DD300080A5 - Katalysator zur selektiven Oxidation von Schwefelverbindungen inElementarschwefel, Verfahren zur Herstellung eines solchen Katalysators undVerfahren zur selektiven Oxidation der Schwefelverbindungen in - Google Patents

Katalysator zur selektiven Oxidation von Schwefelverbindungen inElementarschwefel, Verfahren zur Herstellung eines solchen Katalysators undVerfahren zur selektiven Oxidation der Schwefelverbindungen in Download PDF

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DD300080A5 DD342929A DD34292990A DD300080A5 DD 300080 A5 DD300080 A5 DD 300080A5 DD 342929 A DD342929 A DD 342929A DD 34292990 A DD34292990 A DD 34292990A DD 300080 A5 DD300080 A5 DD 300080A5
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Katalysator zur selektiven Oxidation schwefelhaltiger Verbindungen zu elementarem Schwefel, der mindestens ein katalytisch aktives Material und wahlweise einen Traeger umfaszt, wobei der Katalysator eine spezifische Oberflaechengroesze von ueber 20 m2/g sowie einen durchschnittlichen Porenradius von mindestens 25 A hat und unter den Reaktionsbedingungen keine wesentliche Aktivitaet in Richtung Claussche Reaktion aufweist.{Katalysator; selektive Oxidation schwefelhaltiger Verbindungen; elementarer Schwefel; aktives Material; Traeger; spezifische Oberflaechengroesze; durchschnittlicher Porenradius}

Description

Die Erfindung betrifft einen Katalysator für die selektive Oxidation von Schwelelverbindungen, insbesondere vor, Schwefelwasserstoff, zu elementarem Schwefel, ein Ve' fahren zur Herstellung eines solchen Kata'ysators und ein Verfahren zur
selektiven Oxidation von Schwefel wasserstoff zu elementarem Schwefel.
Allgemein bekannt ist die Notwendigkeit, Gase, die in chemischen Verfahren weiterbehandelt, an Käufer geliefert oder in lie Atmosphäre entlassen worden, von Sci.wefelverblnd jngen, insbesondere L jriwefelwaeserstoff, zu reinigen. Dementsprechend
sind eine Reihe von Verfahren, die auf die Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasen gerichtet sind, bekannt.
Zu den bekanntesten Methoden c*e> Umwandlung von Schwefelwasserstoff in unschädlichen elementaren Schwefel gehört das
sogenannte Claus-Verfahren.
Im Claus-Verfahren wird jedo'.h H]S nicht quantitativ in elementaren Schwefel umgesetzt, hauptsächlich aufgrund der TMsache,
daß die Claussc'ie Reaktion nicht vollendet wird:
2 H2S + SO2 -> 2 H2O + 3/n Sn. (1)
Es verbleibt eine Re?(menge von H2O und SO7. Nun ist es allgemein nicht gestattet, H2S enthaltendes Restgau in die A'mosphäre abzugeben. Deshpib muß das Gas verbrannt werden, wobei der Schwefelwasserstoff und andere Schwefelv erbindu ,igen sowie der sich In der gejförmigen Phase befindende elementare Schwefel zu Schwefuldioxid oxidiert werden. Mit der Verjcnärfung der Urr.weltbestlrr mungen wird dies nicht mehr erlaubt sein, da die damit verbundene Schwefeldioxidemission zu hoch ist. Deshalb is'· es erforddlich, das Nestgas aus der Cljusschen Anlage, das sogenannte Abgas, in einer sogenannten Abgasanlage vveiterzube'.iandoln.
Abgasveriahren sind den Fachleuten in der Branche bekannt. Das bekannteste und bis heute wirksamste Verfahren zur Abgasbehandlung tot das SCOT-Verfahren (s. GB-A-1,461070). In diesem Verfahren wird das Abgas zust nmen mi; Wasserstoff über einen Cobaltcxid/Molybdänoxiri-Katalysator geleitet, der als Träger für Al [O3 angewandt wird, wobei das aO.·, katalytisch zu H2S reduziert wire/. Die Gesamtmenge von H2S wird dann auf konventionelle Weise durch Absorption in eine,- Flüssigkeit abpasondert. Ein Nachteil des SCOT-Verfahrens besteht darin, daß es eine komplizierte Anlage erfordert. Eh weiterer Nachteil ist der hohe Energieverbrauch, der mit der Entfernung des Schwefelwasserstoffs aus dem Absorptionsmittel verbunden ist. Fin« weitere Möglichkeit zur Umsetzung von in Abgasen enthaltenem Schwefelwasserstoff in elemeniaron Schwefel bietet das in US-A 4.311.683 beschriebene sogenannte BSR-Selectox-Verf a h ren. Entsprechend diesem Verfahren wi'd das H2S enthaltende Gas mit Sauerstoff vermischt und über einen Vanadiumoxide und Vanadiumsulfide enthaltenden Katalysator auf einen nichtalkalischen porösen feuerfesten oxidischen Träger geleitet.
Ein erheblicher Nachteil sowohl des SCOT- als auch des Selectox-Verfahrens besieht darin, daß in beiden Fällen das Abgas nach der Hydrierung dor in H2S enthaltenen Schwefelkomponenten zuerst gekühlt wurden muß, damit der größte Teil des W.issf/rs entfernt werden kann, weil Wasser in hohem Maße die Absorption und Oxidation von H2S störend beeinflußt. Aufgrund d(,r erforderlichen hohen Investitionen sind auch die Kosten für die Abgasbehandlu igen nach diesen bekannten Methoden hoch. Ein weiteres Verfahren zur Oxidation von H2S zu elementarem Schwefel wird in der US-Patentschrift 4197277 zur Vorfüg jng gestellt. Entsprechend dieser Veröffentlichung wird das Schwefelwasserstoff enthaltende Gas rrvt uinem Oxidationsgas über einen Katalysator geleitet, der Eisenoxide und Vanadiumoxido als aktives Material und Aluminiumoxid als Trägermate' ial enthält. Außerdem hat das mit dem aktiven Material imprägnierte Trägermaterial eine über 3OmVg hinausgehende spezifische Oberfläche sowie ein Porenvolumen von 0,4-0,8cnr'/g, wobei mindestens 12,5% deis Gesamtporf nvolumens von Po1 en gebildet werden, deren Durchmesser größer als 300 A ist. Es hat sich horausgeste Mt, daß mit diesem Katalysator das 'Jlaussche Gleichgewicht zumindest teilweise hergestellt wird, so daß die Bildung von SO2 nicht verhindert werden kann. Demzufolge ist die Effektivität dieses Prozenses unzureichend.
Die Effektivität der Umsetzung von H2S in elementaren Schwefel kann im allgemeinen di:rch das Auftreten folgender Nebenreaktionen negativ beeinflußt werden:
1. die andauernde Oxidation von Schwefel:
1/nS„ + O2-» SO2 (2)
2. die umkehrbare (oder vielmehr umkehrende) Claussche Reaktion:
3/n Sn + 2 H2O <-» 2 H2S + SO2. (3)
Hier kommt es zu einer Reaktion des bereits gebildeten Schwefels mit dem ebenfalls vorhandenen Wasserdampf, wodurch Schwefelwasserstoff unii Schwefeldioxid gebildet werden. Das Auftreten der obenerwähnten Nebenreaktionen wird zum Teil durch praktische Bedingungen bestimmt. Im allgemeinen enthält Abgas neben dem elementaren Schwefel eine bet/äcr tliche Menge von Wasserdampf, die 10-40% Vclumenanteile betragen kann. Der Wasserdampf fördert die umkehrende Claussche Reaktion In hohem Maße. Mit dem Entzug
von Wasserdampf in großem Umfang sind erhebliche technische Nachteile ve rbunden, wie die Notwendigkeit, eine zusätzliche
-3- 300 030
Kühl/Heizphase, eine zusätzliche Schwefelrückgewirinungsphase bzw. eine Hydrierungsphase einzurichten, der sich ein Abschreckvorgang mit Wasserabscheidung anschlic ßt. Aus diesem Grunde ist ein Verfahren wünschenswert, bei dem die Umsetzung in elementarem Schwefel nicht durch don Wassergehalt des zu reinigenden Gases beeinflußt wird.
liin weiterer bedeutsamer Umstand besteht darin, daß im allgemeinen bei der selektiven Oxidation ein gewisser Überschuß an Sauerstoff verwendet wird, nicht nur, um zu verändern, daß H2S „durchschlüpft", sondern auch aufgrund von kontrolltechnischen Erwl gungen. Ebondieser Sauerstoffüberschuß kann jedoch die laufende Oxidation des gebildeten elementaren Schwefels forcioren, wodurch die Effektivität des Verfahrens negativ btieinllußt wird.
Die US-Patentschrift 4.018.740 beschreibt einen Katalysator zur selektiven Oxidation von H2S zu elementarem Schwefel. Die Verwendung dieses Katalysators verhindert in hohem Maße die obengenannten Nebenrsaktionen, während die Hauptreaktion
H2S + 1/2O2 --> H2O + «A Sn (4)
mit einem ausreichenden Maß an Umwandlung und Selektivität erfolgt.
Der Katalysator gemäß dieser Patentschrift umfaßt einen Tr/iger, dessen der Gasphase ausgesetzte Oberfläche unter don Reaktionsbedingungen keine alkalischen Eigenschaften aufweist. Auf diese Oberfläche wird außerdem ein katalytisch aktives Material aufgebracht. Darüber hinaus ist die spezitische Oberfläche kleiner als 20m2/g, unc' weniger als 10% aller Poren des Katalysators haben einen Porenradius zwischen 5 und 50C.A.
Obwohl dieser Kftalysator einen wichtigen Durch'aruch auf dem Gebiat der Ausscheidung von Schwefelverbindungen aus Gasgemischen darstellte, hat sich herausgestellt, daß weitere Verbesserungen wünschenswert und möglich sind. Aufgrund der Begrenzung der spezifischen Oberfläche und der Verteilung der Porenradien beim vorherigen Katalysator Beschränkungen, die eine wesentliche Rolle bei dar Erzic lung der angestrebten Ergebnisse spielen - wurde notwendigerweise auch die Menge des aktiven Materials, das für der Katalysator verwendet werden kann, eingeschränkt bzw. festgelegt. Infolgedessen ist der Ertrag an Schwefel, der mit Hilfe des Katalysators gemäß der obenerwähnten US-Patentschrift erreicht wercOn kann, etwas eingeschränkt. Da der in der Patentschrift beschriebene Katalysator eine relativ hohe Initiationstemperatur erfordert, ist es notwendig, mit einer geringen Raumgeschwindigkeit zu arbeiten und auf diese Weise eine relativ große Katalysatormenge zu verwenden, oder die Cp Jterrtperatur des Gases und des Katalysatorbetts wird so hoch sein, daß der Schwefel thermisch oxidiert werden kann.
Die Zustellung der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Katalysator für die selektive Oxidation von Schwefelverbindungen zu elnmentarem Schwefel mit einer größeren spezifischen Oberfläche anzubieten, bei dem jedoch die in der Uii-Paten· schrift beschriebenen Nachteile ein sr größeren spezifischen Oberfläche nicht auftreten. Die Erfindung betrifft einen Katalysator für die sei aktive Oxidation von Schwefel enthaltenden Verbindungen zu elementarem Schwäfel, der mindestens eine katalytisch aktive Komponente und wahlweise einen Träger enthält; einen Katalysator, der eine spezf scha Oberflächengröße von über 2JmVg se wie einen durchschnittlichen Porenradius von mindestens 25Ä hat und unter den F ealctionsbedingungen im wesentlichen keim) auf die Claussche Reaktion gerichtete Aktivität aufweist. Übera'jchendervveise wurde jetzt herausgefunden, daß ein so spezifischer Katalysator mit einem relativ großen Flächeninhalt eine 'jute Aktivität und eine gute Selektivität aufweist. Tatsächlich war angesichts der Darlegungen in der obengenannter, US-Patentschrift zu erwarten, daßdia Aktivität verbessert werden könnte, die Selektivität hinsichtlich des elementaren Schwefels jedc:h beträchtlich geringer sein würde. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die selektive Wirkung sehr gut is\ vorausgesetzt, daß den obenerwähnten Anforderungen an don Porenradius und eine minimale Claussche Aktivität entsprochen wird. Diaseietztgenannte Anforderung is', eine überaus strikte Anforderung, der nur eine beschränkte Anzahl von Materialien genügt, wenn deren spezifische Oberfläche größer als 2OmVg Ist. Im allgemeinen genügen die in den Beispielen der obengenannten US-Patentschrift4818740 verwendeten Materialien dieser Anforderung nicht, wenn deren Oberfläche größer als 20n>Vg ist. Das dor; hauptsächlich verwendete Aluminiumoxid umfaßt immer eine Menge von a-Aluminiumoxid, das im Falle einer solchen spezifischen Oberflächengröße im Clausschen Sima stark aktiv ist.
Die vorliegende Erfindung entsr rieht daher einem großen Bedarf, da es jetzt möglich ist, einen Katalysator zu bonuztzen, oer die Vo teile des in der USPatentscnrift 4818740 beschriebenen Katalysators aufweist, während gleichzeitig eine große spezifische Oberfläche genutzt vverden kar n. Besonders überraschend ist, daß man bei Verwendung der Grundzüge der Erfindung, nämlich eir er Minimal- oder Nullaktivi' ät im Clausschen Sinne in Verbindung mit einem durchschnittlichen Porenradius von mindestens 25Ä einen Katalysator erhält, der eine gute Aktivität und eine gute Selektivität aufweist.
Einer der Vorteile des erfindu ,igsgemäßen Katalysators besteht darin, daß erzu einer erheblichen Verbesse, .ng der Aktivität pro Volumeneinheit, des Katalysators führt. Dies bietet große Vorteile, insbesondere, wenn die Kapazität eines bestehenden Reaktors orhöht werden soll.
L:s wird angemerkt, daß in (.er vorliegenden Erfindung unter dem Ausbleiben der Clausschen Aktivität der ausbleibende Einfluß von Wasser auf die Selekti» ität der Oxidationsreaktion von H2O zu Schwefel bei Anwesenheit von zumindest einer stöchiometrischen Menge von O2 bei 2500C verstanden wird. Konkreter bedeutet dies., daß bei Anwesenheit von 30% Volumeniinteilen Wasser die selektive Wirkung der Reaktion in bezug auf den elementaren Schwefel nicht mehr als 15% unter der Selektivität bei fehlendem Wasser liegen sollte. Diese Definition der Clausschen Aktivität beruht auf der umkehrbaren Clausschen Reaktion
3/n Sn I- 2H2C' ^ 2H2S + SO2. (3)
Ist ein Material im Clausschen Sinne aktiv, führt das Vorhandensein von Wasser dazu, daß die Reaktion in Richtung auf H2O und SO2 erfolg!, wobei ein Toil dos Schwefels winder in H2S und SO2 umgesetzt wird. H2S wird dann mit dem vorhandenen O2 zu Schwell υ nd Wasserd« mpt oxidiert, wonach der Claus-aktive Katalysator den Schwefel wieder zu SO2 umsetzt. Aufgrund des parallelen Auftretens di jser Reaktionen wird ein Katiilysutor mit im Clausschen Sinne aktiven Komponenten bei Vorhandensein von Wasser eine starke Verringerung der Selektivität verursachen.
Im Rahmen dor Erfindung bedeutet „spezifische Oberfläche" die BET-Oberflächengröße, wie sie von S. B( jnauer u. a. in J. A. CS. 60,309 (1938) definiert wurde. Eine Stickstoffadsorption wurde bei 77K entsprechend der sogenannten Dreipunktemessung angewendet. Bei der Berechnung wurde die Oberflachengröße eines Stickstoffmoleküls auf 16,2 A2 festgelegt. Der durchschnittliche Porenradius wird ausgehend von einem zylindrischen Porenir.odell unter Verwendung der folgenden Formel bestimmt:
r. u u ml r· j· .«, 20000 χ Porenvolumen (cmVg)
Durchschnitt eher Porenradius (A) = ———————, . BET-Oberflöchengröße (mVg)
Da» in dieser Formel verwundete Porenvolumen wird gravimetrisch durch Imprägnierung mit Wasser in einem Vakuum bestimmt. Das spezifische Porenvolumen kann auch durch Quecksilber-Porositätsmessung bis zu einem Druck von 2000 Bar beistimmt werden. Die durch beide Methoden erlangten Werte weisen eine gute Übereinstimmung auf. Die spezifische Oberflächengröße des erfindungsgemäßen Katalysators kann im Gegensatz zu den Ausführungen in der US-Patentschrift 4818740 beträchtlich über der darin ausgewiesenen Obergrenze liegen. Konkreter betrachtet, beträgt die spezifische Oberflächengröße mindestens 2SmVg, da mit solchen Werten eine gute Aktivität erzielt werden kann. Vorzugsweise sollte die spezifische Oberflächengröße des Katalysators nicht mehr als 300 mVg je Katalysator betragen. Im aligemeinen werden mit höheren Worten keine nennensweiten zusätzlichen Vorteile erzielt.
Die an den durchschnittlichen Porenradius gestellten Anforderungen sind von Bedeutung, wenn man das Wesen der Reaktion in Betracht zieht. Sind zu viele kleine Poren vorhanden, besteht das Risiko einer andauernden Oxidation von Schwefel zu SO2 infolge eines langen Verbleibens des Schwefels in den Poren, was unerwünscht ist. Der optimale Porenradius hängt jedoch auch von der Größe der Katalysatorpartikel ab. Gemäß der Erfindung ist ein Porenradius von mindestens 25 A erforderlich. Ein solcher Porenradius kann insbesondere dann verwendet werden, wenn die Katalysatorpartikel ziemlich klein sind. Beispiele dafür sind die Verwendung eines pulverisierten Katalysators in einem Wirbelbett, wobei der Katalysator eine Partikelgröße zwischen 10μιη und 1 mm hat, oder die Verwendung eines Katalysators, der als dünne Schicht auf ein Trägermaterial, zum Beispiel ein Sintermetall oder eine Wabe, aufgetragen wird. In solchen Situationen wird im allgemeinen ein Porenradiuü von 150Ä verwendet. In solchen Fällen kann die forenlänge in vorteilbringender Weise gering gehalten werden, zum Bdispiel unter einem Maximum von 100pm.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht der Katalysator aus Partikeln win Tabletten, Extrudaten oder Pellets mit einem Durchmesser zwischen Va und Vj Zoll. Solche Katalyatoren werden vorzugsweise in Festbettreaktoren verwendet, wo die Partikelgröße eine wichtige Rolle bei der Beeinflussung des Druckabfalls beim Durchlauf durch den Reaktor spielt. Mit dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Katalysators werden bei Verwendung eines Poronradius von mindestens 150 A optimale Ergebnisse erzielt.
Der durchschnittliche Porenradius beträgt aufgrund der angestrebten Selektivität mindestens 50A, besser ge signet sind mindestens 200A und bei Verwendung relativ großer Katalysatorpartikel mindestens 325Ä, während 2000A (line Obergrenze bilden. Im allgemeinen kann oberhalb dieser Grenze kein zusätzlicher Vorteil erreicht werden, während andererseits bei der Herstellung des Trägers Probleme auftreten können. Insbesondere wird ein durchschnittlicher Porenradius bevorzugt, der 500 A nicht überschreitet.
Der er/indungsgemmäße Katalysator umfaßt im allgemeinen 0,1-100% Masseanteüe (berechnet auf der Grundlage der Gesamtmasse des Katalysators) eir. js Materials, das dia selektive Oxidation von HjOzu elementarem Schwefel katalytisch aktiv unterstützt.
Es sollte hervor(iehobun werden, daß wir uns hier mit dem aktiven Material befassen, das den Reaktionsgasen zugänglich ist. Tatsächlich kann durch Sintern oder durch ein anderes Herstellungsverfahren ein Teil des aktiven Materials, insbesondere Metalloxid, auch eingeschlossen werden, zum Beispiel durch das Aufsintern enger Poren im Träger. Der Unterschied zwischen dem eingebetteten Metalloxid und dem auf dem Träger vorhandenen Metalloxid kann durch die TPR, die temperaturprogrammierte Reduktion, leicht bestimmt werden. Details dieses Meßverfahrens werden von N.W. Hurst, S. J. Gentry, A.Jones und B. D. McNicol, in der Catal. Rev. Sei. Eng. 24 (2), 233-309 (1982) beschrieben. Auf diese Weise kann die vorhandene und den Gasen zugängliche Menge an Metalloxid bestimmt werden.
Als effektives katalytisch aktive» Material wird eine Metallverbindung oder eine Mischung aus Metallverbindungen verwendet, wahlweise in Kombination mit einer oder mehreren Nichtmetallverbindungen.
Als katalytisch aktives Material wird vorzugsweise eine Eisenverbindung oder eine Eisen-Chromium-Verbindung verwendet. Effcktivitätsfördernd ist ein Molverhältnis Cr:Fe, das geringer als 0,5 ist und vorzugsweise im Bereich von 0,02-0,3 liegt. Der erfindunflsgemäße Katalysator kann ein oder mehrere Promotoren enthalten. Geeignete Promotoren gemäß der Frfindung sind Phosphorverbindungen. Diese können unter anderem durch die Imprägnierung mit einer löslichen Phosphorvorbindung auf den Katalysator aufgebracht werden.
Im allgemeinen besteht der Katalysator aus einem Trägermaterial, auf das ein katalytisch aktives Material aufgetragen wird. Es ist jedoch auch möglich, einen Katalysator herzustellen, der kein separates Trägermaterial umfaßt und dessen Gesamtmasse hauptsächlich aus katalytisch aktivem Material besteht. Es wird allerdings bevorzugt, ein Trägermaterial zu verwenden, auf das ein katalytisch aktives Material aufgetragen worden ist.
Die aktive Komponente ist auf dem Träger in einer Menge von vorzugsweise zwischen 0,1 und 40 % Masseanteile, berechnet auf der Grundlage der Gesamtmasse des Katalysators, bevorzugt.
Im allgemeinen wird als Träger ein keramisches Matei ial benutzt, das unter den Reaktionsbedingungen keine Claussche Aktivität aufweist odor diesbezüglich deaktiviert wurde. Es ist jedoch auch möglich, als Träger andere Materialien zu verwenden, die keine oder kaum «ine Claussche Aktivität aufweisen, die Anforderung bezüglich des Porenradius erfüllen und wärmestabil sind. Beispiele dafür sind thermostabile nichtkeramischa Materialien wie Metallgewebestrulrturen und Oberflächen (unvollständig) gesinterter Materialien. Sehr geeignet ist eine Wabenstruktur mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit. Geeignete Materialien für solche Träger sind din verschiedenen Metallegierungen, die unter den hierbei herrschenden Reaktionsbedingungen stabil sind. Beispiele dafür sind Γ-e, Cr oder Ni bzw. Legierungen, die eines oder mehrere dieser Metalle enthalten.
Die Verwendung von Sintermetallen oder Wabenstrukturen als Bau- oder Trägerstoffe in einem Reaktor ist vorteilhaft, da dies
eine wirksame Wärmeregelung im Reaktor ermöglicht. Das ergibt sich daraus, daß solche Materialien einen einfachen
Wärmetransport gestatten, wodurch in großem Umfang Wärme zugeführt und/oder verteilt werden kann. Vorzugsweise wird
der Katalysator in einer dünnen Schicht auf d Metall aufgetragen. Man kann nur das katalytisch aktive Material oder daskatalytisch aktive Material zusammen mit einem Trägermaterial auftragen. In letzterem Falle wird vorzugsweise eine dünne
Katalysatorschicht aufgetragen. Dann wird der Katalysator einen relativ kleinen Porenradius haben, um dadurch eine
ausreichend große aktive Oberfläche zu erreichen. Die spezfische Oberflächengröße des Katalysators wird dann vorzugsweisemehr als 10OmVg betragen. In einem solchen Fall wird vorzugsweise ein Katalysator mit relativ kurzen Poren verwendet, wobeidie Porenlänge beispielsweise geringer ?!s 100pm ist.
Wie weiter oben schon erklärt, ist Aluminiumoxid als solches im allgemeinen alsTrägor weniger geeignet. Es stellt sich dagegen
heraus, daß Süciumdioxid, dessen Porenradius und spezifische Oberfläche den festgelegten Anforderungen genügen, bei
Verwendung als Träger gute Ergebnisse aufweist und deshalb bevorzugt verwendet wird. Im Prinzip können die erfindungsgemäßen Katalysatoren, ebenso wie andere (Träger-)Katalysdtoren, durch die bekannten Verfahren hergestellt werden. Nichtträgerkatalysatoren werden vorzugsweise ei jrch (Mit-)Fällung der aktiven Komponente oder Komponenten hergestellt. Wird mehr als eine aktive Komponente verwendet, können diese Komponenten wahlweise aufeinanderfolgend ausgefällt
werden. Bei der Herstellung sollten solche Bedingungen gewählt werden, daß ein Material erzielt wird, das die gewünschte
Struktur und die gewünschten Eigenschaften aufweist oder in ein solches Material verwandelt werden kann. Da vorzugsweise
ein Katalysator mit einem Träger verwendet wird, zieht man es vor, von einem Trägor auszugehen, der selbst schon einengeeigneten durchschnittlichen Porenradius hat und keine bzw. nur eine minimale Claussche Aktivität aufweist.
Um den Katalysatorträger in eine geeignete Form zu bringen, kann er wahlweise einer vorangehenden Sinterbehandlung
ausgesetzt werden.
Falls gewünscht, kann eino Sinterbehandlung mit einem fertigen Katalysator durchgeführt werden, wobei die Mikroporen
aufgesintert werden.
Bei der Herstellung von Trägerkatalysatoren erfordert das homogene Auftragen des katalytisch aktiven Materials auf das Trägermaterial besondere Sorgfalt, und darüber hinaus muß abgesichert werden, daß die Homogenität während der Trocknung
und Kalziniurung sowie danach gewahrt wird.
Um diesen Anforderungen zu entsprechen, ist es sehr effektiv, solche Katalysatoren durch die „trockene" Imprägnierung des Trägermatarials mit einer Lösung einer Vorstufe der aktiven Komponente bzw. Komponenten herzustellen. Dieses Verfahren ist
als sogenanntes „Anfangsfeuchtverfahren" (incipient wetness method) bekannt. Gute Ergebnisse werden mit einer Lösungeines EDTE-Komplexes erzielt. Der Lösung kann eine bestimmte Menge einer Viskositätsverstärkenden Verbindung wie zum
Beispiel Hydroxyethylcellulose zugesetzt werden. Durch die Imprägnierung des Trägermaterials mit dieser Lösung im Anfangs- Feuchtigt.oitsverfahren wird ein Katalysator erzielt, auf den das aktive Material sehr homogen aufgetragen wird. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur selektiven Oxidation schwefelhaltiger Verbindungen, insbesn ödere von Schwefelwasserstoff, zu elementarem Schwefel unter Verwendung des erfindungsgemäßen Katalysators. Entsprechend diesem Verfahren wird der Schwefelwasserstoff direkt zu elementarem Schwefel oxidiert, indem ein
schwefelwasserstoffhaltiges Gas zusammen mit einem sauerstoffhaltigen Gas bei einer erhöhten Temperatur über den
Katalysator geleitet wird. Es wird darauf hingewiesen, daß es nicht nur von der Struktur des Katalysators, sondern auch von den Parametern des VerfahVens abhängt, ob optimale Ergebnisse erzielt werden. Von besonderer Bedeutung sind die gewählte Temperatur sowie die Kontaktzeit für die Oxidation. Aus diesem Grunde erlaubt die Anwendung des vorliegenden Katalysators einen Überschuß an Sauerstoff und/oder das Vorhandensein von Wasser in dem zu behandelnden Gas. Der Oxidationsprozeß erfolgt durch den Zusatz einer solchen Menge von Sauerstoff oder sauerstoff haltigem Gas zu dem
schwofelwcsserstoffhaltigen Gas unter Verwendung eines an sich beka inten Verhältnisreglers, daß das Molverhältnis von
Sauerstoff zu Schwefelwasserstoff zwischen 0,5 und 5,0, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 liegt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann für die selektive Oxidation aller Gase Anwendung finden, die schwefelhaltige Verbindungen, insbesondere Schwefelwasserstoff, enthalten. Beispiele für Verfahren, bei denen die erfindungsgemäße Oxidation in geeigneter Weise angewendet werden kann, sind die in der Europäischen Patentanmeldung 91551, der Europäischen Patentanmeldung 78690 und der US-Patentschrift 43116(13 beschriebenen Verfahren. Das erfindungsgemäße Verfahren ist in hohem Maße für die Oxidation von Gas geeignet, das nicht mehr als 1,5 % H2S enthält,
da dann ein normaler adiabatischer Reaktor verwendet werden kann.
Bei der Oxidation wird für das Katalysatorbett eine i-ingangstemperatur von über 1500C, vorzugsweise ve η über 170°C gewählt. Diose Temperatur ist z.T. erforderlich, um die Bedingung zu erfüllen, daß die Temperatur des Katalysatorbettes über die Taupunktternperatur des gebildeten Schwefels liegen sollte. Wird ein Festbett von Katalysatorpartikeln verwendet, haben c*!<> Partikel vorzugsweise einen Durchmesser zwischen Vai und
72 Zoll sowie einen Porenradius von mindestens 1 EiO A. Für die Verwendung in einem Festbett kann man euch Katalysatorpartikelin Form von Ringen, Pellets, makkaronif.rtigen Strukturen, Hohlkörpern und ähnlichem benutzen. Der Vorteil besteht darin, daßmit ihnen bei gleich ν Betthöhe eine geringerer Druckabfall erreicht werden kann.
Wird andererseits ein Wirbelschichtreaktor benufrt, werden vorzugsweise Katalysaiorpartikel mit einem Durchmesser im Bereich von 10pm-1 mm und einem Porenradius im Bereich von 25-150 A verwendet. Einer der Vorteile der Anwendung dieser Erfindung besteht darin, daß bsi Aufrechterhaltung der Selektivität e>ne erhöhte Aktivität erreicht wird, was zu einem besseren Schwefelertrag führt. Die Erfindung ermöglicht auch eine anfänglich niedrigere Gastemperatur, weil der Katalysator eine niedrigere Initiationstemperatur hat. Aufgrund des exothermischen Wesens der Oxidationsreaktion und aufgrund der Tatsache, d iß bei einer zu hohen Temperatur eine nichtselektive Thermooxidation der Schwefelverbindungen auftreten kann, ist die Verringerung der Anfangstemperatur unter dem Gesichtspunkt einer Steigerung
des Schwefelertrages von großer Bedeutung.
Durch an sich bekannte Maßnahmen wird die Maximaltemperatur im Katalysatorbett im allgemeinen unter 33O0C, vorzugsweise
unter 3000C gehalten.
Hat das H2S einen höheren Volumenanteil als 1,6%, kann es erfordi Mich sein, Schritte zu unternehmen, die verhindern, daß die Temperatur im Oxidationsreaktor durch die freigesetzte Reaktion? «värme zu hoch wird. Zu solchen Schritten gehört beispielsweise die Verwendung eines gekühlten Reaktors, zum Br (spiel eines Rohrreaktors, bei dem sich der Katalysator in einem von einem Kühlmittel umgebenen Rohr befindet. Ein sole? er Reaktor ist aus der Europäischen Patentschrift 91551 bekannt. Anwendbar ist ebenfalls ein ein Kühlelement enthalten Jar Reaktor. Darüber hinaus ist es möglich, das behandelte Gas nach der Abkühlung zum Reaktoreinlaß zurückzuführen, wodur ;h eine zusätzliche Verdünnung des zu oxidierenden Gases erreicht wird, oder als Alternative das zu oxidierende Gas auf e'ne Vielzahl von Oxidationsreaktoren zu verteilen, wobei die Oxidationsluft gleichzeitig über die verschiedenen Reaktoren > erteilt wird.
Entsprechend einer besonderen Ausführungsform des erfindu igsgemäßen Verfahrens wird der Katalysator als Fluidmedium in
einem Wirbelschichtreaktor verwendet. Auf diese Weise kanr eine optimale Wärmeübertragung erreicht werden.
Entsprechend einer weiteren besonderen Ausführungsform' vird der Katalysator in Form von (zum Beispiel wabenförmigen} Feststrukturen von hoher Wärmeleitfähigkeit benutzt, was e< lenfalls in geeigneter Weise ein unerwünschtes Ansteigen der Temperatur des Katalysators verhindert.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders vorteilt) ι ft für die selektive Oxidation des aus einer Clausschen Anlage kommenden schwefelstoffhaltigen Restgases angewandt ν /erden. Neben der sehr hohen Selektivität des erfindungsgemäßen Katalysators wird ein weiterer sehr bedeutsamer Vorteil df durch erzielt, daß vor der Oxidation kein Wasserentzug mehr erforderlich ist.
Wird das erfindungsgemäße Verfahren genutzt, um die en /ahnten Restgase zu oxidieren, werden diese Gase vorzugsweise erst durch einen Hydrierunisreaktor geleitet, in dem zum Bei; piel ein Cobalt und Molybdän enthaltender Katalysator vorhanden ist und in dem alle schwefelhaltigen Verbindungen zu Schw »felwasserstoff hydriert werden.
Entsprechend einer Ausführungsform des erfindungsgei laßen Verfahrens wird die selektive Oxidationsphase, in der der erfindungsgemäße Katalysator verwendet wird, mit eine r nachfolgenden Hydrierungsphase kombiniert, der sich eine Absorption von Schwefelwasserstoff, wio in der Europäi sehen Patentanmeldung 71983 beschrieben, anschließt. Auf diese Weise werden 98 % der vorhandenen Schwefelverbindungen in dem der Hydrierung vorausgehenden Teil beseitigt, so daß die Hydri'. rungsphase und die Absorptionsmasse nicht übe mäßig belastet werden. So kann eine Schwefelrückgewinnung von bis zu 100 % erreicht werden. Entsprechend einer Ausführu igsform dieses Verfahrens ist es nach der Hydrienmgsphase möglich, anstelle der Alosorptionsmasse wieder eine erfindungs; emäße selektive Oxidation anzuwenden, wodurch eine Schwefelrückgewinnung zwischen 99,5 und 99,8 % erm iglicht wird.
Darüber hinaus ist das erfindi-ngsgemäße Verfahren bei onders geeignet für die Entschwefelung von beispielsweise Heizgasen, Raffiniergasen, Biogasen, Koksofengasen, gasförmigen Abprodukten von Chemieanlagen, wio Viskosefabriken, oder von Gasen, die an Gas- und/oder Erdölförderstätten abgefai kalt werden.
Wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das aus d< r selektiven Oxidationsphase kommende schwefeldampfhaltige Gas, wahlweise nach Kondensation und Abtrennung des grö Seren Teils des Schwefels, über ein Bett geleitet, in dem der Schwefel durch Kapillaradsorption entfernt wird, wird der Schwel alrückgewinnungsgrad auf praktisch 100 % erhöht.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen und dun h sie erläutert. Die in ihnen angegebenen Werte für den BET-Flächeninhalt und den durchschnittlichen Porenradius vt urden in der zuvor erwähnten Weise bestimmt.
Ausfühiungsbelsplele
Beispiel 1a
100g Siliciumdioxid (Degussa OX-50, B.E.T. 42m2/g) wuri'en mit 147g Wasser und 1,'ig HEC (Hydroxyethylencellulos'j) gemischt und extrudiert. Die Extrudate wurden bei 100cC (letrocknet. Um eine ausreichende mechaniche Stärke zu erreichen, wurden die Auspressungen bei 700°C kalziniert. Der auf diese Weise gewonnene vo/geformte Träger hat eine ΒΞΤ-Oberflächengröße von 45,5m2/g, ein Porenvolumen von 0,3cmVg sowie einen durchschnittlichen Porenradius von 350 A.
Beispiel 1b
0,44g EDTE (Ethylendiamintetraessigsäure.; i wurden in 10%igem NH3 aufgelöst, so daß eine Lösung mit dem pH-Wart 7 entsteht.
Dann wurden dieser Lösung 0,52g Cr(NO3I3 · 9H2O und 2,05 n NH3FeEDTE · 1,5H2O zugesetzt. Der auf diese Weife gewonnene Schlamm wurde mit 25%igem NH3 auf den pH-Wert 6 eingestellt und mit entsalzenem Wasser bis zu einer Gesamtmenge von 8ml aufgefüllt, wodurch sich eine rote Lösung bildete.
Danach wurden 10g der entsprechend Beispiel 1 u gewonnenen Extrudate mit <Jen 8 ml der Lösung imprägniert. Sie wurden dann fünf Stunden bei Zimmertemperatur und weitere fünf Stunden bei 120°C get'ocknet. Durch die fünfstündige Beheizung der getrockneten Probe bei 500°C unter Luftzufuhr wurde eine Eiseiioxld-Chrorr iumoxid-Phase geschaffen. Der auf r/iese Weise erlangte Katalysator hatte eine BET-Oberflächengröße von 459rn2/g, ein Porenvolumen von 0,75cm3/g sow ie einen
durchschnittlichen Porenradius von 325 A. Berechnet auf der Grundlage der Katalysatormasse betrugen der £ise/ioxidgehalt4% Masseanteile und der Chromiumoxidgehalt 1 % Masseanteile.
Beispiel 2
2,58g NH3FeEDTE · 1,5 H2O wurden in 3ml entsalzenem Wasser aufflelö.M. Die Lösung wurde mit einer Ammoniaklösung (25%ig) auf den pH-Wert 6 eingestellt, h dieser Lösung wurden 0,10g Ammoniakhydrogenphosphat gelöst. Der Lösung wurde entsalzenes Wasser „ugeseut, um eine Gesamtmenge von 8ml zu ei bilten. Im Ergebnis bildete sich eine rote Lösung. 10g der nach Beispiel 1 a gewonnenen Extrudaie wurden mit den 8m ι der Lösung imprägniert. Sie wurden fünf Stunden bei Zimmertemperatur und weitere fünf Stunden bei 120°C getrocknet. Durch sine fünfstündige Beheizung bei 5000C unter Luftzufuhr wurde eine Eisenoxid-P.'iosphoroxid-Phase geschaffen. D&r sich ergebende Katalysator hatte eine BET-OberflächengröKe von <JO,12m2/g, ein Porenvolumen von 0,72cmVg sowie einen durchschnittlichen Porenradius von 350A. Der Katalysator v/ies 5% Masseanteile Eisenoxid und ein Molverhältnis Phosphor:E!sen von 1:9 .suf.
Beispiele 3 und 4 Aus den wie in den Beispielen 1 und 2 hergestellten Katalysatoren wurde',1 Siebfraktionen mit einer Partikelgröße zwischen 0,4
und 0,6mm gebildet. Ein Quarz-Reaktorrohr mit einem Durchmesser von 8 mm wurde mit 1 ml dieses Katalysators gefüllt. Überden Katalysator wurde von oben nach unten ein Gasgemisch folgender Molzusammensetzung geleitet: 4% O2,1 % H2S, 30% H2Oin He. Die Raumgeschwindigkeit (NmI des Gases pro ml des Katalysators pro Stunde) des Gases betrug 12000h'1. Die
Temperatur wurde schrittweise um jeweils 20°C von 200°C auf 3000C erhöht und dann wieder auf 200°C gesenkt. Der erzeugte Schwefeldampf wurde beim Durchströmen durch den Reaktor bei 130°C kondensiert. Der Wasserdampf wurde mit einer
wasserdurchlässigen Membrane (Permapure) entzogen. Die Zusammensetzung des eingehenden und des abgehenden Gaseswurde mit einem Gaschromatographen bestimmt.
Die Ergebnisse der Versuche werden in den Tabellen 1-3 zusammengefaßt. Die Tabellen bieten auch einen Vergleich mit einem Katalysator entsprechend Beispiel 1 der US-Patentschrift 4818740 (Beispiel A, Tabelle 1). Tabelle 1
Betspiel Temp.(Bett) A» S" E...
0C
A 200 17 97 16
220 35 9Γ, 34
240 54 95 51
260 70 95 67
280 93 93 86
300 99 79 78
Tabelle 2
Beispiel Temp.(Bett) A» S" E···
0C
3 200 35 96 34
220 73 96 70
240 93 94 87
260 99 93 92
280 100 80 80
300 100 64 64
Tabelle 3
Beispiel Temp.(Bett) A* S" E...
"C
4 200 36 98 35
220 60 97 58
240 85 96 82
260 99 95 94
280 100 82 82
300 100 62 82
·: A = Aktivität (%) ··:?. = S Selektivität (%) "*:!: = S Ertrag (%)
Beispiele 5 und 6 Durch die Erhitzung von Y-AI2O3-Extrudaten auf 12000C wurde 0-AI2O3 mit geringer Oberfläche hergestellt. Die spezifische Oberflächengröße betrug 10m2/g, das Porenvolumen 0,6cm3/g und der durchschnittliche Porenradius 1200A. Siliciumdioxid
mit geringer Oberfläche wurde entsprechend Beispiel 1 bereitet.
Von diesen Trägermaterialien wurde eine Siebfraktion mit einer Partikelgröße zwischen 0,4 und 0,6mm angefertigt. Ein Quartz- Mini-Reaktorrohr mit einem Durchmesser von 8 mm wurde mit 1 ml des Trägermaterials gefüllt. Über diesos Material wurde von
oben nach unten ein Gasgemisch folgender Zusammensetzung geleitet: 0,5% SO2,1 % H2S in He. Die Raumgeschwindigkeit des
Gases betrug 1200Oh-1, und die Temperatur wurde schrittweise um jeweils 20X von 2000C auf 3000C erhöht und dann wieder
abgesenkt. Der erzeugte Schwefeldampf wurde nach Durchströmen durch den Reaktor bei 130°C kondensiert. Die
Zusammensetzung des eingehenden und des abgehenden Gases wurde mit einem Gaschromatnnraphen bestimmt. In Tabelle 4 wird der Grad der H^-Urnsetzung (Aktivität) als Funktion der Temperatur dargestellt.
Temperatur ClausscheAktivitätvon 0.-AI2O3
0C SiO2 86
200 10 83
220 12 81
240 16 80
260 23 79
280 27 78
300 32
Beispiel 7
2,58g NH3FeEDTE 1,5 H2O wurden in 3 ml entsalzenem Wasser gelöst. Die Lösung wurde mit einer Ammoniaklösung (25%ig)auf den pH-Wert 6 eingestellt. In dieser Lösung wurden 0,10i Ammoniumhydrogenphosphat gelöst. Der Lösung wurdeentsalzenes Wasser zugesetzt, um eine Gesamtmenge von 9 ml zu erhalten.
10g Siiiciumdioxid-Extrudate mit einer spezifischen Oberfläche von 126mVg wurden mit den 9,0 ml der Lösung imprägniert. Siewurden fünf Stunden bei Zimmertemperatur und danach weitere fünf Stunden bei 1200C getrocknet. Durch eine fünfstündige
Erhitzung der getrockneten Probe unter Luftzufuhr bei 5000C wurde eine Eisenoxid-Phosphoroxid-Phase geschaffen. Der so
gebildete Katalysator hatte einen BET-Oberflächongröße von 128,4mVg, ein Porenvolumen von 0,87cm3/g sowie einendurchschnittlichen Porenradius von 140A. Der Katalysator enthielt 5% Masseanteile Eisenoxid sowie Phosphor und Eisen ineinem Molverhältnis von 1:9.
Beispiel 8
2,58g NH3FeEDTE · 1,5H2O wurden in 3 ml entsalzenem Wasser gelöst. Die Lösung wurde mit oiner Ammoniaklösung (25%ig)auf den pH-Wert 6 eingestellt. In dieser Lösung wurden 0,10g Ammoniumhydrogenphosphat gelöst. Der Lösung wurdeentsalzenes Wasser zugesetzt, um eine Gesamtmenge von 7,4ml zu erhalten.
10g OX200 (DEGUSSA) mit einer spezifischen Oberfläche von 18OmVg wurden mit den 7,4 ml der Lösung imprägniert. Das
Material wurde fünf Stunden bei Zimmertemperatur und danach weitere fünf Stunden bei 12O0C getrocknet. Durch eine
fünfstündige Erhitzung der getrockneten Probe unter Luftzufuhr auf 5000C wjrde eine Eisenoxid-Phosphoroxid-Phasegeschaffen. Der so gebildete Katalysator hatte eine BET-Oberf lache von 182 m Vg, ein Porenvolumen von 0,71 cm Vg sowie einendurchschnittlichen Porenradius von 80Ä. Dar Katalysator enthielt 5% Masseanteile Eisenoxid sowie Phosphor und Eisen im
Molverhältnis von 1:9. Die Katalysatoren aus den Beispielen 7 und 8 wurden gosiebt und 1 ml der F raktion von 0,4-0,6mm wurde in ein Quarzrohr mit
einem Durchmesser von 8mm gefüllt.
Über diesen Katalysator wurde von oben nach unten ein Gasgemisch folgender Zusammensetzudng geleitet: 0,5% SO2,1 % H2S
in He. Die Raumgeschwindigkeit des Gases betrug 12000h"1, und dir Temperatur wurde schrittweise um jeweils 20°C von 200 °Cauf 3000C erhöht und dann wieder abgesenkt. Der erzeugte Schwefeldampf wurde nach Durchströmen durch den Reaktor bei1300C kondensiert. Die Zusammensetzung des eingehenden und des abgehenden Gases wurde mit einem Gaschromatographenbestimmt.
In den Tabellen 5 und 6 wird der Grad der H2S-Umsetzung (Aktivität) als Funktion der Temperatur dargestellt. Tabelle 5
Beispiel Temp.(Bett) A» s·· E"»
(0C)
7 200 60 96 58
220 82 95 78
240 98 93 91
260 100 90 90
280 100 76 76
300 100 50 50
Taüblle 6
Beispiel Temp.(Bett) A» S" E··»
(0C)
8 200 80 94 75
220 96 93 89
240 100 90 90
260 100 76 76
280 100 55 55
300 100 10 10
VA = Aktivität (%) •\S = SSel8ktivität(%)
Beispiel 9
2,58g NH3FeEDTE 1,5H2O wurden in 3ml entsalzenem Wasser gelöst. Die Lösung wurde mit einer Ammoniaklösung (25%ig)auf den pH-Wert 6 eingestellt. In dieser Lösung wurde ein Zusatz von 0,071 g Trinatriumcitratdihydrat gelöst. Der Lösung wurdeentsalzenes Wasser zugesetzt, um eine Gesamtmenge von 8ml zu erhalten.
10g der entsprechend Beispiel 1 a erhaltenden Extrudate wurden mit den 8ml der Lösung imprägniert. Sie wurden fünf Stundenbei Zimmertemperatur und danach weitere fünf Stunden bei 120°C getrocknet. Durch eine fünfstündige Erhitzung der
getrockneten Probe unter Luftzufuhr bei 6000C wurde eine Eisenoxid-Natriumoxid-Phase geschaffen. Der sich ergebende
Katalysator hatte eine BET-Oberflächengröße von 40,12mVg, ein Porenvolumen von0,72cm3/g sowie einen durchschnittlichen Porenradius von 350Ä. Der Katalysator enthielt 5% Masseanteile Eisenoxid, und das Molverhältnis NatriumiEisen betrug 1:9. Die Aktivität und Selektivität der Umsetzung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 3 bestimmt. Dabei zeigt sich die unerwartete Wirkung des Zusatzes von Alkalimetall zum erfindungsgemäßen Katalysator. Tabelle 7
Beispiel Temp.(Bett) A» s·· E...
»c
A 200 44 99 44
220 58 97 57
240 80 96 77
260 100 94 94
280 100 89 89
300 100 76 76
·: A = Aktivist (%) ·: S = S Selektivität (%) •:E = SErtrag(%)

Claims (19)

1. Katalysator für die selektive Oxidation schwefelhaltiger Verbindungen zu elemontarem Schwefel. dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens ein katalytisch aktives Material und wahlweise einen Träger umfaßt, wobei der Katalysator eine spezifische Oberflächengröße von über 2OmVg sowie einen durchschnittlichen Porenradius von mindestens 25Ä hat, während der Katalysator unter den Reaktionsbedingungen keine wesentliche Aktivität in Richtung Claussche Reaktion aufweist.
2. Katalysator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen über 50Ä hinausgehenden durchschnittlichen Porenradius aufweist.
3. Katalysator gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er einen über 200Ä und vorzugsweise über 325Ä hinausgehenden durchschnittlichen Porenradius aufweist.
4. Katalysator gemäß den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß er eine über 25 rn2/g hinausgehende spezifische Oberfläche aufweist.
5. Katalysator gemäß den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daü er einen 2000Ä nicht überschreitenden durchschnittlichen Porenradius aufweist.
6. Katalysator gemiiß den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das katalytisch aktive Material von einem Trägermaterial getragen wird.
7. Katalysator gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial SiO2 ist.
8. Katalysator gemäß den Ansprüchen 6 bzw. 7, dadurch gekennzeichnet, daß das katalytisch aktive Material auf dem Träger zu einem Masseanteil von 0,1 bis 10%, berechnet auf der Grundlage der Gesamtmasse des Katalysators, vorhanden ist.
9. Katalysator gemäß den Ansprüchen 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß das katalytisch akcivo Material eine Metallverbindung oder eine Mischung metallischer Verbindungen, wahlweise in Kombination mit einer oder mehreren Verbindungen von Nichtmetallen, darstellt.
10. Katalysator gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Verbindung eine Eisenverbindung oder eine Mischung von Eisenverbindungen und Chromiumverbindungen darstellt.
11. Katalysator gemäß den Ansprüchen 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß er eine oder mehrere Phosphorverbindungen enthält.
12. Katalysator gemäß den Ansprüchen 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Katalysatorpartikeln mit einem Durchmesser zwischen V32-V2 Zoll und einem Porenradius von mindestens 150Ä besteht.
13. Katalysator gemäß den Ansprüchen 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Katalysatorpartikeln mit einem Durchmesserzwischen 10μιη-1 mm und einem Porenradius zwischen 25 und 150Ä besteht.
14. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß es die Herstellung eines Katalysators einschließt, der mindestens ein katalytisch aktives Material und wahlweise einen Träger umfaßt, wobei der Katalysator eine spezifische Oberflächengröße von über 20 mVg sowie einen durchschnittlichen Porenradius von mindestens 25Ä hat und unter den Reaktionsbedingungen keine wesentliche Aktivität in Richtung Claussche Reaktion aufweist.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trägermaterial im trockenen Zustand mit einer Kationen des katalytisch aktiven Materials enthaltenden Lösung imprägniert wird.
16. Verfahren zur selektiven Oxidation schwefelhaltiger Verbindungen, insbesondere von Schwefelwasserstoff, zu elementarem Schwefel, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwefelwasserstoff haltiges Gas zusammen mit einem sauerstoffhaltigen Gas bei erhöhter Temperatur über einen Katalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1-13 geleitet wird.
17. Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis zwischen Sauerstoff und Schwefelwasserstoff im Bereich von 0,5-1,5 gewahrt bleibt.
18. Verfahren gemäß Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die selektive Oxidation in einem Festbett von Katalysatorpartikelrt mit einem Durchmesser zwischen V32 und V2 Zoll sowie einem Porenradius von mindestens 150Ä erfolgt.
-2- £00 080
19. Verfahren gemäß Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die selektive Oxidation in einor Wirbelschicht von Katalysatorpartikeln mit einem Durchmesserzwischen 10μηη und 1 mm
und einem Porenradius zwischen 25 und 150Ä erfolgt.
?0. Verfahren gemäß Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die selektive Oxidation in einem Reaktor durchgeführt wird, indem sich der Katalysator au F einem Sintermetall ooer einer Wabenstruktur befindet.
DD342929A 1989-07-21 1990-07-20 Katalysator zur selektiven Oxidation von Schwefelverbindungen inElementarschwefel, Verfahren zur Herstellung eines solchen Katalysators undVerfahren zur selektiven Oxidation der Schwefelverbindungen in DD300080A5 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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NL8901893A NL8901893A (nl) 1989-07-21 1989-07-21 Katalysator voor de selectieve oxidatie van zwavelverbindingen tot elementaire zwavel, werkwijze voor de bereiding van een dergelijke katalysator en werkwijze voor de selectieve oxidatie van zwavelverbindingen tot elementaire zwavel.
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