DE1084424B - Verfahren zur Regenerierung eines durch abgelagerten Schwefel verunreinigten Katalysators - Google Patents

Verfahren zur Regenerierung eines durch abgelagerten Schwefel verunreinigten Katalysators

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DE1084424B
DE1084424B DES36268A DES0036268A DE1084424B DE 1084424 B DE1084424 B DE 1084424B DE S36268 A DES36268 A DE S36268A DE S0036268 A DES0036268 A DE S0036268A DE 1084424 B DE1084424 B DE 1084424B
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Germany
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catalyst
oxygen
regeneration
sulfur
gas
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DES36268A
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Techn Carl Gustaf Bertil Ha Dr
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Svenska Skifferolje AB
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Svenska Skifferolje AB
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/04Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst
    • B01J38/12Treating with free oxygen-containing gas
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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Description

  • Verfahren zur Regenerierung eines durch abgelagerten Schwefel verunreinigten Katalysators Bei der trockenen Destillation beispielsweise bestimmter Schiefer werden kohlenwasserstoffreiche Gase gebildet, die außer Wasserstoff und Schwefelwasserstoff gewöhnlich auch andere Schwefelverbindungen, insbesondere Mereaptan und Kohlenoxysulfid, enthalten. Gleichzeitig ist in solchen Gasen auch eine ,gewisse verhältnismäßig große Menge freien Sauerstoffs enthalten, dessen Entfernung auf katalytischem Wege wegen des gleichzeitig vorhandenen Schwefelwasserstoffs mit Schwierigkeiten verbunden ist. Es sind jedoch Katalysatormassen bekannt, durch die trotz Anwesenheit von Schwefelwasserstoff die Bindung von Sauerstoff an Wasserstoff stark beschleunigt werden kann. Eine solche Katalysatormasse besteht z, B. aus Sulfiden und/oder Oxyden von einerseits Molybdän und/o#der Wolfram und andererseits mindestens einem der Metalle Eisen, Kobalt, Nickel, Chrom, Vanadium und Uran in Mengen von derselben Größ enordnung, welche in oder auf einen Trägerbestandteil verteilt sind, dessen Gewicht der zehnfachen Größenordnun- ist und der als Grundlage Aluminiumoxyd, Kieselsäuregel, künstliche oder natürliche Aluminiumsilikate oder deren Mischungen enthält. Es hat sich aber nun gezeigt, daß diese Katalysatormasse zuweilen stark durch Schwefel verunreinigt wird, der sich aus dem Gas ausscheidet, weil der Katalysator auch die Verbrennung von Schwefelwasserstoff zu Wasser und freiem Schwefel katalysiert. Dieser Nachteil scheint besonders bei hohen Sauerstoffgehalten einzutreten.
  • Es ist zwar bereits bekannt, als Entschwefelungsmittel für die durch Schwefel bei dessen Entfernung aus Gasen und Dämpfen vergiftete Reinigungsmasse Wassergas oder ein hydriertes Gas zu benutzen, um Wasserstoff zu bilden. Bei diesen bekannten Entschwefelungsverfahren besteht aber nicht die Aufgabe, Sauerstoff an Wasserstoff zu binden und andererseits den im Gas enthaltenen Schwefelwasserstoff darin als solchen zu belassen. Infolgedessen ist die Reaktionskinetik auch eine andere als bei dem vorliegenden Verfahren.
  • Die Erfindung sieht deshalb zur Regenerierung eines Katalysators, der bei der Entfernung freien Sauerstoffs aus einem freien Wasserstoff und Schwefelwasserstoff sowie Sauerstoff enthaltenden Rohgas durch abgelagerten Schwefel verunreinigt ist, vor, die Reaktionen in zwei hintereinandergeschalteten Reaktorzonen derart durchzuführen, daß in der ersten Reaktorzone die Entfernung des Sauerstoffs unter Beladung des Katalvsators mit Schwefel vorgenommen wird, und daß die in der zweiten Reaktorzone befindliche, im vorhergehenden Verfahrensschritt mit Schwefel beladene Katalysatormasse mit dein aus der ersten Reaktorzone abgehenden sauerstoffarmen oder sauerstofffreien Gas regeneriert wird. Dieses Regenerlergas enthält Wasserstoff, und sein Sauerstoffgehalt liegt wesentlich unterhalb der kritischen Konzentration, bei welcher Schwefel nach Maßgabe der Reaktionskinetik ausgeschieden wird.
  • Beispielsweise kann das Verfahren gemäß der Erfindung in zwei Reaktoren in der Weise durchgeführt werden, daß nach Beladung des ersten Reaktors und Regenerierung des zweiten Reaktors dieselben umge#-schaltet werden.
  • Die Temperatur für die Regenerierting beträgt vorteilhaft 200 bis 350' C oder etwas mehr.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsforrn der Erfindung wird dagegen statt mit zwei Reaktoren mit einer einzigen Katalysatorschicht gearbeitet, in der gleichsam die beiden Reaktorzonen oder schwefelbeladenen und gereinigten Katalysatoranteile hintereinander vereinigt sind. In diesem Fall wird die Strömungsrichtung des Rohgases durch das Katalysatorbett hindurch nach fortschreitender Beladung des Katalysators mit Schwefel vom Eintrittsende des Rohgases aus umgeschaltet, wenn am Austrittsende noch eine für die Entfernung freien Sauerstoffs aus dem Rohgas hinreichende Menge an aktivem Katalysator vorhanden ist. Statt dessen kann auch das Regeneriergas durch das Bett geleitet werden, bis eine genügend dicke Schicht hier-von für die Sauerstoffkonzentration eines hindurchgeleiteten Rohgases regeneriert worden ist, um wesentlich niedriger zu werden als die kritische Konzentration, worauf durch das Bett Rohgas anstatt von Regeneriergas geleitet wird.
  • Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß die Aktivität des Katalysators für die Reaktion des Wasserstoffs mit ausgeschiedenem Schwefel unter Bildung von Schwefelwasserstoff nicht vollständig verlorengegangen ist, selbst wenn die Schwefelbildung infolge Oxydation des Schwefelwasserstoffs sehr weit fortgeschritten ist. Wenn also eine Katalysatonnasse, die durch Schwefelbildung inaktiviert worden ist, mit einem wasserstoffhaltigen Gas von niedriger Sauerstoffkonzentration behandelt wird, so wird Schwefel außer durch Verdampfung, insbesondere bei zunehmender Geschwindigkeit, gemäß der gerade erwähnten Hydrierreaktion entfernt, bis der Katalysator völlig regeneriert worden ist. Diese Regenerierung kann bei derselben Temperatur wie die Sauerstoffentfernung oder auch bei beträchtlich höheren Temperaturen ohne schädliche Nebenreaktionen ablaufen.
  • Nachstehend wird die Erfindung im Zusammenhang mit einer Ausführungsform mit zwei Reaktoren beschrieben, die in der Zeichnung erläutert ist.
  • Das in nicht dargestellten Anlagen vorerhitzte Rohgas wird durch die Leitung 1 abwechselnd zum Reaktionsgefäß Rl oder R2 geleitet. Es sei angenommen, daß das Gefäß R 1 aktiv ist, während das Gefäß R 2 durch Schwefelbildung inaktiviert worden ist. Das vorerhitzte Rohgas wird in das Gefäß Rl durch eine Zweigleitung 2, das Ventil 3 und den Einlaß 4 geleitet, während das Ventil 5 geschlossen ist. Das vollständig sauerstofffreie Produktgas verläßt R 1 durch den Auslaß 8 und das Ventil 9, so daß es in die Leitung 10 eingeführt wird. Bei dieser Gelegenheit ist das Ventil 12 geschlossen. Aus der Leitung 10 wird das Gas oben in das Gefäß R2 durch Ventil 13 und Einlaß 14 ge#-lenkt, während das mit der Robgasleitung 1 verbundene Ventil 15 geschlossen ist. In Gefäß R2 wird der Schwefel durch das sauerstofffreie Gas durch Verdampfen und Hydrieren entfernt, was dadurch erleichtert wird, daß die Temperatur ' in dem Gefäß R2 höher ist als die mittlere Temperatur im Gefäß R 1 während der exothermen Reaktion in letzterem. Das Produktgas verläßt das Reaktionsgefäß R2 durch den Auslaß 18 und Ventil 19 und tritt in die Produktgasleitung 20 ein, während das Ventil 21 zur Leitung 10 dann geschlossen ist. In der Leitung 20 können nicht dargestellte Kühler od. dgl. eingeschaltet sein.
  • Der Katalysator in dem Gefäß Rl wird allmählich durch abgelagerten Schwefel inaktiviert, was durch Analyse des Gases aus diesem Gefäß oder aber auch durch Messung der Temperatur in verschiedenen Ebenen der Katalysatormasse festgestellt werden kann. Dies beruht darauf, daß die hochexothermen Reaktionen der Oxydation des Wasserstoffs und des Schwefelwasserstoffs zum großen Teil in einem relativ kleinen Anteil der Katalysatormasse ablaufen und die Lage dieses Anteils leicht als eine heiße Zone verfolgt werden kann, die sich durch die Masse abwärts bewegt. Wenn die Masse in dem Gefäß Rl allmählich verbraucht ist, wird umgeschaltet, so daß das Gas auf der Leitungl zuerst in das Reaktionsgefäß R 2 zwecks Entfernung von Sauerstoff und von hier dann in das Gefäß R 1 zwecks Regenerierung des Katalysators geleitet wird. Dies geschieht durch Schließen der Ventile 3, 9, 13 und 19 und Öffnen der Ventile 5, 12, 21 und 15. Bei diesem Beispiel ist angenommen worden, daß einzelne Einstufenreaktionsgefäße benutzt werden sollen, jedoch kann die Erfindung auch auf Systeme angewandt werden, welche Mehrstufenreaktionsgefäße enthalten, in denen das Rohgas parallel in die verschiedenen Stufen eingebracht wird und durch Rückkehrgas oder irgendwelches andere sauerstoffarine Gas verdünnt ist, z. B. gemäß einer parallel laufenden Patentanmeldung.
  • Auf eine solche Weise kann der Katalysator viele Male reaktiviert werden, bis die Bildung von Koks und Polymerisat dauernd die Aktivität auf ein solches Maß herabsetzt, daß eine Regenerierung durch Reinbrennen mit Luft und Reduktion notwendig geworden ist.

Claims (2)

  1. P A TENT ANS P R CC H L: 1. Verfahren zur Regenerierung eines Katalysators, der bei der Entfernung freien Sauerstoffs aus einem freien Wasserstoff und Schwefelwasserstoff sowie Sauerstoff enthaltendem Rohgas durch abgelagerten Schwefel verunreinigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionen in zwei hintereinandergeschalteten Reaktorzonen derart durchgeführt werden, daß in der ersten Reaktorzone die Entfernung des Sauerstoffs unter Beladung des Katalysators mit Schwefel vorgenommen wird und daß die in der zweiten Reaktorzone befindliche, im vorhergehenden Verfahrensschritt mit Schwefel beladene Katalysatormasse mit dem aus der ersten Reaktorzone abgehenden sauerstoffarmen oder sauerstofffreien Gas regeneriert wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beladung des ersten Reaktors und Regenerierung des zweiten Reaktors dieselben umgeschaltet werden. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerierung bei einer Temperatur von etwa 200 bis 350'C vorgenommen wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3 zur Regenerierung des Katalysators in einem einzigen Katalysatorbett, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung des Rohgases durch das Kata.-lysatorbett hindurch nach fortschreitender Beladung des Katalysators mit Schwefel vom Eintrittsende des Rohgases aus umgeschaltet wird, wenn am Austrittsende noch eine für die Entfernung freien Sauerstoffs aus dem Rohgas hinreichende Menge an aktivem Katalysator vorhanden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 464 834; Taschenbuch f. Gaswerke, Kokereien usw. (5. Auflage, herausgegeben von Dr. Winter, 1930), S. 126 bis 128.
DES36268A 1952-11-12 1953-11-11 Verfahren zur Regenerierung eines durch abgelagerten Schwefel verunreinigten Katalysators Pending DE1084424B (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE464834C (de) * 1927-02-03 1928-09-18 Gewerkschaft Kohlenbenzin Verfahren zur Regenerierung von Metalloxyden, die zur Entschwefelung von Gasen und Daempfen gedient haben

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE464834C (de) * 1927-02-03 1928-09-18 Gewerkschaft Kohlenbenzin Verfahren zur Regenerierung von Metalloxyden, die zur Entschwefelung von Gasen und Daempfen gedient haben

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