорода, например, большем, чем 1,5) резко снижается селективность реакции. Кроме того, используемый при осуществлении способа катализатор сложен в приготовлении, что сильно удорожает процесс. The disadvantage of this method is that when using the invention to produce sulfur from gases with a high oxygen content (i.e., when carrying out the process of catalytic oxidation of hydrogen sulfide to sulfur with large values of the coefficient of excess oxygen, for example, greater than 1.5), selectivity is sharply reduced reactions. In addition, the catalyst used in the implementation of the method is difficult to prepare, which greatly increases the cost of the process.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ [2] , который рассматривается в дальнейшем в качестве прототипа. The closest in technical essence and the achieved result is the method [2], which is further considered as a prototype.
В соответствии с прототипом получение элементарной серы путем гетерогенно-каталитического окисления сероводорода осуществляют в присутствии активированного угля при 20 - 200oC.In accordance with the prototype, the production of elemental sulfur by heterogeneous catalytic oxidation of hydrogen sulfide is carried out in the presence of activated carbon at 20 - 200 o C.
Способ хорош тем, что при его проведении селективность процесса получения серы высока, в том числе и при больших значениях избытка кислорода (при температурах ниже 175oC).The method is good in that when it is carried out, the selectivity of the sulfur production process is high, including at high oxygen excess values (at temperatures below 175 o C).
Недостатком способа является то, что вероятность дезактивации катализатора (ввиду отложения серы) при его осуществлении в указанном диапазоне температур велика. Превышение же этих значений температур приводит к резкому снижению селективности процесса на использованном в способе катализаторе. Кроме этого, процесс обладает достаточно большой себестоимостью ввиду высокой стоимости активированного угля. The disadvantage of this method is that the probability of deactivation of the catalyst (due to deposition of sulfur) during its implementation in the specified temperature range is high. Exceeding these temperature values leads to a sharp decrease in the selectivity of the process on the catalyst used in the method. In addition, the process has a fairly high cost due to the high cost of activated carbon.
В основу изобретения положена задача увеличения селективности процесса и снижение его себестоимости за счет снижения стоимости катализатора. The basis of the invention is the task of increasing the selectivity of the process and reducing its cost by reducing the cost of the catalyst.
Эта задача решается тем, что предлагается способ получения элементарной серы путем гетерогенно-каталитического окисления сероводорода при 140 - 350oC в присутствии катализатора, содержащего волокнистый углеродный материал, полученный в результате разложения углеводородов на никельсодержащем катализаторе.This problem is solved by the fact that the proposed method for producing elemental sulfur by heterogeneous catalytic oxidation of hydrogen sulfide at 140 - 350 o C in the presence of a catalyst containing fibrous carbon material obtained by the decomposition of hydrocarbons on a nickel-containing catalyst.
Отличие предлагаемого способа от прототипа в том, что при его осуществлении используется катализатор, который состоит преимущественно из волокнистого углеродного материала, полученного в результате разложения углеводородов на никельсодержащем катализаторе. The difference between the proposed method and the prototype is that its implementation uses a catalyst, which consists mainly of fibrous carbon material obtained by the decomposition of hydrocarbons on a nickel-containing catalyst.
Волокнистый углеродный материал можно получать, например, путем предварительного восстановления в токе водорода смеси оксида никеля на подложке из окиси алюминия до никеля при 500 - 550oC и последующем разложении метана на полученном катализаторе при тех же температурах [3].Fibrous carbon material can be obtained, for example, by preliminary reduction in a hydrogen stream of a mixture of nickel oxide on a substrate of aluminum oxide to nickel at 500 - 550 o C and subsequent decomposition of methane on the resulting catalyst at the same temperatures [3].
Существует множество способов получения волокнистого углеродного материала. Они могут отличаться составом катализатора, на котором ведут процесс разложения, температурами, составом газообразной среды. Но для того чтобы произвести волокнистый углеродный материал, на котором можно было бы вести процесс получения серы окислением сероводородсодержащих газов, необходимо выполнить при получении углеродного материала два условия: вести процесс разложения углеводородов; катализатор, на котором ведется процесс разложения, должен содержать никель. There are many ways to obtain fibrous carbon material. They may differ in the composition of the catalyst on which the decomposition process is conducted, in temperatures, and in the composition of the gaseous medium. But in order to produce a fibrous carbon material, on which it would be possible to carry out the process of producing sulfur by oxidation of hydrogen sulfide-containing gases, it is necessary to fulfill two conditions when producing carbon material: to conduct the process of decomposition of hydrocarbons; the catalyst on which the decomposition process is conducted must contain nickel.
Структура волокнистого углеродного материала может при этом сильно зависеть от состава разлагаемых углеводородсодержащих газов и температуры реакции разложения. Например, при использовании для получения этого материала способа [3], получают пористый углеродный материал в виде трехмерной углеродной матрицы, образованной изогнутыми слоями углерода, причем изогнутые слои имеют форму волокон диаметром 10 - 150 нм и отношением длины к диаметру 160- 250, состоящих из упакованных друг в друга пакетов углерода конической формы [4] . При этом волокнистые углеродные материалы разной структуры близки по каталитическим свойствам в отношении реакции окисления сероводорода в серу. The structure of the fibrous carbon material can strongly depend on the composition of the decomposable hydrocarbon-containing gases and the decomposition reaction temperature. For example, when using the method [3] to obtain this material, a porous carbon material is obtained in the form of a three-dimensional carbon matrix formed by curved carbon layers, the curved layers having the form of fibers with a diameter of 10 - 150 nm and a ratio of length to diameter of 160 - 250, consisting of conical carbon packs packed into each other [4]. In this case, fibrous carbon materials of different structures are similar in catalytic properties with respect to the reaction of oxidation of hydrogen sulfide to sulfur.
Данный способ может быть реализован в кварцевом реакторе с виброожиженным слоем катализатора, представленного на чертеже. Реактор состоит из корпуса 1, в котором содержится слой катализатора 2, газоподводящей трубки 3, отводящего патрубка 4. Слой катализатора в реакторе виброожижают с помощью электромагнитного вибратора 5, подключенного к газоподводящей трубке 3. Вибрацию осуществляют в вертикальном направлении с амплитудой 1 мм и частотой 50 гц. This method can be implemented in a quartz reactor with a vibro-fluidized catalyst bed, shown in the drawing. The reactor consists of a housing 1, which contains a catalyst layer 2, a gas supply tube 3, an outlet pipe 4. The catalyst layer in the reactor is vibro-fluidized using an electromagnetic vibrator 5 connected to the gas supply tube 3. Vibration is carried out in the vertical direction with an amplitude of 1 mm and a frequency of 50 Hz
Диаметр корпуса реактора 30 мм. В качестве нагревателя используют электрическую печь 6, в которую помещают реактор. The diameter of the reactor vessel is 30 mm. As a heater, an electric furnace 6 is used in which the reactor is placed.
В реактор засыпают слой гранул катализатора. Через трубку 3 подают углеводородсодержащий газ. При этом слой катализатора виброожижают с помощью вибратора 5, а разогревают, включая печь 6. Газообразные продукты реакции отводят через патрубок 4. A layer of catalyst granules is poured into the reactor. A hydrocarbon-containing gas is supplied through the tube 3. In this case, the catalyst layer is vibro-fluidized using a vibrator 5, and heated, including the furnace 6. Gaseous reaction products are discharged through the pipe 4.
Предлагаемый способ по сравнению с известными обеспечивает большую селективность процесса и, кроме того, повышенную экономичность его проведения за счет использования более дешевого катализатора. The proposed method in comparison with the known provides greater selectivity of the process and, in addition, increased efficiency of its implementation through the use of a cheaper catalyst.
Достаточно сказать, что по предварительным оценкам себестоимость волокнистого углерода на порядок меньше себестоимости активированного угля. Suffice it to say that according to preliminary estimates, the cost of fibrous carbon is an order of magnitude lower than the cost of activated carbon.
Пример 1. В реактор засыпают 0,64 г (около 1 см3) гранул катализатора, состоящего из следующих компонентов, мас.%: волокнистый углеродный материал 99,525; никель 0,4; окись алюминия 0,05 и 0,025 меди, предварительно обработанного в токе смеси инертного газа, сероводорода и кислорода при 200oC в течении 30 ч. Через газоподводящую трубку 4 в реактор подают газообразную смесь (состав; H2S 1,04%; O2 3,9%; остальное азот) с расходом 3,6 л/ч. С помощью вибратора 5 катализатор приводят в виброожиженное состояние, включают печь 6 и доводят температуру катализатора до 200oC. Проходя через слой катализатора, сероводород окисляется до серы.Example 1. In the reactor, 0.64 g (about 1 cm 3 ) of catalyst granules are poured, consisting of the following components, wt.%: Fibrous carbon material 99.525; nickel 0.4; aluminum oxide 0.05 and 0.025 copper, pre-treated in a stream of a mixture of inert gas, hydrogen sulfide and oxygen at 200 o C for 30 hours. A gaseous mixture (composition; H 2 S 1.04%; O 2 3.9%; the rest is nitrogen) with a flow rate of 3.6 l / h. Using a vibrator 5, the catalyst is brought into a vibratory fluid state, the furnace 6 is turned on and the temperature of the catalyst is brought to 200 ° C. Passing through the catalyst bed, hydrogen sulfide is oxidized to sulfur.
Средняя степень превращения сероводорода составляет 32,5%. Селективность процесса 100%. The average degree of conversion of hydrogen sulfide is 32.5%. The selectivity of the process is 100%.
Пример 2. Условия соответствуют условиям примера 1, только расход смеси снижают до 0,9 л/ч. Example 2. The conditions correspond to the conditions of example 1, only the flow rate of the mixture is reduced to 0.9 l / h.
Средняя степень превращения сероводорода составляет 70,9%. Селективность процесса 100%. The average degree of conversion of hydrogen sulfide is 70.9%. The selectivity of the process is 100%.
Пример 3. Условия соответствуют условиям примера 1, только расход смеси снижают до 0,6 л/ч. Example 3. The conditions correspond to the conditions of example 1, only the flow rate of the mixture is reduced to 0.6 l / h.
Средняя степень превращения сероводорода составляет 85,9%. Селективность процесса 100%. The average degree of conversion of hydrogen sulfide is 85.9%. The selectivity of the process is 100%.
Пример 4. Условия соответствуют условиям примера 1, только расход смеси снижают до 0,36 л/ч. Example 4. The conditions correspond to the conditions of example 1, only the flow rate of the mixture is reduced to 0.36 l / h
Средняя степень превращения сероводорода составляет 93,8%. Селективность процесса 98%. The average degree of conversion of hydrogen sulfide is 93.8%. The selectivity of the process is 98%.
Пример 5. Условия соответствуют условиям примера 1, только в реактор засыпают 0,742 г (около 1 см3) гранул катализатора состоящего из следующих компонентов мас.%: волокнистый углеродный материал 99; никель 0,9; окись алюминия 0,1, предварительно обработанного в токе смеси инертного газа, сероводорода и кислорода при 200oC в течении 30 ч.Example 5. The conditions correspond to the conditions of example 1, only 0.742 g (about 1 cm 3 ) of granules of catalyst consisting of the following components wt.% Are poured into the reactor: carbon fiber material 99; nickel 0.9; aluminum oxide 0.1, pre-treated in a stream of a mixture of inert gas, hydrogen sulfide and oxygen at 200 o C for 30 hours
Средняя степень превращения сероводорода составляет 33%. Селективность процесса 100%. The average degree of conversion of hydrogen sulfide is 33%. The selectivity of the process is 100%.
Пример 6. Условия соответствуют условиям примера 1, только через газоподводящую трубку 4 в реактор подают газообразную смесь с составом об.%: 1,45 H2S; 5,78 O2; остальное азот. Температуру катализатора доводят до 250oC.Example 6. The conditions correspond to the conditions of example 1, only through the gas supply tube 4 to the reactor serves a gaseous mixture with a composition vol.%: 1,45 H 2 S; 5.78 O 2 ; the rest is nitrogen. The temperature of the catalyst was adjusted to 250 o C.
Средняя степень превращения сероводорода составляет 89%. Селективность процесса 80%. The average degree of conversion of hydrogen sulfide is 89%. The selectivity of the process is 80%.
Пример 7. Условия соответствуют условиям примера 6, только температуру снижают до 200oC.Example 7. The conditions correspond to the conditions of example 6, only the temperature is reduced to 200 o C.
Средняя степень превращения сероводорода составляет 44,6%. Селективность процесса 100%. The average degree of conversion of hydrogen sulfide is 44.6%. The selectivity of the process is 100%.
Пример 8. В реактор засыпают 0,742 г (около 1 см3) гранул катализатора, состоящего из следующих компонентов, мас.% волокнистый углеродный материал 99; никель 0,9; окись алюминия 0,1, предварительно обработанного в токе смеси инертного газа, сероводорода и кислорода при 200oC в течении 30 ч. Через газоподводящую трубку 4 в реактор подают газообразную смесь (состав об. % : 0,15 H2S; 0,17 O2, остальное азот) с расходом 0,36 л/ч. С помощью вибратора 5 катализатор приводят в виброожиженное состояние, включают печь 6 и доводят температуру катализатора до 150oC. Проходя через слой катализатора сероводород окисляется до серы.Example 8. 0.742 g (about 1 cm 3 ) of granules of catalyst, consisting of the following components, wt.% Carbon fiber material 99, are poured into the reactor; nickel 0.9; aluminum oxide 0.1, pre-treated in a stream of a mixture of inert gas, hydrogen sulfide and oxygen at 200 ° C for 30 hours. A gaseous mixture is fed into the reactor through a gas supply pipe 4 (composition vol.%: 0.15 H 2 S; 0, 17 O 2 , the rest is nitrogen) with a flow rate of 0.36 l / h. Using a vibrator 5, the catalyst is brought into a vibratory fluid state, the furnace 6 is turned on and the temperature of the catalyst is brought to 150 ° C. Passing through the catalyst bed, hydrogen sulfide is oxidized to sulfur.
Средняя степень превращения сероводорода составляет 89%. Селективность процесса 100%. The average degree of conversion of hydrogen sulfide is 89%. The selectivity of the process is 100%.
Пример 9. Условия соответствуют условиям примера 8, только расход смеси снижают до 0,18 л/ч. Example 9. The conditions correspond to the conditions of example 8, only the flow rate of the mixture is reduced to 0.18 l / h
Средняя степень превращения сероводорода составляет 96,8%. Селективность процесса 100%. The average degree of conversion of hydrogen sulfide is 96.8%. The selectivity of the process is 100%.
Пример 10. Условия соответствуют условиям примера 8, только расход смеси снижают до 0,09 л/ч. Example 10. The conditions correspond to the conditions of example 8, only the flow rate of the mixture is reduced to 0.09 l / h
Средняя степень превращения сероводорода составляет 99,8%. Селективность процесса 100%. The average degree of conversion of hydrogen sulfide is 99.8%. The selectivity of the process is 100%.
Пример 11. Условия соответствуют условиям примера 8, только температуру в реакторе повышают до 350oC.Example 11. The conditions correspond to the conditions of example 8, only the temperature in the reactor is increased to 350 o C.
Средняя степень превращения сероводорода составляет 78%. Селективность процесса 100%. The average degree of conversion of hydrogen sulfide is 78%. The selectivity of the process is 100%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97103804A RU2111164C1 (en) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | Method of preparing sulfur |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97103804A RU2111164C1 (en) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | Method of preparing sulfur |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2111164C1 true RU2111164C1 (en) | 1998-05-20 |
| RU97103804A RU97103804A (en) | 1998-10-10 |
Family
ID=20190746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97103804A RU2111164C1 (en) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | Method of preparing sulfur |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2111164C1 (en) |
-
1997
- 1997-03-12 RU RU97103804A patent/RU2111164C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 2. I. Coskun and E.L.Tollefson. Oxidation of lov concentrations of hydrogen sulfide over activated carbon. // The Canation I. of Chem. Eng., v. 58, 1980, рр. 72 - 76. 3. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ledoux et al. | Silicon carbide: a novel catalyst support for heterogeneous catalysis | |
| US6315977B1 (en) | Process and apparatus for producing hydrogen by thermocatalytic decomposition of hydrocarbons | |
| CA2541052C (en) | Method for producing functional nanocarbon and hydrogen by direct decomposition of lower hydrocarbon | |
| JPH01246112A (en) | Purification of hydrogen sulfide-containing gas | |
| JP3985038B2 (en) | Process for producing aromatic hydrocarbons and hydrogen from lower hydrocarbons | |
| JPH01272534A (en) | Production of monoolefin by catalytic oxydehydrogenation of gaseous paraffinic hydrocarbon having two or more carbon atoms | |
| CA2004216A1 (en) | Production of ammonia from hydrocarbonaceous feedstock | |
| RU2005111977A (en) | METHOD FOR SUPPRESSING HYDROGENOLYSIS OF SUSPENSION OF THE CATALYST AND METHOD OF ACTIVATING THE CATALYST IN SYNTHESIS OF FISCHER-TROPH AND METHOD OF PRODUCING HYDROCARBONS FROM SYNTHESIS-GAS | |
| MXPA03011640A (en) | Catalytic membrane reactor that is used for the decomposition of hydrogen sulphide into hydrogen and sulphur and the separation of the products of said decomposition. | |
| CA2512958C (en) | Thermal cracking process for producing hydrogen from a hydrocarbon | |
| KR20220094149A (en) | Direct decomposition device and direct decomposition method for hydrocarbon | |
| EP2076332A1 (en) | Hydrogen production method by direct decomposition of natural gas and lpg | |
| RU2111164C1 (en) | Method of preparing sulfur | |
| RU2005128313A (en) | PARTIAL OXIDATION CATALYST ON THE CARRIER FROM SILICON CARBIDE, METHOD FOR PRODUCING GAS SYNTHESIS AND METHOD FOR HYDROCARBON CONVERSION | |
| KR880001210B1 (en) | A catalyst comprising a fluid-bed particle support having a specific surface area and pore volume | |
| JP2640390B2 (en) | How to improve the quality of light ends | |
| CA2524349A1 (en) | A membrane apparatus and method of preparing a membrane and a method of producing hydrogen | |
| KR0154549B1 (en) | Oxygen removal from partially purified nitrogen | |
| JPS61225328A (en) | Production of carbonaceous fiber | |
| US5948382A (en) | Selective oxidation of hydrogen sulfide in the presence of mixed-oxide catalyst containing iron, molybdenum and antimony | |
| KR0163980B1 (en) | Process for the dehydrogenation of hydrocarbons | |
| Jia et al. | Study on the anti-coking nature of Ni/SrTiO3 catalysts by the CH4 pyrolysis | |
| KR100478144B1 (en) | Method for Manufacturing Carbon Nanotube | |
| JPH02245094A (en) | Removal of hydrogen cyanide and carbonyl sulfide from gas mixture | |
| US2406614A (en) | Conversion of hydrocarbon oil |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080313 |