DE2755138C3 - Verfahren zur Umsetzung eines Schwefeldioxid und Schwefelwasserstoff enthaltenden Gases unter Bildung von elementarem Schwefel - Google Patents

Verfahren zur Umsetzung eines Schwefeldioxid und Schwefelwasserstoff enthaltenden Gases unter Bildung von elementarem Schwefel

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DE2755138C3
DE2755138C3 DE2755138A DE2755138A DE2755138C3 DE 2755138 C3 DE2755138 C3 DE 2755138C3 DE 2755138 A DE2755138 A DE 2755138A DE 2755138 A DE2755138 A DE 2755138A DE 2755138 C3 DE2755138 C3 DE 2755138C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umsetzung eines Schwefeldioxid und Schwefelwasserstoff enthaltenden Gases unter Bildung von elementarem Schwefel durch Hindurchleiten des Gases durch Katalysator-Festbelten bei erhöhter Temperatur unterhalb des Schwefel-Taupunktes unter Beladung der Betten mit wenigstens einem Teil des gebildeten Schwefels und Regenerierung der Katalysatorbellen durch Hindurchleiten von erhitztem Abgas aus den Betten.
Zur Herstellung von elementarem Schwefel aus Schwefelwasserstoff wird etwa V3 der Mole des Schwefelwasserstoffs zu Schwefeldioxid oxidiert, und dieses Schwefeldioxid wird mit dem restlichen Schwefelwasserstoff nach dem Claus-Verfahren entsprechend
in der Reaktion
2 H2S + SOr- Vx S1 + 2 H2O
umgesetzt. Die Claus-Reaktion kann thermisch bei Temperaturen von beispielsweise 950 bis 13500C sowie
v> katalytisch beispielsweise bei Temperaturen zwischen 130 und 3400C erfolgen. Um eine hohe Schwefelausbeute und ein Endgas von akzeptabler Reinheit zu erhalten, wird das Gas nacheinander in einer thermischen und einer katalytischen Stufe umgesetzt. In der thermischen
au Stufe wird der Schwefelwasserstoff zu Vj zu Schwefeldioxid verbrannt. Es bildet sich aus dem entstandenen Schwefeldioxid und dem Schwefelwasserstoff zum Teil Schwefel, der durch Abkühlung des Gases auf eine Temperatur unterhalb des Schwefel-Taupunktes, bei-
■f> spielswcise auf etwa 120 bis 1400C auskondensiert wird. Auf diese Weise werden bis zu etwa 70% des im Eingangsgas als Schwefelwasserstoff enthaltenen Schwefels abgeschieden.
Nach der Schwefelabtrcnnung werden die verbleibcnden Gase an einem Claus-Katalysator oberhalb des Schwefel-Taupunktes weiter umgesetzt. Hierzu werden die Gase vor der Kontaktierung erwärmt. Normalerweise durchströmt das Gas wenigstens zwei solche Claus-Katalysatorstufen, zwischen denen das Reaktionsgas unter den Schwefel-Taupunkt abgekühlt, der kondensierte Schwefel entfernt und das restliche Gas vor dem Eintritt in das nächste Claus-Katalysatorbett wieder erwärmt wird. Geeignete Claus-Katalysatoren sind beispielsweise aktivierte Aluminiumoxidc oder Bauxit.
Die Aktivität von Claus-Katalysatoren nimmt bei längeren Betriebszeiten ab. Diese Aktivitätsabnahme zeigt sich in einem geringerem Umsatz von Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid zu Schwefel und in einer Zunahme der Konzentration der genannten Schwefelverbindungen in dem Abgas der Kontaktstufe.
Es ist bekannt, das Endgas einer Claus-Anlage durch Adsorptionsreaktoren zu leiten, die nach vollständiger
J Schwefelbeladung durch Hindurchleiten eines heißen
Gases regeneriert werden. Hierzu sind neben der
Claus-Anlage zusätzliche mit Aktivkohle oder Alumi-
niumoxid beschickte Adsorptionsreaktoren und ein
j besonderes Regenerationssystem für diese Reaktoren
jjjj erforderlich.
Es ist ferner bekannt die letzte Katalysatorstufe mit einer Gaseintrittstemperatur von etwa 1300C zu fahren • (Kaltbett-Adsorptionsverfahren), so daß sich in dieser
Stufe eine für die Schwefelbildung günstige Gleichge- fi. wichtslage und damit ein niedriger Gehalt an Schwefel-
II verbindungen im Endgas einstellt Hierbei sind wenigstens drei Reaktoren erforderlich, nämlich je einer für die normale Claus-Reaktion bei einer Gaseintrittstem-
peratur von etwa 230° C, die genannte Tief temperatur-
■i Claus-Reaktion bei 130°C und die Regeneration bei
ζ etwa 370° C. Diese Reaktoren werden der Reihe nach
umgeschaltet, so daß jeder Reaktor nacheinander diese
drei Funktionen übernimmt Da sich immer einer der
Ij Reaktoren in der Regenerationsphase befindet, ist ein
zusätzlicher Reaktor nötig. Wegen der hohen Regene-.-. rationstemperatur hat der in der Regenerationsphase befindliche Reaktor keinen oder nur einen geringen Anteil an der Schwefelbiidung. Außerdem erfordert die zyklische Umschaltung der Reaktoren einen beachtli- 2S chen Aufwand für Ventile und Rohrleitungen.
Schließlich ist es auch bekannt, die im Temperaturbereich von 215 bis 330°C betriebenen katalytischen Claus-Reaktoren nach Abfall des Gesamtumsatzes der Reihe nach durch Hindurchleiten eines Gases mit einer jo Temperatur von wenigstens 3400C zu regenerieren, flei diesem Verfahren, insbesondere während der Regenerationsphasen, wird kein hoher Schwefelbildungsgrad erreicht, so daß das Abgas noch einen vergleichsweise hohen Gehalt an Schwefelverbindungen aufweist. J5
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonderes Regenerationssystem für die Kreislaufführung des Regenerationsgases zu vermeiden und insbesondere die Regeneration unter milden Bedingungen durchzuführen, so daß der Katalysator keinen Schaden nimmt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man das aus einem ersten Bett in der Beladungsphase abströmende Gas während eines ersten Teils über den Schwefel-Taupunkt erhitzt und durch ein zweites Bett zwecks dessen Regenerierung leitet und während des zweiten Teils dieser Phase ohne Erhitzung durch das 2weite Bett zwecks dessen Kühlung leitet, und daß man die Strömungsrichtung des Gases durch die beiden Betten nach der Beladung eines der beiden Betten mit to Schwefel umkehrt. Das aus dem ersten Bett abströmende Gas hat nicht nur einen niedrigen Schwefel-Taupunkt, sondern auch sein Gehall an H2S und SO2 ist infolge der die Schwefelbildung begünstigenden Tieflemperaturumselzung sehr gering, so daß es sich für die Aufnahme des bei der Regenerierung des zweiten Bettes in die Gasphase übergehenden Schwefels vorzüglich eignet. Da dieses Gas während der gesamten Beladungsphase des ersten Bettes, d. h. in erheblicher Menge zur Verfügung steht, genügt eine vergleichswei- fao se geringe Erhitzung des Gase-., > ·,: den im zweiten Bett absorbierten Schwefel zu desorbieren und mit dem Gas abzuführen. Nach erfolgter Erhitzung des zweiten Bettes und Schwefeldesoprtion wird die Erhitzung des aus dem ersten Bett abströmenden Gases unterbrochen. Das Gas strömt nunmehr mit der Temperatur des ersten Bettes in das zweite Bett ein und kühlt dieses auf die Umsetzungslemperatur ab. Da die Regenerationsgasmenge und damit die Regenerationszeit größenordnungsmäßig der Reaktionsgasmenge bzw. der Abscheidungszeit entspricht, genügt eine vergleichsweise geringe Temperatursteigerung des dem zweiten Bett zuströmenden Gases, um den Schwefel vollständig aus dem zweiten Bett abzuführen. Nach Umkehrung der Strömungsrichtung des Gases strömt das umzusetzende Gas zuerst durch das regenerierte, abgekühlte Bett, in der die katalytische Umsetzung zu Schwefel und die Abscheidung des Schwefels in dem Bett erfolgen. Das aus diesem Bett abströmende, von Schwefel, H2S und SO2 weitestgehend befreite Gas dient anschließend nach Erwärmung über den Schwefel-Taupunkt zur Regeneration des zuvor mit Schwefel beladenen Bettes. In dieser Weise wird die Strömung des beim Durchgang durch die Katalysatorbetten von einem H2S und SO2 enthaltenden Reaktionsgases zu einem schwefelhaltigen Regenerationsgas umgewandelten Gases periodisch umgekehrt, so daß jedes Bett nacheinander die Abscheidungs-, Regenerations- und Kühlphase durchläuft.
Zweckmäßigerweise kondensiert man den Schwefel aus dem von dem zweiten Bett abströmenden Regenerationsgas aus. Nach der Schwefelkondensation kann das Restgas nachverbrannt und in die Atmosphäre abgeblasen werden. Da beide Betten abwechselnd schwefelhaltiges Regenerationsgas liefern, ergibt sich eine im wesentlichen kontinuierliche, nur durch die Kühlperioden unterbrochene Kondensation.
Das aus dem ersten Bett während des ersten Teils der Beladungsphase abströmende Gas kann durch indirekten Wärmeaustausch mit Prozeßgas aus einer vorgeschalteten Claus-Stufe oder mit Dampf oder durch elektrische Beheizung oder andere geeignete Heizmittel erhitzt werden. Da die Temperatur des aus dem ersten Bett abströmenden Gases nur um einen geringen Betrag angehoben zu werden braucht, genügt die Erwärmung in einem Wärmeaustauscher, und es kann die bei bekannten Verfahren übliche Erhitzung in einem gasbefeuerten Ofen vermieden werden. Dampf steht aus dem vorgeschalteten Claus-Prozeß zur Verfugung. Während der Kühlphasen genügt es, die Strömung des Heizmittels durch den Wärmeaustauscher bzw. die elektrische Beheizung zu unterbrechen. Die Temperatur des in das zweite Bett einströmenden Gases geht dann sehr schnell auf die Temperatur des ersten Bettes zurück, so daß das Bett in der gewünschten Weise rückgekühlt wird.
Zweckmäßigerweise führt man die Umsetzung in dem ersten Katalysatorbett bei einer Temperatur in dem Bereich von oberhalb des Schwefelschmelzpunktes bis 1600C durch. Bei dieser Temperatur wird im allgemeinen der Schwefel-Taupunkt unterschritten, so daß sich der im Zuge der Claus-Reaktion gebildete elementare Schwefel in dem Katalysatorbett abscheidet.
Weiterhin ist vorgesehen, daß man das aus dem ersten Bett abströmende Gas für die Regeneration des zweiten Bettes auf eine Temperatur in dem Bereich von wenigstens 100C über der Umsetzungstemperatur des ersten Bettes bis 4000C, vorzugsweise auf eine Temperatur von 160 bis 2600C erhitzt. Bei dieser Erwärmung ist die Schwefelkapazität des Gases für die Regeneration und Abführung des desorbierlen Schwefels ausreichend. Da nur eine relativ niedrige Temperatur des Regenerationsgases nötig ist, können hierzu auch niedrigtemperierte Strömungsmittel aus dem Prozeß, wie z. B. das Abgas eines Claus-Kontaktes zur Wärmeübertragung durch Wärmeaustausch eingesetzt
werden.
Vorzugsweise wählt man die Regenerierungs- und Kühldauer im wesentlichen gleich der Beladungsdauer. Da die Regenerationstemperatur relativ niedrig ist, genügt zur Rückkühlung des Bettes auf die Reaktionstemperatur eine relativ kurze Zeit, so daß die Kühldauer im allgemeinen im Vergleich zur Regenerierungsdauer gering ist.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß man zur Erreichung eines durchschnittlichen Umsatzes im Bereich von 97 bis 99,5% die erfindungsgemäß betriebenen Katalysatorbetten als letzte Stufe oder in mehreren der letzten Stufen einer mehrstufigen, vorzugsweise 2-, 3- oder 4-stufiger·. Claus-Anlage anordnet.
Zweckmäßigerweise führt man die Umsetzung in der bzw. den anderen Katalysatorstufen der Claus-Anlage, d. h. den nicht mit einem »kalten« Bett betriebenen Stufen, bei einer Gaseintrittstemperatur in dem Bereich von 180 bis 2500C durch. Um eine hohe Schwefelausbringung zu erreichen, ist die Temperatur der ersten Katalysatorstufe für die notwendige Hydrolyse von im Prozeßgas enthaltenem Kohlenoxysulfid und Schwefelkohlenstoff ausreichend hoch. Außerdem sind die Apparate zur Kondensation und Abscheidung des elementaren Schwefels so ausgelegt, daß sich ein minimaler Schwefelverlust mit dem Abgas ergibt. Darüber hinaus wird das Molverhältnis H2S/SO2 möglichst genau auf den stöchiometrischen Wert eingestellt.
Zweckmäßigerweise läßt man das umzusetzende Gas mit einer Raumgeschwindigkeit von 200 bis 1500 h-'. Vorzugsweise von 400 bis 1200h-'. bezogen auf ein Gasvolumen bei 15°C und 760 mm Hg, durch die Katalysatorbetten strömen^ Man kann mit einer Gasgeschwindigkeit im Katalysatorbett von 0,1 bis 1,2 m/s, vorzugsweise 0,2 bis 0,8 m/s, arbeiten. Die Betthöhe beträgt vorzugsweise 0,8 bis 1,3 m. Die Betthöhe bzw. das Katalysatorvolumen kann jedoch auch wesentlich größer sein; dementsprechend verlängern sich auch die Beladungs- bzw. Regenerations- und Kühlzeiten.
Es ist vorgesehen, daß man das Molverhältnis H2S/SO2 in dem in das erste Katalysatorbett eintretenden Reaktionsgas auf den stöchiometrischen Wert von etwa 0,2 einstellt.
Bei einer besonderen Ausführungsform stellt man das Molverhältnis H2S/SO2 in dem in das erste Katalysatorbett eintretenden Reaktionsgas auf einen Wert > 2,0 ein, scheidet aus dem aus dem zweiten Katalysatorbett abströmenden Gas den Schwefel ab, setzt dem restlichen H2S-haltigen Gas eine für die H2S-Oxidation zu elementarem Schwefel ausreichende Luftmenge zu und läßt das Gas dann durch ein weiteres Katalysatorbettpaar strömen. Durch das überstöchiometrische H2S/SO2-Molverhältnis am Eingang des ersten Katalysatorbettpaares wird erreicht, daß das gesamte Schwefeldioxid durch die Claus-Reaktion im Bett zu Schwefel umgesetzt wird und aus dem Bett ein H2S-haltiges Gas abströmt, das praktisch kein SO2 mehr enthält Diesem Gas wird dann nach Verwendung zur Regeneration und Auskondensation des desorbierten Schwefels die zur Oxidation des H2S zu Elementarschwefel notwendige Menge Luft oder Sauerstoff zugesetzt Im ersten Bett des zweiten Katalysatorbettpaares wird der Schwefelwasserstoff weitestgehend zu elementarem Schwefel oxidiert und der Schwefel abgeschieden. Auch das zweite Katalysatorbett wird in der erfindungsgemäßen Weise regeneriert und der ausgetriebene Schwefel im Kondensator abgeschieden. Bei dieser Ausführungsform mit zwei nachgeschalteten Kaltbetteti erreicht man eine Schwefelausbeute von mehr als 99,5%. Bei dem crfindii.igsgemäßen Verfahren können übliche Claus-Katalysatoren eingesetzt werden, beispielsweise Katalysatoren auf Basis von aktiviertem Aluminiumoxid oder Bauxit. Die Teilchengröße liegt zweckmäßigerweise in dem Bereich von 2 bis 6 mm.
Die dem katalytischer! Claus-Anlagenteil zuströmenden Gase können einen H2S-Gehalt von 0,01 bis 5 Vol.%, vorzugsweise 0,1 bis 1,0 Vol.% haben. In Sonderfällen können jedoch auch Gase mit einem wesentlich höheren Schwefelwasserstoffgehalt unter Benutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu Schwefel weiterverarbeitet werden.
Das für die katalytische Claus-Reaktion erforderliche stöchiometrische H2S/SO2-Verhältnis ergibt sich durch die Oxidation in der thermischen Claus-Stufe oder bei Fehlen der thermischen Stufe durch Zusatz einer zur Einstellung des stöchiometrischen Verhältnisses ausreichenden Luftmenge. Das umzusetzende Gas kann neben H2S und SO2 ferner Stickstoff, Wasserstoff, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasserdampf, Kohlen-Wasserstoffe sowie Kohlenoxisulfid und Schwefelkohlenstoffenthalten.
Der in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannte Schwefel-Taupunkt liegi in Abhängigkeit vom Schwefelgehalt des Gases im Bereich von etwa 125 bis 2100C. Bei den Reaktionsphasen, die von der Schwefelabscheidung im Katalysatorbett begleitet sind, soll die Erslarrungstemperatur des Schwefels von etwa 122°C nicht unterschritten werden, um eine Verstopfung des Katalysatorbettes zu vermeiden.
Ein Reaktor zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einem Behälter mit einem darin angeordneten Katalysator und je einem Behälterstutzen an- und abströmseitig des Katalysators für die
•to Zu- und Abführung des Gases und ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in den Behältern zwei durch einen Zwischenraum getrennte Katalysatorbetten angeordnet sind und eine Heizeinrichtung zur Erhitzung des Gases auf dem Wege von dem einen Katalysatorbett zum anderen vorgesehen ist. Durch die Unterbringung beider Katalysatorbetten in einem langgestreckten Behälter ergeben sich wesentliche Kostenersparnisse im Vergleich zu den bekannten Reaktoren, bei denen jedes Kontaktbett in einem besonderen Behälter untergebracht ist
Die Heizeinrichtung kann ein außerhalb des Zwischenraumes angeordneter Wärmeaustauscher sein. Vorzugsweise ist besonders bei kleineren Kapazitäten die Heizeinrichtung ein in dem Zwischenraum angeordneter Wärmeaustauscher. Das aus dem ersten Kontaktbett abströmende, an Elementarschwefel und Schwefelverbindungen arme Gas umströmt die Rohre des Wärmeaustauschers, während das Heizmittel, wie z. B. Prozeßgas oder Dampf durch die Rohre des Wärmeaustauschers strömt
Weiterhin ist vorgesehen, daß jeder der beiden Stutzen über Leitungen mit in diesen angeordneten Steuerventilen einerseits an die Zuführungsleitung für das umzusetzende Gas und andererseits an eine zu einem Schwefelkondensator führende Leitung angeschlossen ist. Dabei können die Steuerventile und ein Steuerorgan für die Heizeinrichtung durch eine Zeitschalteihrichtung entsprechend den Umsetzungs-,
Regenerations- und Kühlperioden und der Umkehrung der Gasströmungsrichtung betätigt werden.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reaktionsanlage anhand der Zeichnung näher erläutert, in welcher der Reaktor mit den zugehörigen Rohrleitungen, Ventilen und dem Schwefelkondensator schematisch dargestellt ist.
Nach der Zeichnung sind in einem vertikalen zylindrischen Behälter 1 ein oberes Katalysator-Festbett 2 und ein unteres Katalysator-Festbett 4 untergebracht. In dem Zwischenraum 3 zwischen den Katalysatorbetten befindet sich der Wärmeaustauscher 5 für die Erwärmung des von Bett 2 nach Bett 4 oder in umgekehrter Richtung strömenden Gases. Am Kopf und am Boden des Behälters 1 sind Stutzen 6 bzw 7 angeordnet. Der Stutzen 6 ist über Leitung 8 mit dem in der Leitung befindlichen Steuerventil 8a an die Gaszuführungsleitung 12 angeschlossen. Der Stutzen 7 ist über Leitung 9 mit dem darin befindlichen Steuerventil 9a ebenfalls an die Gaszuführungsleitung 12 angeschlossen. Der Stutzen 6 ist ferner über die Leitung 10 mit dem Steuerventil 10a an die Gasabführungsleitung 13 angeschlossen, die zu dem Schwefelkondensator 14 führt. Desgleichen ist der Stutzen 7 über Leitung 11 mit dem Steuerventil 11a und der Leitung 13 an den Schwefelkondensator 14 angeschlossen.
Beim Betrieb sind zunächst die Ventile 8a und 11a geöffnet und die Ventile 9a und 10a geschlossen. Das durch Leitung 12 anströmende, umzusetzende Gas gelangt über Leitung 8 und Stutzen 6 in den Behälter 1 und durchströmt zunächst das erste Kontaktbett 2, in dem die Umsetzung von H2S und SO2 zu Schwefel und die Abscheidung des Schwefels auf dem Kontakt beispielsweise bei 135° C erfolgen. Während sich das Bett 2 mit Schwefel belädt, wird das aus diesem Bett abströmende, von Schwefelverbindungen und Elementarschwefel weitestgehend befreite Gas in dem Zwischenraums durch den Wärmeaustauscher5 bei auf Heizung eingestelltem Steuerorgan 5a beispielsweise auf etwa 185°C erhitzt. Dieses erhitzte Gas durchströmt dann das in der vorherigen Phase mit Schwefel beladene Kontaktbett 4, erwärmt das Bett und verflüchtigt den dort niedergeschlagenen Schwefel. Das schwefeldampf-Haltige Gas aus dem Bett 44 gelangt durch den Stutzen 7 in die Leitung 11 mit dem geöffneten Ventil 11a und die Leitung 13 zum Schwefelkondensator 14, in dem das Gas auf 125 bis 135° C abgekühlt und der Schwefel äuskondensiert wird. Nach vollständiger Desorption und Entfernung des Schwefels aus dem Bett 4 wird die Zufuhr des Heizmittels zu dem Wärmeaustauscher 5 durch Umschaltung des Steuerorgans 5a unterbrochen. Das aus dem Kontaktbett 2 mit etwa 135° C abströmende Gas tritt dann nach kurzer Zeit mit dieser Temperatur in das Kontaktbett 4 ein und kühlt dieses ab.
Nach vollständiger Beladung des Kontaktbettes 2
werden die Ventile 9a und 10a geöffnet, die Ventile 8a und Ua geschlossen und die Zufuhr des Heizmittels zu dem Wärmeaustauscher 5 durch erneute Umschaltung des Steuerorgans 5a wieder eingeschaltet. Das umzusetzende Gas strömt nun über die Leitungen 12, 9 und den Stutzen 7 von unten nach oben durch Betten 4,2. Dabei erfolgt in dem Bett 4 die Claus-Umsetzung und die Beladung des Bettes mit Schwefel. Das aus dem Bett 4 abströmende Gas wird durch den Wärmeaustauscher 5 wiederum erwärmt, erwärmt dann seinerseits das beladene Kontaktbett 2 und bewirkt die Schwefelverflüchtigung aus diesem Bett. Das mit Schwefel beladene Abgas strömt durch den Stutzen 6 und die Leitungen 10, 13 zum Kondensator 14, in dem der Schwefel auskondensiert wird. Nach vollständiger Verflüchtigung des Schwefels aus dem Bett 2 wird die Beheizung des Wärmeaustauschers 5 wiederum unterbrochen, so daß das Bett 2 durch das von dem Bett 4 abströmende, relativ kalte Gas wieder rückgekühlt wird. Nach vollständiger Beladung des Kontaktbettes 4 werden die Ventile 8a—11a erneut umgeschaltet, so daß das umzusetzende Gas erneut abwärts durch die Kontaktbetten 2,4 strömen kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
•30235/429

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Umsetzung eines Schwefeldioxid und Schwefelwasserstoff enthaltenden Gases unter Bildung von elementarem Schwefel durch Hindurchleilen des Gases durch Katalysator-Festbetten bei erhöhter Temperatur unterhalb des Schwefel-Taupunktes unter Beladung der Betten mit wenigstens einem Teil des gebildeten Schwefels und Regenerierung der Katalysatorbetten durch Hindurchleiten von erhitztem Abgas aus den Betten, dadurch gekennzeichnet, daß man das aus einem ersten Bett in der Beladungsphase abströmende Gas während eines ersten Teils dieser Phase über den Schwefel-Taupunkt erhitzt und durch ein zweites Bett zwecks dessen Regenerierung leitet und während des zweiten Teils dieser Phase ohne weitere Erhitzung durch das zweite Bett zwecks dessen Kühlung und anschließender Schwefelbiidung in dem regenerierten und gekühlten Bett leitet, und daß man die Strömungsrichtung des Gases durch die beiden Betten nach der Beladung eines der beiden Betten mit Schwefel umkehrt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das aus dem ersten Bett während des ersten Teils der Beladungsphase abströmende Gas durch indirekten Wärmeaustausch mit Prozeßgas aus einer vorgeschalteten Claus-Stufe oder mit Dampf oder durch elektrische Beheizung oder andere geeignete Heizmittel erhitzt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in dem ersten Katalysatorbett bei einer Temperatur in dem Bereich von oberhalb des Schwcfeischmelzpunklcsbis 1600C durchführt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das aus dem ersten Bett abströmende Gas für die Regeneration des zweiten Bettes auf eine Temperatur in dem Bereich von wenigstens 100C über der I Imselzungstemperatur des ersten Bettes bis 4000C, vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 160 bis 260° C, erhitzt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rcgencrierungs- und Kühldauer im wesentlichen gleich der Beladungsdauer wählt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das umzusetzende Gas mit einer Raumgeschwindigkeit von 200 bis 1500 h-', vorzugsweise von 400 bis 1200 h1, bezogen auf ein Gasvolumen bei 15°C und 760 mm Hg, durch das Katalysatorbett strömen läßt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer Gasgeschwindigkeit im Katalysatorbett von 0,1 bis 1,2 m/s, vorzugsweise von 0,2 bis 0,8 m/s arbeitet.
8. Reaktor zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche ' bis 7, bestehend aus einem Behälter mit einem darin angeordneten Katalysator und je einem Behälterstutzen an- und abströmseitig des Katalysators für die Zu- und Abführung des Gases, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter (1) zwei durch einen Zwischenraum (3) getrennte Katalysatorbetten (2, 4) angeordnet sind und eine Heizeinrichtung (5) zur Erhitzung des Gases auf dem Wege von dem einen Katalysatorbett zum anderen vorgesehen ist.
9. Reaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (5) ein in dem Zwischenraum (3) angeordneter Wärmeaustauscher ist.
10. Reaktor nach Ansprüche oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Stutzen (6, 7) über Leitungen (8—11) mit in diesen angeordneten Steuerventilen (8a— lla) einerseits an die Zuführungsleitung (12) für das umzusetzende Gas und andererseits an die zu einem Schwefelkondensator (14) führende Leitung (13) angeschlossen ist.
DE2755138A 1977-12-10 1977-12-10 Verfahren zur Umsetzung eines Schwefeldioxid und Schwefelwasserstoff enthaltenden Gases unter Bildung von elementarem Schwefel Expired DE2755138C3 (de)

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GB7846856A GB2009720B (en) 1977-12-10 1978-12-01 Process for reacting a gas containing sulphur dioxide and hydrogen sulphide with formation of elementary sulphur
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1142326A (en) * 1979-12-11 1983-03-08 Hudson's Bay Oil And Gas Company Limited High pressure process for recovery of sulphur from gases
DE3310710C1 (de) * 1983-03-24 1984-07-05 Davy McKee AG, 6000 Frankfurt Verfahren zur Reinigung von Claus-Abgas
US4487754A (en) * 1983-07-29 1984-12-11 Standard Oil Company (Indiana) System and process for producing and recovering elemental sulfur
US4482532A (en) * 1983-07-29 1984-11-13 Standard Oil Company (Indiana) System and process for producing elemental sulfur
US4483844A (en) * 1983-07-29 1984-11-20 Standard Oil Company (Indiana) System and process for producing elemental sulfur
US4507275A (en) * 1983-08-30 1985-03-26 Standard Oil Company (Indiana) Process for producing and recovering elemental sulfur from acid gas
US4508698A (en) * 1983-08-30 1985-04-02 Standard Oil Company (Indiana) Process and system for producing and recovering elemental sulfur
DE3526680A1 (de) * 1985-07-25 1987-01-29 Linde Ag Schwefelkondensator und -entgaser
FR2589082B1 (fr) * 1985-10-25 1989-12-01 Elf Aquitaine Procede d'elimination des composes soufres contenus dans un gaz residuaire, notamment issu d'une usine a soufre claus, avec recuperation desdits composes sous la forme de soufre
US5185140A (en) * 1985-10-25 1993-02-09 Elf Aquitaine Production Process for removing sulphur compounds from a residual gas
FR2589140B1 (fr) * 1985-10-25 1991-02-22 Elf Aquitaine Procede catalytique de production de soufre a partir d'un gaz acide renfermant de l'h2s
CA1307652C (en) * 1986-05-13 1992-09-22 Iron Otto Simek Mte sulphur recovery process
JPH01502108A (ja) * 1986-10-17 1989-07-27 インスティテュト　カタリザ　シビルスコゴ　オトデレニア　アカデミイ　ナウク　エスエスエスエル 元素状硫黄の製造方法
GB8628839D0 (en) * 1986-12-02 1987-01-07 Shell Int Research Apparatus for hydrocracking conversion
ES2026584T5 (es) * 1987-03-19 1997-06-01 Linde Ag Procedimiento y reactor para la transformacion catalitica de h2s con so2 en azufre elemental.
US5766567A (en) * 1990-02-13 1998-06-16 Elf Aquitaine Production Method for desulphurising a gaseous mixture containing H2 S and SO.sub.
US5763422A (en) 1995-01-27 1998-06-09 Board Of Regents, The University Of Texas System Methods of enhancing the therapeutic activity of NSAIDS and compositions of zwitterionic phospholipids useful therein
US5780000A (en) * 1996-09-09 1998-07-14 Gas Research Institute Use of Z-Sorb process as catalytic incinerator for tail gas from sulfur plants

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2767062A (en) * 1951-02-07 1956-10-16 Texas Gulf Sulphur Co Method for producing sulfur
GB717483A (en) * 1952-12-19 1954-10-27 Anglo Iranian Oil Co Ltd Process for the recovery of sulphur from hydrogen sulphide
US2760848A (en) * 1953-09-29 1956-08-28 Standard Oil Co Manufacture of sulfur
US3702884A (en) * 1970-05-22 1972-11-14 Amoco Prod Co Method for reducing sulfur compounds in sulfur plant effluent
US4035474A (en) * 1976-03-01 1977-07-12 Standard Oil Company (Indiana) CBA for Claus tail gas cleanup

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