RU2083277C1 - Catalyst for producing sulfur from acidic gases and method of preparation thereof - Google Patents

Catalyst for producing sulfur from acidic gases and method of preparation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2083277C1
RU2083277C1 RU95116401A RU95116401A RU2083277C1 RU 2083277 C1 RU2083277 C1 RU 2083277C1 RU 95116401 A RU95116401 A RU 95116401A RU 95116401 A RU95116401 A RU 95116401A RU 2083277 C1 RU2083277 C1 RU 2083277C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
oxides
mgo
sio
catalysts
Prior art date
Application number
RU95116401A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95116401A (en
Inventor
Л.А. Алексеева
Л.И. Тительман
Н.А. Левицкая
В.В. Аврамов
А.М. Цыбулевский
В.Р. Грунвальд
В.И. Мурин
Original Assignee
Алексеева Любовь Александровна
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 Алексеева Любовь Александровна filed Critical Алексеева Любовь Александровна
Priority to RU95116401A priority Critical patent/RU2083277C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2083277C1 publication Critical patent/RU2083277C1/en
Publication of RU95116401A publication Critical patent/RU95116401A/en

Links

Images

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

FIELD: preparation of catalysts. SUBSTANCE: invention relates to catalysts used in production of sulfur from acidic gases according to Claus method, in particular, to so called protective-bed catalysts serving as protectors for main-bed catalysts against oxygen in reactors of Claus plants and reactors for afterpurification of tail gases. Catalyst contains alumina and iron oxides and additionally magnesium and silicon oxides, and also phosphates of indicated metals (2.0-14% FeO and Fe2O3, 1-1.5% SiO2, 0.3- 0.5% MgO, 0.5-1.0 P2O5, and Al2O3 - the balance). Alumina is mechanically mixed with iron oxide and hydroxide, silicon and magnesium oxides followed by plasticization of mixture by adding 20- 30% phosphoric acid aqueous solution, granulation, and heat treatment of granules. Ratio of starting components (on conversion to oxides) is: Al2O3 : Fe2O3 : SiO2 : MgO : P2O5 = 1: (0.013-0.107):(0.019- 0.028):(0.009-0.015):(0.0004-0.007). Heat treatment of catalyst is conducted in linear heating condition with rate 1-2 C/min in temperature range 20-120 C with subsequent aging for 2-3 h, then with rate 2-3 C/min within the range 120-550 C and aging for 3-4 h. Finally cooling is performed at the rate 4-5 C/min. EFFECT: improved quality of catalyst. 4 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к производству и использованию катализаторов, применяемых при производстве серы из кислых газов по методу Клауса, в частности к катализаторам так называемого защитного слоя, служащим для защиты от кислорода катализаторов основного слоя в реакторах установок Клауса и доочистки хвостовых газов, осуществляемой при температуре ниже точки росы серы. Изобретение может быть использовано в нефтяной, газовой, нефтеперерабатывающей, металлургической и других отраслях промышленности. The invention relates to the production and use of catalysts used in the production of sulfur from acid gases according to the Claus method, in particular to catalysts of the so-called protective layer, which serve to protect the catalysts of the base layer in oxygen from the reactors of Claus plants and to process tail gas, carried out at a temperature below the point dew of sulfur. The invention can be used in the oil, gas, oil refining, metallurgical and other industries.

В качестве катализатора как в реакторах Клауса, так и в реакторах доочистки хвостовых газов используют активный оксид алюминия (Д.А. Абаскулиев, Н. А. Гаджиев, Ю.Ф. Вышеславцев. Современные процессы и катализаторы получения серы. Обз. инф. ВНИИГАЗпром, сер. "Подготовка и переработка газа и газового конденсата", М. 1988, вып. 2). Этот катализатор доступен, дешев и исключительно эффективен как в основной реакции получения серы:
2H2S+SO2_→ 3S+2H2O,
так и в побочных реакциях гидролиза углерод-серусодержащих соединений, важных с точки зрения достижения высокой степени извлечения серы:

Figure 00000001

Недостатком алюмосиликатных катализаторов является их неустойчивость по отношению к кислороду, в присутствии которого они сульфатируются, так что оксид алюминия переходит в сульфат или сульфит алюминия с потерей пористой структуры и каталитической активности.Active alumina is used as a catalyst in both Klaus reactors and tail gas after-treatment reactors (D. A. Abaskuliev, N. A. Gadzhiev, Yu. F. Vysheslavtsev. Modern processes and catalysts for producing sulfur. Reviewed by inf. VNIIGAZprom , ser. "Preparation and processing of gas and gas condensate", M. 1988, issue 2). This catalyst is affordable, cheap and extremely effective as in the basic sulfur production reaction:
2H 2 S + SO 2 _ → 3S + 2H 2 O,
and in side reactions of hydrolysis of carbon-sulfur-containing compounds, important from the point of view of achieving a high degree of sulfur recovery:
Figure 00000001

The disadvantage of aluminosilicate catalysts is their instability with respect to oxygen, in the presence of which they are sulfated, so that aluminum oxide is converted to aluminum sulfate or sulfite with loss of porous structure and catalytic activity.

Поскольку избежать присутствия кислорода в технологических газах практически не удается, для предотвращения сульфатирования оксида алюминия в реакторах Клауса и реакторах доочистки используют так называемые защитные катализаторы. Since it is practically impossible to avoid the presence of oxygen in the process gases, so-called protective catalysts are used to prevent sulfation of aluminum oxide in Klaus reactors and after-treatment reactors.

Известны защитные катализаторы двух типов: извлекающие кислород из газа и потребляющие кислород. Protective catalysts of two types are known: extracting oxygen from gas and consuming oxygen.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является катализатор, полученный методом пропитки гранул из оксида алюминия сульфатами железа или никеля с последующей сушкой и прокаливанием гранул (патент ФРГ N 2617649, кл. B 01 D 53/36, 1980). The closest in technical essence to the claimed invention is a catalyst obtained by the method of impregnation of granules of aluminum oxide with sulfates of iron or nickel, followed by drying and calcination of granules (German patent N 2617649, CL B 01 D 53/36, 1980).

Основными недостатками известного катализатора являются невысокие удельная поверхность (до 250 м2/г) и объем пор (до 0,3 см3/г) и низкая активность в основной реакции Клауса, в особенности в условиях процесса доочистки хвостовых газов, так как катализатор обеспечивает только потребление кислорода и не участвует в получении серы. Это снижает производительность реакторов, а на установках доочистки требует применения реакторов большого объема.The main disadvantages of the known catalyst are low specific surface area (up to 250 m 2 / g) and pore volume (up to 0.3 cm 3 / g) and low activity in the main Claus reaction, especially in the conditions of the tail gas after-treatment process, since the catalyst provides only oxygen consumption and is not involved in sulfur production. This reduces the productivity of the reactors, and in post-treatment plants requires the use of large-volume reactors.

Указанные недостатки устраняются с помощью предлагаемого катализатора смешанного состава из оксида алюминия и оксидов железа, дополнительно включающего оксиды кремния и магния, а также фосфаты указанных металлов при следующем содержании компонентов в пересчете на оксиды, мас. FeO, Fe2O3 2,0 14; SiO2 1 1,5; MgO 0,3 0,5; P2O5 0,5 1,0; Al2O3 остальное. Соединения двух- и трехвалентного железа могут находиться между собой в любом соотношении, но, как правило, преобладают последние, в том числе все железо может находиться в трехвалентном состоянии. Кристаллическая структура оксида алюминия, преобладающего в составе катализатора, в основном представляет собой γ-Al2O3.These disadvantages are eliminated with the help of the proposed catalyst of a mixed composition of aluminum oxide and iron oxides, additionally including oxides of silicon and magnesium, as well as phosphates of these metals in the following content of components in terms of oxides, wt. FeO, Fe 2 O 3 2.0 14; SiO 2 1 1.5; MgO 0.3 0.5; P 2 O 5 0.5 1.0; Al 2 O 3 the rest. Compounds of ferrous and trivalent iron can be among themselves in any ratio, but, as a rule, the latter prevail, including all of the iron can be in the trivalent state. The crystalline structure of the alumina predominant in the composition of the catalyst is mainly γ-Al 2 O 3 .

Катализатор получают путем механического смешения гидроксида алюминия с оксидом или гидроксидом железа при добавлении оксидов магния и кремния, затем осуществляют пластификацию смеси при добавлении 20 30% водного раствора фосфорной кислоты, формование гранул и термообработку. Преимущественно термообработку катализатора осуществляют в режиме линейного нагрева со скоростью 1 2oC/мин в интервале температур 20 120oC с последующей выдержкой 2 3 ч, затем со скоростью 2 3oC/мин в интервале температур 120 550o с выдержкой 3 4 ч и охлаждают со скоростью 4 5oC/мин.The catalyst is obtained by mechanical mixing of aluminum hydroxide with iron oxide or hydroxide with the addition of magnesium and silicon oxides, then the mixture is plasticized by adding 20 30% aqueous phosphoric acid solution, granule formation and heat treatment. Mostly the heat treatment of the catalyst is carried out in a linear heating mode with a speed of 1 2 o C / min in the temperature range of 20 120 o C followed by an exposure of 2 3 h, then with a speed of 2 3 o C / min in the temperature range of 120 550 o with an exposure of 3 4 h and cooled at a rate of 4 5 o C / min

В отличие от известного, предлагаемый катализатор обладает более высокими активностью в реакции потребления кислорода, удельной поверхностью и пористостью и, как следствие, сохраняет активность основной реакции Клауса и сероемкость в процессе доочистки хвостовых газов. In contrast to the known one, the proposed catalyst has higher activity in the oxygen consumption reaction, specific surface area and porosity and, as a result, retains the activity of the main Klaus reaction and sulfur intensity in the process of tail gas after-treatment.

Введение в состав катализатора оксида магния предотвращает сульфатирование оксида алюминия и обеспечивает долговременность работы катализатора, кроме того в процессе приготовления катализатора часть оксида магния переходит в фосфат Mg3(PO4)2, который способствует повышению активности оксидов и сульфатов железа в реакции: H2S + 3/2 O2 _→ SO2 + H2O и соответственно повышению селективности действия катализатора в целом.The introduction of magnesium oxide into the catalyst prevents sulfation of aluminum oxide and ensures a long-term operation of the catalyst, in addition, during the preparation of the catalyst, part of the magnesium oxide is converted to phosphate Mg 3 (PO 4 ) 2 , which increases the activity of iron oxides and sulfates in the reaction: H 2 S + 3/2 O 2 _ → SO 2 + H 2 O and, accordingly, increasing the selectivity of the catalyst as a whole.

Кроме того, SiO2 и MgO являются структурообразующими добавками, улучшающими текстуру катализатора, его термостабильность и механическую прочность.In addition, SiO 2 and MgO are structure-forming additives that improve the texture of the catalyst, its thermal stability and mechanical strength.

Обработка оксидов фосфорной кислотой приводит к снижению их основности, соответственно к снижению хемосорбции SO2 и повышению скорости протекания в присутствии кислорода реакции: MgO + SO3 -L MgSO4. Было показано, что обработка 1%-ным раствором ортофосфорной кислоты приводит к уменьшению величины адсорбции SO2 при 340oC на Al2O3 с 0,19 ммоль/г до 0,04 ммоль/г и на Fe2O3 (гематит) с 0,06 ммоль/г практически до 0. Кроме того, фосфорная кислота является пептизатором, способствующим созданию в катализаторе развитой системы мезо- и макропор, которая особенно важна для обеспечения эффективности катализатора в процессах доочистки хвостовых газов.The treatment of oxides with phosphoric acid leads to a decrease in their basicity, respectively, to a decrease in the chemisorption of SO 2 and an increase in the rate of reaction in the presence of oxygen: MgO + SO 3 -L MgSO 4 . It was shown that treatment with a 1% solution of phosphoric acid leads to a decrease in the adsorption of SO 2 at 340 o C on Al 2 O 3 from 0.19 mmol / g to 0.04 mmol / g and on Fe 2 O 3 (hematite ) from 0.06 mmol / g to almost 0. In addition, phosphoric acid is a peptizing agent that promotes the development of a developed system of meso- and macropores in the catalyst, which is especially important for ensuring the effectiveness of the catalyst in the process of tail gas after-treatment.

Приготовление катализатора методом механического смешения компонентов обеспечивает формирование активной фазы в объеме гранул катализатора. Оксиды железа, магния и кремния вводят в гидроксид алюминия на стадии пластификации последнего. Вследствие длительного смешения происходит распределение компонентов по всему объему пластифицированной массы. При этом каждый из компонентов имеет доступную для реагирующих веществ свободную каталитически активную поверхность. Таким образом поры оксида алюминия остаются свободными для протекания реакции Клауса и удерживания сконденсировавшейся серы в процессах доочистки хвостовых газов. Это позволяет предлагаемому катализатору работать не только для удаления кислорода из газа, но и одновременно выполнять функцию катализатора Клауса как в любом из реакторов установок Клауса, так и в реакторах доочистки хвостовых газов. The preparation of the catalyst by mechanical mixing of the components ensures the formation of the active phase in the volume of the granules of the catalyst. Oxides of iron, magnesium and silicon are introduced into aluminum hydroxide at the stage of plasticization of the latter. Due to prolonged mixing, the components are distributed throughout the entire volume of the plasticized mass. In addition, each of the components has a free catalytically active surface accessible for reacting substances. Thus, the pores of alumina remain free for the Klaus reaction and the retention of condensed sulfur in the tail gas after-treatment processes. This allows the proposed catalyst to work not only to remove oxygen from the gas, but also to simultaneously perform the function of the Claus catalyst in any of the reactors of the Claus plants, as well as in the tail gas after-treatment reactors.

Кроме того, приготовление алюможелезного катализатора методом смешения компонентов позволяет существенно упростить технологию производства, избежать повторения операций сушки и прокалки гранул и, таким образом, на 20 25% снизить эксплуатационные расходы при его производстве. In addition, the preparation of an aluminum-iron catalyst by the method of mixing the components can significantly simplify the production technology, avoid repeating the drying and calcining operations of the granules and, thus, reduce operating costs by 20 to 25% during its production.

Катализатор состава в пересчете на оксиды, мас. Fe2O3 2,0 14,0; SiO2 1,0 1,5; MgO 0,3 0,5; P2O5 0,5 1,0; Al2O3 остальное, готовят методом смешения, для чего в Z-образный смеситель загружают гидроксид алюминия с влажностью 60 70% оксид или гидроксид железа, оксид кремния в виде белой сажи и оксид магния в заданном соотношении компонентов. Смешение проводят в течение 10 20 мин. Затем полученную смесь пластифицируют в течение 30 40 мин при температуре 50 60oC и постоянном перемешивании с добавлением водного раствора фосфорной кислоты с концентрацией 20 30% Соотношение исходных компонентов в пересчете на оксиды, г/моль: Al2O3 Fe2O3 SiO2 MgO P2O5 1 (0,013 0,107) (0,019 0,028) (0,009 - 0,015) (0,004 0,007).The catalyst composition in terms of oxides, wt. Fe 2 O 3 2.0 14.0; SiO 2 1.0 1.5; MgO 0.3 0.5; P 2 O 5 0.5 1.0; Al 2 O 3 the rest is prepared by mixing, for which purpose aluminum hydroxide with a moisture content of 60 to 70% iron oxide or hydroxide, silicon oxide in the form of soot and magnesium oxide in a given ratio of components are loaded into a Z-shaped mixer. Mixing is carried out for 10 to 20 minutes. Then, the resulting mixture is plasticized for 30–40 min at a temperature of 50–60 ° C and with constant stirring with the addition of an aqueous solution of phosphoric acid with a concentration of 20–30%. The ratio of the starting components in terms of oxides, g / mol: Al 2 O 3 Fe 2 O 3 SiO 2 MgO P 2 O 5 1 (0.013 0.107) (0.019 0.028) (0.009 - 0.015) (0.004 0.007).

Массу формуют экструдированием в гранулы цилиндрической или сферической формы. The mass is formed by extrusion into granules of a cylindrical or spherical shape.

Полученные гранулы подвергают термической обработке, для чего их вначале досушивают, затем прокаливают в режиме линейного нагрева со скоростью 1 - 2oC/мин в интервале температур 20 120oC с выдержкой 2 3 ч, со скоростью 2 3oC/мин в интервале температур 120 150oC с выдержкой 3 4 ч и охлаждают со скоростью 4 5oC/мин.The obtained granules are subjected to heat treatment, for which they are first dried, then calcined in the linear heating mode at a speed of 1 - 2 o C / min in the temperature range 20 120 o C with a holding time of 2 3 h, at a speed of 2 3 o C / min in the range temperatures of 120 to 150 o C with a delay of 3 to 4 hours and cooled at a speed of 4 5 o C / min

Полученный таким образом катализатор имеет удельную поверхность 290 329 м2/г, общую пористость 68,4 85,2% насыпной вес 0,49 0,68 кг/дм3.The catalyst thus obtained has a specific surface area of 290,329 m 2 / g, a total porosity of 68.4 85.2%, and a bulk density of 0.49 0.68 kg / dm 3 .

Пример 1. Образец катализатора, содержащего в пересчете на оксиды, мас. Fe2O3 2,0; SiO2 1,2; MgO 0,4; P2O5 - 0,7; Al2O3 95,7 готовили следующим образом: в Z-образный смеситель последовательно загружали 300 г гидроксида алюминия с влажностью 65,0% 1,43 г оксида железа, 0,86 оксида кремния и 0,29 оксида магния. Смешение проводили в течение 20 мин, затем полученную смесь пластифицировали в течение 40 мин при добавлении 3,4 мл 20%-ного раствора фосфорной кислоты. При этом происходило также подсушивание массы до влажности 50% Соотношение компонентов в пересчете на оксиды, г/моль: Al2O3 Fe2O3 SiO2 MgO P2O5 1 0,013 0,025 0,012 0,006.Example 1. A sample of the catalyst containing in terms of oxides, wt. Fe 2 O 3 2.0; SiO 2 1,2; MgO 0.4; P 2 O 5 - 0.7; Al 2 O 3 95.7 was prepared as follows: 300 g of aluminum hydroxide with a moisture content of 65.0% 1.43 g of iron oxide, 0.86 silicon oxide and 0.29 magnesium oxide were successively charged into a Z-shaped mixer. Mixing was carried out for 20 minutes, then the resulting mixture was plasticized for 40 minutes with the addition of 3.4 ml of a 20% phosphoric acid solution. In this case, the mass was also dried to a moisture content of 50%. The ratio of components in terms of oxides, g / mol: Al 2 O 3 Fe 2 O 3 SiO 2 MgO P 2 O 5 1 0.013 0.025 0.012 0.006.

Массу экструдировали формованием в гранулы цилиндрической формы. Полученные гранулы сушили 3 ч при температуре 120oC со скоростью поднятия температуры в интервале 20-120oC 2oC/мин, прокаливали при 550oC с выдержкой 5 ч и со скоростью поднятия температуры в интервале 120-550oC 3oC/мин и охлаждали со скоростью 4oC/мин.The mass was extruded by molding into cylindrical granules. The obtained granules were dried for 3 hours at a temperature of 120 o C with a temperature raising rate in the range of 20-120 o C 2 o C / min, calcined at 550 o C with a holding time of 5 hours and with a temperature raising rate in the range of 120-550 o C 3 o C / min and cooled at a rate of 4 o C / min

Физико-химические, механические и эксплуатационные характеристики приводятся в таблице. Physico-chemical, mechanical and operational characteristics are given in the table.

Пример 2. Образец катализатора, содержащего в пересчете на оксиды, мас. Fe2O3 14,0; SiO2 1,2; MgO 0,4; P2O5 - 0,7; Al2O3 83,7 готовили по примеру 1 с тем отличием, что в гидроксид алюминия добавляли 11,48 г оксида железа, 0,98 оксида кремния и 0,33 оксида магния. Смешение проводили в течение 20 мин, затем полученную смесь пластифицировали в течение 40 мин при добавлении 2,53 мл 30%-ного раствора фосфорной кислоты при температуре 50oC. Соотношение компонентов в пересчете на оксиды, г/моль: Al2O3 Fe2O3 SiO2 MgO P2O5 1 0,107 0,024 0,012 0,006.Example 2. A sample of the catalyst containing in terms of oxides, wt. Fe 2 O 3 14.0; SiO 2 1,2; MgO 0.4; P 2 O 5 - 0.7; Al 2 O 3 83.7 was prepared according to Example 1, with the difference that 11.48 g of iron oxide, 0.98 silicon oxide and 0.33 magnesium oxide were added to aluminum hydroxide. Mixing was carried out for 20 min, then the resulting mixture was plasticized for 40 min with the addition of 2.53 ml of a 30% phosphoric acid solution at a temperature of 50 o C. The ratio of components in terms of oxides, g / mol: Al 2 O 3 Fe 2 O 3 SiO 2 MgO P 2 O 5 1 0.107 0.024 0.012 0.006.

Массу экструдировали формованием в гранулы цилиндрической формы. Полученные гранулы сушили 2 ч при температуре 120oC со скоростью поднятия температуры в интервале 20-120oC 1oC/мин.The mass was extruded by molding into cylindrical granules. The obtained granules were dried for 2 hours at a temperature of 120 o C with a rate of temperature increase in the range of 20-120 o C 1 o C / min.

Физико-химические, механические и эксплуатационные характеристики приведены в таблице. Physico-chemical, mechanical and operational characteristics are given in the table.

Пример 3. Образец катализатора, содержащего в пересчете на оксиды, мас. Fe2O3 7,0; SiO2 1,5; MgO 0,5; P2O5 - 1,0; Al2O3 90,0 готовили по примеру 1 с тем отличием, что в гидроксид алюминия добавляли 5,34 г оксида железа, 1,15 оксида кремния и 0,38 оксида магния и 5,1 мл 20%-ного раствора фосфорной кислоты. Соотношение компонентов в пересчете на оксиды, г/моль: Al2O3 Fe2O3 SiO2 MgO P2O5 1 0,049 0,028 0,015 0,007.Example 3. A sample of the catalyst containing in terms of oxides, wt. Fe 2 O 3 7.0; SiO 2 1.5; MgO 0.5; P 2 O 5 - 1.0; Al 2 O 3 90.0 was prepared according to Example 1, with the difference that 5.34 g of iron oxide, 1.15 silicon oxide and 0.38 magnesium oxide and 5.1 ml of a 20% phosphoric acid solution were added to aluminum hydroxide . The ratio of components in terms of oxides, g / mol: Al 2 O 3 Fe 2 O 3 SiO 2 MgO P 2 O 5 1 0.049 0.028 0.015 0.007.

Физико-химические, механические и эксплуатационные характеристики приведены в таблице. Physico-chemical, mechanical and operational characteristics are given in the table.

Пример 4. Образец катализатора, содержащего в пересчете на оксиды, мас. Fe2O3 7,0; SiO2 1,0; MgO 0,3; P2O5 - 0,5; Al2O3 91,2 готовили по примеру 1 с тем отличием, что в гидроксид алюминия добавляли 5,27 г оксида железа, 0,75 оксида кремния и 0,23 оксида магния и 2,53 мл 20%-ного раствора фосфорной кислоты. Соотношение компонентов в пересчете на оксиды, г/моль: Al2O3 Fe2O3 SiO2 MgO P2O5 1 0,049 0,019 0,009 0,004.Example 4. A sample of the catalyst containing in terms of oxides, wt. Fe 2 O 3 7.0; SiO 2 1.0; MgO 0.3; P 2 O 5 - 0.5; Al 2 O 3 91.2 was prepared according to Example 1, with the difference that 5.27 g of iron oxide, 0.75 silicon oxide and 0.23 magnesium oxide and 2.53 ml of a 20% phosphoric acid solution were added to aluminum hydroxide . The ratio of components in terms of oxides, g / mol: Al 2 O 3 Fe 2 O 3 SiO 2 MgO P 2 O 5 1 0.049 0.019 0.009 0.004.

Физико-химические, механические и эксплуатационные характеристики приведены в таблице. Physico-chemical, mechanical and operational characteristics are given in the table.

Катализаторы, приготовленные в примерах 1 4, испытывали на активность в реакциях потребления кислорода и Клауса в условиях 2-го реактора:
Температура 220oC
Время контакта 3 с
Давление Атмосферное
Состав газа, об. H2S 5,0; SO2 2,5; O2 500 ppm; H2O 30,0; N2 остальные.
The catalysts prepared in examples 1 to 4 were tested for activity in oxygen and Klaus consumption reactions under conditions of the 2nd reactor:
Temperature 220 o C
Contact time 3 s
Atmospheric Pressure
The composition of the gas, vol. H 2 S 5.0; SO 2 2.5; O 2 500 ppm; H 2 O 30.0; N 2 rest.

Испытания проводили на лабораторной установке с проточным реактором диаметром 15 мм и объемом слоя катализатора 25 мл. Испытания проводили в течение 3 ч. В процессе испытаний постоянно проводили отбор газовых проб на анализ. Анализ хромотографический. По результатам анализа рассчитывали степень конверсии SO2 и H2S. Результаты приведены в таблице.The tests were carried out in a laboratory setup with a flow reactor with a diameter of 15 mm and a catalyst layer volume of 25 ml. The tests were carried out for 3 hours. During the tests, gas samples were constantly taken for analysis. The analysis is chromatographic. The degree of conversion of SO 2 and H 2 S was calculated from the results of the analysis. The results are shown in the table.

Эффективность катализаторов, приготовленных в примерах 1 4, испытывали в условиях проведения процессов доочистки хвостовых газов:
Температура, oC 130
Время контакта, с 3
Давление Атмосферное
Состав газа, об. H2S 0,5; SO2 0,25; O2 100 ppm; H2O 30,0; N2 остальные.
The effectiveness of the catalysts prepared in examples 1 to 4 was tested under conditions of tail gas post-treatment:
Temperature, o C 130
Contact time, from 3
Atmospheric Pressure
The composition of the gas, vol. H 2 S 0.5; SO 2 0.25; O 2 100 ppm; H 2 O 30.0; N 2 rest.

Испытания проводили на пилотной установке с реактором диаметром 100 мм и объемом слоя катализатора 5 л. Испытания проводили до снижения степени конверсии ниже 90% Затем испытания прекращали и реактор переключали на регенерацию в токе азота при температуре 350oC. Выплавленную в процессе регенерации серу собирали, взвешивали и рассчитывали сероемкость образца как отношение полученной в процессе очистки газа серы к массе или объему катализатора. Результаты приведены в таблице.The tests were carried out in a pilot installation with a reactor with a diameter of 100 mm and a catalyst layer volume of 5 l. The tests were carried out until the degree of conversion decreased below 90%. Then the tests were stopped and the reactor was switched to regeneration in a stream of nitrogen at a temperature of 350 o C. Sulfur produced during the regeneration was collected, weighed, and the sulfur intensity of the sample was calculated as the ratio of the sulfur obtained in the process of gas purification to mass or volume catalyst. The results are shown in the table.

Данные, представленные в таблице, показывают, что предлагаемый катализатор в пределах изменения состава, заявленных в формуле изобретения, имеет преимущества перед прототипом по достигаемой величине удельной поверхности (на 21% выше), общей пористости (на 45% выше) и активности в потреблении кислорода (степень конверсии O2 возрастает по сравнению с прототипом на 32 40% ). Особенно существенен эффект повышения сероемкости (в 3 4 раза) в процессах доочистки хвостовых газов.The data presented in the table show that the proposed catalyst within the compositional changes claimed in the claims has advantages over the prototype in terms of the achieved specific surface area (21% higher), total porosity (45% higher) and activity in oxygen consumption (the degree of conversion of O 2 increases compared with the prototype by 32 40%). Especially significant is the effect of increasing the intensity of sulfur (3-4 times) in the processes of post-treatment of tail gases.

Катализаторы с содержанием компонентов ниже указанного в формуле нижнего предела не показывают требуемой эффективности, введение же компонентов в количествах, превышающих верхний предел, не соответствует достижению дополнительного эффекта и не оправдано с экономической точки зрения. Catalysts with a component content below the lower limit indicated in the formula do not show the required efficiency, the introduction of components in quantities exceeding the upper limit does not correspond to the achievement of an additional effect and is not justified from an economic point of view.

Катализатор по предлагаемому изобретению способен не только эффективно защищать основной катализатор в реакторах Клауса и реакторах доочистки хвостовых газов от сульфатирования в присутствии кислорода, но и одновременно служить катализатором процесса Клауса и адсорбентом серы в реакторах доочистки хвостовых газов. The catalyst according to the invention is capable of not only effectively protecting the main catalyst in Claus reactors and tail gas after-treatment reactors from sulfation in the presence of oxygen, but also simultaneously serve as a Claus process catalyst and sulfur adsorbent in tail gas after-treatment reactors.

Claims (3)

1. Катализатор для получения серы из кислых газов, содержащий оксид алюминия и соединения железа, отличающийся тем, что в качестве соединений железа катализатор содержит его оксиды, при этом катализатор дополнительно содержит оксиды магния и кремния, а также фосфаты металлов при следующем соотношении компонентов в пересчете на оксиды, мас. 1. A catalyst for producing sulfur from acid gases, containing aluminum oxide and iron compounds, characterized in that the catalyst contains oxides as iron compounds, the catalyst additionally containing magnesium and silicon oxides, as well as metal phosphates in the following ratio of components in terms of on oxides, wt. FeO, Fe2O3 2,0 14
SiO2 1,0 1,5
MgO 0,3 0,5
P2O5 0,5 1,0
Al2O3 Остальное
2. Способ приготовления катализатора, содержащего оксид алюминия и соединения железа, включающий формование гранул и их последующую термообработку, отличающийся тем, что перед формованием осуществляют механическое смешение гидроксида алюминия с оксидом или гидроксидом железа, оксидами кремния и магния и проводят пластификацию смеси с добавлением 20 - 30%-ного водного раствора фосфорной кислоты.
FeO, Fe 2 O 3 2.0 14
SiO 2 1.0 1.5
MgO 0.3 0.5
P 2 O 5 0.5 1.0
Al 2 O 3 Else
2. A method of preparing a catalyst containing aluminum oxide and iron compounds, including the formation of granules and their subsequent heat treatment, characterized in that prior to molding, they carry out mechanical mixing of aluminum hydroxide with iron oxide or hydroxide, silicon and magnesium oxides and plasticize the mixture with the addition of 20 - 30% aqueous phosphoric acid solution.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что соотношение исходных компонентов составляет в пересчете на оксиды, г/моль: Al2O3 Fe2O3 SiO2 MgO P2O51:(0,013
0,107):(0,019 0,028):(0,009 0,015):(0,004 0,007).
3. The method according to claim 2, characterized in that the ratio of the starting components, calculated as oxides, g / mol: Al 2 O 3 Fe 2 O 3 SiO 2 MgO P 2 O 5 1: (0.013
0.107) :( 0.019 0.028) :( 0.009 0.015) :( 0.004 0.007).
4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что термообработку катализатора осуществляют в режиме линейного нагрева со скоростью 1 2 град./мин в интервале температур 20 120oС с последующей выдержкой 2 3 ч, затем со скоростью 2 3 град./мин в интервале температур 120 550oС, с выдержкой 3 4 ч и охлаждают со скоростью 4 5 град./мин.4. The method according to p. 2, characterized in that the heat treatment of the catalyst is carried out in linear heating at a speed of 1 2 deg./min in the temperature range 20 120 o With subsequent exposure to 2 3 h, then at a speed of 2 3 deg./min in the temperature range 120 550 o C, with a delay of 3 4 hours and cooled at a speed of 4 5 deg./min
RU95116401A 1995-09-25 1995-09-25 Catalyst for producing sulfur from acidic gases and method of preparation thereof RU2083277C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95116401A RU2083277C1 (en) 1995-09-25 1995-09-25 Catalyst for producing sulfur from acidic gases and method of preparation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95116401A RU2083277C1 (en) 1995-09-25 1995-09-25 Catalyst for producing sulfur from acidic gases and method of preparation thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2083277C1 true RU2083277C1 (en) 1997-07-10
RU95116401A RU95116401A (en) 1997-09-27

Family

ID=20172283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95116401A RU2083277C1 (en) 1995-09-25 1995-09-25 Catalyst for producing sulfur from acidic gases and method of preparation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2083277C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Абаскулиев Д.А., Гаджиев Н.А., Вышеславцев Ю.Ф. Современные процессы и катализаторы получения серы. Обз.инф., ВНИИГАЗпром, сер. Подготовка и переработки газа и газового конденсата. М., 1988, вып. 2. 2. Патент ФРГ N 2617649, кл. B 01 D 53/36, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5041270A (en) Method of purifying exhaust gases
US4157316A (en) Polyfunctional catalysts
US4001375A (en) Process for the desulfurization of flue gas
US6890501B2 (en) Method for simultaneously abating nitric oxides and nitrous oxides in gases containing them
KR20000057669A (en) Method for the reduction of nitrogen oxides
JPH08192030A (en) Method and catalyst for decreasing simultaneously huydrocarbon,oxygenated organic compound,carbon monoxide andnitrogen oxide included in internal combustion engine
US5034369A (en) Novel catalysts for the treatment of gaseous effluents containing oxidizable sulfur pollutants
JPH0553546B2 (en)
KR0131335B1 (en) Carrier material for platinum group metal three-way catalysts with a reduced h2s emission
JP2656061B2 (en) Purification method of oxidizing gas emission containing nitrogen oxides
RU1837957C (en) Catalyst for treatment of sulfur-containing gases
US4119568A (en) Solid supported catalysts for catalytic reduction of nitrogen oxides in waste gases
JPS594175B2 (en) Nitrogen oxide removal using coated catalysts
JPS6260139B2 (en)
GB2046119A (en) Catalyst for removing nitrogen oxides from a flow of gas
AU650698B2 (en) Catalyst for purifying exhaust gas
RU2083277C1 (en) Catalyst for producing sulfur from acidic gases and method of preparation thereof
RU2135279C1 (en) Catalyst for cleaning gases to remove hydrocarbons, nitrogen oxides, carbon monoxide and method of preparation thereof
SU1674954A1 (en) Method of producing catalyst for cleaning exhaust gases
RU2087192C1 (en) Method of preparing catalyst for removing oxygen from hydrogen sulfide-containing gases
SU1315012A1 (en) Catalyst for reducing nitrogen oxides with ammonia
SU426399A1 (en) Method of preparing catalyst for purification of gases from organic substances
SU829164A1 (en) Method of preparing substrate for ammonia synthesis process
SU1416171A1 (en) Catalyst for hydrating carbon oxide till methane is obtained
RU2046755C1 (en) Catalyst for sulfur isolation from gases and a method of its preparing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070926