Procédé d'obtention du soufre à partir des gaz contenant de
l'anhydride sulfureux
La présente invention concerne l'utilisation des
gaz contenant de l'anhydride sulfureux et plus spécialement des gaz en contenant une faible teneur, inférieure à 5 pour cent par exemple, tels que les gaz industriels résultant du grillage des minerais.
On connait déjà le traitement de ces gaz dans le but d'augmenter leur teneur en anhydride sulfureux, soit par liquéfaction soit par absorption dans un dissolvant approprié et régénération ultérieure, et il est également connu de rédui-re l'anhydride sulfureux gazeux à haute température au moyen de matières carbonées. On sait que des quantités importantes d'oxyde de carbone se forment pendant la phase de réduction au cours de ces procédés tels que pratiqués jusqu'à présent, et on a proposé de tirer parti de cet oxyde de carbone en le faisant réagir avec des nouvelles quantités d'anhydride sulfureux.
On sait aussi que tous les procédés de ce genre présentent des difficultés provenant de la formation d'acide sulfhydrique et d'oxysulfure de carbone, et on connait aussi la manière de se débarrasser de ces sous produits indésirables en les faisant réagir avec de nouvelles quantités d'anhydride sulfureux, éventuellement en présence de catalyseurs appropriés. Ces procédés visaient à obtenir une utilisation aussi complète que possible de l'anhydride sulfureux et à cet effet
la quantité d'anhydride sulfureux ajoutée était dosée de manière à correspondre dans la mesure du possible, aux quantités d'acide sulfhydrique et d'oxysulfure de carbone à réduire par cet anhydride sulfureux. On a cependant constaté qu'en opérant dans de telles conditions une réaction suffisamment complète ne peut avoir lieu qu'avec des vitesses de circulation très faibles à travers le catalyseur et que deux opérations catalytiques sont nécessaires, l'une à température relativement élevée pour éliminer l'oxysulfure de carbone, et l'autre à température relativement basse pour éliminer l'acide sulfhydrique.
Ces procédés connus entraînent encore des complications du fait que la température de décomposition catalytique de l'acide sulfhydrique est suffisamment basse pour provoquer la condensation du soufre sur le catalyseur, diminuant ainsi l'efficacité de ce dernier et nécessitant
son renouvellement fréquent.
Le procédé de production du soufre à partir de gaz
A
contenant de l'anhydride sulfureux, qui fait l'objet de la présente invention,consiste à réduire l'anhydride sulfureux en le faisant réagir avec un agent de réduction carboné, à faire passer les gaz ainsi obtenus en même temps qu'un excès considérable d'anhydride sulfureux, sur un catalyseur qui extrait le soufre de l'oxysulfure de carbone et de l'acide sulfhydrique, et à enlever le soufre contenu dans les gaz.. L'agent de réduction carboné peut être une substance solide telle que le coke ou le charbon; un hydrocarbure liquide ou gazeux, ou un gaz réducteur tel que le gaz de gazogène ou le gaz à l'eau. Dans le procédé suivant l'invention les sous produits nuisibles provenant de la réduction de l'anhydride sulfureux par l'agent réducteur carboné, notamment l'oxysulfure
de carbone, l'acide suif hydrique et éventuellement des petites quantités de sulfure de carbone, sont en grande partie transformés en soufre que l'on récupère.
L'emploi d'une quantité d'anhydride sulfureux, notablement supérieure à la quantité requise théoriquement pour
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qui accompagnaient les procédés connus jusqu'à présent et permet d'effectuer l'opération complète, à plus grande vitesse, dans une seule chambre de catalyse.
Suivant un mode d'exécution de la présente invention, les gaz d'une faible teneur en anhydride sulfureux sont traités d'une manière connue et appropriée pour concentrer l'anhydride sulfureux, et on fait réagir les gaz amenés à une teneur de 50 % au moins en anhydride sulfureux avec une substance carbonée solide, à une température élevée. Les gaz provenant de cette réaction sont ensuite soumis à la catalyse
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et/ou l'anhydride sulfureux additionnel, et les gaz sortant de la catalyse sont ensuite traités pour récupérer le soufre élémentaire. La catalyse agit aussi sur l'oxyde de carbone ou sur le disulfure de carbone d'après les équations :
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Les gaz résiduels subsistant après l'élimination du soufre et contenant de l'anhydride sulfureux, peuvent être réintroduits dans l'étage de concentration ou peuvent servir pour la production d'acide sulfurique. La quantité supplémentaire d'anhydride sulfureux nécessaire pour la catalyse peut s'obtenir en ajoutant un excès de ce gaz avant cette catalyse, de préférence en dérivant une partie des gaz concentrés en anhydride sulfureux avant la phase de réduction. On peut aussi obtenir la quantité voulue d'anhydride sulfureux en faisant passer les gaz par la phase de réduction à une vitesse suffi-;samment grande pour ne réduire qu'une partie de l'anhydride sul fureux, mais dans ces conditions on trouve qu'il faut habituellement ajouter une quantité supplémentaire d'anhydride pour en procurer un excédent suffisamment grand pour les besoins
de la catalyse. Le fait d'opérer avec une grande vitesse de circulation dans la phase de réduction présente cependant
:un avantage du fait que la production d'oxysulfure de carbone et d'oxyde de carbone par rapport à la production de soufre est moindre que quand la vitesse de circulation est suffisamment faible pour permettre la réduction complète de l'anhydride sulfureux.
On décrira maintenant une forme préférée de la présente invention en se référant au dessin annexé. Des gaz de grillage contenant environ 5 pour cent d'anhydride sulfureux sont envoyés à raison d'environ 120.000 mètres cubes par heure à travers une tour d'absorption 1 dans laquelle ils sont avés par un absorbant aqueux qui retient l'anhydride sulfu-reux. Les gaz résiduels constitués de corps inertes tels
que de l'azote peuvent alors s'échapper dans l'atmosphère tandis que l'absorbant est envoyé à la tour de régénération 2 dans laquelle il est chauffé par une circulation de vapeur à contre-courant. L'absorbant régénéré est refroidi et renvoyé dans la tour d'absorption 1, tandis que les gaz expulsés de la tour 2 qui contiennent surtout de l'anhydride sulfureux passent à travers un échangeur de chaleur 3 dans un réducteur à coke 4 à raison de 6000 mètres cubes de gaz par heure. Au début on porte la température du coke à 1100[deg.]C et l'opération de réduction est suffisamment exothermique pour maintenir cette température pendant la marche à condition que les
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jusqu'à 400[deg.]C. Les gaz venant du réducteur à coke 4, contenant - principalement de l'anhydride carbonique, des vapeurs de sou-
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l'oxysulfure de carbone et des petites quantités de sulfure de carbone, passent à travers l'échangeur de chaleur 3 en même temps que de l'anhydride sulfureux dérivé par la valve 7, et sont envoyés vers une ou plusieurs chambres de réaction 5 où ces gaz sont soumis à l'action d'un catalyseur approprié tel que l'oxyde de fer. Il est désirable que les gaz entrant dans les chambres de catalyse aient une quantité d'anhydride sulfureux telle que les gaz sortants en contiennent encore
8 % au moins. On réalise ainsi d'une manière très satisfaisante l'élimination de l'oxysulfure de carbone, de 1 '.acide sulfhydrique, et du sulfure de carbone et la récupération du soufre. Les chambres de réaction doivent être maintenues à une température d'au moins 600[deg.]C. et même de préférence à une température voisine de 800[deg.]C. On peut opérer à plus basse température si'on'emploie un catalyseur très actif, mais en général les températures spécifiéesci-dessus permettent une
élimination remarquablement complète de l'oxysulfure de carbone et des autres sous-produits des gaz. Les gaz sortant
des chambres de réaction 5 contiennent principalement de l'anhydride carbonique, du soufre libre et de l'anhydride sulfureux et sont envoyés dans un dispositif approprié 6 pour refroidir et pour recueillir le soufre. Les gaz résiduels dont
la quantité est de 6000 mètres cubes par heure son�renvoyés à
la tour d'absorption 1. Les volumes gazeux mentionnés ci-dessus sont calculés à la température et à la pression normales.
REVENDICATIONS
1. Procédé d'obtention du soufre à partir des gaz
contenant de l'anhydride sulfureux, consistant à réduire
l'anhydride sulfureux au moyen d'un'agent de réduction carboné, à faire circuler les gaz ainsi obtenus avec un excès
notable d'anhydride sulfureux sur un catalyseur qui transforme l'oxysulfure de carbone et l'acide sulfhydrique en soufre,
et à enlever le soufre contenu dans les gaz.
2. Procédé d'obtention du soufre à partir des gaz
pauvres en anhydride sulfureux, consistant à concentrer les
gaz en anhydride sulfureux, à réduire l'anhydride sulfureux
au moyen d'un agent de réduction carboné, à faire circuler les
gaz ainsi obtenus ensemble avec un excès notable d'anhydride
sulfureux sur un catalyseur qui transforme l'oxysulfure de car
bone et l'acide sulfhydrique en soufre, et à enlever le soufre contenu dans les gaz.