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Verfahren zur überführung _ von. Schwefelwasserstoff in Schwefeloxyde
und Gewinnung dieser in Form von Ammonsalzen In dem Hauptpatent 5i0 q.88 ist ein
Verfahren zur überführung von Schwefelwasserstoff in Schwefeloxyde und Gewinnung
dieser in Form von Amm.onsalzen durch Überleiten des Ammoniak und Schwefelwasserstoff-
enthaltenden Gasgemisches, wie. Kokereigas' Generatorgas o. dgl., dem nötigenfalls
Luft oder Sauerstoff beigemischt wird, bei ausreichend hoher Temperatur über einen
Katalysator beschrieben, das darin .besteht, daß der Kgtalysator aus mindestens
zwei Metallen besteht, von denen das .eine, z.. B._ Eisen, Nickel,. Kupfer o. dgl.,
den Schwefel bindet, während das andere, z. B. Wolfram, Vanadin, Chrom o. dgl.,
zunächst den für, die Oxydation des Schwefels erforderlichen Sauerstoff -auf-nimmt
und i.iin dann an den im entstandenen Schwefelmetall enthaltenen Schwefel unter
Bildung eines Schwefeloxyds abgibt, das sich dann mit dem Ammoniak zu Ammoniumsalzen
umsetzt.
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Es wurde nun gefunden, daß es von Vorteil ist, wenn man für die Oxydation
. des Schwefelwasserstoffs zu Schwefeldioxyd solche Kontaktmassen der in dem Hauptpatent
beschriebenen Art verwendet, die neben anderen schwefelbindenden Metallen, z. B.
Nickel, Eisen, Kobalt, einen Zusatz von Blei oder Kupfer enthalten, wobei evtl.
die sauerstoffübertragenden Metalle ganz fehlen können. Es .genügen unter Umständen
für den Zusatz bereits ganz geringe Mengen der genannten Metalle. So können z: B.
bei einem Zusatz von etwa i #!o schon sehr gute Resultate erzielt werden.' Zusätze
können beliebig vergrößert werden; doch -werden, oberhalb. des Verhältnisses von
i : i zu den anderen Metallen keine besonderen Vorteile mehr erzielt.
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Als schwefelbindende Metalle kommen auch hier Nickel, Kobalt, Eisen,
Mangan, Zink allein. oder in Mischung miteinander in Betracht; als sauerstoffübertragende
Metalle können wie in dem Hauptpatent Chrom, Vanadin, Molybdän, Cer, Uran, Wismut
usw. benutzt werden. Bei Benutzung aktivierter Katalysatoren ist sogar unter Umständen
die Gegenwart einer besonderen. sauerstoffübertragenden .Komponente, wie dies für
die Kontaktmasse des Hauptpatents notwendig ist, nicht erforderlich.
Der
Vorteil, der durch die Zusätze von Blei oder Kupfer erzielt wird, besteht darin,
daß der Temperaturbereich, innerhalb dessen die Reaktion quantitativ verläuft, sehr
stark auseinandergezogen wird. Die Temperatursteigerung, die durch die Wärmeentwicklung
bei der Oxydation des Schwefelwasserstoffs eintritt, ist daher in diesem Falle .
für die Reaktion nicht von nachhaltigem Einfluß. Auch ist es bei Verwendung von
aktiviertem Kontaktmassen im Gegensatz zu den nichtaktivierten nicht nötig, bei
höheren Temperaturen zu arbeiten, wenn die Kontaktmassen durch Verwendung von Trägersubstanzen
in geringer Konzentration vorliegen.
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Die aktivierten Kontaktmassen können mit gleichem Vorteil auch bei
Schwefelwasserstoff enthaltenden Gasgemischen, die frei von Ammoniak sind, zur Anwendung
gelangen. Beispiel i Leuchtgas mit einem Gehalt von 8 g Schwefelwasserstoff pro
Kubikmeter wird mit etwa i o % Luft versetzt und das Gasgemisch auf etwa 300° vorgewärmt.
Unter vergleichbaren Bedingungen werden in der Stunde Zoo 1 dieses vorgewärmten
Gasgemisches einmal über eine Kontaktmasse geleitet, die aus Nickeloxyd und Ceroxyd,
das andere Mal über eine Kontaktmasse geführt, die außer Nickeloxyd und Ceroxyd
noch Bleioxyd enthält. Die Kontaktmassen waren in der Weise hergestellt, daß die
betreffenden Metallnitrate auf Bimsstein aufgetragen und dann durch Glühen zu Oxyden
zersetzt wurden. Der erste Katalysator enthielt jeweils, berechnet auf die reinen
Metalle, 97 % Nickel und 3 % Cer, der zweite 92 % Nickel, 3 % Cer und 5 % Blei.
Der Temperaturbereich, in welchem die Schw efelwasserstoffoxydation quantitativ
verläuft, liegt bei dem Kontakt ohne Bleizusatz zwischen 330 und 36o° und
bei dem bleihaltigen Kontakt zwischen 33o bis 1.i0°. Bei Durchgang der doppelten
Gasmenge liegen die Zahlen zwischen 39o bis 470' bzw. 340 bis 530°. Beispiel
a Als Kontaktmassen wurden außer Nickel allein noch folgende Gemische verwendet:
I. go 01'0 Nickel -j-- 1o % Blei 11. 80 0l0 - -20 01'0 -111. 500i0 _ +.500.r0 -IV.
25 0,''" - +75 011o - -
Die Metalle lagen auch hier in Form ihrer Oxyde
vor. Es wurde das gleiche Gasgemisch wie in Beispiel i verwendet.
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Die Reaktionsbereiche für die quantitative Umsetzung des Schwefelwasserstoffs
zu Schwefeldioxyd waren folgende:
| Gasdurchgang Gasdurchgang |
| Zoo 1/Stunde |
| qoo I/Stunde |
| Nickel allein 34o bis 365° 36o bis 410' |
| 1. 310 - 420° 38o - 4900 |
| II. 330 - 4300 350 - 540° |
| III. 340 - 5100 37o bis über 540° |
| IV. 370 - 45o° 385 _ - 540o |
Beispiel 3 Leuchtgas derselben Zusammensetzung und in gleicher Weise vorbereitet,
wie in Beispiel i beschrieben, wird über Kontaktmassen folgender Zusammensetzung
geleitet: I. 97% Kobalt, 3 % Chrom, 1I. 92 % Kobalt, 3 % Chrom und 5 % Blei, 11I.
97 0/0 Kobalt, 3 % Vanadin, IV. 92 % Kobalt, 3 01o Vanadin und 5 % Kupfer.
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Die Kontaktmassen waren in der obenerwähnten Weise hergestellt. Es
wurden quantitative Umsetzungen wie folgt erzielt:
| Gasmenge Zoo 1/Stunde |
| Kontaktmasse Temperaturbereich |
| I . . . . . .. .. . . .. . .. .. 32o bis 35o° |
| II .................. 330 - 4400 |
| III .................. 335 - 370') |
| IV .................. 330 - 410' |
Bei Verwendung von schwefelwasserstoffhaltigem Wasserstoff, Wassergas, Luftgas,
Kohlenoxyd u. dgl. sind die Temperaturbereiche noch größer als bei Verwendung von
Leucht-, Kokerei- und Schwelgasen. Auch liegen die Anfangstemperaturen für die quantitative
Umsetzung im ersten Falle tiefer als bei den zulet,t genannten Gasgemischen.