DE835592C - Verfahren zur Gewinnung von Schwefel - Google Patents

Description

Für die Gewinnung von Schwefel durch Oxydation von Schwefelwasserstoff mit Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltenden oder abspaltenden Gasen sind mehrere Verfahren bekannt, die sich verschiedener Katalysatoren bedienen. Beispielsweise leitet man den Schwefelwasserstoff zusammen mit der gemäß der Gleichung H₂S + \ O₂ = S + H₂O erforderlichen Menge Luft über Bauxit als Katalysator. Infolge der außerordentlich hohen Wärmetönung der Reaktion ist dabei nur ein sehr geringer Durchsatz an Schwefelwasserstoff möglich. Das Verhältnis von Katalysator zu Schwefelwasserstoff beträgt je nach der Größe der Katalysatoröfen nur etwa ι: 2 bis 1:4.

Eine wesentliche Verbesserung dieses Verfahrens wurde dadurch erreicht, daß man zunächst nur etwa ein Drittel des Schwefelwasserstoffs mit Luft zu Schwefeldioxyd verbrennt, die dabei frei werdende Wärme zur Erzeugung von Dampf benutzt, wobei sich die schwefeldioxydhaltigen Reaktionsgase abkühlen, und diesen dann die restlichen zwei Drittel ao des Schwefelwasserstoffs zumischt. Auf diese Weise läßt sich eine für die Umsetzung des Schwefelwasserstoffs mit dem Schwefeldioxyd gemäß der Gleichung 2 H₂S + SO₂ = 3S + 2 HjO günstige Temperatur im Katalysatorofen einstellen und ein Verhältnis von Katalysator zu Schwefelwasserstoff von 1:100 und

mehr erreichen. Noch günstiger gestalten sich, die Verhältnisse, wenn man nicht nur ein Drittel, sondern die gesamte Menge des Schwefelwasserstoffs in die mit einem Dampferzeugungskessel verbundene Verbrennungskammer zusammen mit einer solchen Menge Luft einführt, daß die den Kessel verlassenden Gase, abgesehen von Inertgas, Wasserdampf und Schwefel, Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxyd im Verhältnis 2: ι enthalten, und wenn man diese etwa 300° heißen Gase in den Katalysatorofen zur Umsetzung des Schwefelwasserstoffs mit Schwefeldioxyd -zu Schwefel einführt. Da das Gleichgewicht der Reaktion 2 H₂S + SO₂ «=± 3 S + 2 H₂O bei der hohen Temperatur merklich nach links verschoben ist, scheidet man den gebildeten Schwefel durch Abkühlung flüssig ab, erhitzt das vom Schwefel befreite Gas nochmals auf die Umsetzungstemperatur und unterwirft es in einem zweiten Katalysatorofen der sog. Endufnsetzung. Diese Endumsetzung ist jedoch nicht vollständig, ao Bei einer Umsetzungstemperatur von etwa 300⁰ wird kaum eine höhere als eine 85- bis 90°/_Oige Schwefelausbeute erreicht. Das den zweiten Katalysatorofen verlassende Gas enthält noch beachtliche Mengen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxyd, wobei der Schwefelwasserstoff anteil überwiegt. Dieses Endgas muß daher, bevor es in einen Kamin gegeben werden kann, noch einer Verbrennung zur Vernichtung des Schwefelwasserstoffs unterworfen werden.

Es wurde nun gefunden, daß man bei der Gewinnung von Schwefel durch Oxydation von Schwefelwasserstoff zu Schwefeldioxyd und katalytische Umsetzung des Schwefeldioxyds mit Schwefelwasserstoff zu Schwefel in zwei Stufen, unter Abscheidung des Schwefels aus den die erste Stufe verlassenden Gasen, eine praktisch vollständige Schwefelausbeute erzielen kann, wenn man den Katalysator von der ersten in die zweite Stufe einführt, in der zweiten Stufe solche niedrigen Temperaturen einhält, bei denen sich der in dieser Stufe gebildete Schwefel auf dem Katalysator niederschlägt, und wenn man den Katalysator zusammen mit dem auf ihm niedergeschlagenen Schwefel in die erste Stufe zurückführt. Während die erste Stufe bei den bisher üblichen Temperaturen, z. B. bei etwa 300°, durchgeführt wird, bei denen der Schwefel in Dampf form in den Gasen verbleibt, wendet man in der zweiten Stufe wesentlich niedrigere Temperaturen, z. B. solche von 100 bis 150⁰, an, bei denen der Schwefel sich in der Katalysatormasse absetzt.

Man wendet die Katalysatormasse vorzugsweise in einer so feinteiligen Form an, daß die Teilchen yon dem Strom der Reaktionsgase mitgeführt werden, daß also besondere Vorrichtungen zur Überführung des Katalysators von einer Stufe in die andere nicht erforderlich sind. Es empfiehlt sich, aus dem die erste Stufe verlassenden Gasstrom die Katalysatormasse vor der Abscheidung des Schwefels, der sich in dieser ersten Stufe gebildet hat, sich absetzen zu lassen.

Eine derartige Ausführungsform des' Verfahrens sei an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Die durch Oxydation des Schwefelwasserstoffs erhaltenen, Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxyd enthaltenden Gase werden mit einer Temperatur von etwa 300⁰ durch die Leitung A bei B in den von pulverförmiger Katalysatormasse erfüllten Katalysatorraum I eingeführt. Der von den Reaktionsgasen mitgeführte Katalysator setzt sich in dem Behälter C ab, und die Gase treten bei D in den Abscheider E ein, in den durch die Vorrichtung F Wasser eingedüst wird, so daß eine Abkühlung auf etwa 140 bis 150⁰ eintritt und die Hauptmenge des Schwefels flüssig abgeschieden wird. Der Schwefel wird bei G als Flüssigkeit kontinuierlich abgezogen. Die den Abscheider E durch die Leitung H verlassenden Gase nehmen den Katalysator aus dem Behälter C mit und treten nun bei / in den Katalysatorraum II ein. Der pulverförmige Katalysator befindet sich hier ebenso wie in dem Katalysatorraum I in dauernder Bewegung. Bei Temperaturen von etwa 100 bis 150⁰ findet in II eine praktisch vollständige Umsetzung des Schwefelwasserstoffs mit dem Schwefeldioxyd zu ' Schwefel statt, wobei sich dieser auf den Katalysatorteilchen niederschlägt. Die nunmehr von Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxyd befreiten Gase verlassen die Vorrichtung über den Abscheider K, in dem das mit Schwefel beladene Katalysatorpulver abgeschieden wird, um in den Strom der Frischgase in der Leitung A einzutreten und so den Kreislauf aufs neue zu beginnen.

Die Förderung der Katalysatormasse von der einen in die andere Stufe kann beispielsweise auch so erfolgen, daß man die Katalysatormasse, insbesondere dann, wenn sie in einer gröberen, weniger leicht beweglichen Form vorliegt, am Fuße der Katalysatorräume abzieht und den aus dem Raum I entnommenen Katalysator in den Raum II und den aus dem Raum II entnommenen Katalysator in den Raum I kontinuierlich oder diskontinuierlich einführt. Schließlich kann man auch, wenn der Katalysator in der zweiten Stufe durch den niedergeschlagenen Schwefel inaktiv geworden ist, die Katalysatorräume in der Weise umschalten, daß nunmehr der zweite Katalysatorraum auf die höhere Temperatur von etwa 300⁰ und der erste Katalysatorraum auf die niedrigere Temperatur von etwa 100 bis 150" erhitzt wird. Bei der höheren Temperatur verdampft der auf dem Katalysator in der ursprünglichen zweiten Stufe abgeschiedene Schwefel und wird zusammen mit »dem sich neu bildenden Schwefel zwischen den beiden Katalysatorräumen niedergeschlagen. Ein derartiges abwechselndes Erhitzen der öfen auf verschiedene Temperaturen empfiehlt sich indessen im Hinblick auf die große Wärmekapazität der stark ausgemauerten öfen weniger als die oben geschilderten Arbeitsweisen.

Das Verfahren ist nicht an die Einhaltung eines bestimmten Mengenverhältnisses zwischen Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxyd gebunden. Man kann beispielsweise die Oxydation des Schwefelwasserstoffs unter Anwendung von so viel Luft oder Sauerstoff durchführen, daß die Gase nach dem Verlassen der ersten katalytischen Umsetzung noch verhältnismäßig viel Schwefelwasserstoff und wenig Schwefeldioxyd enthalten. In solchen Fällen führt man nach der Verflüssigung des Schwefels in dem Abscheider E den

Gasen durch die Leitung L eine zusätzliche Luftmenge zu, so daß der überschüssige Schwefelwasserstoff in der zweiten katalytischen Stufe eine Oxydation zu*Schwefel erfährt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Verfahren zur Gewinnung von Schwefel durch Oxydation von Schwefelwasserstoff zu Schwefeldioxyd und katalytische Umsetzung des Schwefeldioxyds mit Schwefelwasserstoff zu Schwefel in zwei Stufen unter Abscheidung des Schwefels aus den die erste Stufe verlassenden Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß man den Katalysator von der ersten in die zweite Stufe einführt, daß man in der zweiten Stufe solche niedrigen Temperaturen einhält, bei denen sich der in dieser Stufe gebildete Schwefel auf dem Katalysator niederschlägt, und daß man den Katalysator zusammen mit dem auf ihm niedergeschlagenen Schwefel in ao die erste Stufe zurückführt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man eine feint eilige Katalysatormasse verwendet, die im Strom der Reaktionsgase von einer Stufe in die andere mitgeführt wird. as
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Katalysatormasse aus dem die erste Stufe verlassenden Gasstrom vor der Abscheidung des Schwefels sich absetzen läßt und in die zweite Stufe einführt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   Q3674 3.52