将气体中低浓度硫化氢氧化成硫的方法和其催化剂技术

用催化程序将气体中低浓度Ｈ↓［２］Ｓ直接氧化成硫的方法，该方法的类型是将含Ｈ↓［２］Ｓ的气体与含游离氧其量应提供Ｏ↓［２］∶Ｈ↓［２］Ｓ的摩尔比为０. ５－３的范围，优选０. ５－１的范围的气体与使Ｈ↓［２］Ｓ氧化成硫的催化剂接触，接触是在低于２００℃的温度下进行的，其特征在于将Ｈ↓［２］Ｓ氧化成硫的催化剂由活性炭和载于其上的催化相组成，催化相选自由Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ和Ｃｏ的一组的一个或多个过渡金属的氧化物、盐或硫化物，催化相的量以过渡金属的重量表示为焙烧的催化剂重的０. １－１５％。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用高选择性催化程序将气体中低浓度硫化氢直接氧化成硫的方法和实施该方法和催化剂本专利技术涉及将气体中的低浓度硫化氢用高选择性催化程序直接氧化成硫的方法。也涉及实施该方法的催化剂。为回收各种来源的气体中低浓度H2S，即浓度低于15(V)％、特别是0.01-5(V)％之间的浓度，可以按照反应式             而利用包括将H2S直接催化氧化成硫的方法。在此类方法中，被处理的含H2S的气体与适量的含游离氧的气体(例如氧、空气或富氧空气)混合，通入使与将H2S氧化成硫的催化剂接触。接触的温度约在高于硫形成的露点温度(此时氧化是在气相中发生)或在低于硫形成的露点温度(此时所说的硫沉积在催化剂上，需要在一定时间间隔内用200-500℃间温度的非氧化性气体进行冲洗以再生载硫的催化剂)。特别是在气相直接将H2S氧化成硫，即可在温度高于约200℃与由氧化钛构成的催化剂(EP-A-0078690)接触，与含碱土金属-->硫酸盐的氧化钛组成的催化剂(WO-A-8302068)接触，与含氧化镍和优选的氧化铝的氧化钛组成的催化剂(EP-A-0140045)，与氧化钛、氧化锆或二氧化硅型的氧化物与选自过渡金属Fe、Cu、Zn、Cd、Cr、Mo、W、Co、Ni和Bi并优选Fe的一个或多个化合物，还可以与选用Pd、Pe、Ir和Rh并优选Pa的一个或多个贵金属化合物结合使用组成的催化剂(FR-A-2511663)接触，或者用热稳定的氧化铝与一个或多个上述的过渡金属的化合物(优选Fe)，还可与选自Pd、Pe、Ir和Rh的一个或多个贵金属化合物结合使用(FR-A-2540092)组成的催化剂接触。使形成的硫沉积在催化剂上的温度下直接将H2S氧化成硫可在与催化剂接触下进行，该催化剂例如可由一个或多个选自Fe、Cu、Zn、Cr、Mn、W、V、Co、Ni、Ag和Mn的过渡金属的盐、氧化物或硫化物与活性氧化铝、铝土矿、二氧化硅/氧化铝或沸石型的载体结合组成(FR-A-2277877)。本专利技术的主题是用催化程序将气体中低浓度H2S直接氧化成硫的方法，该方法确保H2S的转化和硫的选择是随时间经久保持在一高值。这使所说的气体经燃烧排放入大气前作为含H2S浓度达1(V)％的气体的最后处理工段是一个特别有利的方法。本专利技术的用催化程序将气体中低浓度H2S直接氧化成硫的方法，是将所说的含H2S的气体与一含游离氧的气体一起通入与一催化剂接触以将H2S氧化成硫，所用的氧应能提供O2∶H2S的摩尔比-->为0.5-3的范围，优选0.5-1.5的范围，接触温度低于200℃，其特征是氧化H2S成硫的催化剂由活性碳载体组成，其中掺入选自V、Mo、W、Ni和Co的一个或多个过渡金属的氧化物、盐或硫化物的催化相，催化相的量(以过渡金属重量表示)为焙烧的催化剂重的0.1-15％，优选0.2-7％，特别是0.5-5％。氧化催化剂的制备可以利用各种已知方法将一个或多个金属化合物掺入形成催化剂载体的粉碎的固体中，特别是它可以用一种选自一种或多种过渡金属V、Mo、W、Ni和Co的盐的所要求的金属化合物于一种溶剂(如水)中的溶液或溶胶浸渍选择的载体(以粉、片、颗粒、挤出物或其化聚集的形式)，然后干燥浸渍的载体并于250-500℃的温度范围烧结干燥的产品。操作最好是在惰性气氛中进行。掺入载体中过渡金属V、Mo、Ni、和Co的化合物的总量的选择应使烧结后的氧化催化剂有0.1-15％，优选0.2-7％，特别是0.5-5％的过渡金属总含量。用来将气体中H2S氧化成为硫的含游离氧的气体一般是空气，虽然也可以采用纯氧、富氧空气或氧和除氮外的惰性气体的各种比例的混合物。含游离氧的气体和欲处理的含H2S的气体可以分别与氧化催化剂接触。但在与催化剂接触时为得到非常均匀的气体反应混合物，最好首先将含H2S的欲处理的气体与含游离氧的气体混合，再将得到的混合物与氧化催化剂接触。-->上已指出，含游离氧的气体的用量应提供反应混合物中有0.5-3、特别是0.5-1.5范围的O2∶H2S摩尔比，使其与氧化催化剂接触将H2S氧化成硫。气体反应混合物与氧化催化剂的接触时间可为0.5-20秒，优选1-5秒，在标准温度和标准压力状况下。欲处理的含H2S的气体和含游离氧的气体与催化剂进行接触的温度低于200℃，如此，H2S氧化后形成的硫便沉积在催化剂上。该温度一般在60-180℃之间，最好取90-120℃间的值。载硫氧化催化剂的再生按固定的时间间隔，用非氧化并且最好是基本上干的气体吹洗催化剂，操作是在200-500℃、优选300-450℃的温度下进行以挥发存留在催化剂上的硫。然后再将再生的催化剂冷却至所需温度作新的氧化反应之用，冷却是用低于160℃的惰性气体进行的。在排放入大气前，欲处理的含H2S的气体和含游离氧的气体与氧化催化接触产生的气体一般要进行热或催化燃烧，以便将尚存的痕量的H2S转变成SO2。用于再生载硫的氧化催化剂的吹洗气体可以是甲烷、氮或其混合物，或可由氧化段来的一部分气体流出物组成，并直接供燃烧，或者一部分含H2S的欲处理的气体。按本专利技术方法处理的低浓度含H2S气体可来自各种不同的途径，特别是如H2S含量低的天然气或是源于煤或重油的气化的气体，-->甚至是由残气氢化得到的气体，例如脱硫装置的含硫化合物(如SO2、硫醇、COS或CS2)的残余气体，它们可被氢或水蒸气的作用转化成H2S，或者是处理含H2S和SO2(H2S∶SO2的摩尔比大于2∶1)的气体流出物(与在H2S和SO2间能促进形成硫的反应的克劳斯催化剂接触)，并且所得到的气体已经只含H2S作为硫化合物)所得到的气体。本专利技术的方法可应用于含H2S的浓度在0.01-5％(体积)范围的气体，并特别适于处理含0.01-0.1％(体积)的气体流。这种气体流可以在特别是含H2S和SO2的气体的脱硫装置中产生，这种装置采用在低于180℃的温度下与克劳斯催化剂接触在H2S和SO2之间进行形成硫的反应，在反应中形成的硫沉积在催化剂上。摩尔比大于2∶1的含H2S和SO2的气体在该装置中处理，源于这些装置的气体流就只含有H2S作为硫化合物了。本专利技术的催化氧化反应可在单一的催化氧化反应区中进行，它有交替的氧化阶段和再生/冷却阶段，这一实施办法是当欲处理的气体含有少量的H2S和其后的催化剂的再生不是很频繁时采取的。本专利技术的催化氧化最好是在多个催化氧化区中实施，使其至少有一个区能在再生/冷却阶段工作，而其他的区在催化氧化阶段工作，也可以使一个或多个区在催化氧化反应阶段工作。到少一个区在再生阶段工作以及至少一个区在冷却区工作。用于氧化催化剂的再生气体最好是在一封闭回路中循环，从加热区开始，相继通过欲被再生的催化区和冷却区(在冷却区中所含-->的大部分硫经冷凝而分离出来)，再回到加热区。自然，再生气体也可以在开放的回路中运行。用于冷却再生的氧化催化剂的气体和再生载硫的催化剂所采用的气体是相同类型的。再生气体和冷却气体的回路可以是相互独立的。但是，按本专利技术的一个具体实施方案，以上限定的再生气体回路也可包括一个连接于其冷却区出口的支路，旁通其加热区，连至再生区的入口，这就使所说的加热区短路并采用再生气体作为冷却气成为可能。含H2S的气体流按本专利技术方法进行处理时，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用催化程序将气体中低浓度H2S直接氧化成硫的方法，该方法的类型是将含H2S的气体与含游离氧其量应提供O2∶H2S的摩尔比为0.5-3的范围，优选0.5-1的范围的气体与使H2S氧化成硫的催化剂接触，接触是在低于200℃的温度下进行的，其特征在于将H2S氧化成硫的催化剂由活性炭和载于其上的催化相组成，催化相选自由V、Mo、W、Ni和Co的一组的一个或多个过渡金属的氧化物、盐或硫化物，催化相的量以过渡金属的重量表示为焙烧的催化剂重的0.1-15％。2.权利要求1的方法，其特征在于氧化H2S成为硫的催化剂中催化相的量为焙烧的催化剂重量的0.2-7％，优选0.5-5％。3.权利要求1或2的方法，其特征在于组成被处理气体的含H2S的气体和含游离氧的气体的反应混合物与氧化催化剂的接触时间以标准压力和温度表示为0.5-20秒，优选1-5秒。4.权利要求1-3的方法，其特征在于被处理的含H2S的气体和含游离氧的气体与将H2S氧化成硫的催化剂的接触是在60-180℃，优选90-120℃之间的温度下进行的，H2S经氧化后形成的硫沉积在催化剂上。5.权利要求4的方法，其特征在于载硫氧化催化剂的再生是用非氧化性并且最好是基本干燥的气体定期清洗，操作...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·安格莱罗特，G·迪玛拉斯，P·玛莱斯，
申请(专利权)人：埃勒夫勘探产品公司，
类型：发明
国别省市：