DE3403328C2 - Katalytisches Verfahren zur Herstellung von Schwefel aus einem Schwefelwasserstoff enthaltenden Gas - Google Patents

Katalytisches Verfahren zur Herstellung von Schwefel aus einem Schwefelwasserstoff enthaltenden Gas

Info

Publication number
DE3403328C2
DE3403328C2 DE3403328A DE3403328A DE3403328C2 DE 3403328 C2 DE3403328 C2 DE 3403328C2 DE 3403328 A DE3403328 A DE 3403328A DE 3403328 A DE3403328 A DE 3403328A DE 3403328 C2 DE3403328 C2 DE 3403328C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sulfur
catalyst
oxidation
effluent
claus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE3403328A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3403328A1 (de
Inventor
Robert Voirin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Societe National Elf Aquitaine
Original Assignee
Societe National Elf Aquitaine
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe National Elf Aquitaine filed Critical Societe National Elf Aquitaine
Publication of DE3403328A1 publication Critical patent/DE3403328A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3403328C2 publication Critical patent/DE3403328C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/02Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/04Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
    • C01B17/0404Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
    • C01B17/0456Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process the hydrogen sulfide-containing gas being a Claus process tail gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/02Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/04Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
    • C01B17/0404Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
    • C01B17/0426Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process characterised by the catalytic conversion
    • C01B17/0434Catalyst compositions

Description

Die Erfindung betrifft ein katalytisches Verfahren zur Herstellung von Schwefel aus einem H2S-haltigen Gas gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1.
In den bekannten Einheiten zur Herstellung von Schwefel aus einem Schwefelwasserstoff enthaltenden Gas, das auch als saures Gas bezeichnet wird, wird dieses Gas in eine thermische Reaktionsstufe eingeführt, in der ein Drittel des Schwefelwasserstoffs in SO2 in Anwesenheit von Sauer­ stoff oder Luft bei einer Temperatur von mindestens gleich 900°C umgewandelt wird. Das gasförmige Reaktionsgemisch, das aus der thermischen Reaktionsstufe kommt, enthält eine bestimmte Schwefelmenge sowie H2S und SO2 in einem Mol- Verhältnis von H2S : SO2 von 2 : 1. Dieses Gasgemisch wird einer indirekten Abkühlung unterzogen, die die Gewinnung der Kalorien bzw. der Energie, die es enthält, unter Er­ zeugung von Dampf ermöglicht, und das abgekühlte Gemisch wird zu einer Kondensationsstufe geführt, in der der in dem gasförmigen Gemisch enthaltene Schwefel durch Konden­ sation abgetrennt wird. Um die Schwefelerzeugung weiter­ zutreiben, die in diesem Stadium noch sehr unvollständig ist, wird das gasförmige Gemisch aus der Kondensations­ stufe erneut erwärmt und einer oder mehreren katalytischen Umwandlungsstufen zugeführt, die einen geeigneten sogenann­ ten Claus-Katalysator enthalten, in dessen Kontakt SO2 mit H2S unter Bildung einer neuen Schwefelmenge reagiert. Die aus der letzten katalytischen Umwandlungsstufe stammenden Restgase werden einer Veraschungsstufe zugeführt, deren Abströme in die Atmosphäre entlassen werden.
Die Anwendung einer thermischen Reaktionsstufe zur Oxida­ tion der erforderlichen H2S-Menge zu SO2 ist nur für H2S Konzentrationen des sauren Gases möglich, die über etwa 15 bis 20 Vol-% und vorzugsweise mindestens 30 Vol-% betra­ gen. Für Werte, die unter dieser Grenze liegen, ist es nicht möglich, eine ausreichende Flammentemperatur, das heißt in der Größenordnung von 900°C oder mehr, aufrecht­ zuerhalten, um eine stabile Verbrennung zu erzielen, ohne beträchtliche Modifizierungen vornehmen zu müssen. Außer­ dem, führt diese thermische Reaktion bei hoher Temperatur zur Umwandlung eines Teils des Schwefelsprodukts in COS und CS2, wenn die saure Gas CO2 und/oder Kohlenwasserstof­ fe enthält. Die Bildung dieser organischen Schwefel­ verbindungen ist störend, da sie nur schwierig in den katalytischen Umwandlungsstufen zu Schwefel umgewandelt werden können und sie daher zur Verringerung der Gesamt­ ausbeute des Schwefels in der Schwefeleinheit beitragen.
Um diese Nachteile, die sich aus der Anwendung einer ther­ mischen Reaktionsstufe zur Erzeugung eines Abstroms mit H2S und SO2 im Molverhältnis H2S : SO2 von 2 : 1 ergeben, wurde in der DE-OS 30 15 800 empfohlen, die thermische Reaktionsstufe einer Schwefelerzeugungsanlage durch eine katalytische Oxidationsstufe zu ersetzen, die einen Oxi­ dationskatalysator auf der Basis eines Oxids oder Sulfids von Vanadium, abgeschieden auf einem feuerfesten porösen nicht-alkalischen Träger, verwendet und bei Temperaturen unter 454°C arbeitet, wobei diese Temperaturen durch Recyclisieren eines Teils des Gasabstroms von der kataly­ tischen Oxidationsstufe nach dem Abkühlen des Abstroms und der Kondensation des enthaltenen Schwefels gesteuert werden.
Bei einem derartigen Verfahren führt die Notwendigkeit mit einer Recyclisage eines Teils des Abstroms der kataly­ tischen Oxidationsstufe zur Steuerung der Temperatur die­ ser Stufe zu einer gewissen Anzahl von technologischen Zwangssituationen und bedingt insbesondere die Anwendung großer Katalysatormengen in der Oxidationsstufe, die um so größer sind, je höher die H2S-Konzentration in dem sau­ ren Gas ist.
In der FR-Patentanmeldung Nr. 81 15900 vom 19. August 1981 (Veröffentlichung 25 11 663) hat die Anmelderin ein katalytisches Verfahren zur Herstel­ lung von Schwefel aus einem H2S enthaltenden Gas empfoh­ len, bei dem es sich um einen Typ handelt, der mit dem in der vorstehend genannten DE-OS beschriebenen Verfahren vergleichbar ist, bei dem man jedoch einen Oxidationskata­ lysator verwendet, der aus einer Metallverbindung, ins­ besondere einer Eisenverbindung, zusammen mit einem porö­ sen Träger auf der Basis eines Hauptanteils von Silizium­ dioxid und einem Oxid von Titan oder Zirkonium besteht. Ein derartiger Katalysator ermöglicht den Betrieb bei höheren Temperaturen, die insbesondere 700°C erreichen können, wodurch ein Recyclisage-Betrieb eines Teils des Abstroms der Oxidationsstufe nach dem Abkühlen des Abstroms, um eine Steuerung der Temperatur in der Oxidationsstufe zu ermöglichen, vermieden werden kann, wodurch Nachteile vermieden werden, die mit einem derartigen Recyclisieren verbunden sind.
Es verbleibt jedoch ein Nachteil, da der Oxidationskataly­ sator nicht bei Temperaturen über 700°C verwendet werden kann, die in vorteilhafter Weise den Temperaturen in der thermischen Reaktionsstufe der üblichen Schwefeleinheiten nahekommen würden und zu einer Verbesserung der Schwefel­ ausbeute aus dem katalytischen Ofen führen würden.
Die GB-PS 867 853 offenbart ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dabei wird etwa die Hälfte des H2S-haltigen Gases der Oxidation unterzogen, um einen SO2 sowie etwas Schwefel enthaltenden gasförmigen Abstrom zu erzeugen. Der auf diese Weise erhaltene gasförmige Abstrom wird dem verbleibenden Teil des H2S-haltigen Gases beigemischt, um den zuvor erwähnten Gasstrom, der H2S und SO2 enthält, zu erzeugen.
In der DE-AS 11 22 500 ist ein weiteres herkömmliches zweistufiges Schwefel- Herstellungsverfahren mit einer ersten katalytischen Stufe unter Verwendung eines Platin- Katalysator und einer sich anschließenden herkömmlichen Claus-Stufe offenbart.
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines katalyti­ schen Verfahrens zur Schwefelherstellung, das ähnlich dem in der vorstehend erwähnten FR-Patentanmeldung ist, bei dem jedoch ein spezieller Oxidationskatalysator verwendet wird, der eine verbesserte Beständigkeit gegen erhöhte Temperaturen aufweist und aus diesem Grunde die Durchfüh­ rung der Oxidation in dem katalytischen Ofen bei Tempera­ turen ermöglicht, die bis zu etwa 1000°C betragen können, wodurch sich eine Verbesserung der Ausbeute des Schwefels ergibt, der bei dieser Oxidation gebildet wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 ausgegebenen Merkmale gelöst.
Die Agglomerate aus aktivem Aluminiumoxid, das thermisch mit mindestens einem der vorstehenden Oxide stabilisiert wurde, die den Träger des Oxidationskatalysators bilden, weisen, wie vorstehend ausgeführt, eine spezifische Ober­ fläche, bestimmt nach der BET-Methode, von mindestens 5 m2/g und insbesondere von mindestens 40 m2/g und vorzugsweise von 60 bis 200 m2/g auf.
Die Messungen erfolgten unter den bekannten Standardbedingungen für die BET-Methode (aus: Pure & Appl. Chem., Vol 57, No. 4, S. 603-619, 1985); der Meßfehler liegt bei ca. ±0,5%.
Die Metallverbindungen, die mit dem stabilisierten Alumi­ niumoxidträger, der vorstehend definiert wurde, zusammen vorliegen bzw. assoziiert sind, sind insbesondere Oxide oder auch Salze von Mineralsäuren oder organischen Säuren wie Sulfate, Nitrate, Phosphate, Acetate.
Die Gesamtmenge der Verbindung oder der Verbindungen der Metalle, die mit dem Träger zusammen vorhanden sind bzw. assoziiert sind, kann, ausgedrückt als Metallgewicht, 0,5 bis 20% des Gewichts des Aluminiumoxids betra­ gen und sie liegt vorzugsweise bei 2 bis 12% dieses Gewichts.
Wenn man gleichzeitig mit dem Träger eine oder mehrere Verbindungen von Metallen der Gruppe A und eine oder meh­ rere Verbindungen von Metallen der Gruppe B verwendet bzw. assoziiert, so beträgt das Verhältnis der gesamten Atom­ anzahl des Metalls oder der Metalle der Gruppe A zu der gesamten Atomanzahl des Metalls oder der Metalle der Grup­ pe B 20 bis 1000 und vorzugsweise 50 bis 400.
Ein besonders interessanter Oxidationskatalysator, der das Arbeiten bei Temperaturen ermöglicht, die bis zu 1000°C ohne merkbare Aktivitätsverminderung ermöglicht, besteht aus Agglomeraten, die eine spezifische Oberfläche von min­ destens 5 m2/g, insbesondere von mindestens 40 m2/g und bevorzugt von 60 bis 200 m2/g, aufweisen und aus aktivem Aluminiumoxid bestehen, das thermisch stabilisiert ist mit 0,5 bis 20% und vorzugsweise 1 bis 10% bezogen auf das Gewicht des Aluminiumoxids mit mindestens einem Oxid aus­ gewählt aus Siliziumdioxid, Zirkoniumoxid, den Oxiden der seltenen Erden insbesondere den Oxiden von Lanthan, Neodym, Praseodym und Thorium, und den Oxiden der Erdalkalimetalle, insbesondere den Oxiden von Barium, Calcium, Strontium und Magnesium, denen zugefügt ist bzw. die assoziiert sind mit einer Verbindung von Eisen und insbesondere Eisensulfat.
Die Agglomerate aus aktivem Aluminiumoxid, das thermisch stabilisiert ist mit mindestens einem der vorstehend er­ wähnten Oxide, werden hergestellt durch Calcinieren bei Temperaturen, die bis zu 1200°C betragen können, von Agglomeraten eines aktiven Aluminiumoxids, das einer Auto­ klavenbehandlung unterzogen wurde, insbesondere in Anwesen­ heit einer Mineralsäure oder organischen Säure und bezogen auf das Aluminiumoxidgewicht 0,5 bis 20% und vorzugsweise 1 bis 10% mindestens eines Oxids enthält, ausgewählt aus Siliziumdioxid, Zirkoniumoxid, den Oxiden der seltenen Erden, insbesondere den Oxiden von Lanthan, Neodym, Praseo­ dym und Thorium, und den Oxiden der Erdalkalimetalle, ins­ besondere den Oxiden von Barium, Calcium, Strontium und Magnesium, oder der äquivalenten Menge einer Vorläuferver­ bindung dieses Oxids, insbesondere Nitrat oder Chlorid, für die Metalloxide und Alkylsilikat wie Ethylsilikat für das Siliziumdioxid.
Das dem Calcinieren unterworfene Produkt kann durch ver­ schiedene Verfahren erhalten werden und insbesondere durch eine der nachfolgenden Methoden:
  • - Einarbeitung des oder der vorstehend erwähnten stabili­ sierenden Oxids bzw. Oxide oder ihrer Vorläuferverbindun­ gen in ein Aluminiumhydroxid, wobei man durch Vermischen oder Imprägnieren arbeitet, anschließendes Aktivieren durch Entwässern des die stabilisierende Verbindung bzw. die stabilisierenden Verbindungen enthaltenden Hydroxids, Agglomerieren des aktiven Hydroxids und anschließendes Behandeln der erhaltenen Agglomerate im Autoklaven;
  • - Einarbeiten des oder der vorstehend erwähnten stabili­ sierenden Oxids bzw. Oxide oder des bzw. der Vorläufer für diese Oxide in ein Pulver von aktivem Aluminiumoxid, das durch Entwässern von Aluminiumhydroxid erhalten wurde und anschließende Agglomeratbildung des die stabi­ lisierende Verbindung bzw. die stabilisierenden Verbin­ dungen enthaltenden Pulvers und schließlich Behandlung der erhaltenen Agglomerate im Autoklaven;
  • - Imprägnieren der Agglomerate von aktiviertem Aluminium­ oxidpulver mit dem Vorläufer oder den Vorläufern für die vorstehend genannten stabilisierenden Oxide und anschlies­ sende Autoklavenbehandlung der Agglomerate;
  • - Behandlung der aktivierten Aluminiumoxidderivate im Auto­ klaven und anschließend gegebenenfalls erneute Aktivie­ rung dieser Agglomerate und schließlich Imprägnieren der erhaltenen Agglomerate mit der oder den Vorläufern der vorstehend genannten stabilisierenden Oxide;
  • - Behandeln der aktiven Aluminiumoxidderivate in einem flüssigen Medium, das eine Mineralsäure bzw. anorganische Säure oder organische Säure enthält, die geeignet ist, einen Teil des Aluminiumoxids der Agglomerate zu lösen und einer oder mehreren Vorläuferverbindungen für die vorstehenden Oxide, deren Anion mit den Aluminiumionen, die in Lösung gebracht wurden, kombinieren kann, und an­ schließende Behandlung der erhaltenen Agglomerate im Autoklaven bei 80 bis 250°C;
  • - Ausfällen eines Cohydrogels von Aluminiumoxid und einem oder mehreren der vorstehend genannten Oxide aus Lösun­ gen von Aluminiumsalzen, die eine oder mehrere Vorläufer­ verbindungen der genannten Oxide enthalten und anschlies­ sendes Aktivieren des Cohydrogels in einem Strom heißer Gase und schließlich Agglomeration der Teilchen des aktiven Cohydrogels.
Das aktivierte Aluminiumoxid, das man gleichzeitig mit dem oder den vorstehend genannten stabilisierenden Oxid bzw. Oxiden oder ihren Vorläuferverbindungen verwendet, um das der Calcinierung zu unterwerfende Produkt zu bilden, kann auf bekannte Weise erhalten werden und insbesondere durch rasche Entwässerung von Aluminiumhydroxiden wie Hydrar­ gillit, Bayerit, Nordstrandit oder Oxyhydroxiden von Alu­ minium wie Boehmit und Diaspor, wobei diese Entwässerung in einem Strom heißer Gase durchgeführt werden kann.
Für genauere Informationen bezüglich der Herstellung von Agglomeraten aus aktivem Aluminiumoxid, das thermisch mit mindestens einem der vorstehend genannten stabilisierenden Oxide stabilisiert wurde, sei auf die FR-Patentanmeldung 80 27299 (Veröffentlichung 2 496 631) und auf die US-PS 4 061 594 hingewiesen.
Der Oxidationskatalysator kann erhalten werden durch Im­ prägnieren der Agglomerate aus aktivem thermisch stabili­ siertem Aluminiumoxid mit der oder den gewünschten Metall­ verbindungen und anschließendes Trocknen des imprägnier­ ten Trägers und schließlich Calcinieren des getrockneten Produkts bei erhöhter Temperatur insbesondere bei 300 bis 1000°C. Man kann auch die Metallverbindung bzw. die Metall­ verbindungen, die mit dem Träger des oxidationskatalysa­ tors assoziiert werden soll, bei der Herstellung der ther­ misch stabilisierten aktiven Aluminiumoxidderivate nach einer beliebigen der vorstehend kurz beschriebenen Metho­ den einarbeiten.
Das saure Gas, das heißt das H2S enthaltende Gas, das er­ findungsgemäß zur Herstellung von Schwefel behandelt wird, kann verschiedenen Ursprungs sein. Insbesondere kann ein derartiges Gas ein Naturgas oder auch ein Gas sein, das von der Vergasung von Kohle oder Schwerölen stammt. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich besonders auf die Behandlung von sauren Gasen anwenden, die mindestens 25% und vorzugsweise 0,5 bis 20% H2S bezogen auf das Volumen enthalten. Die sauren Gase, die einen höheren H2S-Gehalt aufweisen, können ebenfalls nach diesem Verfahren behan­ delt werden, wobei man in diesem Falle vorzugsweise ein übliches Verfahren zur Herstellung von Schwefel anwendet, das eine thermische Reaktion einbezieht. Das saure Gas kann auch organische Verbindungen von Schwefel wie Mercap­ tane, COS, CS2 in einer Gesamtkonzentration enthalten, die bis zu etwa 1 Vol-% geht.
Das freien Sauerstoff enthaltende Gas, das zur Oxidation von H2S des sauren Gases verwendet wird, ist im allgemei­ nen Luft, obwohl es auch möglich ist, reinen Sauerstoff, mit Sauerstoff angereicherte Luft oder auch Gemische in verschiedenen Anteilen aus einem Inertgas wie Stickstoff und Sauerstoff zu verwenden. Das saure Gas und das freien Sauerstoff enthaltende Gas können getrennt zum Kontakt mit dem Oxidationskatalysator geführt werden. Jedoch ist es zur Erzielung eines sehr homogenen gasförmigen Reak­ tionsmilieus bevorzugt, zuerst das Gas mit dem freien Sauerstoff enthaltenden Gas zu mischen und das so erhal­ tene Gemisch zum Kontakt mit dem Oxidationskatalysator zu führen. Das freien Sauerstoff enthaltende Gas wird in einer gesteuerten Menge verwendet, derart, daß es eine Sauerstoffmenge aufweist, die der entspricht, die benötigt wird, um H2S und SO2 partiell derart zu oxidieren, daß ein Abstrom gebildet wird, der H2S und SO2 in einem Mol­ verhältnis von H2S : SO2 von 2 : 1 sowie eine gewisse Schwefelmenge und einen praktisch vernachlässigbaren Sauer­ stoffrestgehalt enthält.
Die Steuerung der freien Sauerstoff enthaltenden Gasmenge erfolgt in an sich bekannter Weise durch Bestimmung des Wertes des Molverhältnisses H2S : SO2 oder des Sauerstoff­ gehalts in dem Oxidationsabstrom und kann mit dem Durch­ satz des freien Sauerstoff enthaltenden Gases variieren, das zur Oxidation verwendet wird, als Reaktion auf eine Steuergröße, die ausgearbeitet wurde aufgrund von Ergebnissen dieser Bestimmungen, derart, daß das Molverhält­ nis H2S : SO2 bei einem Wert von 2 : 1 gehalten wird oder der Gehalt an Sauerstoff unter einem bestimmten Wert gehal­ ten wird.
Die Kontaktzeit des gasförmigen Reaktionsmediums mit dem Oxdiationskatalysator kann von 0,5 bis 10 Sekunden betra­ gen, wobei sich diese Werte auf Standardbedingungen für Druck und Temperatur beziehen.
Wie vorstehend aufgezeigt, wird die partielle Oxidation von H2S aus dem sauren Gas durch den Sauerstoff des freien Sauerstoff enthaltenden Gases bei erhöhter Temperatur durchgeführt, das heißt, erfindungsgemäß bei einer Tempe­ ratur von 200 bis 1000°C und vorzugsweise 200 bis 900°C. Um eine geeignete Oxidationstemperatur innerhalb dieses Bereichs zu erzielen, führt man eine Vorerwärmung des gasförmigen Gemisches aus saurem Gas und freien Sauerstoff enthaltendem Gas oder jedes der Gase, wenn sie getrennt zum Kontakt mit dem Oxidationskatalysator geführt werden, auf eine Temperatur von 180 bis 250°C und noch höher innerhalb dieses Bereichs durch, wenn der H2S-Gehalt des sauren Gases geringer ist.
Der Oxidationsabstrom des sauren Gases enthält Schwefel­ dampf sowie H2S und SO2 in einem Molverhältnis von H2S : SO2 von 2 : 1. Dieser Abstrom wird abgekühlt und der ab­ gekühlte und gegebenenfalls von dem enthaltenen Schwefel befreite Abstrom wird in Kontakt mit einem Claus-Kataly­ sator geführt, um die Reaktion von H2S und SO2 unter Bil­ dung einer neuen Schwefelmenge durchzuführen.
Wenn der H2S-Gehalt des Oxidationsabstroms unter 2 Vol-% liegt, so erfolgt der Kontakt des Abstroms mit dem Claus- Katalysator bei einer Temperatur unter dem Taupunkt des in dem Abstrom enthaltenen Schwefels, wobei diese Temperatur vorteilhaft bei 80 bis 160°C liegt und der durch die Reaktion von H2S und SO2 gebildete Schwefel schlägt sich auf dem Katalysator nieder. Der mit Schwefel beladene Claus-Katalysator wird periodisch regeneriert durch Spü­ len des Katalysators mit einem Gas, das keinen freien Sauerstoff enthält bei einer Temperatur von 200 bis 400°C. Bei einer derartigen Ausführungsform führt man die Claus- Reaktion in mehreren katalytischen Konvertern durch, die derart betrieben werden, daß mindestens einer der Konver­ ter in Regenerationsphase vorliegt, während sich die ande­ ren in Claus-Reaktionsphase befinden, und man läßt den Abstrom aus der Oxidiationszone zu allererst in den Kon­ verter oder die Konverter in Regenerationsphase strömen, wobei dieses Abgas die Rolle des Regenerationsgase über­ nimmt und anschließend läßt man es nach der Kondensation des Schwefels in den Konverter oder die Konverter der Claus-Reaktionsphase strömen.
Wenn der H2S-Gehalt des Oxidationsabstroms gleich oder größer 2 Vol-% beträgt, so wird der Kontakt dieses Abstroms, der gegebenenfalls von seinem Schwefelgehalt befreit ist, mit dem Claus-Katalysator bei Temperaturen über dem Tau­ punkt des in dem Abstrom enthaltenen Schwefels durchgeführt, wobei diese Temperaturen im allgemeinen bei 200 bis 450°C liegen, und es wird in einem einzigen katalytischen Konver­ ter oder in mehreren derartigen Konvertern, die in Reihe bzw. in Serie aufgebaut sind, wie im Falle einer üblichen Schwefeleinheit, gearbeitet. Falls es notwendig ist, die Gewinnung des in der Form von H2S und SO2 in dem Abstrom enthaltenen Schwefels zu verbessern, kann der Kontakt des Abstroms mit dem Claus-Katalysator über dem Taupunkt des in dem Abstrom enthaltenen Schwefels von einem Kontakt bei einer Temperatur unterhalb des Taupunkts des Schwefels wie vorstehend angegeben gefolgt werden.
Der Claus-Katalysator mit dem der Oxidationsabstrom in einem oder mehreren katalytischen Konvertern in Kontakt gebracht wird, wie vorstehend angezeigt, kann einer der. Katalysatoren sein, die üblicherweise zur Förderung der Schwefelbildungsreaktion aus H2S und SO2 verwendet wer­ den. Insbesondere geeignet sind Aluminiumoxide, Bauxit, Oxide von Titan oder Zirkonium, Siliziumoxide bzw. Silizium­ dioxide, natürliche oder synthetische Zeolithe und Gemische derartiger Produkte.
Der Oxidationsabstrom kann - falls notwendig - in Kontakt mit einem Desoxygenierungskatalysator gebracht werden, wie er in der FR-PS 75 31.769 (Veröffentlichungsnummer 2 327 960) beschrieben wird, bevor er auf den Claus-Katalysator trifft. Ein derartiger Desoxygenierungskatalysator kann die Claus- Reaktion zur Bildung von Schwefel aus H2S und SO2 fördern und sichert außerdem eine vollständige Eliminierung des gegebenenfalls in dem Oxidationsabstrom vorhandenen Rest­ sauerstoffs.
Wenn die Claus-Reaktion bei einer Temperatur unter dem Taupunkt des in dem Oxidationsabstrom enthaltenen Schwefels durchgeführt wird, so ist der Desoxygenierungskatalysator in einem Desoxygenierungsreaktor enthalten, der stromauf­ wärts bzw. nach den mehreren katalytischen Konvertern liegt, die einerseits zur Regeneration und andererseits zur Claus- Reaktion arbeiten.
Wenn die Claus-Reaktion bei einer Temperatur über dem Tau­ punkt des in dem Oxidationsabstrom enthaltenen Schwefels durchgeführt wird, so kann der Desoxygenierungskatalysa­ tor nur eine Angriffsschicht oder auch die Gesamtheit des Katalysators des einzigen katalytischen Konverters oder des ersten Konverters einer Vielzahl von katalytischen Konvertern die in Reihe aufgebaut sind bilden.
Wie in einer üblichen Schwefeleinheit werden die von dem Kontakt des Oxidationsabstroms mit dem Claus-Katalysator stammenden Gase einer thermischen oder katalytischen Ver­ aschung bzw. Verbrennung unterzogen, um sämtliche Schwe­ felkomponenten, die sie noch in sehr geringen Mengen ent­ halten können, in SO2 umzuwandeln und die von der Ver­ aschung resultierenden Abgase bzw. Rauchgase werden in die Atmosphäre abgelassen.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfin­ dung, ohne sie zu beschränken:
Beispiel 1
Es wurde in einer Pilotanlage gearbeitet, die folgende Elemente umfaßte:
  • - einen Oxidationskatalysator mit Festbett, mit einem Gehalt von 600 kg eines erfindungsgemäßen Oxidations­ katalysators, wobei der Reaktor mit einer Zufuhrleitung für das saure Gas und Luft und einer Abfuhrleitung für den Oxidationsabstrom ausgerüstet war;
  • - ein indirekter Gas/Gas-Wärmeaustauscher, von dem ein Austauschkreislauf in Serie mit der Zufuhrleitung für das Gemisch aus saurem Gas und Luft geschaltet war und dessen anderer Austauschkreislauf in Serie mit der Abfuhrleitung des Oxidationsabstroms geschaltet war;
  • - ein primärer katalytischer Konverter mit Festbett, mit einem Gehalt von 1200 kg eines Claus-Katalysators in der Form von Extrudaten von 3 mm Durchmesser aus Titanoxid mit 10 Gew.-% Calciumsulfat, dessen Einlaß in Verbindung stand mit der Abfuhrleitung für den Oxidationsabstrom über einen für den Wärmeaustausch geeigneten Austausch­ kreislauf;
  • - eine katalytische Umwandlungsbatterie, die zwei sekun­ däre katalytische Konverter und einen Kondensator für abgekühlten Schwefel, mit Wasserdampf umfaßt, worin einer­ seits jeder der sekundären Konverter 1800 kg Claus- Katalysator bestehend aus aktiviertem Aluminiumoxid in der Form von Kugeln von 4 bis 6 mm Durchmesser enthielt und andererseits die sekundären Konverter und der Schwe­ felkondensator derart angeordnet waren, daß der Ausgang des ersten Konverters alternativ in Verbindung gebracht werden konnte mit dem Einlaß des einen oder des anderen der sekundären Konverter und wobei letztere in Reihe über den Schwefelkondensator verbunden waren; und
  • - eine katalytische Veraschungsvorrichtung, deren Einlaß mit dem Ausgang der katalytischen Umwandlerbatterie ver­ bunden war und deren Ausgang mit einem in die Atmosphäre offenen Kamin verbunden war, wobei diese Veraschungs­ einrichtung einen Katalysator verwendete, der aus mit Eisensulfat und Palladiumoxid imprägniertem Silizium­ dioxid bestand.
Als Oxidationskatalysator wurde ein Katalysator verwendet, der aus Kugeln von 4 bis 6 mm Durchmesser aus aktivem Alu­ miniumoxid bestand, das thermisch stabilisiert war mit 2 Gew.-% eines Gemischs von Oxiden von Lanthan und Neodym in einem Atomverhältnis von Lanthan : Neodym von 1 : 1 und eine spezifische Oberfläche von 90 m2/g aufwies und imprägniert war mit Eisensulfat, wobei der Katalysator 5 Gew.-% Eisen bezogen auf das Gewicht des calcinierten Oxidationskatalysators enthielt.
Zur Erzeugung des Oxidationskatalysators wurden zunächst aktive Aluminiumoxidkugeln hergestellt nach einer Arbeits­ weise analog der in dem Beispiel 1 der FR-PS 80 27299 beschriebenen. Die aktiven Aluminiumoxidkugeln wurden an­ schließend in der Trockene mit einer wäßrigen Lösung von Nitraten von Lanthan und Neodym imprägniert, die in äqui­ molekularen Mengen verwendet wurden, wobei diese Lösung eine Gesamt-Molkonzentration an Nitraten von 0,12 Mol pro Liter aufwies und in einer Menge von 1 Liter pro Kilogramm Aluminiumoxidkugeln verwendet wurde. Die mit den Nitraten von Lanthan und Neodym imprägnierten Kugeln wurden an­ schließend bei etwa 110°C getrocknet und dann bei 700°C während 1 Stunde calciniert, um thermisch stabilisierte Kugeln zu ergeben. Anschließend wurden diese Kugeln mit einer wäßrigen Eisensulfatlösung die 1 Mol Sulfat pro Liter enthielt in einer Menge von 1 Liter Lösung pro Kilogramm der stabilisierten Kugeln imprägniert. Die mit Eisensulfat imprägnierten stabilisierten Kugeln wurden bei 105°C getrocknet und anschließend bei 450°C calciniert unter Bildung des vorstehend beschriebenen Katalysators für die katalytische Oxidation mit einem Gehalt von 5 Gew.-% Eisen.
Das zu behandelnde saure Gas stammte von der Vergasung von Kohle und wies folgende Zusammensetzung bezogen auf das Volumen auf:
H2S 12%
CO2 81%
H2O 7%
Zu diesem sauren Gas, das mit einer Durchsatzgeschwindig­ keit von 1000 m3/h (Standardbedingungen) ankam, fügte man 285,6 m3/h Luft und das erhaltene gasförmige Gemisch wur­ de durch Leiten durch einen Wärmeaustauscher auf eine Tem­ peratur von 200°C vorerwärmt und anschließend in den Oxidationsreaktor eingespritzt. Die Kontaktzeit zwischen dem gasförmigen Gemisch und dem Oxidationskatalysator betrug 2 Sekunden (Standardbedingungen) und die Tempera­ tur in dem Katalysatorbett stieg bis auf 480°C an.
Der Abstrom aus dem Oxidationsreaktor enthielt H2S und SO2 in einem Molverhältnis von H2S : SO2 von 2 : 1, sowie 10 vpm freien Sauerstoff und eine Menge an Schwefeldampf, die einem Umwandlungsgrad von H2S zu Schwefel von 59% entsprach.
Dieser Abstrom dessen Temperatur 480°C betrug, wurde in einem Wärmeaustauscher auf 150°C abgekühlt, um den ent­ haltenen Schwefel zu kondensieren und einen Teil der Kalo­ rien bzw. Energie des Abstroms für die Vorerwärmung des Gemischs saures Gas und Luft zu verwenden. Der abgekühlte Abstrom wurde anschließend erneut auf 250°C erwärmt und in den ersten katalytischen Claus-Konverter geschickt. Die Kontaktzeit zwischen dem Katalysator auf der Basis von Titanoxid und dem Abstromgas in dem Konverter betrug etwa 3 Sekunden und die Temperatur in dem Katalysatorbett betrug 300°C.
Das H2S, SO2 und Schwefeldampf enthaltende Reaktionsgemisch, das aus dem ersten Claus-Konverter stammte, wurde über den Umwandler in "Regenerationsphase" der katalytischen Umwand­ lungsbatterie geleitet, um ein Spülen des in dem Konver­ ter enthaltenen mit Schwefel beladenen Katalysators zu bewirken, wobei diese Spülung bei einer Temperatur von etwa 300°C während einer Kontaktzeit von Gas/Katalysator von etwa 6 Sekunden erfolgt. Das mit Schwefel beladene Gas, das von dem Umwandler im Verlauf der Regeneration kam, wurde über den Schwefelkondensator, der mit Wasserdampf gekühlt wurde, geleitet, in dem das Gas auf eine Tempera­ tur von etwa 150°C abgekühlt und von dem Schwefelgehalt den es enthielt durch Kondensation befreit wurde. Das resultierende abgekühlte Gas, das H2S und SO2 sowie eine sehr geringe Menge an Schwefeldampf enthielt, wurde in den katalytischen Umwandler in Claus-Reaktionsphase der katalytischen Umwandlungsbatterie geleitet, der bei einer Temperatur von 150°C betrieben wurde, bei einer Kontakt­ zeit von Gas/Katalysator von etwa 6 Sekunden, um durch Reaktion von H2S und SO2 Schwefel zu bilden, wobei sich dieser Schwefel auf dem Katalysator abschied.
Die Restgase die aus dem Umwandler in Claus-Reaktionsphase entwichen, wurden zur katalytischen Veraschung geführt, und die von der Veraschung stammenden Abgase bzw. Rauch­ gase die SO2 in sehr geringer Konzentration als einzige Schwefelkomponente enthielten, wurden über den Kamin in die Atmosphäre freigesetzt.
Die aus der katalytischen Umwandlerbatterie stammenden Restgase enthielten nicht mehr als 1350 vpm Gesamtschwefel, das heißt H2S, SO2, Schwefeldampf und/oder bläschenförmig, was einer Gesamtumwandlungsausbeute von H2S zu Schwefel von 98,9% entspricht.
Nach einer Betriebsdauer von 800 Stunden unter den vor­ stehend genannten Bedingungen enthielt der Abstrom des katalytischen Oxidationsreaktors H2S und SO2 in einem Mol­ verhältnis von H2S : SO2 von 1,98 : 1 und eine Menge an Schwefeldampf, die einem Umwandlungsgrad von H2S von 56% entsprach, wobei die Gesamtausbeute der Umwandlung von H2S in Schwefel jetzt 98,6% betrug.
Beispiel 2
Es wurde in einer Vorrichtung gleich der im Beispiel 1 verwendeten gearbeitet und es wurde ein saures Gas folgen­ der Volumenzusammensetzung behandelt:
H2S 20%
CH4 0,14%
CO 0,33%
H2 0,19%
H2O 7%
CO2 72,34%
Der für die katalytische Oxidation verwendete Katalysator bestand aus Kugeln von 4 bis 5 mm Durchmesser aus aktivem Aluminiumoxid, das thermisch mit 3 Gew.-% Bariumoxid stabilisiert wurde und eine spezifische Oberfläche von 85 m2/g aufwies und imprägniert war mit Eisensulfat, wobei der Katalysator etwa 4,3 Gew.-% Eisen, bezogen auf das Gewicht des calcinierten Oxidationskatalysators, enthielt.
Zur Herstellung des Oxidationskatalysators wurde wie in Beispiel 1 beschrieben vorgegangen, wobei jedoch die Lösung der Nitrate von Lanthan und Neodym ersetzt wurde durch eine wäßrige Lösung von Bariumnitrat, die 0,196 Mol Barium­ nitrat pro Liter enthielt und außerdem 0,8 Liter der molaren Lösung von Eisensulfat pro Kilogramm der mit Bariumoxid stabilisierten Kugeln verwendet wurden.
1000 m3/h saures Gas wurden mit 495 m3/h Luft vermischt und das erhaltene Gemisch wurde vor seinem Einspritzen in den Oxidationsreaktor auf 200°C vorerwärmt. Die anderen Betriebsbedingungen entsprachen denen des Beispiels 1.
Der Abstrom des Oxidationsreaktors enthielt H2S und SO2 in einem Molverhältnis von H2S : SO2 von 2 : 1, sowie 7 vpm freien Sauerstoff und eine Menge an Schwefeldampf, die einem Umwandlungsgrad von H2S in Schwefel von 58% ent­ sprach, wobei dieser Abstrom dessen Temperatur 800°C betrug kein CO oder Wasserstoff mehr enthielt.
Außerdem enthielten die aus der katalytischen Umwandler­ batterie resultierenden Restgase nicht mehr als 1000 vpm Gesamtschwefel, was einer Gesamtausbeute der Umwandlung von H2S in Schwefel von 99,5% entspricht.
Nach einer Betriebsdauer von 650 Stunden unter den vor­ stehenden Bedingungen enthielt der Abstrom des katalyti­ schen Oxidationsreaktors H2S und SO2 in einem Molverhält­ nis von H2S : SO2 von 2,03 und eine Schwefeldampfmenge die einem Umwandlungsgrad von H2S von 54% entsprach, wobei die Gesamtausbeute an H2S zu Schwefel somit 99,1% betrug.
Beispiel 3
Man arbeitete mit einer Einrichtung gleich der im Beispiel 1 verwendeten unter Durchführung verschiedener Versuche (Versuche I bis VII). Dabei wurde ein saures Gas folgender Volumenzusammensetzung behandelt:
H2S 18%
CO2 75%
H2O 7%
Der bei jedem Versuch verwendete Oxidationskatalysator wurde hergestellt wie nachstehend beschrieben, ausgehend von einem aktivem Aluminiumoxidträger in der Form von Kugeln von 4 bis 5 mm Durchmesser, erhalten wie im Bei­ spiel 1 der FR-PS 80 27299 angegeben.
Versuch I
Man imprägnierte die Kugeln mit einer alkoholischen Lösung von Ethylsilikat, derart, daß ein Produkt mit einem Gehalt von 2,2% SiO2 erzielt wurde. Nach dem Trocknen und Calci­ nieren bei 500°C unter inerter Atmosphäre erfolgte eine zweite Imprägnierung mit einer Lösung von Kupfernitrat und Silbernitrat, derart, daß nach dem Trocknen und Calcinie­ ren bei 800°C der erhaltene katalytische Oxidationsreak­ tor 2% SiO2, 2% CuO und 3% Ag2O enthielt. Die spezifi­ sche Oberfläche dieses Katalysators betrug 137 m2/g.
Versuch II
Der Träger aus Kugeln von aktivem Aluminiumoxid wurde mit einer Lösung von Zirkoniumoxychlorid derart imprägniert, daß ein Produkt das 4,2 Gew.-% ZrO2 nach dem Trocknen und Calcinieren bei 800°C enthielt, erhalten wurde. Das er­ haltene Produkt wurde anschließend mit Chromsäure derart imprägniert, daß nach dem Trocknen und Calcinieren bei 800°C ein katalytischer Oxidationskatalysator erhalten wurde, der bezogen auf das Gewicht 4% ZrO2 und 5% Cr2O3 enthielt. Der Katalysator wies eine spezifische Oberfläche von 99 m2/g auf.
Versuch III
Der Träger aus Kugeln aus aktivem Aluminiumoxid wurde mit einer Lösung von Lanthannitrat derart imprägniert, daß nach dem Trocknen und Calcinieren bei 700°C ein Produkt erhalten wurde, das 2,2% La2O3 enthielt. Das erhaltene Produkt wurde anschließend mit Metawolframsäure derart imprägniert, daß nach dem Trocknen und Calcinieren an der Luft bei 800°C ein katalytischer Oxidationskatalysator erhalten wurde, der bezogen auf das Gewicht 2% La2O3 und 7% WO3 enthielt. Dieser Katalysator wies eine spezifische Oberfläche von 99 m2/g auf.
Versuch IV
Man arbeitete wie im Versuch III beschrieben, wobei die Metawolframsäure durch Kobaltnitrat ersetzt wurde, das in einer ausreichenden Menge verwendet wurde, um nach dem Trocknen und Calcinieren bei 800°C einen Katalysator für die katalytische Oxidation zu erhalten, der bezogen auf das Gewicht 2% La2O3 und 6% CoO enthielt. Die spezifi­ sche Oberfläche dieses Katalysators betrug 101 m2/g.
Versuch V
Man arbeitete wie im Versuch III angegeben, jedoch unter Ersatz der Metawolframsäure durch Nickelnitrat in einer ausreichenden Menge, um nach dem Trocknen und Calcinieren bei 800°C einen Katalysator für die katalytische Oxida­ tion zu ergeben, der bezogen auf das Gewicht 2% La2O3 und 8% NiO enthielt. Der Katalysator wies eine spezifi­ sche Oberfläche von 95 m2/g auf.
Versuch VI
Man arbeitete wie im Versuch III angegeben, jedoch unter Ersatz der Metawolframsäure durch Wismutnitrat, angesäuert mit HNO3, derart, daß nach dem Trocknen und Calcinieren bei 800°C ein Katalysator für die katalytische Oxidation erhalten wurde, der bezogen auf das Gewicht 2% La2O3 und 9% Bi2O3 enthielt. Die spezifische Oberfläche dieses Kata­ lysators betrug 96 m2/g.
Versuch VII
Man arbeitete wie im Versuch III angegeben, jedoch unter Ersatz der Metawolframsäure durch Cadmiumchlorid in aus­ reichender Menge, um nach dem Trocknen und Calcinieren bei 800°C einen Katalysator für die katalytische Oxidation zu ergeben, der bezogen auf das Gewicht 2% La2O3 und 7% CdO enthielt. Dieser Katalysator wies eine spezifische Oberfläche von 103 m2/g auf.
Um die vorstehenden Versuche durchzuführen, wurden 1000 m3/h saures Gas mit 446 m3/h Luft versetzt und das erhaltene Gemisch wurde vor seinem Einspritzen in den Oxidations­ reaktor auf 200°C erwärmt.
Die anderen Arbeitsbedingungen entsprachen den in Beispiel 1 verwendeten.
In der nachstehenden Tabelle sind für die verschiedenen verwendeten Oxidationskatalysatoren die Ausbeuten an Schwefel RS in dem katalytischen Oxidationsreaktor und das Molverhältnis H2S : SO2 am Ausgang des Reaktors nach 10 Stunden und 100 Stunden Betrieb angegeben.
Außerdem wies bei sämtlichen Versuchen I bis VII der Ab­ strom des Reaktors für die katalytische Oxidation eine Temperatur von 620 bis 630°C auf und der Gehalt an freiem Sauerstoff dieses Abstroms lag nicht über 30 vpm nach 100 Betriebsstunden. Bei diesen Versuchen lag die Gesamt­ ausbeute für die Umwandlung von H2S in Schwefel, die zu Beginn des Betriebs 98,6% betrug nach 100-stündigem Betrieb noch über 98,2%.
In den vorstehenden Beispielen sind die Durchsätze für saures Gas und Luft in m3/h unter Standardbedingungen für Druck und Temperatur angegeben.

Claims (14)

1. Katalytisches Verfahren zur Bildung von Schwefel aus einem H2S-haltigen Gas, bei dem zumindest ein Teil des H2S-haltigen Gases einer Temperatur zwischen 200 und 1.000°C in Gegenwart eines Oxidationskatalysators für H2S mit einer kontrollierten Menge freien Sauerstoff enthaltendes Gases kontaktiert wird, wobei ein gasförmiger Abstrom gebildet wird, der H2S und SO2 in einem H2S : SO2-Molverhältnis von etwa 2 : 1 sowie eine bestimmte Menge elementaren Schwefels enthält und der Oxidationskatalysator aus einem porösen Träger auf der Basis von aktiviertem Aluminium besteht und eine spezifische BET- Oberfläche von mindestens 5 m2/g aufweist, dem ferner eine oder mehrere Metallverbindungen ausgewählt aus der Gruppe A: Fe, Cu, Zn, Ag, Cd, Cr, Mo, W, Co, Ni und Bi und gegebenenfalls der Gruppe B: Pd, Pt, Ir und Rh, zugesetzt sind, und sodann der gasförmige Abstrom nach Abkühlung und möglicherweise Abtrennung des enthaltenen Schwefels mit einem Claus-Katalysator in Kontakt gebracht wird, so daß eine weitere Menge Schwefel gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Träger auf Basis von aktiviertem Aluminium des Oxidationskatalysators zur thermischen Stabilisation 0,5 bis 20 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Aluminiumoxids, mindestens eines Oxids ausgewählt aus Siliziumdioxid, Zirkoniumoxid, den Oxiden des Lanthans, Neodyms, Praseodyms und Thoriums und den Oxiden des Bariums, Calciums, Strontiums und Magnesiums, enthält, und daß das H2S-haltige Gas in seiner Gesamtheit mit dem Oxidationskatalysator in Kontakt gebracht wird und daß dabei der überwiegende Teil des Schwefels gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Agglomerate bildende aktive Aluminiumoxid ther­ misch mit 1 bis 10% seines Gewichts mindestens eines der genannten Oxide stabilisiert wurde.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die thermisch stabilisierten Agglomerate aus aktivem Aluminiumoxid eine spezifische Oberfläche von mindestens 40 m2/g und vorzugsweise von 60 bis 200 m2/g aufweisen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Agglomeraten aus thermisch stabilisiertem aktivem Aluminiumoxid gleichzeitig eine oder mehrere Verbindungen der Metalle der Gruppe A und eine oder mehrere Verbindungen der Metalle der Gruppe B zusetzt, wobei das Verhältnis der Atom-Gesamtanzahl des Metalls oder der Metalle der Gruppe A zu der Atom- Gesamtanzahl des Metalls oder der Metalle der Gruppe B bei 20 bis 1000 und vorzugsweise 50 bis 400 liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge der Metallverbin­ dung oder der Metallverbindungen die zusammen mit den Agglomeraten aus thermisch stabilisiertem aktivem Aluminiumoxid vorliegen, ausgedrückt als Gewicht des Metalls, 0,5 bis 15% und vorzugsweise 2 bis 12% des Gewichts des calcinierten Katalysators beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Metallverbindung, die zusammen mit den Agglomeraten aus thermisch stabili­ siertem aktivem Aluminiumoxid vorliegt, eine Verbin­ dung von Eisen und insbesondere Eisensulfat ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das saure Gas weniger als 25% und vorzugsweise 0,5 bis 20% H2S, bezogen auf das Volu­ men, und gegebenenfalls bis zu etwa 1 Vol-% einer oder mehrerer organischer Schwefelverbindungen, wie Mercap­ tane, COS und CS2 enthält.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidation des H2S aus dem sau­ ren Gas bei einer Temperatur von 200 bis 900°C durch­ geführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidationsabstrom einen H2S- Gehalt von weniger als 2 Vol-% aufweist, und daß der Kontakt des Abstroms mit dem Claus-Katalysator bei ei­ ner Temperatur unterhalb des Taupunkts des in dem Ab­ strom enthaltenen Schwefels durchgeführt wird, wobei die Temperatur insbesondere bei 80 bis 160°C liegt, wobei der Claus-Katalysator, der mit dem gebildeten Schwefel beladen wird, periodisch durch Spülen mit einem Gas, das keinen freien Sauerstoff enthält, bei einer Temperatur von 200 bis 400°C regeneriert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt mit dem Claus-Katalysator in mehreren katalytischen Konvertern erfolgt, die derart arbeiten, daß mindestens einer dieser Konverter sich in der Regenerationsphase befindet, während die anderen sich in der Claus-Reaktionsphase befinden, und daß man den Abstrom von der Oxidationszone zu allererst in den oder die Konverter in Regenerationsphase leitet, um die Spülung des mit Schwefel beladenen Katalysators den sie enthalten zu ermöglichen, und anschließend nach der Abtrennung des Schwefels in den oder die Konver­ ter, die sich in der Claus-Reaktionsphase befinden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidationsabstrom einen H2S- Gehalt von gleich oder über 2 Vol-% aufweist und daß der Kontakt dieses Abstroms mit dem Claus-Katalysator bei Temperaturen über dem Taupunkt des in dem Abstrom enthaltenen Schwefels, insbesondere bei 200 bis 450°C erfolgt, wobei in einem einzigen katalytischen Konver­ ter oder in mehreren derartigen Konvertern die in Reihe bzw. Serie angeordnet sind, gearbeitet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Kontakt des Oxidationsabstroms mit dem Claus-Katalysator bei Temperaturen über dem Taupunkt des in dem Oxidationsabstrom enthaltenen Schwefels ein Kontakt mit einem Claus-Katalysator bei ei­ ner Temperatur unter diesem Taupunkt des Schwefels folgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidationsabstrom in Kontakt mit einem Desoxygenierungskatalysator geleitet wird, bevor er auf den Claus-Katalysator trifft.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase, die von dem Kontakt des Oxidationsabstroms mit dem Claus-Katalysator stammen, einer thermischen oder katalytischen Veraschung unterzogen werden.
DE3403328A 1983-01-31 1984-01-31 Katalytisches Verfahren zur Herstellung von Schwefel aus einem Schwefelwasserstoff enthaltenden Gas Expired - Fee Related DE3403328C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8301446A FR2540092B1 (fr) 1983-01-31 1983-01-31 Procede catalytique de production de soufre a partir d'un gaz renfermant h2s

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3403328A1 DE3403328A1 (de) 1984-08-02
DE3403328C2 true DE3403328C2 (de) 1998-09-10

Family

ID=9285434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3403328A Expired - Fee Related DE3403328C2 (de) 1983-01-31 1984-01-31 Katalytisches Verfahren zur Herstellung von Schwefel aus einem Schwefelwasserstoff enthaltenden Gas

Country Status (6)

Country Link
US (2) US4605546A (de)
JP (1) JPS59182205A (de)
CA (1) CA1220614A (de)
DE (1) DE3403328C2 (de)
FR (1) FR2540092B1 (de)
NO (1) NO163401C (de)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2540092B1 (fr) * 1983-01-31 1986-02-21 Elf Aquitaine Procede catalytique de production de soufre a partir d'un gaz renfermant h2s
JPS61219704A (ja) * 1985-03-25 1986-09-30 Babcock Hitachi Kk 硫黄回収装置
US5185140A (en) * 1985-10-25 1993-02-09 Elf Aquitaine Production Process for removing sulphur compounds from a residual gas
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
JPH0832548B2 (ja) * 1985-10-25 1996-03-29 ソシエテ・ナシオナル・エルフ・アキテ−ヌ (プロデユクシオン) 残留ガスに含まれる硫黄化合物を除去する方法
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
NL8600960A (nl) * 1986-04-16 1987-11-16 Veg Gasinstituut Nv Werkwijze voor het winnen van zwavel uit zwavelhoudende gassen.
US4798716A (en) * 1986-04-29 1989-01-17 Amoco Corporation Sulfur recovery plant and process using oxygen
US5171551A (en) * 1986-04-30 1992-12-15 Rhone-Poulenc Chimie Zirconium dioxide gas desulfurization catalyst
US4828684A (en) * 1986-10-20 1989-05-09 Chemcat Corporation Hydrogen production and catalyst demetallization process
FR2608458B1 (fr) * 1986-12-23 1989-03-10 Rhone Poulenc Chimie Catalyseur a base d'oxyde de cerium et procede pour le traitement de gaz industriels contenant des composes du soufre
US4849203A (en) * 1987-12-07 1989-07-18 Amoco Corporation Sulfur recovery plant and process using oxygen
US5766567A (en) * 1990-02-13 1998-06-16 Elf Aquitaine Production Method for desulphurising a gaseous mixture containing H2 S and SO.sub.
US5143706A (en) * 1990-06-25 1992-09-01 Phillips Petroleum Company Sulfur absorbants
DE4128629A1 (de) * 1991-08-29 1993-03-04 Basf Ag Silberhaltiger traegerkatalysator und verfahren zur katalytischen zersetzung von distickstoffmonoxid
JPH0889803A (ja) * 1994-09-28 1996-04-09 Isuzu Motors Ltd 窒素酸化物接触還元用触媒
FR2727101B1 (fr) * 1994-11-17 1996-12-20 Elf Aquitaine Procede pour oxyder directement en soufre par voie catalytique l'h2s contenu en faible concentration dans un gaz et catalyseur pour la mise en oeuvre de ce procede
US5653953A (en) * 1995-08-29 1997-08-05 National Science Council Process for recovering elemental sulfur by selective oxidation of hydrogen sulfide
US5948382A (en) * 1995-09-05 1999-09-07 National Science Council Selective oxidation of hydrogen sulfide in the presence of mixed-oxide catalyst containing iron, molybdenum and antimony
FR2747053B1 (fr) * 1996-04-03 1998-10-02 Rhone Poulenc Chimie Utilisation pour l'oxydation directe des composes soufres en soufre et/ou sulfates a basse temperature d'un catalyseur a base de cuivre
FR2783818B1 (fr) 1998-09-24 2000-11-10 Elf Exploration Prod Procede pour oxyder directement en soufre, par voie catalytique et en phase vapeur, l'h2s contenu a faible teneur dans un gaz
US6946111B2 (en) 1999-07-30 2005-09-20 Conocophilips Company Short contact time catalytic partial oxidation process for recovering sulfur from an H2S containing gas stream
US6800269B2 (en) 1999-07-30 2004-10-05 Conocophillips Company Short contact time catalytic sulfur recovery system for removing H2S from a waste gas stream
US6403051B1 (en) * 1999-07-30 2002-06-11 Conoco Inc. Recovery of sulfur from H2S and concurrent production of H2 using short contact time CPOX
US7357908B2 (en) * 2000-12-18 2008-04-15 Conocophillips Company Apparatus and catalytic partial oxidation process for recovering sulfur from an H2S-containing gas stream
US7326397B2 (en) * 2000-12-18 2008-02-05 Conocophillips Company Catalytic partial oxidation process for recovering sulfur from an H2S-containing gas stream
EP1355719B1 (de) * 2000-12-18 2009-06-24 ConocoPhilips Company Katalytisches schwefelrückgewinnungssystem mit kurzer verweilzeit zur entfernung von h2s aus einem abgasstrom
ATE416023T1 (de) * 2000-12-18 2008-12-15 Conocophillips Co Schwefelrückgewinnungsverfahren
FR2840295B1 (fr) * 2002-06-03 2005-02-04 Inst Francais Du Petrole Prodede d'elimination du soufre d'une charge contenant de l'hydrogene sulfure et du benzene, toluene et/ou xylenes
FR2857276B1 (fr) * 2003-07-11 2006-08-11 Inst Francais Du Petrole Procede d'elimination de composes soufres par oxydation directe
US7108842B2 (en) * 2004-01-15 2006-09-19 Conocophillips Company Process for the catalytic partial oxidation of H2S using staged addition of oxygen
US7226572B1 (en) 2006-03-03 2007-06-05 Conocophillips Company Compact sulfur recovery plant and process
US7501111B2 (en) 2006-08-25 2009-03-10 Conoco Phillips Company Increased capacity sulfur recovery plant and process for recovering elemental sulfur
US20100240135A1 (en) * 2009-03-19 2010-09-23 Seeger David M System and method for sour gas well testing
WO2013002791A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-03 Tda Research, Inc Catalyst and method for oxidizing hydrogen sulfide
CN102950000B (zh) * 2011-08-31 2014-08-06 中国石油化工股份有限公司 硫化氢选择氧化制硫催化剂及其制备方法
US9513267B1 (en) 2013-03-21 2016-12-06 Mocon, Inc. Reactor for near absolute conversion of alternative moiety-containing species into a select moiety-containing species and analytical instrument employing the reactor
JP2021507804A (ja) * 2017-09-26 2021-02-25 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーJohnson Matthey Public Limited Company 排気ガス浄化触媒
CN108097257A (zh) * 2017-12-28 2018-06-01 江汉大学 一种低温多功能硫磺回收催化剂的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB867853A (en) * 1958-05-20 1961-05-10 Gas Council Improvements in or relating to the recovery of sulphur from hydrogen sulphide containing gases
DE1122500B (de) * 1957-10-23 1962-01-25 Dev De La Catalyse Ind Iasocat Verfahren zur Gewinnung von Elementarschwefel aus Schwefelwasserstoff unter Verwendung von Katalysatoren
US4012486A (en) * 1975-07-02 1977-03-15 Shell Development Company Process for reducing the total sulfur content of Claus off-gases
US4061594A (en) * 1974-01-10 1977-12-06 Rhone-Poulenc Industries Alumina-based bodies obtained by agglomeration which are resistant to elevated temperatures
US4197277A (en) * 1976-11-02 1980-04-08 Institut Francais Du Petrole Process for oxidizing sulfur and sulfur compounds
DE3015800A1 (de) * 1979-04-27 1980-11-06 Parsons Co Ralph M Verfahren zur herstellung von schwefel
EP0055164A1 (de) * 1980-12-23 1982-06-30 Rhone-Poulenc Specialites Chimiques Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxyd-Agglomeraten
DE3230553A1 (de) * 1981-08-19 1983-03-31 Société Nationale Elf Aquitaine (Production), 92400 Courbevoie Katalytisches verfahren zur herstellung von schwefel aus einem schwefelwasserstoff enthaltenden gas

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2057629A5 (en) * 1969-08-27 1971-05-21 Parsons Co Ralph M Recovery of elemental sulphur from claus process effluent - process effluent
CA918384A (en) * 1970-01-12 1973-01-09 The Ralph M. Parsons Company Sulfur production process
US3702884A (en) * 1970-05-22 1972-11-14 Amoco Prod Co Method for reducing sulfur compounds in sulfur plant effluent
FR2224203B1 (de) * 1973-04-09 1976-11-12 Rhone Progil
FR2242144B1 (de) * 1973-08-30 1977-08-19 Rhone Progil
FR2242145A1 (en) * 1973-08-30 1975-03-28 Rhone Progil Catalysts for claus-process treatment of waste gases - contg lead cpds. on an alumina support
US4092404A (en) * 1975-08-18 1978-05-30 Union Oil Company Of California Catalytic incineration of hydrogen sulfide from gas streams
FR2327960A1 (fr) * 1975-10-17 1977-05-13 Elf Aquitaine Perfectionnement a la production de soufre
US4192857A (en) * 1975-10-17 1980-03-11 Societe Nationale Elf Aquitaine (Production) Sulphur production
US4035474A (en) * 1976-03-01 1977-07-12 Standard Oil Company (Indiana) CBA for Claus tail gas cleanup
US4311683A (en) * 1976-06-28 1982-01-19 Union Oil Company Of California Process for removal of hydrogen sulfide from gas streams
FR2481254A1 (fr) * 1980-04-23 1981-10-30 Elf Aquitaine Procede pour l'incineration catalytique de gaz residuaires renfermant en faible concentration au moins un compose du soufre choisi parmi cos, cs2, et les mercaptans et eventuellement au moins un membre du groupe forme par h2s, so2, soufre vapeur et/ou vesiculaire
US4406873A (en) * 1980-10-20 1983-09-27 The Ralph M. Parsons Co. Process for sulfur production
US4426369A (en) * 1981-03-02 1984-01-17 Standard Oil Company (Indiana) Low temperature Claus process with water removal
US4550098A (en) * 1982-11-12 1985-10-29 The Boc Group, Inc. Methods for the removal of gaseous impurities from mixed gas streams
FR2540092B1 (fr) * 1983-01-31 1986-02-21 Elf Aquitaine Procede catalytique de production de soufre a partir d'un gaz renfermant h2s

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1122500B (de) * 1957-10-23 1962-01-25 Dev De La Catalyse Ind Iasocat Verfahren zur Gewinnung von Elementarschwefel aus Schwefelwasserstoff unter Verwendung von Katalysatoren
GB867853A (en) * 1958-05-20 1961-05-10 Gas Council Improvements in or relating to the recovery of sulphur from hydrogen sulphide containing gases
US4061594A (en) * 1974-01-10 1977-12-06 Rhone-Poulenc Industries Alumina-based bodies obtained by agglomeration which are resistant to elevated temperatures
US4012486A (en) * 1975-07-02 1977-03-15 Shell Development Company Process for reducing the total sulfur content of Claus off-gases
US4197277A (en) * 1976-11-02 1980-04-08 Institut Francais Du Petrole Process for oxidizing sulfur and sulfur compounds
DE3015800A1 (de) * 1979-04-27 1980-11-06 Parsons Co Ralph M Verfahren zur herstellung von schwefel
EP0055164A1 (de) * 1980-12-23 1982-06-30 Rhone-Poulenc Specialites Chimiques Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxyd-Agglomeraten
DE3230553A1 (de) * 1981-08-19 1983-03-31 Société Nationale Elf Aquitaine (Production), 92400 Courbevoie Katalytisches verfahren zur herstellung von schwefel aus einem schwefelwasserstoff enthaltenden gas

Also Published As

Publication number Publication date
FR2540092A1 (fr) 1984-08-03
US4814159A (en) 1989-03-21
NO163401B (no) 1990-02-12
CA1220614A (fr) 1987-04-21
NO840356L (no) 1984-08-01
NO163401C (no) 1990-05-23
FR2540092B1 (fr) 1986-02-21
JPS59182205A (ja) 1984-10-17
US4605546A (en) 1986-08-12
JPH0450247B2 (de) 1992-08-13
DE3403328A1 (de) 1984-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3403328C2 (de) Katalytisches Verfahren zur Herstellung von Schwefel aus einem Schwefelwasserstoff enthaltenden Gas
DE3230553C2 (de) Katalytisches Verfahren zur Herstellung von Schwefel aus einem Schwefelwasserstoff enthaltenden Gas
DE2640603C3 (de)
DE1285660B (de) Verfahren zur Herstellung von Gasgemischen, die H2 und CO und/oder CO2 und gegebenenfalls N2 enthalten, durch Reformieren von Kohlenwasserstoffen oder Mischungen derselben
DE2748643A1 (de) Verfahren zur oxidation von schwefel und schwefelverbindungen
DE19654391A1 (de) Katalysator zur selektiven Herstellung von Propylen aus Propan
DE3303039C2 (de) Verfahren zur Entfernung von Hydrogensulfid und/oder Carbonylsulfid aus Gasen
DE2425377A1 (de) Verfahren zur abtrennung und reduktion von schwefel
DE3045624C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Phthalsäureanhydrid durch katalytische Dampfphasenoxidation
EP2330075B1 (de) Verfahren zur herstellung von schwefelsäure
DE69913098T2 (de) Verfahren zur direkten, katalytischen oxidation des geringen h2s-gehaltes eines gases zu schwefel
DE3018279A1 (de) Verfahren zur reinigung eines schwefelwasserstoff enthaltenden gases
DE2441199A1 (de) Katalysatoren fuer die behandlung von schwefelverbindungen enthaltenden abgasen
DE2214939A1 (de) Verfahren zur verminderung des gesamtschwefelgehalts von claus-abgasen
DE102004022506B4 (de) Verfahren und Anlage zur Herstellung von Schwefelsäure aus schwefeldioxidreichen Gasen
DE3690570C2 (de) Verfahren zur Entfernung von Schwefelverbindungen aus einem Restgas
DE1178046B (de) Verfahren zur Oxydation von Schwefelwasserstoff zu elementarem Schwefel
DE3145642A1 (de) "verfahren zur gewinnung von schwefel aus einem h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)s, so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und/oder co enthaltenden gase mit verbesserung der energierueckgewinnung"
EP0010779B1 (de) Verfahren zur Erzeugung von Stadtgas aus Methanol
DE1442731A1 (de) Verfahren zur Umsetzung von Kohlenwasserstoffen mit Dampf unter Verwendung eines Katalysators
DE3690569C2 (de) Verfahren zum Entfernen von schwefelhaltigen Verbindungen aus einem Restgas
DE2754762A1 (de) Verfahren zur katalytischen verbrennung von schwefelwasserstoff enthaltenden abgasen und zur durchfuehrung des verfahrens geeigneter katalysator
DE3208931A1 (de) Katalysatorzusammensetzung mit schwefeloxid-getter zum katalytischen kracken von kohlenwasserstoffen
DE2042396C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Äthylenoxyd
DE3226722C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee