Способ очистки газа от сернистых соединений и способ получения катализатора для очистки газа

 

Изобретение относится к способам каталитической очистки газа от сернистых соединений путем их превращения в элементарную серу и может найти применение в газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности. Целью настоящего изобретения является повышение эффективности процессов очистки за счет увеличения активности катализатора и удешевление процесса. Цель достигается способом очистки газа от сернистых соединений путем их окисления до элементарной серы в присутствии оксидного титансодержащего катализатора при 220-240°С, в котором окисление ведут в присутствии катализатора состава, мае % Мп02 0,24-2,2; МоОз 0,4-5,0; SI02 0,6-4,5, А120з1,6-8, СаО 3,2-15,1; S04 2 1-6, ТЮ2 остальное,при времени контакта 1-3,4 с, а также способом получения катализатора для очистки газа от сернистых соединений, включающим смешение исходной метатитановой кислоты с добавками, формовку, сушку и прокалку, в котором исходную метатитановую кислоту делят на две части в соотношении 30:70 - 55 45, первую из которых подвергают обезвоживанию при 60- 110°С затем ее смешивают со второй частью и добавками марганцевой руды, взятой в количестве (%) 1-6, оксида молибдена 0,4-5, связующего (алюмината кальция) 5- 20; пластификатора, выбранного из группы полиэтиленоксид, поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлоза, полиакриламид, стеариновая кислота 1-10% от массы катализатора с последующим перемешиванием полученной смеси в течение 0,5-4 ч при 40-80°С и подают на формовку. Причем сушку катализатора осуществляют в две ступени при 90- 120°С и 220-250°С соответственно в течение 1,5-6 ч и 1-4 ч. 2 с и 2 з.п ф-лы, 2 табл (Л С о ел ел ел 4 СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4730140/26 (22) 27.06.89 (46) 15.06.91. Бюл. ¹ 22 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по подготовке к транспортировке и переработке природного газа (72) Н. М. Гусейнов, Д,А.Абаскулиев.

M.Ô.ÀñàäîB, Г.П,Кязимова, Г.А.Данциг, А,И.Крейндель, Н.С,Дяченко, А,И,Хаконов, И.П.Добровольский, В.П.Титов и В.В.Аврамов (53) 66.074.3 (088,8) (56) Патент Франции ¹ 2501532, кл. В 01 J 27/02, 1981. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА (57) Изобретение относится к способам каталитической очистки газа от сернистых соединений путем их превращения в элементарную серу и может найти применение в газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности. Целью настоящего изобретения является повышение эффективности процессов очистки за счет увеличения активности катализатора и удешевление процесса. Цель достигается способом очистки газа от сернистых соединений путем их

Изобретение относится к способам каталитической очистки газа от сернистых соединений путем их превращения в элементарную серу и может найти применение в газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса очистки, уве,, Ы,, 1655545 А1 (я)5 В 01 О 53/36; В 01 J 21/06 окисления до элементарной серы в присутствии оксидного титансодержащего катализатора при 220 — 240 С, в котором окисление ведут в присутствии катализатора состава, мас,%: Мп02 0,24 — 2,2; МоОЗ 0,4 — 5,0; Я!02

0,6 — 4,5; AlzOg1,6-8; Са03,2 — 15,1;.S04 1 — 6;

TiOz остальное,при времени контакта 1 — 3,4 с, а также способом получения катализатора для очистки газа от сернистых соединений, включающим смешение исходной метатитановой кислоты с добавками, формовку, сушку и прокалку, в котором исходную метатитановую кислоту делят на две части в соотношении 30:70 — 55:45, первую из которых подвергают обезвоживанию при 60—

110 С, затем ее смешивают со второй частью и добавками марганцевой руды, взятой в количестве (%) I 6, оксида молибдена

0,4-5, евязующего (алюмината кальция) 5—

20; пластификатора, выбранного из группы: полиэтиленоксид, поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлоза, полиакриламид, стеариновая кислота 1 — 10% от массы катализатора с последующим перемешиванием полученной смеси в течение 0,5 — 4 ч при 40 — 80 С и подают на формовку. Причем сушку катализатора осуществляют в две ступени при 90120 С и 220 — 250 С соответственно в течение

1,5 — 6 ч и 1 — 4 4. 2 с. и 2 з.п, ф-лы, 2 табл, личение активности катализатора и удешевление процесса.

Пример 1. Катализатор очистки газа от сернистых соединений получают следующим образом.

Берут следующие исходные компоненты: метатитановую кислоту, отобранную после узла фильтрации (до прокэлки) в

1655545 производстве пигментного диоксида титана

Крымского ПО "Титан", состава, мас. : TiOz

50; HzSOq 3; Н20 47 в количестве 100 г; марганцевую руду состава, мас, ; MnOz 40;

СаО 8; А120д 9; FezOg 3; SiOz остальное в количестве 1,86 г; парамолибдата аммония — (NH4)gMoz0z4 4Н20 (ГОСТ 3765 — 78) в количестве 2,2 г, алюминат кальция — талюм (ТУ

6 — 03 — 339 — 78) в количестве 6,23 r.

Метатитановую кислоту делят на две части в соотношении 40:60. Первую часть под.вергают обезвоживанию путем сушки при температуре 90 С, получают 20,5 г обезвоженной метатитановой кислоты.

В емкость, снабженную паровой рубашкой и перемешивающим устройством, загружают смесь (г); обезвоженную метатитановую кислоту 20,5, вторую часть исходной метатитановой кислоты 60, тонкоизмельченную марганцевую руду 1,86, водный раствор парамолибдата аммония (Т:Ж =

=-1;1) 4,4, алюминат кальция 6,23, полиакриламид 2,3, которую перемешивают при температуре 60 С в течение 2 ч. Полученную массудоводятдо влажности 32,5/ и формуют в цилиндрические гранулы, имеющие диаметр 4 мм, длину 6 мм. Сформованные гранулы подвергают двухступенчатой сушке; при температуре 105 С в течение 4 ч и затем при температуре 230 С в течение 2 ч, Просушенный таким образом катализатор подвергают прокалке при 360 С в течение

10 ч в атмосфере газа состава, об /: Н2$7;

SOz 3,5, СО2 20; HzO 15; й2 остальное, соответствующего атмосфере газов процесса

Клауса. При этом объемная скорость составляет 600 ч 1, В результате было получено 62,26 г катализатора состава, мас, : MnOz 1,2; МоОз

3; SiOz 1,4; АЬОз 3,8; СаО 7,1; $04 2 3,2; TiOz остальное, имеющего удельную поверхность 123 м /r, пористость 52,4, насыпной вес 0,81 кг/м .

Полученный предлагаемым способом катализатор испытывался в проточном реакторе с неподвижным слоем, Объем загрузки катализатора 3 мл, В реактор подавалась смесь состава, об. : HzS 1; SOz

0,5; HzG ЗО; й2 остальное, температура поддерживалась равной 220 С, время контакта

3 с, Извлечение серы составило 70,6 .

l1 р и м е р 2. Катализатор, полученный таким же способом, что и в примере 1, был загружен в проточный реактор с неподвижным слоем в количестве 3 мл. В реактор в течение 48 ч подавалась смесь состава, об,g: Р23 1; $02 0,5; Н20 30; Nz остальное. при температуре 220 С и времени контакта

3 с. Затем в течение 26 ч подавалась смесь, об. : HzS 1; $02 0,5; Oz 2; Н20 30; Nz остальное. После этого в течение 2 ч через катализатор пропускали смесь состава, об. : lzS

1; $02 0,5; Н20 30; Nz остальное, По истече5 нии 2 ч было измерено извлечение серы, которое составило 70,4 /,.

Другие примеры осуществления предлагаемого способа сведены в табл.1 и 2.

10 Формула изобретения

1. Способ очистки газа от сернистых соединений, включающий их окисление до элементарной серы в присутствии оксидного титансодержащего катализатора при

15 220 — 400 С,отличающийся тем,что,с целью повышения эффективности процесса за счет увеличения активности катализатора и удешевления процесса, окисление ведут в присутствии катализатора состава, мас. /:

20 Оксид марганца 0,24 — 2,2

Оксид молибдена 0,4-5,0

Оксид кремния 0,6-4,5

Оксид алюминия 1,6 — 8,0

Оксид кальция 3,2 — 15, i

25 Сульфаты металлов 1 — 6

Оксид титана Остальное и процесс осуществляют при времени контакта 1 — 3,4 с.

2. Способ получения катализатора для

30 очистки газа от сернистых соединений, включающий смешение метатитановой кислоты с добавками, формовку, сушку и прокалку, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, мета35 титановую кислоту делят на две части в массовом соотношении 30;70 — 45:55, первую из которых подвергают обезвоживанию при

60 — 110 С, а затем ее смешивают со второй частью кислоты и добавками марганцевой

40 руды, взятой в количестве 1-6 мас, от массы катализатора и содержащей, мас. :

Оксид молибдена 0,4-5,0

Алюминат кальция 5 — 20

Пластификатор 1 — 10, 45 причем пластификатор выбран из группы: полиэтиленоксид, поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлоза, полиакриламид, стеариновая кислота, с последующим перемешиванием полученной смеси в течение

50 0,5-4ч при 40 — 80 С и подачей на формование.

3. Способ поп2,отлича ющийся тем, что сушку катализатора осуществляют в две ступени при 90 — 120 С и 220 — 250 С в

55, течение 1,5 — 6 ч и 1-4 ч соответственно.

4. Способ no nn. 2 и 3, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что прокалку катализатора ведут и ри 300-420 С в течение 6-22 ч в атмосфе ре газов процесса Клауса, 1655545 лица 1

Та 6

Время

Время

Состав компонентов катвлиэаторв, мас.Х

Пример

Темпервобеэво- — пе»ьмевиввния, ч марганцевая руда окись молибдена виеения, Ч нат кальция

0,4

Полиэтилен- 92,6 0,5 40 оксид, !

4 I 0

Э 3,0

3,0

Поливиннло- 77,0 вый спирт, 5

2,0 60!

I 5 6,0

Карбоксиме- 59,0 4 >О 80 тнлпеллв" лова, О

50 20

110

2,5 4,0

Полнакрил- 72,0 3,0 60 амид, 6

4 40> 60 90

3,0

Стеариновая 72 >О Э,О 60 кислоте, 6.

5 40! 60 90

2,5 4>0

3,0

Полиэтилен- 77,0 2,0 60 оксид, 5 б 28:72 55

7 43:57 85! 3,0

3,0

Э 0,7

Карбоксиме- 79,3 2,0 60 тип целлвлоэа ° 5

3,0!

2,О 60

8 43!57 85

0,3!

9 43:57 85,0 60

Полиэтилен- 85,0 оксид, 5

3,0

Полиэтилен- 77>0

oxcнд, 5

2,0 60!

l0 43>57 ° 85

Э Э,О

3,0

11 43! 57 85

Полиэтилен- 56,0 оксид> !!

5,5

20 60

3 6,5.2!

12 43: 57 85

5,0 85.Карбоксиме- .77,0 тилцеллвло-

ss, 5

3 3,0

3,0

3 3,0

Карбаксиме- 77,0 2,0 60 тилцеллвлоsa, 5

13 43: 57 85!

Карбоксиме- 77,0 2 ° О 60 т ил целлвло" эа ° 5

14 43: 57 85

3,0

3 3i0!

3,0

Э 3,0

Карбокснме» 77,0 2,0 60 тнлцеллвлоэа, 5!

15 43:57 . 85

Са 804

16 (по43!57 прототипу) .! Продолжение табл.1

1 ступень сушки

II ступень сушки

Пример

Прокалка

Активность»

Примечание

Т, С время, Ч арsNs время, Ч

1 90

220 I

ЭОО 6

69,1

70,8

70,1

4 110

70,4

380 15

70,3

5 110

380 15

Соотнове ние частей на обеэвови ванне

1 30!70

2 43!57

Э 55!45

2 105

Э 120

Температура обеэвокивания, Э 3,0

Э 3,0

235 2

250 4

240 3

240 Э

360 . 13

420 22 пластификатор метатиL тановая кислота

Полиакрнл- 79,7 2 амид, 5

Карбоксиме- TiO 85

t. тилцеллвлоsa 2 тура перемевпванне оС

1655545

Продолжение табл.1

Актив- Примечание

Прокапка

II ступень сушки

I ступень сушки

Пример ность

Т С

Т, С время, Ц время, ч время> ч

68,1 Низкая механическая прочность

66,3

235 2

360 13

6 !05

7 105

360 13

235 2

360 13

65,8

Низкая механическая прочность

360 13

69,0

68,1

i 0 I 05

235 2

360 13

11 105

360 13

235 2

66,7

12 105

360 13

235 2

67,2

13 125

70>7 Неоправдаио повышенные энергозатраты.360 13

235 2

70,5

360 13

255 5

14 105

235 2

70,7

430 23

15 105

450 - 1 68>0

Табия

TeNeepe- Враз>я

Состав катализатора

Степень

Приме

r тур&> контак» очистки, СаО 80» /Tie С та, с Х ма> 1 в!*о>

NaoL

I,á 3,2

1,0

0,24

0,4

69,1

0,6

8,0

4,5

3,0

2,3

70,8

3>0 и

8,0

15,1

6,0

4,5

7011

5,0

То не

3,0

68,1

«и»

4 5

8,0

2,3

3,0

2,3 и и

4,5

0,3

67,4

&,О

3,0

1,2

То ке

1,2

68,2

То не

3,0

5,0

То на

«и» и

IS,á

67,0

2,3

I 2

То не и и и

68,1

7,0

8,0

2,3

1,2 и и и

3,0

66,2

I>2 и» и и и

3,4

1,2

3,0 и и и и

1,2

«и»

3,0.и и

1,2

220

68,0

3,0

220 1,0

64,0

>з

Гииаеиие произяопительиости при неизменной степени очистки.

8 105

9 105

16(по 110 прототипу) 13 (по прототипу) 13 (по прото" типу) 1,2

1,2

0,2

235 2

235 2

Ост.

То не

Низкая механическая и роч ность !

220 . 3

То не, 3

0,8

3,6

70,8

62,6

70,8