BE551208A - - Google Patents

Description

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Ildéjà été décrit, en particulier dons le Brevet Belge 495.755 du 15 juin 1950,   insi   que dans le Brevet Fran0çais N  1.047.797 du 11 juin 1951, un procédé d'oxydation   ctlytique     insi   que des éléments dits d'oxycatalyse utilisables dns ce procédé .

   Ces éléments d'oxycatolyse comprennent essentiellement une base cyont elle-même une activité   cntly-   tique, et constituée   pr   un ou plusieurs des oxydes des métaux suivants ! 

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 aluminium, magnésium, béryllium et thorium, cette   bse   étnnt déposée sur un support inerte,   pr   exemple en porcelaine, et imprégnée et/ou recouverte d'un   catalyseur   métallique finement divisé, choisi entre les métaux   suivnts :   plntine, ruthénium, palladium, argent, cuivre,   argent-chrome ,   cuivre-chrome,   cuivre-mongnèse,   nickel et cobalt . 



   Ce procédé et ces éléments permettent la destruction des fumées et des gaz toxiques ou nuisibles provenant de la combustion de diverses matières et l'utilisation de ces mêmes fumées ou gaz pour en récupérer l'énergie thermique provenant de cette oxydation, ou pour les transformer par cracking ou autres modifications en produits utiles . 



   La présente invention n pour objet une nouvelle application de ces procédés, à l'épuration de gaz contenant des composés du soufre et la récupération du soufre contenu dans ces   gaz .   



   On sait que les gaz   nnturels   ou les gaz industriels tels que ; gaz naturel de pétrole, gaz de distillation et de cracking des hydro- carbures impurs, goz de pyrogénation de la houille, et divers gaz indus- triels résultant des transformations chimiques des combustibles solides, liquides et gazeux naturels, contiennent souvent des composés de soufre et en particulier de l'hydrogène sulfuré dont il est difficile de les débarrasser . Ainsi pnrmi les méthodes actuelles de récupération du sou- fre, la plus courante consiste à isoler préalablement l'hydrogène sulfuré contenu   dns   ces gaz et à spumettre ce composé à une oxydation partielle libérant le soufre .      



   A cet effet la technique la plus usuelle consiste dans la com- bustion de 1/3 du volume de l'hydrogène sulfuré en anhydride sulfureux et réaction de ce dernier sur le reste de l'hydrogène sulfuré (procédé CLAUS et dérivés). 

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   Cette réiction est généralement réalisée avec l'aide de cataly- saurs ou masses de contact contenant des oxydes de fer, notamment sur des bauxites convenablement traitées . 



   De grands volumes de catalyseurs sont généralement nécessaires pour traiter le gz . Les catalyseurs à base de métaux précieux et en particulier de piétine, n'ont pas été généralisés pour ces   réactions,   à la fois à couse de leur prix et prce que l'on considérait qu'ils étaient empoisonnés par le soufre . 



   La présente invention permet do récupérer les composés du soufre contenus dns des gaz industriels ou noturels et d'en recueillir le soufre élémentaire par une oxydation partielle des composés du soufre contenus dans ces gaz, cette oxydation étant réalisée de telle   fiçon   qu'elle   s'ar-   rête nu stade du soufre élémentaire et qu'elle soit juste compensée par la fixation de l'hydrogène sur l'oxygène introduit . 



   Le présent procédé permet de réaliser la   désulfura.tion   pratique- ment totale des gaz et de récupérer, par un processus simple et peu coûteux, le soufre élément-tire des composés sulfurés qu'ils contiennent . 



   On a en effet   constaté   que par l'utilisation des procédés et éléments mentionnés plus hut d'oxydation partielle, il est possible d'ob- tenir les résultats suivants ! 
En premier lieu, on   constté   qu'il   étit   possible de recueillir à l'étit de soufre libre le soufre provenant de l'hydrogène sulfuré soit concentré, soit dilué dans des hydrocarbures gazeux tels que le méthane, par exemple dans les gaz naturels ou dans les gaz de raffinerie, soit dilué dans d'nutres gaz industriels . 



   On peut aussi, dans le cas où l'hydrogène sulfuré contient quel- ques pour cent de composés organiques, tels que des carbures ou des 

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   mercptns,   effectuer, d'une port l'oxydation partielle de l'hydrogène sulfuré en soufre, et d'autre part la combustion complète de ces   composést   de façon à ne   ps     voir   formation d'imbrûlés (noirs) dns le soufre re- dueilli . 



     Pr   ailleurs,   l'opération   est conduite de telle façon (par un choix convennble des concentrations en air ou en oxygène et par un rè- glage npproprié de la température, ce choix des concentrations et de la température   étnt   déterminé par la composition des gz traités), qu'on puisse éviter   dns     1'opération   précédente   l'oxydation   et le cracking du méthane et certains hydrocarbures, lès composés du soufre rentrant seuls en réaction . 



   Enfin, des essais effectués à des concentrations décroissantes en hydrogène sulfuré dans les gnz ont montré qu'on peut supprimer com- plètement le teneur en hydrogène sulfuré d'un   gz   tel que le méthane, au besoin en procédant en plusieurs étapes successives . 



   Les exemples suivants donnés à titre d'illustrations non limita- tives illustrent quelques unes des coroctéristiques de ce procédé . 



   Exemple 1 :De l'hydrogène sulfuré à 95 %, séparé d'un mélnnge gazeux, et auquel on ajoute 2,5 fois son volume d'nir, est pnssé à la vitesse spatiole de 104 volumes pnr volume de   ctlyseur   et par heure sur un cata- lyseur constitué   pr   des grains constitués pnr une bise de porcelaine re- couverte d'alumine imprégnée de piétine finement divisé .      



   On recueille pnr condensation -,près un seul   pnssge,   au moins   95 %   du soufre contenu   dns   les   gnz .   



   Exemple 2 : Du gaz noturel   contennt   10% d'hydrogène sulfuré est addi- tionné de   25 %     d'nir   et pnsse sur un   ont-lyseur   en grains du même type qu'à l'exemple 1, à raison de 105 volumes par heure et pnr volume de 

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 catalyseur . Si la température de la   ré@ction   est maintenue u-dessus de 445  environ, une fois la réaction amorcée, celle-ci se poursuit sons manifestations de déchéance du   ctlyseur,   pendant une très longue durée. 



   Le soufre est recueilli à 1 ' état liquide ou à 1 ' état de solide divisé   dns   une outre zone de   l'ppreillge .   



   En   vrinte,   avec un   catalyseur   riche en constituants actifs, on peut opérer à basse température, le soufre se déposant à   l'état   solide et   étnt   éliminé par vibration ou   autn?e   moyen mécanique 
La réaction étant très exothermique, une fois amorcée, il n'est plus nécessnire de fournir de la chaleur, il est même possible d'en récupérer par des dispositifs classiques comportant   1'autorégulation   de la température . 



   Bien que les éléments   ctlytiques   précités soient particuliè-   renent   précieux pour la mise en oeuvre du procédé en question, il est bien entendu qu'il n'est pas impératif d'utiliser des éléments de cette forme et que la substance active du catalyseur peut être mise sous forme quelconque, aussi bien en lit fixe qu'en lit vibrant ou en phase fluide suivant la technique connue de   fludisation,   sous forme par exem- ple soit de granulés, soit de   baguette,.soit   encore sous forme de fils ou de tubes revêtus, soit de particules en mouvement ou fluidisées, etc... 



   En particulier, on peut utiliser ce catalyseur sous une forme expansée obtenue par chauffage d'une bouillie.d'un oxyde métallique ca-      tnlytique et d'un sel thermiquement   décomposble   du même métal, ce   chauffage.provoquant   la formation d'une masse d'oxyde expansée par les gaz de décomposition dudit   sel .   



   Ainsi qu'on l'a déjà indiqué ci-dessus, trois variantes sont possibles 

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 - Dans la première on se pince nu-dessus du point de rosée du soufre, de sorte que celui-ci étnt à   l'étal:   de vapeur ne se dépose pas sur le catolyseur; on le recueille par refroidissement, dans d'au-   tres parties de l'appareillage. @   - Dans la seconde, on opère entre la température de ramollis- sement et celle de   volatilisation   du soufre avec extraction et régéné- ration continue du   catalyseur,   qui est réintroduit en continu dans l'es- pasce réactionnel . 



   - Bans la troisième, on se place légèrement au dessous de la température de   ramollissement   du soufre, de sorte que celui-ci se dépo- sont à l'état de particules solides, le frottement des   grnins   de   cota-   lyseur les uns sur les autres suffit à le détacher, sans empoisonnement du   catalyseur .   



   Ces deux   variantes   permettent donc de   travailler   en continu. 



   Le caractère sélectif   de' 1;,   réaction ainsi obtenue permet d'opérer à des températures suffisomment bisses pour que l'oxydation porte sur des composés sulfurés, pratiquement à l'exclusion des composés tels que des hydrocarbures légers, en particulier le   méthne .  

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1. Procédé do désulfurition ot de récupération de soufre dnns des gaz, vapeurs et fumées contenant des composés du soufre et notamment de l'hydrogène sulfuré, à l'état dilué ou concentré, procédé carac téri- sé en ce qu'on effectue une oxydation pnrtielle desdits gaz au moyen d'éléments d'oxycatalyse du type comprenant essentiellement un métal ctlytique finement divisé déposé sur une bise d'oxyde métallique également actif, cette oxydation étant réalisée de telle façon qu'elle s'arrête @u stade du soufre élémentaire .

   2.- Procédé selon la Revendication 1 caractérisé en ce que l'hydrogène sulfuré contenu dans le gaz à traiter étant dilué pnr des gaz. étrangers, 1' opération d'oxydation partielle est conduite de telle façon qu'on évite le crcking de la partie principnle et utilisable de cos gaz, les composés sulfurés rentrnt seuls en réaction .

   3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les gaz contenont de plus des composés du type mercaptan on réalise si- multanément la combustion complète de ces composés, en vue d'éviter la formation d'imbrûlés noirs dans le soufre recueilli .

   4. Procédé selon une des Revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on fit passer sur les catalyseurs un gnz à traiter en mélange avec la qunntité calculée d'oxygène concentré ou dilué 5. Procédé selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on maintient l température de la réaction à une valeur supérieure ou point de rosée du soufre dans les conditions du procédé .

   6. Procédé selon une des Revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on opère à une température comprise entre celles de ramolissement et de vaporisation du soufre, avec circulation du catalyseur qui est <Desc/Clms Page number 8> soutiré et régénéré avant introduction dons l'espace réctionnel .

   7. Procédé selon une des Revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on maintient la température à une valeur inférieure à la tempéra- ture de romollissement du soufre, le soufre étant enlevé de la surface du ctlyseur par des noyons mécaniques.