DE510488C

DE510488C - Verfahren zur UEberfuehrung von Schwefelwasserstoff in Schwefeloxyde und Gewinnung dieser in Form von Ammonsalzen

Info

Publication number: DE510488C
Application number: DEW69539D
Authority: DE
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1925-06-04
Filing date: 1925-06-04
Publication date: 1930-10-20

Description

Verfahren zur Überführung von Schwefelwasserstoff in Schwefeloxyde und Gewinnung dieser in Form von Ammonsalzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur überführung von Schwefelwasserstoff in Schwefeloxyde und Gewinnung dieser in Form von Ämmonsalzen durch L'berleiten des Ammoniak und Schwefelwasserstoff enthaltenden Gasgemisches, wie Kokereigas, Generatorgas o. dgl., dein nötigenfalls I-tift oder Sauerstoff beigemischt wird, bei ausreichend hoher Temperatur über einen Katalysator.
Das -Neue der Erfindung bestellt darin, daß der Katalysator aus mindestens zwei 'Metallen besteht, von denen das eine, z. B. Eisen. `'icl:el, Kupfer o. dgl, den Schwefel bildet, @@-ährend das andere, z. B. Wolfram, Vanadin. Uhroin o. dgl., den für die Oivdation des Schwefels erforderlichen Sauerstoff aufllingnit und ihn dann an den im entstandenen Schwefelmetall enthaltenen Schwefel unter Bildung eines Schwefeloxyds abgibt, das sich dann mit dem Ammoniak zu Aminonitirnsalzcn tinisetzt. Auch die Oxyde oder Salze solcher Metalle sind verwendbar. Die Metalle können auch in Form eines Metallüberzuges verwendet werden. Durch dieses Verfahren gelingt es, Aminoniumsalze aus Gasgemischen zu gewinnen, auch wenn der Schwefelwasserstoff nur einen geringen Bestandteil des Gemisches bildet. Das Verfahren hat aus diesem Grunde besonderen technischen Wert, cla es zur Reinigung von Destillatic@nsgascn oder Generatorgasen dienen kann, die bekanntlich alle einen Gehalt all Schwefelwasserstoff aufweisen. Ausschlaggebend für die Brauchbarkeit des Verfahrens gemäß der Erfindung zum Reinigen solcher Gase ist, daß die Umwandlung des Schwefelwasserstoffs bei verhältilismäßig niedrigen Temperaturen vor sich geht, die im allgemeinen in der Nähe von 300° liegen und infolgedessen nicht ausreichen. um die iibrigen Bestandteile brennbarer Gase zu oxydieren. Auch ist die Oxydation des Schwefelwasserstoffes ohne Luftüberschuh möglich. Im allgemeinen genügt daher der in dem Gase ohnehin vorhandene Sauerstoff, ;indernfalls sind die zuzumischenden Luftinengeit nur gering. Durch diese Vorzüge unterscheidet sich das Verfahren getnäl,a der Erfindung von bekannten Verfahren, bei denen die Umwandlung des Schwefelwasserstoffs nur unter großeng Luftiiberschuß und erst bei einer Temperatur von 6oo bis Soo° gelingt. Durch den großen I-uftüberschuß \vird der Wert des Gases herabgesetzt, und bei der hohen Temperatur wird auch ein großer Teil der sonstigen brennbaren Gtubestandteilc oxydiert.
Die als Katal\,sator dienenden `Metalle, die zweckmäßig zu einer Legierung vereinigt werden, können in Draht- oder Netzform gebracht werden, uni den Gasen eine große Oberfläche darzubieten. Ist die Temperatur der Gase nicht ausreichend, so «-erden sie vorgewärmt oder die zu ihrer Erhitzung erforderliche Wärme wird dem Katalysator zuge-7 ullrt. Zu diesem Zwecke kann inall den Katalysator als elektrischen Widerstandskörper ausbilden und elektrischen Strom hindurchleiten, durch den er erhitzt wird. Hierzu eignet sich insonderheit die als Widerstandsdraht bereits bekannte Legierung -von Nickel. Eisen und Chrom. Aber auch @isen-it.'o@fram-Legierungen oder Eisen-Vanadin- oder Nickel-Wolfram-Legierungen haben sich l3i#-währt. Für ähnliche Reaktionen verwendete man früher Platin, z. B. in der Schwefelsäureindustrie zur Oxvdation von SO., zu S(?... Zur Oxydation von H= S in Gasgemischen mit brennbaren Bestandteilen ist Platin jedoch nicht geeignet, da es zuerst Wasserstoff und Methan angreift, dagegen selbst bei Temperaturen von iooo° den Schwefelwasserstoff noch nicht umwandelt. Dagegen tritt (fiese Reaktion sofort ein, sobald Platin finit c hiern Überzug aus einer der oben angegebenen Legierungen versehen wird.
Verwendet man z. B. eine Wolfram-Nickel-Legierung oder Wolfram-Eisen-Legierung, so beträgt die für die restlose Oxydation des Schwefelwasserstoffes erforderliche Temperatur nur =So bis 320°, und (las über den Kontaktkörper geleitete Gas v erläßt diesen mit 21o bis 25o°. Eine Oxydation des Wasserstoffes und Methans kann also nicht eintreten, da deren Entzündungspunkte iiber 55o' liegen.
Die Beheizung des Kontaktkörpers durch elektrischen Strom oder eine andere Wärmequelle hat den Vorteil, daß er sich auf diese Weise gleichzeitig von teerigen Bestandteilen leicht reinigen läßt. Zu diesem Zweck braucht man nur vorübergehend Luft an ihm vorüberzuführen und ihn auf etwas höhere Temperatur zu erhitzen, so daß die teerigen Verunreinigungen verbrennen.
Das Verfahren hat für die Behandlung von Kohlendestillationsgasen noch weitergehende Vorteile. Diese Gase haben fast stets eine Beimischung von Ammoniak, und es ist wichtig für die Brauchbarkeit des Verfahrens, daß dieses Ammoniak keine Zersetzung erleidet. Dagegen verbindet es sich mit den aus dein Schwefelwasserstoff erzeugten Schwefeloxyden zu sauren oder neutralen schwefligsauren oder schwefelsauren Ammonitunsalzen. Diese scheiden sich bei Abkühlung nebelförmig aus, wenn die Gastemperatur dabei oberhalb des Taupunktes bleibt, lind können durch die bekannten elektrischen Reinigungsverfahren oder Auswaschen oder Atisfiltrieren leicht aus dem Gas entfernt werden. Die Reinigung das Gases gelingt dadurch auf einfache und billige Weise, gleichzeitig werden die in Landwirtschaf t und l n(fustrie wc rtvollenArmlioniumsalze als Nebenprodukte gewonnen. Zweckmäßig wird (las zu reinigende Destillations- oder Generatorgas zunächst entteert. Die ihm ztl diesem Zweck entzogene \\rärine kann vermittels eines Wärmeaust-.tischers den Gasen, die bereits vom Teer geieinigt sind,wieder zugeführt werden.
1)as Verfahren kann auch unter erhöhtem Druck vorgenommen werden. Es geht dann noch geringerer Temperatur vor sich, wodurch die Oxy dation besonders leicht brenlibarer Beimischungen noch sicherer vermieden wird. Unter Umständen kann es aber auch erwünscht sein, im Vakuum zu arbeiten.
Es ist bekannt, zur Entschwefelung von Gasen, die Schwefelwasserstoff und Ammoniak enthalten, ersteren mittels Raseneisenerz als Katalysator in Schwefeldioxyd überzuführen und (las hierbei entstehende Schwefel-(lio\i-d mit dem Ammoniak als. Ammonsalz zu gewinnen. Die Anwendung voll Raseneisenerz als Katalysator hat gegenüber dem vorliegenden Verfahren den `achteil, daß die Schwefelwasserstoffumsetzung nicht quantitativ verläuft, außerdem liegt die zur Umsetzung benötigte Temperatur bei etwa 4o0°. Die holieTeniperatur von .10o° führt zu stören-(len ' ebenreaktionen, wie z. B. Verbrennen eines Teiles des im Gas vorhandenen Wasserstoffs, Zwobei das hierbei gebildete Wasser die trockene Abscheidung des aus der schwefligen Säure und (lein Ammoniak entstandenen Ammonsulfits verhindert: außerdem können Z er: etzungen der Kohlenwasserstoffe und des Ammoniaks eintreten. Ein weiterer ': achteil, der sich bei Verwendung von Raseneisenerzen als Katalysator ergibt, ist der, daß ein Teil des Schwefelwasserstofis -zu Schwefel und nicht zu schwefliger Saure umgesetzt wird. Beispiel Kokereigas finit 7 g Schwefelwasserstoff pro Kubikmeter wird mit etwa S bis io Volumprozent Luft versetzt. Das Gesgenisch wird alsdann zunächst unter Ausnutzung der Wärme der vorn Kontaktofen kommenden Gase auf etwa 28o bis 300° vorgewärmt. Mit dieser Temperatur wird (las Gas über eine Kontaktmasse geführt, die z. B. aus So °1" Nickel und 2o'/, Chrom bestellt. Zur Herstellung der Kontaktmasse wurden die .Metalle in Form ihrer Oxyde mit Chamotte gemischt, das Gemisch angeteigt, getrocknet und gebrannt. Eine praktisch vollständige 1 "ilisetzung des Schwefelwasserstoffs erfolgt zwischen 29o bis 35o°. Das vom Kontakt kommende und im Wärmeaustauscher gekühlte Gas wird durch weitere Kühlung auf eine etwas über deal Taupunkt liegende Temperatur von etwa 30" gebracht, wobei sich die Aminonsalze der Schwefeloxyde nebelformig im Gasstrom ausscheiden. Das Amiiionstilfit wird nun durch elektrische oder mechanische Filter aus dein Gasstrom entfernt, wobei die Temperatur des Gases stets etwas oberhalb des Taupunktes für Wasser gehalten wird. Das Salz scheidet sich als trockenes Pulver ab, das sich leicht von dem Wäscher der Filtereinrichtung ablöst. Der Rest des im Gas befindlichen Salzes wird durch Wasser o. dgl. ausgewaschen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Oberführung von Schwefelwasserstoff in Schwefeloxyde und Gewinnung dieser in Form von Amnionsalzen durch Überleiten des Amnioliiak und Schwefelwasserstoff enthaltenden Gasgemisches, wie Kokereigas, Generatorgas o. dgl., dem nötigenfalls Luft oder Sauerstoff beigemischt wird, hei ausreichend hoher Temperatur über einen Katalysator, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus mindestens zwei Metalleil bestellt, von denen das eine, z. B. Eisen, \ ickel, Kupfer o. dgl., den Schwefel bindet, während das andere, z. B. Wolfram, Vanadin, Chrom o. dgl., den für die Oxydation des Schwefels erforderlichen Sauerstoff aufnimmt und ihn dann all den im entstandenen Schwefelmetall enthaltenen Schwefel unter Bildung eines Schwefeloxyds abgibt, das sich dann mit dem Ammoniak zu Ammoniumsalzen umsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxyde der Metalle als Katalvsator verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch geleennzeichnet, daß Salze der Metalle (z. B. Karbonate, '.Nitrate, Oxalate usw.) als Katalysator verwendet werden. .
4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalle in Form eines Metallüberzuges verwendet werden.
5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator beheizt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise aus Chrom und Eisen oder Nickel bestehende Katalysator gleichzeitig als elektrischer Heizwiderstand benutzt wird. j. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Gas vorgewärmt wird, ehe es über den Katalysator geleitet wird. B. Verfahren nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Gas durch Entziehung von Wärme entteert wird und daß dem entteerten Gase die entzogene Wärme wieder zugeführt wird, ehe es mit dem Katalysator in Berührung gebracht wird. g. Verfahren nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Gasgemisch, nachdem es über den Katalysator geleitet ist, sich abscheidenden nebelförmigen Salze bei Temperaturen, die oberhalb des Taupunktes liegen, durch Anwendung an sich bekannter elektrischer Hochspannungselektroden oder mechanischer Filter aus dem Gas entfernt werden.