СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРЫ И ВОДОРОДА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРЫ И ВОДОРОДА


RU (11) 2069172 (13) C1

(51) 6 C01B17/04, C01B3/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5065068/26 
(22) Дата подачи заявки: 1992.07.24 
(45) Опубликовано: 1996.11.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 1289815, кл. C 01 B 17/04, 1987. 2. Заявка Японии N 1270502, кл. C 01 B 3/04, кл. 63- 95766, 1989. 
(71) Заявитель(и): Институт теоретических проблем химической технологии (AZ) 
(72) Автор(ы): Нагиев Тофик Муртуза оглы[AZ]; Алекперов Газанфар Зульфугар оглы[AZ]; Багиров Рустам[AZ]; Шихалиев Закир[AZ]; Искендеров Расим Аббас оглы[AZ]; Гасанова Лятифа Мюслум кызы[AZ]; Мамедов Узеир Зияд оглы[AZ]; Агаева Севиль Исрафил кызы[AZ]; Нагиева Земфира Муртуза кызы[AZ] 
(73) Патентообладатель(и): Институт теоретических проблем химической технологии (AZ) 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРЫ И ВОДОРОДА 

Изобретение относится к способам получения серы и водорода из Н2S - содержащих газов. Сущность изобретения заключается в получении серы и водорода путем окисления сероводорода перекисью водорода с концентрацией 10-20% при температуре 350-400oC и мольном соотношении H2S:H2O2 = 2:1. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к неорганической химии, а именно к способам очистки газов от сероводорода, которые в дальнейшем могут быть использованы в газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Превращение H2S в элементарную серу путем его каталитического окисления с помощью кислорода воздуха (процесс Клауса) является наиболее распространенным методом получения серы и обезвреживания сероводорода. Описанный в работе [1] процесс Клауса заключается в том, что взаимодействие сероводорода и сернистого газа осуществляется в реакторе с организованной насадкой кипящим слоем при температурах в начале слоя 420-450oC, в конце слоя 260-280oC. Конверсия H2S составляет 90-91%

Недостатком вышеуказанного процесса является то, что процесс состоит из двух стадий: образование двуокиси серы и взаимодействие полученного диоксида серы с непрореагировавшим сероводородом. Кроме того, поверхность катализатора может оказаться покрытой конденсированной серой, которая может привести к резкому уменьшению активности процесса и потере чистой серы, а также потере водорода в виде отходной воды.

Эффективным методом очистки от сероводорода является некаталитическое окисление H2S до элементарной серы и водорода, которые в свою очередь могут использоваться как ценное химическое сырье и как топливо.

Известен способ разложения сероводорода путем его окисления кислородосодержащим газом при высокой температуре [2] Этот способ является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению и принимается за прототип (он же является базовым объектом).

В указанном процессе исходный газ, содержащий 80% H2S, подогревается и подается в камеру сгорания, куда одновременно направляется газ с содержанием 80% O2. Полученная смесь охлаждается в котле-утилизаторе до температуры <700C. Большая часть серы в виде жидкой фазы отделяется в конденсаторе. Полученный газ подогревается и направляется в реактор, где в результате каталитической реакции образуется газ, содержащий Н2. Газовая смесь подается в скруббер на выходе из которого получают загрязненный H2.

Недостатком этого процесса является высокая температура, что требует дополнительной энергии. С другой стороны получение водорода осуществляется в отдельном дополнительном реакторе с использованием катализатора.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение технологий процесса за счет снижения температуры, а также получение твердой серы и водорода одновременно в одном и том же реакторе в гомогенных условиях без применения катализатора.

Для достижения указанной цели процесс окисления H2S осуществляется в полом малообъемном кварцевом реакторе, нагретом до 350-400oC с помощью электрической печки. Полученный лабораторным путем H2S без примесей подается в реакционную зону со скоростью 0,1-0,4 л/ч. Отдельно в реакционную зону подается перекись водорода в водном растворе с концентрацией 10-30% Полученная твердая сера, проходя через холодильник, собирается в приемнике.

Предлагаемый способ иллюстрируется нижеприведенными примерами.

Пример 1. Сероводородный газ со скоростью 0,20 л/ч и 20%-ный водный раствор перекиси водорода подаются в полый реактор проточного типа, нагретый до 450oC. Мольное соотношение перекиси водорода к H2S 1:2. Температура реакционной зоны 450oC. Полученная твердая сера собирается в приемнике. Конверсия сероводорода составляет 78% Селективность полученной твердой серы 96% водорода 93,1% Молекулярный выход водорода на пропущенный H2S составляет 67,4%

Пример 2. Сверху в реактор подают отдельно сероводородный газ и водный раствор перекиси водорода в мольном соотношении 1:1 с объемной скоростью 0,17 л/ч и 0,76 мл/ч соответственно. Концентрация перекиси водорода 30% температура реакционной зоны 400oС. При этом конверсия сероводорода составляет 80% селективность полученной твердой серы 96% водорода 80,2% выход водорода на пропущенный H2S составляет 64% Примеры 3-6 осуществляются аналогично примерам 1 и 2.

Отличительной особенностью предлагаемого способа окисления сероводорода является то, что этот процесс протекает в химической системе, где присутствует химическое сопряжение.

Химическое сопряжение образуется между двумя реакциями



с помощью промежуточных радикалов ОН и НО2, образовавшиеся в результате разложения H2О2.

Рассматриваемая с этих позиций, предложенная реакция протекает по следующему радикально-цепному механизму



Из суммарной реакции мы видим, что из вступившего в реакцию H2S образуется 1 моль молекулярного H2 и 1 моль H2 расходуется на образование воды.

Таким образом, предложенный способ позволяет упростить технологию процесса за счет снижения температуры до 350-400oС, исключения каталитической системы для получения водорода благодаря применению перекиси водорода. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ получения серы и водорода из сероводородсодержащего газа, включающий окисление последнего при повышенной температуре и последующее выделение целевых продуктов из реакционной газовой смеси, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют пероксид водорода с концентрацией 10 20 мас. и процесс ведут при 350 400oС и молярном соотношении H2S H2O2 2 1.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы получения, хранения водорода, кислорода и биогаза






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+водород -молекулярный".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "водород" будут найдены слова "водорода", "водородный" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("водород!").


Устройства и способы получения кислорода и водорода | Устройства и способы хранения водорода и кислорода | Устройства и способы получения и хранения биогаза


Рейтинг@Mail.ru