JPS5930643B2 - 硫化水素を二酸化硫黄に変換する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は硫化水素を含有するガスを酸素とともに触媒に
接触させて二酸化硫黄に変換する方法に関する。

従来、硫化水素を二酸化硫黄に変換、するための方法と
しては燃料を加えて高温で燃焼酸化する方法、触媒を用
いて接触酸化する方法などが主に用いられてきた。

高温で燃焼酸化する方法は装置は簡単ではあるが燃料を
多量に消費するため経済的には好ましくない。

一方、接触酸化法は比較的低温で硫化水素を二酸化硫黄
に変換できる。

一般にこの反応用の触媒としては酸化鉄、ボーキサイト
、アルミナ、白金属系、ゼオライト系（例えば、特開昭
５〇−６８９５５）触媒などが知られている。

しかし、これら従来の触媒は活性が充分でなく、反応温
度が２００℃以下では硫化水素を完全に二酸化硫黄まで
酸化できず、硫黄もかなり生成する。

さらに、アルミナ系およびアル、ミナ担体付の触媒では
長時間使用すると生成ガス中の二酸化硫黄、および酸素
とアルミナとか反応し、硫酸アルミニウムを生成し、触
媒活性が低下するという欠点かある。

これは酸化鉄触媒でも同様の現象が起こり、硫酸塩に変
質して劣化していくことがわかった。

本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなくして、低
温で高い活性を示し、かつ二酸化硫黄により変質しない
耐久性の優れた触媒を用いて効率よく硫化水素を含有す
るガスを二酸化硫黄に変換する方法を提供するにある。

本発明は、硫化水素を亜硫酸ガスに転換する工程に一般
的に使用できるが、一例を挙げれば、クラウス硫黄回収
装置における硫化水素の酸化、クラウス硫黄回収装置か
らの排ガス中の硫化水素の酸化、クラウス硫黄回収装置
のテイルガス処理装置からの排ガス中に含まれる微量硫
化水素の酸化、あるいはパルプ工場排ガス、し尿処理排
ガス、含硫黄有機物の炉焼排ガスなどに含まれる硫化水
素（およびメルカプタン）を酸化して悪臭を除去するの
に適用できる。

本発明の特徴は硫化水素を二酸化硫黄に変換するための
触媒として、チタンとモリブデンの酸化物を活性成分と
する触媒を用い、硫化水素と酸素とを含有するガスを１
００〜６００℃の温度範囲で、硫化水素の１．５モル倍
以上の酸素の存在下で前記硫化水素を二酸化硫黄に変換
することにある。

従来の各種の触媒と比較して活性を試験したところ、本
発明に用いる触媒は低温活性が優れていることが見い出
された。

また本触媒は酸化チタンと酸化モリブデンという硫酸塩
化しにくい物質を触媒成分としているため、アルミナ担
体付触媒と比較して格段に耐久性か優れていることがわ
かった。

本発明において、上記触媒の存在下に硫化水素を接触酸
化するときには酸素の量に応じて次の（１）。

（２式の反応が主に起こる。

酸素の量に応じて（２）式の反応はきわめて選択的に起
きるので、二酸化硫黄を生成するためには酸素を硫化水
素の１．５モル倍以上存在させる。

本発明により硫化水素を二酸化硫黄に変換する場合、反
応温度は、触媒活性および耐熱性などの面から１００〜
６００°Ｃが好ましく、特に１２０〜５００°Ｃが好ま
しい。

またガスの空間速度経済的な触媒の使用量および硫化水
素の二酸化硫黄への変換率の面から２００〜５００００
ｈ−１が好ましく、特に２００〜２００００ ｈ−”
が好ましい。

本発明の値化水素を二酸化硫黄に変換する触媒は、チタ
ンとモリブデンの酸化物を活性成分とする。

これらの活性成分の割合は、触媒活性および触媒強度な
どの面から、チタンとモリブデンの原子比が９９二１〜
５０：５０の範囲が好ましく、特にチタン、モリブデン
酸９８二１〜７０：３０の範囲が特に好ましい。

本発明に用いる触媒を調製する場合のチタン原料として
は各種の酸化チタン、また加熱することにより酸化チタ
ンを生成するチタン酸、四塩化チタン、硫酸チタン、硫
酸チタニルなどを用いることかできる。

あるいは四塩化チタン、硫酸チタンなどの水溶液をアン
モニア水、力性アルカリ、炭酸アルカリ、尿素などで中
和して沈殿を生成せしめ、それを加熱分解して酸化物を
得るのも好ましい方法である。

またモリブデンの原料としては、酸化モリブデン、モリ
ブデン酸、あるいは各種のモリブデン酸塩が使用できる
。

本発明に用いる触媒の調製には、通常の製造に利用され
る沈殿法、混練法などいずれも使用することができ、特
に限定されない。

また最終的な触媒の成型法としても通常の打錠成型法、
押出し成型法、転勤造粒法など目的に応じて任意の方法
を採用することができる。

さらに、チタン酸化物をさきに成形しておき、これにモ
リブデンを含浸させろことによっても、また、耐熱性の
セラミクス担体に活性成分を担持せしめることによって
も形成することができる。

触媒の使用方法は固定床、流動床など通常の触媒の使用
方法でよい。

実施例にもとづいて、さらに詳細に説明する。

実施例 １ 酸化チタンとして約５５重量％を含有するメタチタン酸
スラリー８００ｇとパラモリブデン酸アンモニウム１０
８ｇをとり、ニーダ−にて充分に混練する。

得られたペースト状の混合物を１２０℃で１昼夜乾燥後
、粉砕する。

グラファイトを１５ｇ加え、成型圧力５００ ｋｇ／ｃ
ｕｔで直径６朋、厚さ６ｍｖｔの円柱状に打錠成型する
。

得られた成形品を５００℃で４時間焼成する。

かくして得られた触媒は原子比でＴｉ ：Ｍｏ＝９ ：
１の組成を有する。

触媒の性能試験は次のように行った。

反応管は内径１７１ｍの石英製で、外部より電気炉によ
り加熱される。

反応管の中央部に１０〜２０メツシユに破砕された触媒
を約４０１１Ｌｌ充填し、下記組成のガスをｓｏｌ／ｈ
（空間速度２００００ ｈ−’ ）で流した。

ガス組成 Ｈ２Ｓ Ｏ，５％ ０２ １．８±０．２条 Ｎ２残 なお生成物の分析はガスクロマトグラフ法によった。

Ｈ２８転化率、ＳＯ□生成率はそれぞれ以下の式により
求めた。

得られた結果を第１表に示す。

硫化水素はきわめて高い転換率で二酸化硫黄になってい
る。

比較例 １ 水酸化アルミニウム２００ｇとパラモリブデン酸アンモ
ニウム５０ｇをとり、水約１００ｍ１を加えてよく混練
する。

以下実施例−１に示したのと同様の方法でＡ １２０３
Ｍｏ ０３触媒を調製した。

得られた触媒の性能を実施例−１に示したのと同様の実
験条件で測定して、第１表に示す結果を得た。

実施例 ２ 酸化チタンと酸化モリブデンの割合を変化させた以外は
、実施例−１と同様の調製法でＴｉ：Ｍ。

＝９８：２，８０：２０，６０：４０，４０：６０−の
割合で含有する触媒を製造した。

これら触媒の性能を実施例−１に示したのと同様の実験
条件で測定し、第２表に示す結果を得た。

実施例 ３ 本実施例では触媒の長時間寿命試験を行なった結果につ
いて述べる。

実施例−１および比較例−１に示した触媒を用い、反応
温度をそれぞれ１５０°Ｇ、および３００°Ｇ空間速度
をそれぞれ１００００ｈ７１、および５０００ ｈ−１
で下記組成のガスを用いて３００ｈの連続試験を行った
。

Ｈ２ＳおよびＳＯ２の分析には、ＴＣＤ付およびＦ Ｐ
Ｄ （Ｆ ｌａｍｅ Ｐｈｏｔｍ −ｅｔｒｉｃ
Ｄ ｅｔｅｃｔｏｒ 、日立膜）付のガスクロマトグラ
フを用いた。

ガス組成 Ｈ２Ｓ ０．１係０２
３．０％ Ｎ２残 本願の触媒は３００時間の連続使用によってもまったく
その性能は低下せず、また、外観上も変化せず、耐久性
の高いことか判った。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硫化水素と酸素とを含有するガスを１００〜６００
   °Ｃの温度範囲で、硫化水素の１．５モル倍以上の酸素
   の存在下でチタンとモリブデンの酸化物を触媒活性成分
   とする触媒に接触せしめ、前記硫化水素を二酸化硫黄に
   変換する方法。 ２ チタンとモリブデンの酸化物の割合は、チタンとモ
   リブデンの原子比として９９：１〜５０：５０の範囲に
   ある特許請求の範囲第１項の硫化水素を二酸化硫黄に変
   換する方法。