JPS6161638A - Catalyst and method for recovering directly elemental sulfur from hydrogen sulfide-containing gas - Google Patents
Catalyst and method for recovering directly elemental sulfur from hydrogen sulfide-containing gasInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
立m的
本発明は、硫化水素含有ガスから元素硫黄を回収する為
の触媒及び方法、特に炭化水素、水素。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a catalyst and method for recovering elemental sulfur from hydrogen sulfide-containing gases, particularly hydrocarbons, hydrogen.
−酸化炭素、炭酸ガス等を共存している比較的低濃度の
硫化水素含有ガスを処理して直接元素硫黄を回収する為
の触媒及び方法に関するものである。- This invention relates to a catalyst and method for directly recovering elemental sulfur by treating a relatively low concentration hydrogen sulfide-containing gas in which carbon oxide, carbon dioxide, etc. coexist.
【工立且遺
このような硫化水素含有ガスから元素硫黄を回収するた
めに従来一般的に行われている方法は。[Construction and addition] The conventional and common methods for recovering elemental sulfur from such hydrogen sulfide-containing gases are:
先ず適当な吸収液1例えば熟度酸カリ溶液とか。First, use a suitable absorbing liquid 1, such as a mature acid potassium solution.
アミン系吸収液とかを用いて硫化水素を吸収し。Hydrogen sulfide is absorbed using an amine-based absorption liquid.
その溶液を再生することにより比較的高濃度の硫化水素
ガスを得て、その一部を燃焼して亜硫酸ガスとし、その
亜硫酸ガスを残りの硫化水素と反応させる。いわゆるク
ラウス反応により元素硫黄を回収している。この方法は
、硫化水素の1部を燃焼する高温時に進行するサーマル
コンバージョンと、その後に主としてアルミナ触媒との
接触によるクラウス反応、即ち
2H2S+SO2→ 3S+、2H20が進行するキャ
タリティックコンバージョンとから構成され、硫黄回収
率は条件により異なるが、95〜97%程度である。By regenerating the solution, a relatively high concentration of hydrogen sulfide gas is obtained, a portion of which is combusted to produce sulfur dioxide gas, and the sulfur dioxide gas is reacted with the remaining hydrogen sulfide. Elemental sulfur is recovered by the so-called Claus reaction. This method consists of thermal conversion, which progresses at high temperatures by burning part of the hydrogen sulfide, and then catalytic conversion, in which the Claus reaction mainly occurs through contact with an alumina catalyst, that is, 2H2S+SO2 → 3S+, 2H20, and sulfur The recovery rate varies depending on the conditions, but is approximately 95 to 97%.
この従来法では、クラウス反応装置にガスを導入する前
の処理として前記の硫化水素を吸収した溶液を再生しな
ければならないので、多くの熱エネルギーを必要とし、
特に原料ガス中に炭酸ガスも含んでいる場合は炭酸ガス
も硫化水素と同時に吸収されているので、吸収液の再生
エネルギーは更に増加する。In this conventional method, the solution that has absorbed hydrogen sulfide must be regenerated as a treatment before introducing the gas into the Claus reactor, which requires a large amount of thermal energy.
In particular, when the raw material gas also contains carbon dioxide gas, the carbon dioxide gas is also absorbed at the same time as hydrogen sulfide, so the regeneration energy of the absorption liquid further increases.
また原料ガス中に炭酸ガスが共存する場合は、その炭酸
ガスがサーマルコンバージョン過程において生成した硫
黄と反応して、COS、CSz等の有機硫黄化合物を生
成し、硫黄回収率の低下を来す。Furthermore, when carbon dioxide gas coexists in the raw material gas, the carbon dioxide gas reacts with sulfur produced in the thermal conversion process to produce organic sulfur compounds such as COS and CSz, resulting in a decrease in sulfur recovery rate.
またクラウス装置への供給ガス中の硫化水素濃度が約3
0%以下では、硫化水素の一部燃焼時にその燃焼熱を補
うだめの補助燃料を必要とする。In addition, the hydrogen sulfide concentration in the gas supplied to the Claus device is approximately 3
Below 0%, auxiliary fuel is required to compensate for the heat of combustion when hydrogen sulfide is partially combusted.
更に、クラウス反応は平衡上低温度程有利であるが、そ
の平&定数Kpは比較的小さいため、上述のように反応
器を3段設置しても硫黄回収率は97%程度であり、亜
硫酸ガスの公害対策として5COT法、ビーポン法など
のテイルガスの処理設備を設置する必要がある。Furthermore, the Claus reaction is more advantageous in terms of equilibrium at lower temperatures, but its average and constant Kp are relatively small, so even if three stages of reactors are installed as described above, the sulfur recovery rate is about 97%, and the sulfur dioxide As a countermeasure against gas pollution, it is necessary to install tail gas processing equipment such as the 5COT method and the Be-Pon method.
近年、かかる従来法の欠点を改良する手段として、硫化
水素含有ガスを触媒の存在下で直接接触酸化して元素硫
黄に転換する方法が開示されている。即ち特開昭57−
129807号にはアルミナ触媒を使用して液相で酸化
して元素硫黄に転換する方法が示されているが、この方
法では触媒の活性が低く、且つ液体硫赦を循環して液相
で反応を進行させる為その循環方法に問題がある。また
特開昭58−161908号、特開昭58−36906
号、特開昭156508号等にも接触的にH2Sを酸化
する方法が開示されているが、これらはいづれもティル
ガス処理設備を設置する必要がある。In recent years, as a means of improving the drawbacks of such conventional methods, a method has been disclosed in which hydrogen sulfide-containing gas is directly catalytically oxidized in the presence of a catalyst to convert it into elemental sulfur. That is, JP-A-57-
No. 129807 discloses a method of converting elemental sulfur by oxidation in the liquid phase using an alumina catalyst, but in this method, the activity of the catalyst is low, and the reaction is carried out in the liquid phase by circulating liquid sulfur. There is a problem with the circulation method used to advance the process. Also, JP-A-58-161908, JP-A-58-36906
Methods of catalytically oxidizing H2S are also disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 156508, but all of these methods require the installation of till gas processing equipment.
またテイルガス処理工程を省くことを目的としてクラウ
ス反応を低温(硫黄の露点付近或はそれ以下の温度)で
行う方法が特開昭59−11523号、特開昭58−4
5720号等に開示されているが、これらの方法は反応
を硫黄の露点付近で行うので、元素硫黄の触媒への付着
によって触媒が活性低下を起すために、触媒の再生工程
を必要とし、触媒の寿命も長期間期待できない。In addition, for the purpose of omitting the tail gas treatment step, methods of carrying out the Claus reaction at low temperatures (temperatures near or below the dew point of sulfur) are disclosed in JP-A-59-11523 and JP-A-58-4.
No. 5720, etc., but these methods carry out the reaction near the dew point of sulfur, so a catalyst regeneration step is required because elemental sulfur attaches to the catalyst and the activity of the catalyst decreases. You cannot expect a long lifespan.
明が かしよう る。 我
上述のような従来法の欠点を解消するため、2 H2S
+ S 02→3S+2H20の反応によらず、直接
に硫化水素を酸化して元素硫黄とする反応、即ち、
2H2S+02→2S+2H20
の反応が平衡上及び反応条件上極めて有利であることに
着目し、鋭意研究の結果本発明を完成するに至った。Let's see the light. In order to eliminate the drawbacks of the conventional method as mentioned above, we
+ Focusing on the fact that the reaction of directly oxidizing hydrogen sulfide to elemental sulfur, i.e., the reaction of 2H2S+02→2S+2H20, is extremely advantageous in terms of equilibrium and reaction conditions, without relying on the reaction of S 02 → 3S + 2H20, we conducted extensive research. As a result, the present invention was completed.
即ち第1の発明は、ビスマス成分とアンチモン成分とを
含有する硫化水素直接酸化触媒であり、第2の発明は、
ビスマス成分とアンチモン成分とを含有する触媒の存在
下、硫化水素を含有するガスを温度200〜350℃で
分子状酸素と反応させ、硫化水素を選択的に酸化して元
素硫黄に転換することよりなる硫化水素含有ガスから直
接元素硫黄を回収する方法である。That is, the first invention is a hydrogen sulfide direct oxidation catalyst containing a bismuth component and an antimony component, and the second invention is
By reacting a gas containing hydrogen sulfide with molecular oxygen at a temperature of 200 to 350°C in the presence of a catalyst containing a bismuth component and an antimony component to selectively oxidize hydrogen sulfide and convert it to elemental sulfur. This method recovers elemental sulfur directly from hydrogen sulfide-containing gas.
本発明を適用しうる分野は、硫化水素含有ガスであれば
どのようなガスでもよいが、石油精製のオフガス、石炭
◆重油等の部分酸化による生成ガスの精製、クラウス硫
黄回収装置のティルガスの処理など、硫化水素の含有量
が20容量%以下の比較的低濃度のガスを処理するのに
特に適している。The present invention can be applied to any gas containing hydrogen sulfide, such as off-gas from oil refining, purification of gas produced by partial oxidation of coal◆heavy oil, etc., and treatment of still gas from Claus sulfur recovery equipment. It is particularly suitable for treating gases with a relatively low concentration of hydrogen sulfide, such as 20% by volume or less.
以下触媒について詳述する。この触媒は、活性因子とし
てビスマス成分とアンチモン成分とを含有する。The catalyst will be explained in detail below. This catalyst contains bismuth and antimony components as active factors.
ビスマス成分又はアンチモン成分は各々単独でも硫化水
素を酸化する活性を有するが、両者を共存させることに
より活性及び選択性が向上する。Although each of the bismuth component and the antimony component has the activity of oxidizing hydrogen sulfide when used alone, the activity and selectivity are improved by having both components coexisting.
ビスマス成分の含有量はSb/(Sb+Bi)の原子比
が0.1乃至1.0未満の範囲とするのが好ましい。こ
の原子比がO21以下では添加効果が不十分である。The content of the bismuth component is preferably such that the atomic ratio of Sb/(Sb+Bi) is in the range of 0.1 to less than 1.0. If this atomic ratio is less than O21, the effect of addition is insufficient.
sb及びBiよりなる木発・明触媒を使用するに当って
は、酸化物の形態でも、硫化物の形態でもよい。酸化物
の形態で反応器に充填しても、硫黄化合物及び酸素の存
在する反応雰囲気下ではその一部又は全部が硫化物の形
態として作用する。When using a wood-based catalyst consisting of sb and Bi, it may be in the form of an oxide or a sulfide. Even if the reactor is filled in the form of an oxide, part or all of it acts as a sulfide in a reaction atmosphere containing sulfur compounds and oxygen.
触媒調製はビスマス及びアンチモンが相互作用を発揮し
易い方法であればいずれの方法でもよいが、ビスマスの
硝酸塩を硝酸溶液に溶解したものと、アンチモンの塩酸
塩を加水分解したものとを混合し、蒸発乾固した後、空
気中で350〜700°Cで焼成する方法が好ましい。The catalyst may be prepared by any method as long as bismuth and antimony easily interact with each other, but by mixing bismuth nitrate dissolved in a nitric acid solution and antimony hydrochloride hydrolyzed, A preferred method is to evaporate to dryness and then sinter in air at 350 to 700°C.
だが原料は上記のものに限定されるものではない。即ち
ビスマスの原料としては三塩化ビスマスでもよく、また
アンチモンの原料としては吐酒石K (S bo)C4
H40gを用いてもよい。However, the raw materials are not limited to those mentioned above. That is, bismuth trichloride may be used as a raw material for bismuth, and tartarite K (S bo) C4 can be used as a raw material for antimony.
You may use 40g of H.
調製方法も上記に限定されるものではない0画成分と担
体を混合して蒸発乾固させる前段では、画境を加水分解
した後混合するか、溶液で混合するか又は中和後混合す
るなどの方法を採用することができる。ビスマス原料と
して硝酸ビスマスを用いる場合、前述の如く硝酸溶液と
しても良く。The preparation method is not limited to the above. In the first stage of mixing the zero image component and the carrier and evaporating to dryness, the image border may be mixed after hydrolysis, mixed in a solution, or mixed after neutralization, etc. method can be adopted. When bismuth nitrate is used as the bismuth raw material, it may be used as a nitric acid solution as described above.
また力性ソーダで沈澱後水洗、或いは加水分解後水洗し
て用いる方法でもよい。また三塩化ビスマスを用いる場
合も塩酸溶液としても良く、加水分解後水洗して用いて
もよい、アンチモン原“料として吐酒石を用いる場合は
、希塩酸又は希硝酸で沈澱させた後水洗して用いる方法
が良い、三塩化アンチモンを用いる場合は、単に加水分
解後水洗して用いる。Alternatively, it may be precipitated with sodium hydroxide and washed with water, or hydrolyzed and then washed with water. Also, when using bismuth trichloride, it may be used as a hydrochloric acid solution or washed with water after hydrolysis. When tartarite is used as an antimony raw material, it may be precipitated with dilute hydrochloric acid or dilute nitric acid and then washed with water. When antimony trichloride is used, it is simply hydrolyzed and then washed with water.
この画成分よりなる組成物はこれ自体十分に高活性を有
するので、演石、ホウソーダ石、フォージャサイト、モ
ルデナイト等の天然物を担体として使用してもよい、A
120a 、TiO2,Zr0z、5iOzなどは酸化
活性を持っているのでSO2の副生を助長し、押体とし
て使用することは好ましくない。Since the composition consisting of this image component itself has a sufficiently high activity, natural products such as stone, borosodite, faujasite, and mordenite may be used as carriers.
Since 120a, TiO2, Zr0z, 5iOz, etc. have oxidizing activity, they promote the by-production of SO2, and are therefore not preferable to be used as extrusions.
反応の温度条件は、200 ”C!〜350 ’Oの広
範囲にわたり選定することができる0本触媒にょる2H
2S+02呻2S+2H20
の反応に対する活性は200 ”Oでも十分高く、生成
硫黄が触媒表面に凝縮することもなく、長期にわたり安
定した活性を持続することが可1七である。The temperature conditions for the reaction can be selected over a wide range from 200'C to 350'O.
The activity for the reaction of 2S+02 and 2S+2H20 is sufficiently high even at 200"O, and the produced sulfur does not condense on the catalyst surface, making it possible to maintain stable activity for a long period of time.
また上記反応の平衡定数はクラウス反応の平衡定数と比
較して遥かに大きいので、高い反応温度においても脱硫
率は十分に達成することができるが、350°C以、ヒ
では生成した元素硫黄が酸素と反応してSO2を生成す
る副反応が起こり、また同伴する炭化水素等の酸化を促
進するので、これ以上の温度での操作は好ましくない。Furthermore, since the equilibrium constant of the above reaction is much larger than that of the Claus reaction, a sufficient desulfurization rate can be achieved even at high reaction temperatures; Operation at temperatures higher than this is not preferred because a side reaction of reacting with oxygen to produce SO2 occurs and also promotes oxidation of accompanying hydrocarbons.
本発明の触媒を使用する硫化水素の直接酸化反応は常圧
でも容易に進行するので、あえて高圧下で実施する必要
がなく、供給される原料ガスが保有する圧力で実施する
ことが経済的見地から好ましい。Since the direct oxidation reaction of hydrogen sulfide using the catalyst of the present invention easily proceeds even at normal pressure, there is no need to carry out the reaction under high pressure, and it is economically advantageous to carry out the reaction at the pressure possessed by the supplied raw material gas. preferred.
酸化剤として供給される分子状酸素は、酸素または空気
のいずれでも使用可能である。空気を使用する場合は9
素が同伴することになり、その分だけ装置のサイズを大
にする必要があるので、硫化水素濃度および処理すべき
ガス量を考慮の上、酸素富化するか、または高純度の酸
素を使用するなどの配慮が必要である。すなわちP、S
、A。The molecular oxygen supplied as an oxidizing agent can be either oxygen or air. 9 if using air
Since the hydrogen sulfide concentration and the amount of gas to be treated must be taken into consideration, oxygen enrichment or high-purity oxygen should be used. It is necessary to take precautions such as: That is, P, S
,A.
(Pressured 5w1n8Adsorptio
n)や119分離−法によって酸素富化したもの、また
は空気分離による高純度酸素を使用する。加える酸素量
は、処理される硫化水素含有ガスの処理目的および利用
等を考慮して、硫化水素対酸素が容量で2:l乃至l:
l程度の割合になるように調整する。(Pressured 5w1n8Adsorptio
Oxygen enriched by the 119 separation method or high purity oxygen obtained by air separation is used. The amount of oxygen to be added is determined by considering the processing purpose and use of the hydrogen sulfide-containing gas to be treated, and the hydrogen sulfide to oxygen ratio is 2:1 to 1:1 by volume.
Adjust so that the ratio is about l.
反応器は1等温反応器、断熱反応器のいずれでもよい、
処理するガス中に含有される硫化水素の濃度、処理ガス
量及び同伴ガスの組成等に応じて反応器1基又は2基以
上を直列に設置する。2基以との反応器を設置する場合
は1反応器とそこで生成した硫黄の凝縮器との組み合わ
せを複数段直列に設置する。The reactor may be either an isothermal reactor or an adiabatic reactor,
Depending on the concentration of hydrogen sulfide contained in the gas to be treated, the amount of gas to be treated, the composition of the accompanying gas, etc., one or more reactors are installed in series. When two or more reactors are installed, a combination of one reactor and a condenser for the sulfur produced therein is installed in series.
牟」
本発明によれば、低濃度の硫化水素含有ガスでも高い脱
M、率を達成することができる。また硫化水、齢のみを
選択的に酸化し、炭化水素や水素等に対する酸化反応は
抑制されるので、硫化水素を少量含有する石油精製のオ
フガス、石炭・重油等の部分酸化による生成ガス、天然
ガス、および硫匁回収装置のテイルガス等の処理を、よ
り効果的に行うことができる。According to the present invention, a high deMization rate can be achieved even with a gas containing hydrogen sulfide at a low concentration. In addition, it selectively oxidizes only sulfide water and hydrogen, suppressing the oxidation reaction of hydrocarbons and hydrogen, so it can be used for off-gas from petroleum refining that contains small amounts of hydrogen sulfide, gas produced by partial oxidation of coal and heavy oil, etc. Gas, tail gas, etc. of the sulfur momme recovery device can be processed more effectively.
裏」口江ユ
■触媒調製
三塩化アンチモンの所定量を濃硝酸の1/2稀釈溶液で
加水分解した後アンモニア水(28%)を300m1加
え、攪拌しながら30分放置してから濾過、洗浄したも
のと、所定量の硝酸ビスマスを濃硝酸のl/3の稀釈溶
液に溶解したものとを混合し、蒸発乾固した後、600
℃で5時間。Catalyst preparation Hydrolyze a specified amount of antimony trichloride with a 1/2 diluted solution of concentrated nitric acid, add 300ml of ammonia water (28%), leave for 30 minutes with stirring, then filter and wash. and a predetermined amount of bismuth nitrate dissolved in a l/3 diluted solution of concentrated nitric acid, and after evaporating to dryness,
5 hours at ℃.
空気中で焼成した。Baked in air.
■反応試験法 ゛
内径10mmの石英製反応管に8〜16メツシユに破砕
・整粒した触媒を4cc充填し、H2SO,5vo1%
、020.5VO1%を含むN2ガスを5v=zooo
h−t、常圧テ供給し、250〜350℃で活性及び選
択性を比較した。ガスの分析は0.IV91%以上はガ
スクロマトグラフ、それ以下を検知管により行った。■Reaction test method ``A quartz reaction tube with an inner diameter of 10 mm was filled with 4 cc of catalyst crushed and sized into 8 to 16 meshes, and H2SO, 5 vol.
, 5v=zooo of N2 gas containing 020.5VO1%
The activity and selectivity were compared between 250 and 350° C. by supplying h-t and normal pressure. Gas analysis is 0. An IV of 91% or higher was performed using a gas chromatograph, and an IV of 91% or higher was performed using a detection tube.
(◇試験成績 反応試験結果をit表に示す。(◇Examination results The reaction test results are shown in the IT table.
第1表
■触媒調製
S b/ (S b+B i) +7)原子比を0.5
に固定して、実施例1で示した方法で蒸発乾固の前段ま
で行った後、sb及びBiが酸化物(S bz Os及
びBi20a)として所定の含量になる様に沸石を混合
し、蒸発乾固後、600″C14時間空気中で焼成した
。Table 1 ■ Catalyst preparation S b/ (S b + B i) +7) Atomic ratio 0.5
After fixing to After drying, it was fired in air at 600″C for 14 hours.
■反応試験法 実施例1と同様の方法で行った。■Reaction test method The same method as in Example 1 was used.
■試験成績 反応試験結果を第2表に示す。■Exam results The reaction test results are shown in Table 2.
第2表
この表より、sbとBiが酸化物として50%以上含有
されていれば、沸石等の担体を使用しても活性が十分で
あることがわかる。Table 2 From this table, it can be seen that if sb and Bi are contained in an amount of 50% or more as oxides, the activity is sufficient even if a carrier such as zeolite is used.
蕊亙遺」
天然ガス、石炭ガス等に含まれる硫化水素を対象とした
場合、炭化水素、H2,Go等の燃焼による損失が問題
となるので、触媒番号1oの触媒を使用してH2S共存
下における炭化水素、H2及びCOの燃焼性について検
討した。When dealing with hydrogen sulfide contained in natural gas, coal gas, etc., loss due to combustion of hydrocarbons, H2, Go, etc. becomes a problem, so a catalyst with catalyst number 1o is used to treat hydrogen sulfide in the coexistence of H2S. The combustibility of hydrocarbons, H2 and CO was investigated.
内径10mmの石英製反応管に8〜16メツシユに破砕
・整粒した触媒を4cc充填し、H2S2.5vo1%
、Oz2.5vo1%を含むN2ガスにCH4、H2、
Coの内いずれか一種類のガスを2vo 1%となるよ
うに混合して、5v=2000h−1、常圧で供給し、
250〜400 ’C!でのCH4、H2、Coの燃焼
開始温度について検討した。ガスの分析はガスクロマト
グラフを用いて行った。A quartz reaction tube with an inner diameter of 10 mm was filled with 4 cc of catalyst crushed and sized into 8 to 16 meshes, and 2.5 vol. of H2S was added.
, CH4, H2, to N2 gas containing Oz2.5vo1%,
Mix any one type of Co gas to 2vo 1% and supply it at 5v = 2000h-1 at normal pressure,
250~400'C! The combustion start temperatures of CH4, H2, and Co were investigated. Gas analysis was performed using a gas chromatograph.
試験結果を第1図に示す0本発明の触媒を使用した場合
、水素は250℃以下、COは300’0以下、04炭
化水素は320’0以下、CH4は400℃以下では燃
焼しないことがわかる。The test results are shown in Figure 1. When using the catalyst of the present invention, hydrogen does not burn at 250°C or below, CO does not burn at 300'0 or below, 04 hydrocarbons do not burn at 320'0 or below, and CH4 does not burn at 400°C or below. Recognize.
支ム1」
使用最適温度を知るため、前述の触媒番号4の触媒(S
b / (Sa、b + B i )の原子比0.5
)を用いて、実施例1で述べた試験方法゛によって反応
温度が活性及び選択性に及ぼす影響について検討した0
反応温度とH2S転化率との関係を第2図に、反応温度
と出口502との関係を第3図に示す、200℃以下で
は十分な活性が得られず、また300℃以上では選択性
が低下するので、この組成の触媒の最適使用温度は20
0〜300℃とするのが好ましいことが示されている。"Support 1" In order to know the optimum temperature for use, use the catalyst number 4 mentioned above (S
Atomic ratio of b / (Sa, b + B i ) 0.5
), the effect of reaction temperature on activity and selectivity was investigated using the test method described in Example 1.
The relationship between reaction temperature and H2S conversion rate is shown in Figure 2, and the relationship between reaction temperature and outlet 502 is shown in Figure 3. Below 200°C, sufficient activity cannot be obtained, and above 300°C, selectivity is poor. The optimum operating temperature for a catalyst with this composition is 20
It has been shown that the temperature is preferably 0 to 300°C.
蹟L[
低濃度の硫化水素含有ガスを処理する一例として、H2
S:IV01%、302:0.5VO1%、cos及び
C52:0.06vo1%を含有するクラウス法硫黄回
収装置のテイルガス処理に応用した場合を示す。[As an example of processing gas containing hydrogen sulfide at a low concentration, H2
A case is shown in which the present invention is applied to tail gas treatment of a Claus process sulfur recovery device containing 01% S:IV, 1% 302:0.5VO, 1% cos and C52:0.06VO.
第4図において上記組成のクラウス法テイルガスは供給
ライン4から(0−M o又はN1−Moなどの水添触
媒を充填した水添塔lに供給され。In FIG. 4, the Claus process tail gas having the above composition is supplied from a supply line 4 to a hydrogenation column 1 filled with a hydrogenation catalyst such as 0-Mo or N1-Mo.
テイルガス中の502 、CO3、C52等はライン5
から供給される水素と反応してH2Sに変換される。502, CO3, C52, etc. in the tail gas are on line 5.
It reacts with hydrogen supplied from the source and is converted to H2S.
h記還元工程を経たガスは、5b−Bi触奴を充填した
反応器2に供給され、ライン6より供給される空気中の
酸素と反応して元素硫黄を生成する。生成した元素硫黄
はコンデンサー3で凝縮分離され、回収ライン7から回
収される。The gas that has undergone the reduction step h is supplied to a reactor 2 filled with 5b-Bi contactors, and reacts with oxygen in the air supplied from a line 6 to produce elemental sulfur. The generated elemental sulfur is condensed and separated in a condenser 3 and recovered through a recovery line 7.
)125のほとんどを元素硫黄として分離回収されたガ
スはそのままライン8からインシネレータ−に導かれ、
H2Sは502に変換されて大気中に放出される。) 125, most of which was separated and recovered as elemental sulfur, was directly led to the incinerator through line 8.
H2S is converted to 502 and released into the atmosphere.
5b−Bi触媒を使用しH2S含有ガスから直接元素硫
黄を回収する本発明方法によれば、未反応H2S及び副
生502の量が極めて僅かなのでインシネレータ−で5
02に変換した後そのまま大気に放出することが可能で
ある。According to the method of the present invention in which elemental sulfur is directly recovered from H2S-containing gas using a 5b-Bi catalyst, the amount of unreacted H2S and by-product 502 is extremely small.
After converting to 02, it is possible to release it directly into the atmosphere.
11立皇j ■硫化水素含有ガスを直接酸化することにより。11th Emperor ■By directly oxidizing hydrogen sulfide-containing gas.
従来のクラウス法での前処理、即ち硫化水素のアミン溶
液等による吸収・再生操作、硫化水素を一部燃、焼する
ための燃焼炉、廃熱ボイラー等が不要になり、建設費、
ユーティリティーズが節減できる・
■2H2S+SO2→3S+2H20の反応の平衡定数
K 、pが極めて大きく、本発明による触媒はこの反応
に対して活性、選択性が優れているので。Pretreatment in the conventional Claus method, that is, absorption and regeneration of hydrogen sulfide using an amine solution, a combustion furnace for partially burning the hydrogen sulfide, a waste heat boiler, etc. are no longer required, and construction costs and
Utilities can be saved. (1) The equilibrium constants K and p of the reaction 2H2S+SO2→3S+2H20 are extremely large, and the catalyst according to the present invention has excellent activity and selectivity for this reaction.
硫化水素を極めて高い回収率で元素硫黄に転換できる。Hydrogen sulfide can be converted to elemental sulfur with extremely high recovery rates.
このため従来のクラウス法で必要とするテイルガス処理
設備、或いは低温操作による触媒の再生工程を必要とせ
ず、建設費を大幅に減少することができる。Therefore, there is no need for tail gas processing equipment or a catalyst regeneration process using low-temperature operation, which is required in the conventional Claus method, and construction costs can be significantly reduced.
■高温においても触媒の劣化が少なく、反応温度範囲を
広くとることができ、生成殖菌による触媒の活性低下な
どが避けられ、長期にわたり高活性を持続することがで
きる。(2) There is little deterioration of the catalyst even at high temperatures, allowing a wide reaction temperature range, avoiding deterioration of catalyst activity due to bacterial growth, and maintaining high activity for a long period of time.
■硫化水素のみを選択的に酸化し、炭化水素や水素等に
対する酸化反応は抑制されるので、硫化水素を少量含有
する炭化水素原料、例えば石油精製オフガス、石炭・石
油等の部分酸化によって生成する化学工業原料ガスの精
製、及び従来の硫黄回収装置のテイルガスの処理など、
広範囲にわたり効果的に利用することができる■It selectively oxidizes only hydrogen sulfide and suppresses the oxidation reaction of hydrocarbons and hydrogen, so it is produced by partial oxidation of hydrocarbon raw materials containing small amounts of hydrogen sulfide, such as oil refinery offgas, coal, oil, etc. Purification of chemical industry raw material gas and treatment of tail gas from conventional sulfur recovery equipment, etc.
Can be used effectively over a wide range
第1図は炭化水素、H2,CO等の燃焼性を測定した結
果を示す図で、縦軸はそれぞれの転化率(%)、横軸は
温度1)、O印はCH4、Δ印はC4炭化水素、マ印は
H2,0印はCOを示す(実施例3対応)。
第2図はSb/(Sb+Bi)の原子比が0゜5の触媒
を使用した時の反応温度とH2S転化率との関係を示す
図で、縦軸はH2S転化率(%)。
横軸は温度(℃)を示す(実施例4対応)。
第3図は反応温度と出口SO2との関係を示す図で、縦
軸は反応器出口のSOz濤度(ppm)を示す(実施例
4対応)。
第1図はクラウス法硫黄回収装置のティルガスのような
低濃度の硫化水素含有ガスを処理する場合のプロセスフ
ローシートを示す。
出願人 日 揮 株 式 会 社代理人
弁理士 青 麻 昌 二
200 250 ”JOO350400”C第
1圓Figure 1 shows the results of measuring the combustibility of hydrocarbons, H2, CO, etc., where the vertical axis is the conversion rate (%) of each, the horizontal axis is the temperature (1), the O mark is CH4, and the Δ mark is C4. Hydrocarbons, black marks indicate H2, and 0 marks indicate CO (corresponding to Example 3). Figure 2 is a diagram showing the relationship between reaction temperature and H2S conversion rate when a catalyst with an atomic ratio of Sb/(Sb+Bi) of 0°5 is used, and the vertical axis is the H2S conversion rate (%). The horizontal axis indicates temperature (°C) (corresponding to Example 4). FIG. 3 is a diagram showing the relationship between reaction temperature and outlet SO2, and the vertical axis shows the SOz concentration (ppm) at the reactor outlet (corresponding to Example 4). FIG. 1 shows a process flow sheet for treating low concentration hydrogen sulfide-containing gas such as till gas in a Claus method sulfur recovery device. Applicant JGC Co., Ltd. Company Agent
Patent Attorney Masaji Aoma 200 250 “JOO350400” C No. 1
Claims (1)
素直接酸化触媒。 2 触媒中のSb/(Sb+Bi)の原子比が0.1乃
至1.0未満である特許請求の範囲第1項記載の触媒。 3 ビスマス成分とアンチモン成分とを含有する触媒の
存在下、硫化水素を含有するガスを温度200〜350
℃で分子状酸素と反応させ、硫化水素を選択的に酸化し
て元素硫黄に転換することよりなる硫化水素含有ガスか
ら直接元素硫黄を回収する方法。 4 触媒中のSb/(Sb+Bi)の原子比が0.1乃
至1.0未満である特許請求の範囲第3項記載の方法。[Claims] 1. A hydrogen sulfide direct oxidation catalyst containing a bismuth component and an antimony component. 2. The catalyst according to claim 1, wherein the atomic ratio of Sb/(Sb+Bi) in the catalyst is from 0.1 to less than 1.0. 3. In the presence of a catalyst containing a bismuth component and an antimony component, a gas containing hydrogen sulfide is heated to a temperature of 200 to 350.
A method for recovering elemental sulfide directly from hydrogen sulfide-containing gases, which consists of selectively oxidizing hydrogen sulfide and converting it to elemental sulfur by reaction with molecular oxygen at ℃. 4. The method according to claim 3, wherein the atomic ratio of Sb/(Sb+Bi) in the catalyst is from 0.1 to less than 1.0.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18369284A JPS6161638A (en) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | Catalyst and method for recovering directly elemental sulfur from hydrogen sulfide-containing gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18369284A JPS6161638A (en) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | Catalyst and method for recovering directly elemental sulfur from hydrogen sulfide-containing gas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6161638A true JPS6161638A (en) | 1986-03-29 |
JPH0475057B2 JPH0475057B2 (en) | 1992-11-27 |
Family
ID=16140265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18369284A Granted JPS6161638A (en) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | Catalyst and method for recovering directly elemental sulfur from hydrogen sulfide-containing gas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6161638A (en) |
-
1984
- 1984-09-04 JP JP18369284A patent/JPS6161638A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0475057B2 (en) | 1992-11-27 |
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