JPH04219306A - Oxidation of hydrogen sulfide - Google Patents

Oxidation of hydrogen sulfide

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JPH04219306A
JPH04219306A JP3044571A JP4457191A JPH04219306A JP H04219306 A JPH04219306 A JP H04219306A JP 3044571 A JP3044571 A JP 3044571A JP 4457191 A JP4457191 A JP 4457191A JP H04219306 A JPH04219306 A JP H04219306A
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Abstract

PURPOSE: To oxidize H2S into SO2 without oxidizing H2, CO, NH3 and CH4 in a gas.
CONSTITUTION: The gas containing H2S and oxygen is contacted with a solid medium, which contains bismuth and vanadium as effective contact main components, within a reaction zone, where steam exists, with divided pressure of about 0.07 kg/cm2 (about 1.0 psia) at contact temperatures of about 121 to about 816°C (about 250 to about 600°F) maintained in the reaction zone and, concerning the contact in the reaction zone, almost all the H2S reacts with oxygen to creat SO2. Almost all SO2 created in the reaction zone is removed from the reaction zone. H2S in the exhausted gas is oxidized and pollution can be prevented.
COPYRIGHT: (C)1992,JPO

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はH2S を酸化する方法
、特にH2S を著しい分量の水蒸気の存在下で、 S
O2に接触酸化する方法に関するものである。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for oxidizing H2S, in particular to oxidizing H2S in the presence of a significant amount of water vapor.
It relates to a method of catalytic oxidation to O2.

【0002】0002

【従来の技術】現在の空気汚染の規制は、大気に放出で
きるH2S の分量に関して、極めて制限している。あ
る場合には、ガス流が約10 ppmV 以上のH2S
 を含む場合には、ガス流を大気に放出できない。従っ
て、大気に放出する前にガス流からH2S を除去する
ための多くの方法が開発されてきた。
BACKGROUND OF THE INVENTION Current air pollution regulations are extremely restrictive as to the amount of H2S that can be released into the atmosphere. In some cases, the gas flow is about 10 ppmV or more of H2S.
, the gas stream cannot be released to the atmosphere. Accordingly, many methods have been developed to remove H2S from gas streams prior to release to the atmosphere.

【0003】H2S を除去する技術として知られてい
る1つの方法は接触酸化で、即ちH2S を含むガス流
を空気または遊離の酸素と混和し、次いで得られた混合
物を、H2S を所望により硫黄元素蒸気またはSO2
 或いは両者に転化するような適当な条件下で、粒状触
媒床に通過させる。H2S を硫黄またはSO2 に気
相転化するのに有用な触媒の1つは米国特許第4,09
2,404 号明細書に開示されている。この触媒はア
ルミナまたはシリカ−アルミナのような耐火性酸化物に
担持された1種または2種以上の酸化バナジウムまたは
硫化バナジウムから成る。他のかかる触媒は米国特許第
4,012,486 号明細書に開示されており、この
明細書の記載によるとビスマスから成る活性成分を有す
る触媒を用いてH2S を接触的に燃焼してSO2 に
する。
One method known in the art for removing H2S is catalytic oxidation, in which a gas stream containing H2S is mixed with air or free oxygen, and the resulting mixture is then mixed with H2S and optionally elemental sulfur. Steam or SO2
Alternatively, it may be passed through a bed of particulate catalyst under suitable conditions to convert to both. One catalyst useful for the gas phase conversion of H2S to sulfur or SO2 is disclosed in U.S. Pat. No. 4,099.
No. 2,404. The catalyst consists of one or more vanadium oxides or vanadium sulfides supported on a refractory oxide such as alumina or silica-alumina. Another such catalyst is disclosed in U.S. Pat. No. 4,012,486, which describes the catalytic combustion of H2S to SO2 using a catalyst having an active component of bismuth. do.

【0004】比較すると、H2S をSO2 に酸化す
るには、米国特許第4,012,486 号のビスマス
触媒は一般に、米国特許第4,092,404 号のバ
ナジア触媒より活性が低いことが分る。他方約0.07
kg/cm2 (約1.0 psia)、通常は少なく
とも0.28kg/cm2 ( 4.0psia) の
水蒸気分圧で水蒸気を含む地熱力プラントから排出され
るオフガスのようなガス流からH2S を除去する場合
、ビスマス触媒は約316 ℃(600 °F)以下の
操作温度ではバナジア触媒よりも安定である。一般に、
バナジア触媒は約0.07kg/cm2 (約1.0 
psia)以下の分圧または約316 ℃(約600 
°F)以上の操作温度において水蒸気の存在下で満足す
べき安定性を有するが、316 ℃(600 °F) 
以下の温度および約0.07kg/cm2 (約1.0
 psia)以上、特に0.105 kg/cm2 (
1.5 psia)またはこれ以上の水蒸気分圧を組合
わせた条件では、バナジア触媒は急速に失活する。この
失活の理由は、酸化バナジウムまたは硫化バナジウム活
性触媒成分がバナジウムの活性の低い形態のもの、例え
ば硫酸バナジル(VOSO4) に転化する一連の複雑
な化学反応に基因すると考えられる。
By comparison, the bismuth catalyst of US Pat. No. 4,012,486 is generally found to be less active than the vanadia catalyst of US Pat. No. 4,092,404 for the oxidation of H2S to SO2. . On the other hand, about 0.07
removing H2S from a gas stream, such as off-gas discharged from a geothermal power plant, containing water vapor at a water vapor partial pressure of kg/cm2 (approximately 1.0 psia), typically at least 0.28 kg/cm2 (4.0 psia). In this case, bismuth catalysts are more stable than vanadia catalysts at operating temperatures below about 316°C (600°F). in general,
Vanadia catalyst is about 0.07kg/cm2 (about 1.0
psia) or approximately 316 °C (approximately 600
It has satisfactory stability in the presence of water vapor at operating temperatures above 316 °C (600 °F).
The following temperature and approximately 0.07 kg/cm2 (approximately 1.0
psia) or more, especially 0.105 kg/cm2 (
Conditions in combination with water vapor partial pressures of 1.5 psia) or higher rapidly deactivate the vanadia catalyst. The reason for this deactivation is believed to be due to a complex series of chemical reactions in which the vanadium oxide or vanadium sulfide active catalyst components are converted to less active forms of vanadium, such as vanadyl sulfate (VOSO4).

【0005】上述のように、バナジア触媒はH2S の
酸化に対し極めて活性であり、1976年6月28日に
出願した米国特許出願第700,513 号(米国特許
第4,243,647 号)に開示されているように、
かかる触媒はH2S を酸素またはSO2 のいずれか
との反応により硫黄に酸化するために極めて有用である
ことが立証された。約0.07kg/cm2 ( 約1
.0 psia) 以下の水蒸気の存在下で、バナジア
触媒は著しく安定であり、僅かに失活されるだけで1年
以上に亘ってH2S を硫黄に転化することができる。
As mentioned above, vanadia catalysts are extremely active for the oxidation of H2S and are described in US patent application Ser. As disclosed,
Such catalysts have proven extremely useful for oxidizing H2S to sulfur by reaction with either oxygen or SO2. Approximately 0.07kg/cm2 (approximately 1
.. In the presence of water vapor below 0 psia, the vanadia catalyst is extremely stable and can convert H2S to sulfur for more than a year with only slight deactivation.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このバナジア
触媒のすぐれた性質にもかかわらず、本発明の目的は水
蒸気の存在下でバナジウム含有触媒の安定性を改良する
だけでなく、H2S をSO2 に転化する活性を著し
く改善することにある。さらに特に水蒸気に関連して、
本発明の目的は約0.07kg/cm2 (約1.0 
psia)以上、特に約0.105 kg/cm2(約
1.5psia)以上、さらに特に約0.14kg/c
m2 (約2.0 psia)以上の分圧で水蒸気の存
在下にH2S を接触酸化する方法を提供するにある。 また本発明の目的は、H2S を酸化する間に存在し得
るH2, CO, NH3 およびCH4 のような成
分を酸化することなく、前記方法を達成することにある
However, despite the excellent properties of vanadia catalysts, the purpose of the present invention is not only to improve the stability of vanadium-containing catalysts in the presence of water vapor, but also to convert H2S to SO2. The objective is to significantly improve the conversion activity. More particularly in relation to water vapor,
The object of the present invention is about 0.07 kg/cm2 (about 1.0
psia) or more, particularly about 0.105 kg/cm2 (about 1.5 psia) or more, more particularly about 0.14 kg/cm
The present invention provides a method for catalytically oxidizing H2S in the presence of water vapor at a partial pressure greater than about 2.0 psia. It is also an object of the present invention to achieve said method without oxidizing components such as H2, CO, NH3 and CH4 that may be present during the oxidation of H2S.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】ビスマスおよびバナジウ
ム成分を含む触媒は、硫化水素の気相酸化に対し、特に
水蒸気の存在下で、活性が高く安定であることを確かめ
た。かかる触媒はバナジア触媒の高活性とビスマス触媒
の安定性とを有する。さらに、本発明の触媒は一般にビ
スマスまたはバナジウムを単独に含む触媒よりも水蒸気
の存在下で、特に約316 ℃(600 °F)以下の
操作温度で著しく安定であることを見出した。
[Means for Solving the Problems] It has been confirmed that a catalyst containing bismuth and vanadium components is highly active and stable for gas phase oxidation of hydrogen sulfide, especially in the presence of water vapor. Such catalysts have the high activity of vanadia catalysts and the stability of bismuth catalysts. Furthermore, it has been found that the catalysts of the present invention are generally significantly more stable in the presence of water vapor than catalysts containing bismuth or vanadium alone, particularly at operating temperatures below about 316°C (600°F).

【0008】本発明で用いる触媒は、約0.07kg/
cm2 (約1.0 psia)以上の分圧で水蒸気の
存在下にH2S を気相中に酸化しなければならない場
合に有効である。H2S から硫黄またはSO2 に転
化されるH2S の各容量に対して等容量の水蒸気が生
成するので、供給ガスの水蒸気分圧が初めに約0.07
kg/cm2 (約1.0 psia)以下であるが、
触媒と接触する間に0.07kg/cm2 (1.0p
sia)以上に増加するプロセスに本発明は有用である
[0008] The catalyst used in the present invention weighs about 0.07 kg/
It is useful when H2S must be oxidized in the gas phase in the presence of water vapor at partial pressures greater than about 1.0 psia. Since an equal volume of water vapor is produced for each volume of H2S that is converted from H2S to sulfur or SO2, the water vapor partial pressure of the feed gas is initially about 0.07
kg/cm2 (approximately 1.0 psia) or less, but
0.07kg/cm2 (1.0p
The present invention is useful for processes that increase in number over sia).

【0009】本発明の利点は触媒の選択性が高いことに
ある。H2,CO, NH3 および6個以下の炭素原
子を有する飽和炭化水素ガス(即ち、軽炭化水素)から
成る群から選ばれた成分は本発明方法においては酸化さ
れない。また、H2S の酸化は、約482 ℃(約9
00 °F)以下の温度で行う場合、殆どSO3 を生
成しない。
An advantage of the present invention is the high selectivity of the catalyst. Components selected from the group consisting of H2, CO, NH3 and saturated hydrocarbon gases having up to 6 carbon atoms (ie, light hydrocarbons) are not oxidized in the process of the present invention. Additionally, the oxidation of H2S is approximately 482 °C (approximately 9
When carried out at temperatures below 00°F), very little SO3 is produced.

【0010】さらに、極めて注目すべきことは、バナジ
ウム−ビスマス触媒はH2S を硫黄に転化するために
匹敵するバナジア触媒より活性が高いことを知見した。 この知見は、バナジア触媒がそれ自体H2S を硫黄に
転化するために極めて活性が高いので、驚くべきことで
あった。 しかし匹敵するバナジウム−ビスマス触媒は、活性がバ
ナジア触媒より単に大であるだけでなく著しく大である
ことがわかった。例えば後記の実施例VIに示すように
、シリカアルミナに担持した約10重量%の五酸化バナ
ジウムを主成分とする従来技術のバナジア触媒は、約1
91 ℃(約375 °F)の温度にて硫黄を生成する
H2S と酸素との間の反応を始めるために活性である
が同じ担体を有するが8.7 重量%のバナジウム成分
と12.9重量%のビスマス成分を含むバナジウム−ビ
スマス触媒は、149 ℃(300 °F)以下の温度
にてH2S を硫黄に転化する反応を始めるために活性
であることがわかる。
[0010] Furthermore, and quite remarkable, it has been discovered that vanadium-bismuth catalysts are more active than comparable vanadia catalysts for converting H2S to sulfur. This finding was surprising since the vanadia catalyst itself is highly active for converting H2S to sulfur. However, comparable vanadium-bismuth catalysts were found to have not just greater activity, but significantly greater activity than vanadia catalysts. For example, as shown in Example VI below, a prior art vanadia catalyst based on about 10% by weight vanadium pentoxide supported on silica alumina has a
Active to initiate the reaction between H2S and oxygen to produce sulfur at a temperature of 91 °C (approximately 375 °F) but with the same carrier but with a vanadium component of 8.7% by weight and 12.9% by weight Vanadium-bismuth catalysts containing % bismuth components are found to be active to initiate the reaction to convert H2S to sulfur at temperatures below 300 DEG F. (149 DEG C.).

【0011】ここでバナジウムとビスマスを含む触媒ま
たはバナジウムとビスマス成分を含む触媒とは、(1)
バナジウム元素とビスマス元素、(2)バナジウム元素
と1種または2種以上のビスマス化合物、(3)ビスマ
ス元素と1種または2種以上のバナジウム化合物、(4
)1種または2種以上のバナジウム化合物と1種または
2種以上のビスマス化合物、(5)1種または2種以上
のビスマスとバナジウム化合物(例えばバナジン酸ビス
マス)、または(6)前記のいずれかの組合せを含むH
2S を酸化するのに有効な触媒を包含する。
[0011] Here, the catalyst containing vanadium and bismuth or the catalyst containing vanadium and bismuth components is (1)
Vanadium element and bismuth element, (2) vanadium element and one or more bismuth compounds, (3) bismuth element and one or more vanadium compounds, (4
) one or more vanadium compounds and one or more bismuth compounds, (5) one or more bismuth and a vanadium compound (e.g. bismuth vanadate), or (6) any of the above. H containing the combination of
Includes catalysts effective for oxidizing 2S.

【0012】本発明に用いる活性触媒は必須の活性成分
としてバナジウムとビスマスを含む。必須の活性成分は
、V元素とBi元素として存在するかまたはバナジウム
およびビスマス個々の化合物の混合物(例えば、V2S
5と混合したBi2S3 )またはビスマスとバナジウ
ムの化合物、例えばBi(VO3)3またはBiVO4
 として存在してもよい。あるいはまた、触媒は必須の
活性成分としてバナジウムとビスマスの元素と化合物の
任意の組合せを含む。 好ましい触媒は少なくとも1種の酸化バナジウムまたは
硫化バナジウム(例えば、V2O5, V2O3, V
2S5、およびV2S3)、および少なくとも1種の酸
化ビスマスまたは硫化ビスマス(例えば、BiO, B
i2O3, Bi2O5, Bi2S3およびBi2O
4 )を含む。最も好ましい触媒は少なくとも若干のバ
ナジン酸ビスマス(即ち、オルトバナジン酸塩として、
BiVO4 またはBi2O3V2O5 、メタバナジ
ン酸塩Bi(VO3)3、またはピロバナジン酸塩Bi
4(V2O7)3  )を含む。
The active catalyst used in the present invention contains vanadium and bismuth as essential active components. The essential active ingredients are present as elements V and Bi or as mixtures of individual vanadium and bismuth compounds (e.g. V2S
Bi2S3 mixed with 5) or compounds of bismuth and vanadium, such as Bi(VO3)3 or BiVO4
may exist as Alternatively, the catalyst includes any combination of the elements and compounds of vanadium and bismuth as essential active ingredients. Preferred catalysts include at least one vanadium oxide or vanadium sulfide (e.g. V2O5, V2O3, V
2S5, and V2S3), and at least one bismuth oxide or bismuth sulfide (e.g., BiO, B
i2O3, Bi2O5, Bi2S3 and Bi2O
4). The most preferred catalyst is at least some bismuth vanadate (i.e., as orthovanadate,
BiVO4 or Bi2O3V2O5, metavanadate Bi(VO3)3, or pyrovanadate Bi
4(V2O7)3).

【0013】代表的な触媒は緊密混合物中にバナジウム
とビスマス成分を含み、触媒は主としてかかる混合物か
ら構成することができるが、バナジウムとビスマス成分
を、含浸または混練による如くして、キャリア物質と混
合するのが極めて好ましい。通常キャリア(または担体
)物質は、例えばアルミナ−シリカ、ジルコニア、チタ
ニア、マグネシア、シリカ−アルミナ、シリカ−ジルコ
ニア、シリカ−チタニア、シリカ−マグネシア、シリカ
−ジルコニア−チタニアおよびこれらの組合せのような
好ましい耐火性酸化物を含む多孔耐火性酸化物から成る
。適当な耐火酸化物には酸性金属リン酸塩およびヒ酸塩
、例えばリン酸アルミニウム、リン酸ホウ素、ヒ酸アル
ミニウム、リン酸クロム等が含まれる。他の適当な担体
には、疏水性結晶性シリカ、例えば米国特許第4,06
1,724 号明細書に記載されているシリカライトが
含まれる(ここに用いられているように、約0.5 c
c/g以下の水を吸収することができる場合には、耐火
性酸化物は疏水性である)。また天然または合成の無定
形および結晶性アルミノシリケートゼオライトが適当で
ある。最も有用な結晶性アルミノシリケートゼオライト
はイオン交換処理してイオン交換できるアルカリまたは
アルカリ土類成分を殆どすべて除去する。特にアルカリ
およびアルカリ土類成分を殆ど含まない疏水性の結晶性
アルミノ−シリケートが有用である。かかるゼオライト
を例示すると、米国特許第3,702,886 号明細
書に開示されている ZSM−5ゼオライト、米国特許
第3,709,979 号明細書に開示されているZS
M−11ゼオライトおよび米国特許第4,019,88
0 号明細書に開示されている疏水性ゼオライトがある
。 この種のゼオライトはシリカ対アルミナの比率が高いこ
とに特徴がある。
Typical catalysts contain vanadium and bismuth components in an intimate mixture, and although the catalyst can consist primarily of such a mixture, the vanadium and bismuth components are mixed with a carrier material, such as by impregnation or kneading. It is highly preferable to do so. Usually the carrier (or support) material is a preferred refractory material such as alumina-silica, zirconia, titania, magnesia, silica-alumina, silica-zirconia, silica-titania, silica-magnesia, silica-zirconia-titania and combinations thereof. It consists of a porous refractory oxide containing a polyhydric oxide. Suitable refractory oxides include acidic metal phosphates and arsenates such as aluminum phosphate, boron phosphate, aluminum arsenate, chromium phosphate, and the like. Other suitable supports include hydrophobic crystalline silica, such as U.S. Pat.
No. 1,724 (as used herein, about 0.5 c
A refractory oxide is hydrophobic if it can absorb less than c/g of water). Also suitable are natural or synthetic amorphous and crystalline aluminosilicate zeolites. The most useful crystalline aluminosilicate zeolites are ion-exchange treated to remove nearly all ion-exchangeable alkali or alkaline earth components. Particularly useful are hydrophobic crystalline alumino-silicates containing almost no alkali or alkaline earth components. Examples of such zeolites include the ZSM-5 zeolite disclosed in U.S. Pat. No. 3,702,886 and the ZS zeolite disclosed in U.S. Pat. No. 3,709,979.
M-11 Zeolite and U.S. Patent No. 4,019,88
There is a hydrophobic zeolite disclosed in No. 0 specification. This type of zeolite is characterized by a high silica to alumina ratio.

【0014】最高に好ましい耐火性酸化物担体は、アル
ミナが少なくとも10重量%、好ましくは約20〜30
重量%の割合で存在する場合のシリカ−アルミナである
。この種の担体から調製した触媒は通常大抵の他の耐火
性酸化物から調製した触媒よりも、H2S を酸化する
ための活性が大きい。さらに、かかる担体は硫酸化に対
する耐性が大きく、即ち、SO3 および/またはSO
2 とO2の存在下で、かかる担体は硫酸アルミニウム
の生成およびこれによる表面積、破砕力および活性の損
失をおこしにくい。 一般に、少なくとも10重量%のアルミナを含むシリカ
−アルミナ担体を用いて調製した触媒は、後述する処理
条件下の硫酸化に基因する失活をおこしても僅かである
ことが期待される。
The most preferred refractory oxide support contains at least 10% by weight alumina, preferably about 20-30% by weight alumina.
silica-alumina when present in weight percent proportions. Catalysts prepared from this type of support typically have greater activity for oxidizing H2S than catalysts prepared from most other refractory oxides. Furthermore, such carriers are highly resistant to sulfation, i.e. SO3 and/or SO3
In the presence of 2 and O2, such supports are less susceptible to the formation of aluminum sulfate and the resulting loss of surface area, crushing force and activity. In general, catalysts prepared using silica-alumina supports containing at least 10% by weight alumina are expected to experience little if any deactivation due to sulfation under the processing conditions described below.

【0015】バナジウムとビスマス成分を耐火性酸化物
担体と組合わせる数種の方法が業界で知られている。か
かる方法の1つに含浸がある。即ち、75%SiO2−
25%Al2O3 シリカ−アルミナのペレットまたは
押出品のような適当な担体をバナジン酸アンモニウム(
または他の可溶性バナジウム化合物)溶液と接触させ、
高温(通常は約110 ℃(230 °F)で乾燥し、
次いでビスマス塩溶液、例えば硝酸ビスマスまは塩化ビ
スマスの酸性溶液と接触させる。またこの複合体を種々
の混練技術のいずれかによって調製することができる。 代表的な方法はシリカアルミナを、固体メタバナジン酸
アンモニウム固体硝酸ビスマスおよび十分な水と混練し
て型に通して押出すのに適するペーストをつくる。さら
に好ましくは、バナジウム塩とビスマス塩のいずれか一
方または両方を溶液の形で混練物質に加えることができ
る。好適例においては、シリカ−アルミナの混合物、硝
酸ビスマスの希硝酸溶液およびメタバナジン酸アンモニ
ウムの水溶液を混練する。或いはまた、シリカ−アルミ
ナまたは他の耐火性酸化物を、例えばメタバナジン酸ア
ンモニウム溶液と混練し、次いで高温で乾燥またはか焼
し、次いでビスマス塩の水溶液、例えば硝酸ビスマスの
希硝酸溶液と混練する。また混練はシリカ−アルミナと
1種または2種以上のバナジン酸ビスマスとを水の存在
で混合することにより行うことができる。さらにまた、
含浸および混練技術の組合せ、例えばシリカ−アルミナ
にバナジン酸アンモニウムを含浸し、か焼し、次いで硝
酸ビスマスまたは塩化ビスマスの酸性溶液と混練するこ
とにより、複合物を調製することができる。
Several methods are known in the art for combining vanadium and bismuth components with refractory oxide supports. One such method is impregnation. That is, 75% SiO2-
Ammonium vanadate (
or other soluble vanadium compounds) solution;
Dry at high temperatures (usually around 110 °C (230 °F)
It is then contacted with a bismuth salt solution, for example an acidic solution of bismuth nitrate or bismuth chloride. The composite can also be prepared by any of a variety of kneading techniques. A typical method is to knead silica alumina with solid ammonium metavanadate, solid bismuth nitrate, and sufficient water to create a paste suitable for extrusion through a mold. More preferably, one or both of the vanadium and bismuth salts can be added to the kneaded material in the form of a solution. In a preferred embodiment, a silica-alumina mixture, a dilute nitric acid solution of bismuth nitrate, and an aqueous solution of ammonium metavanadate are kneaded. Alternatively, the silica-alumina or other refractory oxide is kneaded with, for example, an ammonium metavanadate solution, then dried or calcined at high temperature, and then kneaded with an aqueous solution of a bismuth salt, such as bismuth nitrate in dilute nitric acid. Further, kneading can be performed by mixing silica-alumina and one or more types of bismuth vanadate in the presence of water. Furthermore,
Composites can be prepared by a combination of impregnation and kneading techniques, such as impregnating silica-alumina with ammonium vanadate, calcination, and then kneading with an acidic solution of bismuth nitrate or bismuth chloride.

【0016】複合体を前記含浸および/または混練方法
のいずれかまたはこれらに相当する方法により調製した
後、これを通常約371 °〜約871 ℃(約700
 °〜約1600°F)、好ましくは482 °〜64
9 ℃(900°〜1200°F)の温度でか焼する。 か焼により大部分酸化物の形でバナジウムとビスマスを
含む触媒が生成するが、通常371 °〜871 ℃(
700°〜1600°F)のか焼により、X線回折分析
により検出されるに十分なバナジン酸ビスマスを通常単
斜晶オルトバナジン酸ビスマス(BiVO4) の形態
で生成する。オルトバナジン酸ビスマスおよび他のバナ
ジン酸ビスマスは通常、バナジン酸ビスマスを慎重に添
加することなく含浸または混練する場合でも生成する。 例えばシリカ−アルミナをメタバナジン酸アンモニウム
と混練し(実施例I)、次いでさらに硝酸ビスマスの酸
性溶液と混練し、押出し、粒子状に裁断し、482 °
〜538 ℃(900°〜1000°F)にか焼する場
合、最終生成物はX線回折分析により検出されるに十分
のオルトバナジン酸ビスマスを含む。
[0016] After the composite is prepared by any of the impregnation and/or kneading methods described above or a method equivalent thereto, it is usually heated at a temperature of about 371° to about 871°C (about 700°C).
482° to about 1600°F), preferably 482° to 64°
Calcinate at a temperature of 900° to 1200°F. Calcination produces a catalyst containing vanadium and bismuth mostly in oxide form, usually at temperatures between 371° and 871°C (
Calcination (700 DEG -1600 DEG F.) produces sufficient bismuth vanadate, usually in the form of monoclinic bismuth orthovanadate (BiVO4), to be detected by X-ray diffraction analysis. Bismuth orthovanadate and other bismuth vanadates are commonly formed even when impregnating or kneading without careful addition of bismuth vanadate. For example, silica-alumina is kneaded with ammonium metavanadate (Example I), then further kneaded with an acidic solution of bismuth nitrate, extruded, cut into particles, and 482°
When calcined to 900° to 1000° F., the final product contains enough bismuth orthovanadate to be detected by X-ray diffraction analysis.

【0017】本発明は、制限されるべきものではないが
、バナジン酸ビスマスを含む触媒はバナジン酸ビスマス
を含まない触媒よりも活性で安定である。このことは特
にオルトバナジン酸ビスマス(BiVO4) に関して
あてはまる。また、バナジウム成分のみまたはビスマス
成分のみを含む触媒の場合よりも、水蒸気の存在で触媒
の安定性が高いのは、バナジン酸ビスマスの存在による
からであると考えられる。従って、バナジン酸ビスマス
、特にオルトバナジン酸ビスマスを含む触媒が本発明で
は好ましい。
[0017] The present invention is not limited to the fact that catalysts containing bismuth vanadate are more active and stable than catalysts that do not contain bismuth vanadate. This applies in particular to bismuth orthovanadate (BiVO4). Further, the reason why the stability of the catalyst is higher in the presence of water vapor than in the case of a catalyst containing only a vanadium component or only a bismuth component is considered to be due to the presence of bismuth vanadate. Catalysts containing bismuth vanadate, especially bismuth orthovanadate, are therefore preferred in the present invention.

【0018】仕上げた触媒は、それぞれ V2O5 お
よび Bi2O3として計算すると、少なくとも5.0
 重量%のバナジウムおよび5.0 重量%のビスマス
を含む。いずれかの金属を5.0 重量%より少く含む
触媒は、バナジウム成分またはビスマス成分のいずれか
だけを含む触媒より活性または安定性があるが、各成分
を少なくとも5.0 重量%含む触媒よりも幾分活性と
安定性が小さい。触媒は各成分を5〜15%含むことが
好ましく、所要に応じて各成分を40重量%まで含むこ
とができる。著しく好ましい触媒はV2O5として約7
〜15重量%のバナジウムおよびBi2O3 として約
8〜20重量%のビスマスを含み、最も好ましい触媒は
V2O5として少なくとも8.0 重量%のバナジウム
成分およびBi2O3 として少なくとも10重量%の
ビスマス成分を含む(触媒の活性金属成分の割合に関す
る計算はすべて、それぞれV2O5およびBi2O3 
としてバナジウムおよびビスマスの重量%を記録した。 従って、それぞれ0.1 gの重量でバナジウム元素、
ビスマス元素、硫化ビスマス(Bi2S3) 、硫化バ
ナジウム(V2S5)、およびオルトバナジン酸ビスマ
ス(BiVO4) を含む、5gの重さの触媒粒子は、
V2O5として5.52重量%の割合でバナジウム成分
を含み、Bi2O3 として5.48重量%の割合でビ
スマス成分を含む)。
[0018] The finished catalyst has at least 5.0
Contains wt.% vanadium and 5.0 wt.% bismuth. Catalysts containing less than 5.0% by weight of either metal are more active or stable than catalysts containing only either vanadium or bismuth components, but more active or stable than catalysts containing at least 5.0% by weight of each component. Somewhat less activity and stability. The catalyst preferably contains 5 to 15% of each component, and can contain up to 40% by weight of each component as required. A highly preferred catalyst is about 7 as V2O5.
~15 wt.% vanadium and about 8-20 wt.% bismuth as Bi2O3, with the most preferred catalyst comprising at least 8.0 wt.% vanadium component as V2O5 and at least 10 wt.% bismuth component as Bi2O3. All calculations regarding the proportions of active metal components are V2O5 and Bi2O3, respectively.
The weight percentages of vanadium and bismuth were recorded as . Therefore, the element vanadium, with a weight of 0.1 g each,
Catalyst particles weighing 5 g containing the element bismuth, bismuth sulfide (Bi2S3), vanadium sulfide (V2S5), and bismuth orthovanadate (BiVO4) are
Contains a vanadium component in a proportion of 5.52% by weight as V2O5, and a bismuth component in a proportion of 5.48% by weight as Bi2O3).

【0019】[0019]

【実施例】次の2実施例は、本発明に有用な好ましい触
媒調製方法を示すものである。
EXAMPLES The following two examples illustrate preferred methods of preparing catalysts useful in the present invention.

【0020】実施例  I 高アルミナクラッキング触媒としてデービソン・ケミカ
ル・デイビジョン・オブ・ダブリュ・アール・グレース
・アンド・カンパニーから市販されている75%SiO
2−25%Al2O3 シリカ−アルミナ 421gを
スチールミュラーに入れ、これに44.2gのメタバナ
ジン酸アンモニウム (NH4VO3) および6gの
粉末メチルセルロースを添加した。 混合物を45分間混練した。次いで200cc の水と
32ccの濃硝酸とから成る液体に88.8gの硝酸ビ
スマス(Bi(NO3)35H2O) を溶かして溶液
を調製した。先に混練した混合物にこの溶液を添加し、
15分間混練を続けた。次いで15分間71ccの水と
混練して押出し可能なペーストを生成した。次いで、得
られたペーストを3.2mm (1/8インチ)の直径
のダイス型に通して押出し、約3.2 〜12.7mm
(約1/8 〜1/2 インチ)の長さの粒子に切断し
た。押出物を一夜110 ℃(230 °F)の温度で
乾燥した。次いで2時間500 ℃(932 °F)の
温度で空気中にてか焼した。得られた触媒はV2O5と
して9.1 重量%のバナジウム成分およびBi2O3
 として11.2重量%のビスマス成分を含んでいた。 触媒はX線で検出できる量のオルトバナジン酸ビスマス
を含んでいた。
EXAMPLE I 75% SiO, commercially available from Davison Chemical Division of W. R. Grace and Company, as a high alumina cracking catalyst.
421 g of 2-25% Al2O3 silica-alumina was placed in a Steel Muller and to this was added 44.2 g of ammonium metavanadate (NH4VO3) and 6 g of powdered methyl cellulose. The mixture was kneaded for 45 minutes. Next, a solution was prepared by dissolving 88.8 g of bismuth nitrate (Bi(NO3)35H2O) in a liquid consisting of 200 cc of water and 32 cc of concentrated nitric acid. Add this solution to the previously kneaded mixture,
Kneading continued for 15 minutes. It was then mixed with 71 cc of water for 15 minutes to produce an extrudable paste. The resulting paste was then extruded through a 3.2 mm (1/8 inch) diameter die to form approximately 3.2 to 12.7 mm.
(approximately 1/8 to 1/2 inch) long particles. The extrudates were dried overnight at a temperature of 110°C (230°F). It was then calcined in air at a temperature of 500°C (932°F) for 2 hours. The catalyst obtained contained 9.1% by weight of vanadium component as V2O5 and Bi2O3.
It contained 11.2% by weight of bismuth component. The catalyst contained X-ray detectable amounts of bismuth orthovanadate.

【0021】実施例  II 十分な量のメタバナジン酸アンモニウム (NH4VO
3) を前記実施例に述べた高アルミナシリカ−アルミ
ナと混練した。押出した後 3.2mm(1/8 イン
チ)の直径、1.6 〜12.7mm(1/16〜1/
2 インチ)の円筒状押出物に切断し、2時間空気中で
約500 ℃(932 °F)の温度にてか焼した。得
られた生成物はV2O5として10重量%のバナジウム
成分を含んでいた。35gの硝酸ビスマス (Bi(N
O3)3・5H2O) を100ccの水と 15cc
 の濃硝酸の混合液に溶解し、これに水を加えて120
cc にした溶液と、100 gの前記の生成物とを接
触させた。2時間溶液を押出物と接触させて完全に含浸
させた。次いで押出物を濾過し、110 ℃(230 
°F)にて一夜乾燥し、500 ℃(932 °F)で
2時間空気の存在下でか焼した。得られた触媒はX線で
検出できる量のオルトバナジン酸ビスマスを含み、さら
にV2O5として8.63重量%のバナジウム成分およ
びBi2O3として11.6重量%のビスマス成分を含
んでいた。
Example II Sufficient amount of ammonium metavanadate (NH4VO
3) was mixed with the high alumina silica-alumina described in the previous example. After extrusion 3.2 mm (1/8 inch) diameter, 1.6 ~ 12.7 mm (1/16 ~ 1/2 inch) diameter
2 inch) cylindrical extrudates and calcined in air for 2 hours at a temperature of about 500°C (932°F). The product obtained contained a vanadium content of 10% by weight as V2O5. 35g of bismuth nitrate (Bi(N)
O3)3.5H2O) with 100cc of water and 15cc
Dissolved in a mixture of concentrated nitric acid and added water to make 120
The cc solution was contacted with 100 g of the above product. The solution was left in contact with the extrudate for 2 hours to ensure complete impregnation. The extrudates were then filtered and heated to 110°C (230°C).
(°F) overnight and calcined at 500°C (932°F) for 2 hours in the presence of air. The resulting catalyst contained an amount of bismuth orthovanadate detectable by X-rays, and further contained a vanadium component of 8.63% by weight as V2O5 and a bismuth component of 11.6% by weight as Bi2O3.

【0022】前記方法またはこれらに明らかに対応する
方法により調製した触媒はH2S を所望によりSO2
 、硫黄または両方の組合せに酸化する気相酸化に対し
高活性であることが判った。更に、かかる触媒は121
 °〜482 ℃(250 °〜900 °F)の温度
範囲で、SO3 を殆ど生成することなく、また H2
 、 CO、NH3 またはH2S と共存し得る低級
炭化水素を酸化することなく、H2S を選択的に酸化
する。特に重要なことは、水蒸気の存在下で触媒が著し
く安定なことである。約0.07kg/cm2 (約1
.0 psia)以上の分圧にて水蒸気が存在する約3
16 ℃(約600 °F)以下の温度でH2S を酸
化する触媒の寿命は少なくとも90日、通常は少なくと
も1年である。特にこの触媒は、少なくとも0.105
 kg/cm2 (1.5psia) 、好ましくは少
なくとも0.28kg/cm2 (4.0psia) 
の水蒸気分圧にて、特に約0.7 kg/cm2 (1
0.0 psia)までの水蒸気分圧にて、H2S を
酸化するのに有効である。有効な結果を得るには、例え
ば約0.63kg/cm2 (約9.0 psia)の
分圧の水蒸気の存在下で約193 ℃(380 °F)
の温度にて酸素と反応させて、H2S を硫黄元素に転
化する。
Catalysts prepared by the above-mentioned methods or methods clearly corresponding thereto can be prepared by converting H2S to optionally SO2
It was found to be highly active against gas phase oxidation to oxidize to , sulfur, or a combination of both. Furthermore, such a catalyst is 121
Over a temperature range of 250° to 900°F (° to 482°C), it produces little SO3 and H2
, selectively oxidizes H2S without oxidizing lower hydrocarbons that may coexist with CO, NH3 or H2S. Of particular importance is that the catalyst is extremely stable in the presence of water vapor. Approximately 0.07kg/cm2 (approximately 1
.. Water vapor is present at a partial pressure greater than or equal to 0 psia).
Catalysts that oxidize H2S at temperatures below 16°C (about 600°F) have a lifetime of at least 90 days, and usually at least one year. In particular, the catalyst has at least 0.105
kg/cm2 (1.5 psia), preferably at least 0.28 kg/cm2 (4.0 psia)
In particular, at a water vapor partial pressure of about 0.7 kg/cm2 (1
It is effective in oxidizing H2S at water vapor partial pressures up to 0.0 psia). For effective results, for example, a temperature of about 193 °C (380 °F) in the presence of water vapor at a partial pressure of about 0.63 kg/cm2 (about 9.0 psia).
H2S is converted to elemental sulfur by reacting with oxygen at a temperature of .

【0023】所定のガス流中のH2S を硫黄元素また
はSO2に転化するかどうかの選択は、大部分地区の空
気汚染規制に左右される。代表的には、大気中に排出す
ることができるH2S の最大濃度は約10 ppmV
 であるが、SO2 は約500 ppmV〜2.0 
容量%の範囲で変化する最大濃度で排出することができ
る。従って、H2S の燃焼即ち、H2S のSO2 
への転化は、通常約10 ppmV 〜2.0 容量%
のH2S を含むガス流に対して行われるが、硫黄元素
に転化するため処理される典型的なガス流は、少なくと
も約500 ppmVのH2S 、通常500 ppm
V〜10.0容量%のH2S 、好ましくは50 pp
mV 〜5.0 容量%のH2S 、最適には500 
ppmV〜2.0 容量%のH2S を含む。
The choice of whether to convert H2S in a given gas stream to elemental sulfur or SO2 depends in large part on local air pollution regulations. Typically, the maximum concentration of H2S that can be emitted into the atmosphere is about 10 ppmV
However, SO2 is about 500 ppmV~2.0
It can be discharged at maximum concentrations varying in % by volume. Therefore, the combustion of H2S, that is, the SO2 of H2S
The conversion to is typically about 10 ppmV to 2.0% by volume.
Typical gas streams treated for conversion to elemental sulfur contain at least about 500 ppmV of H2S, typically 500 ppm
V ~ 10.0% by volume H2S, preferably 50 pp
mV ~5.0% by volume H2S, optimally 500
Contains ppmV~2.0% by volume H2S.

【0024】即ち、本発明方法で処理されるガス流は、
H2S の他に、N2, CO2, CO, H2, 
SO2, O2, Ar, NH3, H2Oおよび低
級炭化水素のような成分のいずれかを含む。ここで処理
する代表的なガス流は、サワー天然ガス、地熱水蒸気に
よるオフガスおよび高温−ガス化石炭またはガス化残油
のようなH2Sを含むガス流である。またこのガス流は
硫黄含有成分、例えば COS, CS2 および軽質
メルカプタン(即ち、6個以下の炭素原子を含む飽和メ
ルカプタン)を含む場合がある。このような硫黄含有成
分が存在する場合、米国特許第3,752,877 号
明細書に開示された方法によりガス流を前処理すること
が好ましい。この方法によれば、CS2, COSおよ
び軽質メルカプタンを、SO2 が存在する場合にはS
O2 と一緒に高温(通常149 °〜538 ℃(3
00 °〜900 °F))にてCo, Mo, Fe
, W, Ni の内の1種以上の有効触媒成分を含み
、好ましくはCoとMoまたはNiとMoを組合わせて
含む触媒の存在下で、H2および/または水蒸気と反応
させて同時にH2S に転化する。この前処理したガス
流はほぼ唯一のガス状硫黄成分としてH2S を含み、
H2S を所望のSO2 および/または硫黄元素に転
化するように前記方法により処理することができる。
That is, the gas stream treated in the method of the invention is
In addition to H2S, N2, CO2, CO, H2,
Contains any of the components such as SO2, O2, Ar, NH3, H2O and lower hydrocarbons. Typical gas streams processed here are sour natural gas, geothermal steam offgas, and H2S-containing gas streams such as hot-gasified coal or gasified residues. The gas stream may also contain sulfur-containing components, such as COS, CS2, and light mercaptans (ie, saturated mercaptans containing 6 or fewer carbon atoms). If such sulfur-containing components are present, it is preferred to pretreat the gas stream by the method disclosed in U.S. Pat. No. 3,752,877. According to this method, CS2, COS and light mercaptans are
together with O2 at high temperatures (typically 149 ° to 538 °C (3
Co, Mo, Fe at 00° to 900°F)
, W, Ni, preferably a combination of Co and Mo or Ni and Mo, and simultaneously converted to H2S by reacting with H2 and/or water vapor. do. This pretreated gas stream contains H2S as almost the only gaseous sulfur component;
H2S can be treated by the method to convert it to the desired SO2 and/or elemental sulfur.

【0025】前記前処理法に特に適したガス流はクラウ
ステールガスである。本発明で用いる触媒と接触させる
前に前処理することが好ましい他のガス流は、オレフィ
ンまたは芳香族炭化水素を含むガス流である。オレフィ
ンは触媒表面に析出するガム生成により触媒を失活し、
ベンゼンのような芳香族はかなりの量(例えば100 
ppmV)で存在する場合、操作温度が約177 ℃(
約350 °F)以下であるとき触媒を失活する。しか
し、これら2つの失活のタイプは一時的なものに過ぎず
、オレフィンの失活はガム含有触媒の高温酸化により克
服されまた芳香族の失活は177 ℃(350 °F)
以上に操作温度を上げることにより克服される。また、
芳香族またはオレフィン成分を含むガス流を本発明の触
媒と接触させる前に予熱してこれら有害な成分を除去す
るようにすることが好ましい。特にオレフィンを含むガ
ス流に適した前処理法の1つは、SO2, CS2, 
COS および軽質メルカプタンを含むガス流のために
特定した前記触媒と条件により接触水素化する。
A particularly suitable gas stream for the pretreatment method is Claustail gas. Other gas streams which are preferably pretreated before contacting with the catalyst used in the present invention are gas streams containing olefins or aromatic hydrocarbons. The olefin deactivates the catalyst by forming a gum that precipitates on the catalyst surface.
Aromatics such as benzene can be present in significant amounts (e.g. 100
ppmV), the operating temperature is approximately 177 °C (
The catalyst is deactivated when the temperature is below about 350°F. However, these two types of deactivation are only temporary, with olefin deactivation being overcome by high temperature oxidation of the gum-containing catalyst and aromatic deactivation at 177 °C (350 °F).
This can be overcome by increasing the operating temperature above this point. Also,
Preferably, the gas stream containing aromatic or olefinic components is preheated before contacting with the catalyst of the invention in order to remove these harmful components. One pretreatment method particularly suitable for gas streams containing olefins is SO2, CS2,
Catalytic hydrogenation with the catalyst and conditions specified for the gas stream containing COS and light mercaptans.

【0026】燃焼処理すべきガス流は、次の反応式(1
)    2H2S + 3O2 → 2SO2 +2
H2Oで表わされる反応に必要な少なくとも化学量論的
量を与えるのに十分な酸素を含むかまたは十分な酸素ま
たは空気を混和すべきである。さらに、化学量論量より
過剰、通常は化学量論量の約1.1 〜2.5 倍の量
で酸素が存在するのが好ましい。通常断熱または等温反
応器においてH2S を燃焼するために用いる他の条件
は、(a)  0.35〜35.15 kg/cm2 
(5〜500 psia) 、好ましくは1.05〜5
.27kg/cm2 (15〜75psia)の操作圧
、(b)  121 °〜538 ℃(250 °〜9
00 °F)、好ましくは約316 ℃(600 °F
)以下、特に好ましくは約232 ℃(450 °F)
以下の入り口操作温度、(c)  100 〜50,0
00v/v/hr、好ましくは500 〜5000v/
v/hrの空間速度である。操作条件を適当に調節して
H2S の少なくとも90%をSO2 に転化する。好
ましくは、操作条件を調節してH2S の殆ど全部を転
化する。H2S を殆ど全部SO2 に転化する条件は
、232 ℃(450 °F)、3.5 kg/cm2
 (50 psia) 、2000v/v/hr(16
℃(60°F)にて計算したガス容量)、化学量論量の
2.2 の空気および供給ガス中2700ppmVのH
2S である。次の実施例III にはこれらの条件が
適当であることを示す。
The gas stream to be combusted is processed according to the following reaction equation (1
) 2H2S + 3O2 → 2SO2 +2
It should contain enough oxygen or be admixed with enough oxygen or air to provide at least the stoichiometric amount required for the reaction expressed as H2O. Additionally, it is preferred that oxygen be present in excess of the stoichiometric amount, typically about 1.1 to 2.5 times the stoichiometric amount. Other conditions typically used to combust H2S in an adiabatic or isothermal reactor are: (a) 0.35-35.15 kg/cm2;
(5-500 psia), preferably 1.05-5
.. 27 kg/cm2 (15-75 psia) operating pressure, (b) 121°-538°C (250°-9
00 °F), preferably about 316 °C (600 °F
), particularly preferably about 232°C (450°F)
Inlet operating temperature below, (c) 100 ~ 50,0
00v/v/hr, preferably 500 to 5000v/hr
Space velocity in v/hr. The operating conditions are suitably adjusted to convert at least 90% of the H2S to SO2. Preferably, operating conditions are adjusted to convert substantially all of the H2S. The conditions for converting almost all H2S to SO2 are 232 °C (450 °F) and 3.5 kg/cm2.
(50 psia), 2000v/v/hr (16
(gas volume calculated at 60°F), 2.2 stoichiometric air and 2700 ppmV H in the feed gas.
It is 2S. The following Example III shows that these conditions are appropriate.

【0027】実施例 III 第1表に示した組成の供給ガス流を、40 scc/分
の速度で供給した水蒸気および19.8 scc/分の
速度で供給した空気と共に、460 scc /分(1
6℃(60°F)にて測定したガス容量)の速度で混合
した。水蒸気含有7.7 容量%および酸素含量約0.
80容量%(化学量論量の 2.23 倍)を含む得ら
れたガス混合物を、15日間、3.5 kg/cm2 
(50 psia) の圧力、232 ℃(450 °
F)の恒温および約2000v/v/hrの空間速度に
て、11.6重量%のビスマス成分(Bi2O3 とし
て)および8.6 重量%のバナジウム成分(V2O5
として)から成る触媒粒子15ccを含む等温触媒反応
器に通す。触媒は実施例IIに述べたように調製し、反
応器内の水分圧は3.5 kg/cm2 (50 ps
ia) であった。生成ガスを適当な質量分析技術によ
り15日目に分析し、結果を第1表に無水を基準として
示した。第1表に示すように、H2S は完全にSO2
 に転化し、H2またはメタンは酸化されていない。流
出ガスのSO3 含量は3〜5.0 ppm であった
EXAMPLE III A feed gas stream of the composition shown in Table 1 was fed at a rate of 460 scc/min (1
The mixture was mixed at a rate of 6° C. (gas volume measured at 60° F.). Water vapor content 7.7% by volume and oxygen content approx. 0.
The resulting gas mixture containing 80% by volume (2.23 times the stoichiometric amount) was heated at 3.5 kg/cm2 for 15 days.
(50 psia) pressure, 232 °C (450 °
11.6% by weight of bismuth component (as Bi2O3) and 8.6% by weight of vanadium component (as V2O5) at a constant temperature of F) and a space velocity of about 2000 v/v/hr.
15 cc of catalyst particles consisting of 150 ml of catalytic catalytic converter (as 100 ml). The catalyst was prepared as described in Example II, and the water pressure in the reactor was 3.5 kg/cm2 (50 ps
ia). The product gas was analyzed on day 15 by a suitable mass spectrometry technique and the results are shown in Table 1 on an anhydrous basis. As shown in Table 1, H2S is completely converted into SO2
H2 or methane is not oxidized. The SO3 content of the effluent gas was 3-5.0 ppm.

【0028】                          
       第  1  表           
                       フィ
ード組成          生成物組成      
                         
 ────────      ───────   
 水素                      
      873 ppmV           
   838 ppmV    メタン       
                  1.68 vo
l.%           1.60 vol.% 
   窒素                    
          0 ppmV         
    2.77 vol.%    酸素     
                         
0 ppmV             0.43 v
ol.%    アルゴン             
             3 ppmV      
        365 ppmV    二酸化炭素
                    97.96
 vol.%          94.85 vol
.%    硫化水素               
        2717 ppmV        
        0 ppmV    メチルメルカプ
タン                2 ppmV 
               0 ppmV    
硫化カルボニル                  
  4 ppmV                0
 ppmV    二酸化硫黄           
            36 ppmV      
       2212 ppmV    二硫化炭素
                        0
 ppmV                0 pp
mV    SO2 として全硫黄化合物      
   2759 ppmV             
2212 ppmV1:フィードより生成物の方が全硫
黄化合物が少ない理由は、空気酸化体の混合、および操
作15日目のフィード中のH2S 濃度が第1表に示す
より若干小さいことに基因するからである。
[0028]
Table 1
Feed composition Product composition

──────── ────────
hydrogen
873 ppmV
838 ppmV methane
1.68 vo
l. % 1.60 vol. %
nitrogen
0 ppmV
2.77 vol. % oxygen

0 ppmV 0.43v
ol. % Argon
3ppmV
365 ppmV carbon dioxide 97.96
vol. % 94.85 vol
.. % hydrogen sulfide
2717 ppmV
0 ppmV Methyl mercaptan 2 ppmV
0 ppmV
carbonyl sulfide
4 ppmV 0
ppmV sulfur dioxide
36 ppmV
2212 ppmV Carbon disulfide 0
ppmV 0pp
Total sulfur compounds as mV SO2
2759 ppmV
2212 ppm V1: The product has lower total sulfur compounds than the feed due to the mixing of air oxidants and the fact that the H2S concentration in the feed on day 15 of operation is slightly lower than shown in Table 1. be.

【0029】実施例  IV 調製した6種の触媒を実施例III の条件で試験し、
3.5 kg/cm2 (50 psia) の水蒸気
圧でH2S を燃焼してどの位活性があり安定であるか
を測定した。6種の触媒は次のように調製した。
Example IV The six catalysts prepared were tested under the conditions of Example III.
H2S was burned at a water vapor pressure of 3.5 kg/cm2 (50 psia) to measure its activity and stability. Six catalysts were prepared as follows.

【0030】シリカアルミナに担持した10重量%V2
O5実施例Iに記載した高アルミナクラッキング触媒と
バナジン酸アンモニウムの混合物を十分な量の水で混練
し、押出しに適したペーストをつくった。このペースト
を 3.2mm (1/8 インチ)のダイス型に押出
、約1.6 〜12.7mm (1/16〜1/2 イ
ンチ)の長さに切断し、110 ℃(230 °F)で
乾燥し、500 ℃(932 °F)で空気中にて2時
間か焼した。触媒は10重量%のバナジウム成分(V2
O5として計算)およびシリカ−アルミナ(75%シリ
カ−25%アルミナ)から成る。
10% by weight V2 supported on silica alumina
A mixture of the high alumina cracking catalyst and ammonium vanadate described in O5 Example I was kneaded with sufficient water to form a paste suitable for extrusion. This paste was extruded into a 3.2 mm (1/8 inch) die, cut into approximately 1.6 to 12.7 mm (1/16 to 1/2 inch) lengths, and heated to 110 °C (230 °F). and calcined in air at 500°C (932°F) for 2 hours. The catalyst contained 10% by weight vanadium component (V2
(calculated as O5) and silica-alumina (75% silica-25% alumina).

【0031】シリカ−アルミナに担持した36.6重量
%V2O5 実施例Iに記載した291 gの高アルミナシリカ−ア
ルミナ、108 gのメタバナジン酸アンモニウム、お
よび7.74gのメチルセルロースを、十分な量の水で
混練し押出しできるペーストをつくった。次いでペース
トを押出し 3.2mm(1/8 インチ)の直径、1
.6 〜12.7mm (1/16〜1/2 インチ)
の長さの円筒片に切断した。これを2時間空気中にて1
10 ℃(230 °F)でか焼した。このようにして
生成した触媒はシリカ−アルミナ(75%SiO2−2
5%Al2O3 )上に36.6重量%のバナジウム成
分(V2O5として計算)を含んでいた。
36.6 wt% V2O5 on Silica-Alumina 291 g of high alumina silica-alumina, 108 g of ammonium metavanadate, and 7.74 g of methylcellulose as described in Example I were mixed with a sufficient amount of water. A paste that can be kneaded and extruded was created. The paste was then extruded into 3.2 mm (1/8 inch) diameter, 1
.. 6 ~ 12.7mm (1/16 ~ 1/2 inch)
Cut into cylindrical pieces of length. Leave this in the air for 2 hours.
Calcined at 10°C (230°F). The catalyst thus produced was silica-alumina (75% SiO2-2
It contained 36.6% by weight vanadium content (calculated as V2O5) on 5% Al2O3).

【0032】アルミナに担持した10.2重量%Bi2
O3 この触媒は米国特許第4,012,486 号明
細書の実施例Iに記載されている方法に似た方法で調製
した。利用した方法は次のようである。17gのBiC
l3 を40ccの水に溶解し40ccの濃塩酸を加え
た。次いで溶液を100cc の水で希釈した。このよ
うにして得られた溶液を、2時間100 gのガンマア
ルミナ 1.6mm(1/16インチ)の直径の押出成
形物に接触させた。過剰の溶液をデカントして除去し、
塩化物を含まなくなるまで、30%の濃NH4OH お
よび70%の水から成る溶液で洗浄した。次いで500
 ccの水で洗浄し、2時間500 ℃(932 °F
)にてか焼した。触媒はガンマアルミナに担持した10
.2%のビスマス成分(Bi2O3 にて計算)を含ん
でいた。
10.2% by weight Bi2 supported on alumina
O3 This catalyst was prepared in a manner similar to that described in Example I of US Pat. No. 4,012,486. The method used is as follows. 17g BiC
13 was dissolved in 40 cc of water and 40 cc of concentrated hydrochloric acid was added. The solution was then diluted with 100 cc of water. The solution thus obtained was contacted with 100 g of gamma alumina 1/16 inch diameter extrudate for 2 hours. Decant and remove excess solution;
Washed until free of chloride with a solution of 30% concentrated NH4OH and 70% water. then 500
cc of water and heated to 500 °C (932 °F) for 2 hours.
). The catalyst is 10 supported on gamma alumina.
.. It contained 2% bismuth component (calculated as Bi2O3).

【0033】シリカアルミナに担持した 4.5重量%
Bi2O3 −9.4 重量%V2O5 この触媒は、まず上記のようにシリカ−アルミナに担持
した10重量%の V2O5 を調製して得た。この触
媒100 gを、まず5ccの濃硝酸を添加した100
cc の水に11.6gの硝酸ビスマスを溶解しさらに
溶液が120cc になるまで十分な水を添加して調製
した溶液と接触させた。接触時間は2時間で、その後過
剰の液体をデカントして除去した。次いで含浸押出成形
物を終夜110 ℃(230 °F)で乾燥させ、空気
中で2時間500 ℃(932 °F)にてか焼した。 最終触媒は4.5 重量%のビスマス成分(Bi2O3
 として計算)と9.4 重量%のバナジウム成分(V
2O5として計算)を含んでいた。X線回折分析により
、最終の触媒はオルトバナジン酸ビスマスを含むことが
測定された。
4.5% by weight supported on silica alumina
Bi2O3 -9.4 wt% V2O5 This catalyst was obtained by first preparing 10 wt% V2O5 supported on silica-alumina as described above. First, 100 g of this catalyst was mixed with 100 g of 100 g of this catalyst to which 5 cc of concentrated nitric acid was added.
The sample was contacted with a solution prepared by dissolving 11.6 g of bismuth nitrate in cc of water and adding enough water to bring the solution to 120 cc. Contact time was 2 hours after which excess liquid was decanted off. The impregnated extrudates were then dried at 110°C (230°F) overnight and calcined at 500°C (932°F) for 2 hours in air. The final catalyst contained 4.5% by weight of bismuth component (Bi2O3
) and 9.4% by weight vanadium content (V
(calculated as 2O5). The final catalyst was determined to contain bismuth orthovanadate by X-ray diffraction analysis.

【0034】シリカアルミナに担持した7.95重量%
Bi2O3 −9.0 重量%V2O5 この触媒は、次のように含浸溶液を調製した他は、上記
の4.5 重量%のBi2O3 −9.4 重量%のV
2O5触媒と同じ方法で調製した。10ccの硝酸を加
えた100cc の水に、23.2gの硝酸ビスマスを
溶解した。次いで溶液を水で十分に希釈して全量を12
0cc とした。最終の触媒は7.95重量%のビスマ
ス成分(Bi2O3 として)および9.0 重量%の
バナジウム成分(V2O5として)を含んでいた。触媒
はX線回折分析により、オルトバナジン酸ビスマスを含
んでいた。
7.95% by weight supported on silica alumina
Bi2O3 -9.0 wt% V2O5 This catalyst was prepared using the above 4.5 wt% Bi2O3 -9.4 wt% V2O3, except that the impregnation solution was prepared as follows.
Prepared in the same manner as the 2O5 catalyst. 23.2 g of bismuth nitrate was dissolved in 100 cc of water to which 10 cc of nitric acid had been added. The solution was then sufficiently diluted with water to bring the total volume to 12
It was set to 0cc. The final catalyst contained 7.95% by weight bismuth component (as Bi2O3) and 9.0% by weight vanadium component (as V2O5). The catalyst contained bismuth orthovanadate by X-ray diffraction analysis.

【0035】シリカアルミナに担持した11.6重量%
Bi2O3 −8.63重量%V2O5 この触媒は実施例IIに示した方法により調製した。
11.6% by weight supported on silica alumina
Bi2O3 - 8.63% by weight V2O5 This catalyst was prepared by the method shown in Example II.

【0036】上述の各触媒を用いて実施例III に列
挙した条件でH2S をSO2 に燃焼した。各触媒に
対して変えた唯一の条件は操作温度であった。約232
 °〜266 ℃(450 °〜510 °F)の範囲
で温度を変えながら数日間種々の触媒を用いて操作した
後、実験初期の特定の操作温度で生成したガス試料中の
未反応H2S 濃度と、実験後期の同じ特定の温度で生
成したガス試料中の未反応H2S の濃度とを比較して
、各触媒の安定性を決定した。このようにして得られた
データを第2表にまとめた。1日当りの生成ガス中の未
反応H2S の増加に関して、種々の触媒の安定性につ
いても同様に第2表にまとめた。最も安定な触媒は、主
要な活性触媒成分として、ビスマス成分またはビスマス
とバナジウム成分から成る。主要な活性触媒成分として
バナジウム成分のみを含有する触媒は受入れ難い程高率
にて失活した。最も安定な触媒は少なくとも約8.0 
重量%のビスマスと少くとも7.0 重量%のバナジウ
ム成分を含む。この種の触媒は、10%または36.6
%のV2O5触媒よりも著しく安定であり、10%のB
i2O3 触媒の2倍安定であることが判った。
H2S was combusted to SO2 using each of the catalysts described above under the conditions listed in Example III. The only condition that varied for each catalyst was the operating temperature. Approximately 232
After operating with various catalysts for several days at varying temperatures in the range of 450° to 510°F, the concentration of unreacted H2S in the gas sample produced at a particular operating temperature at the beginning of the experiment and The stability of each catalyst was determined by comparing the concentration of unreacted H2S in a gas sample produced at the same specific temperature later in the experiment. The data thus obtained are summarized in Table 2. The stability of various catalysts with respect to the increase in unreacted H2S in the product gas per day is also summarized in Table 2. The most stable catalysts consist of bismuth components or bismuth and vanadium components as the main active catalyst components. Catalysts containing only a vanadium component as the major active catalyst component deactivated at an unacceptably high rate. The most stable catalysts are at least about 8.0
% bismuth and at least 7.0% vanadium. This type of catalyst is 10% or 36.6
% V2O5 catalyst and 10% B
It was found to be twice as stable as the i2O3 catalyst.

【0037】少なくとも約8.0 重量%のビスマス成
分と少なくとも約7.0 重量%のバナジウム成分を含
有する2種の触媒が、生成物中のH2S 濃度を、4.
5 重量%だけのビスマスを含有するバナジウム−ビス
マス触媒に対する約6ppmVに比較して、約3.5p
pmV 以下に維持する事実は重要である。多くの環境
制御により大気中に排出されるH2S が10ppmV
以下にすることができ、少なくとも約8.0重量%のビ
スマスを含有する2種のバナジウム−ビスマス触媒は生
成ガス中のH2S が高水準に達するように活性と安定
性を与えるのに対し、4.5 重量%ビスマス−9.4
 重量%バナジウム触媒はこの目的に適さないことが判
る。特に、11.6重量%ビスマス−8.63重量%バ
ナジウム触媒の安定性は高い。この触媒の高安定性と高
活性のために、この触媒と、Bi2O3 として計算し
て少なくとも10重量%のビスマス成分とV2O5とし
て計算して少なくとも8.0 重量%のバナジウム成分
とを含む他の触媒とは本発明では最も好ましい。
Two catalysts containing at least about 8.0% by weight bismuth component and at least about 7.0% by weight vanadium component reduce the H2S concentration in the product to 4.0% by weight.
about 3.5 ppmV compared to about 6 ppmV for a vanadium-bismuth catalyst containing only 5 wt% bismuth.
The fact that it remains below pmV is important. H2S emitted into the atmosphere due to many environmental controls is 10 ppmV
Two vanadium-bismuth catalysts containing at least about 8.0 wt% bismuth provide activity and stability such that H2S in the product gas reaches high levels; .5 wt% bismuth - 9.4
It turns out that wt% vanadium catalysts are not suitable for this purpose. In particular, the stability of the 11.6% bismuth-8.63% vanadium catalyst is high. Due to the high stability and high activity of this catalyst, this catalyst and other catalysts containing at least 10% by weight bismuth component calculated as Bi2O3 and at least 8.0% by weight vanadium component calculated as V2O5 is most preferred in the present invention.

【0038】                          
       第  2  表           
             時間t1  時間t2  
                      での生
  での生                    
    成物中  成物中             
             失活率         
               のH2S   のH2
S     操作温度      t2−t1   p
pmV                      
   のppmV  のppmV    ℃(°F) 
   日数   H2S/日─────────── 
 ───  ───  ───────  ─────
──10%V2O5(比較例)         1.
5   46.8     260  (500)  
    7.5    6.04 36.6%V2O5
(比較例)       1.5   51.5   
〜232  (〜450)   16.9    2.
96 10.2%Bi2O3 (比較例)     3
.3   12.2     266  (510) 
    14.1    0.63 4.5 %Bi2
O3 −9.4 %V2O5   2.9    6.
0     232  (450)      9.9
    0.31 7.95%Bi2O3 −9.0 
%V2O5   1.4    3.5     23
2  (450)      6.0    0.35
 11.6%Bi2O3 −8.63%V2O5   
0.3    3.0     232  (450)
     11.0    0.23 ───────
─────────────────────────
───  1.  失活率=(t2での生成物中のH2
S のppmV−t1での生成物中のH2S のppm
V)              ÷(t2−t1)日
[0038]
Table 2
Time t1 Time t2
Live at Live at
In the composition In the composition
Deactivation rate
H2S of H2S of
S Operating temperature t2-t1 p
pmV
ppmV of ppmV °F
Number of days H2S/day────────────
──── ─── ──────── ─────
---10% V2O5 (comparative example) 1.
5 46.8 260 (500)
7.5 6.04 36.6%V2O5
(Comparative example) 1.5 51.5
~232 (~450) 16.9 2.
96 10.2%Bi2O3 (comparative example) 3
.. 3 12.2 266 (510)
14.1 0.63 4.5 %Bi2
O3 -9.4 %V2O5 2.9 6.
0 232 (450) 9.9
0.31 7.95%Bi2O3 -9.0
%V2O5 1.4 3.5 23
2 (450) 6.0 0.35
11.6%Bi2O3 -8.63%V2O5
0.3 3.0 232 (450)
11.0 0.23 ────────
──────────────────────────
─── 1. Deactivation rate = (H2 in the product at t2
ppm of H2S in the product at V - ppm of H2S in the product at t1
V) ÷ (t2-t1) number of days

【0039】実施例  V 本発明で用いる触媒の最初の活性と従来技術を比較して
、重要な触媒の失活より前に実施例IVの実験において
種々の温度で得られた生成H2S を比較したデータを
第3表にまとめた。第3表にまとめたデータは実施例I
II と同じ条件で実験して得られたが、13.0重量
%のBi2O3 とシリカ−アルミナ(75%SiO2
−25%Al2O3 )から成る触媒を用いた。この触
媒はシリカ−アルミナ押出物を硝酸ビスマス溶液で含浸
させた後500 ℃(932 °F)にて2時間空気中
でか焼して得られた。
EXAMPLE V Comparing the initial activity of the catalyst used in the present invention with the prior art, the H2S produced was compared at various temperatures in the experiment of Example IV prior to critical catalyst deactivation. The data are summarized in Table 3. The data summarized in Table 3 are from Example I
II, but with 13.0 wt% Bi2O3 and silica-alumina (75% SiO2).
-25% Al2O3) was used. The catalyst was obtained by impregnating a silica-alumina extrudate with a bismuth nitrate solution and then calcining it in air at 500°C (932°F) for 2 hours.

【0040】                          
       第  3  表      触    
  媒                温度,℃(°
F)          ppmV  H2S ───
─────────    ────────────
    ───────10%V2O5(比較例)  
                230 (445)
                 4.4     
                         
       254 (490)         
        3.4              
                       26
0 (500)                 1
.5 36.6%V2O5(比較例)        
        204 (400)        
        25               
                      210
 (410)                17 
                         
           216 (420)     
            4.8          
                         
  227 (440)              
   1.5 10.2%Bi2O3 (比較例)  
            260 (500)    
            50           
                         
 266 (510)             11
.8〜13.4                  
                  271 (52
0)              3.3〜8.6  
                         
          277 (530)      
           3.6 13.0%Bi2O3
 (比較例)              254 (
490)                17.1 
                         
           260 (500)     
            1.0          
                         
  266 (510)              
   0.9 4.5 %Bi2O3 −9.4 %V
2O5       227〜232 (440〜45
0 )       1.7〜6.0 7.95%Bi
2O3 −9.0 %V2O5       232〜
238 (450〜460 )       1.1〜
3.5 11.6%Bi2O3 −8.63%V2O5
       232〜243 (450〜470 )
       0.3〜4.5 ──────────
─────────────────────────
[0040]
Table 3
Temperature, °C (°
F) ppmV H2S ────
───────── ────────────
────────10%V2O5 (comparative example)
230 (445)
4.4

254 (490)
3.4
26
0 (500) 1
.. 5 36.6%V2O5 (comparative example)
204 (400)
25
210
(410) 17

216 (420)
4.8

227 (440)
1.5 10.2%Bi2O3 (comparative example)
260 (500)
50

266 (510) 11
.. 8-13.4
271 (52
0) 3.3-8.6

277 (530)
3.6 13.0%Bi2O3
(Comparative example) 254 (
490) 17.1

260 (500)
1.0

266 (510)
0.9 4.5%Bi2O3 -9.4%V
2O5 227~232 (440~45
0) 1.7-6.0 7.95%Bi
2O3 -9.0%V2O5 232~
238 (450~460) 1.1~
3.5 11.6%Bi2O3 -8.63%V2O5
232-243 (450-470)
0.3~4.5 ──────────
──────────────────────────

【0041】第3表に示すように、バナジアとバナジウ
ム−ビスマス触媒は216 °〜232 ℃(420 
°〜450 °F)の温度にて殆ど未反応H2S がな
い実験条件下で活性を比較した。他方、10.2%と1
3.0%ビスマス触媒は約260 ℃(500 °F)
以上の温度でのみ有効であった。254 °〜260 
℃(490°〜500 °F)の温度では、2種のビス
マス触媒は共に、50ppmVの高さの未反応H2S 
によって、活性のないことを示した。従って、バナジア
とバナジウム−ビスマス含有触媒は実質的に、H2S 
をSO2 に転化するのに、主要活性触媒成分としてビ
スマス成分のみを含有する触媒よりも、活性が優れてい
ることを示した。
As shown in Table 3, vanadia and vanadium-bismuth catalysts have a temperature of 216° to 232°C (420°C).
Activities were compared under experimental conditions with little unreacted H2S at temperatures ranging from 450 °F to 450 °F. On the other hand, 10.2% and 1
3.0% bismuth catalyst at approximately 260 °C (500 °F)
It was effective only at temperatures above. 254°~260
At temperatures between 490° and 500°F, both bismuth catalysts produce unreacted H2S as high as 50 ppmV.
showed no activity. Therefore, vanadia and vanadium-bismuth-containing catalysts contain substantially H2S
It has been shown that the activity is superior to catalysts containing only bismuth components as the main active catalyst component in converting SO2 to SO2.

【0042】また、本発明で用いる触媒はH2S を硫
黄元素に酸化し、SO2 に燃焼するために用いること
ができる。硫黄元素を生成するための条件を、通常断熱
または等温反応器に対し、次の範囲から選ぶ:121 
°〜482 ℃(250 °〜900 °F)、10〜
10,000 v/v/hr、0.35〜5.27kg
/cm2 (5〜75 psia )、好ましくは13
5 °〜246 ℃(275 °〜475 °F)、2
00 〜2500v/v/hrおよび1.05〜2.1
1kg/cm2 (15 〜30 psia)、最適に
は135 〜218 ℃(275 °〜425 °F)
、500 〜1500v/v/hr、および1.05〜
1.41kg/cm2 (15 〜20 psia)。 さらに、入り口温度を約204 ℃(400 °F)以
下に維持することが好ましく、最適には177 ℃(3
50 °F)以下にして、少なくとも若干のH2S を
上記温度以下で硫黄元素に転化する。酸化剤ガスも必要
であり、通常空気の中で供給される酸素を供給ガス流と
混合して、次式(2)     2H2S + O2 
→ 2S + 2H2Oで表される反応により、硫黄蒸
気を生成する。このように供給ガスと混合した空気また
は酸素の分量は、反応式(2) に対し化学量論的量で
またはこれに近い量で酸素が存在することが最も好まし
く、通常化学量論的量の約0.9 〜1.1 倍である
。よく知られているように、H2S を硫黄に最大で転
化できるのは、酸素を化学量論的量で用いうる場合であ
る。高収率で硫黄を与えるのは、低い水蒸気圧分および
約246 ℃(475 °F)以下、特に約232 ℃
(450 °F)以下の温度であり、硫黄収率は温度の
下降および水蒸気分圧の減少と共に増加する。
The catalyst used in the present invention can also be used to oxidize H2S to elemental sulfur and burn it to SO2. Conditions for producing elemental sulfur are selected from the following ranges, usually for an adiabatic or isothermal reactor: 121
°~482 °C (250 °~900 °F), 10~
10,000 v/v/hr, 0.35-5.27kg
/cm2 (5-75 psia), preferably 13
5° to 246°C (275° to 475°F), 2
00 to 2500v/v/hr and 1.05 to 2.1
1 kg/cm2 (15-30 psia), optimally 135-218°C (275°-425°F)
, 500 ~ 1500v/v/hr, and 1.05~
1.41 kg/cm2 (15-20 psia). Additionally, it is preferable to maintain the inlet temperature below about 204°C (400°F), optimally 177°C (300°F).
50° F.) to convert at least some H2S to elemental sulfur below that temperature. An oxidant gas is also required, in which oxygen, usually supplied in air, is mixed with the feed gas stream to form the formula (2) 2H2S + O2
→ Sulfur vapor is produced by the reaction represented by 2S + 2H2O. The amount of air or oxygen mixed with the feed gas is most preferably such that oxygen is present in a stoichiometric amount or a near stoichiometric amount for reaction equation (2), and usually a stoichiometric amount of oxygen is present. It is about 0.9 to 1.1 times. As is well known, maximum conversion of H2S to sulfur is possible when oxygen is available in stoichiometric amounts. High yields of sulfur are provided by low water vapor pressure and temperatures below about 246 °C (475 °F), especially about 232 °C.
(450° F.) and sulfur yield increases with decreasing temperature and decreasing water vapor partial pressure.

【0043】勿論、H2S を硫黄に転化するためSO
2 を酸素の代りに用いることができ、硫黄は次の反応
式により生成される。 (3)    2H2S + SO2 → 3S + 
2H2O従って、H2S 対SO2 比が2.0 より
大きい供給ガス流にSO2 が存在する場合、反応式(
3) により転化されなかったH2S と反応するに十
分な量で酸素を必要量だけ添加する。すなわち、H2S
 対SO2 比が2.0 より大きい場合、酸素の化学
量論的量は2.0 に等しいH2S 対 (SO2 +
 O2) のモル比または容量比を与えるに十分な量で
ある。
Of course, to convert H2S to sulfur, SO
2 can be used in place of oxygen, and sulfur is produced by the following reaction equation. (3) 2H2S + SO2 → 3S +
2H2O Therefore, if SO2 is present in the feed gas stream where the H2S to SO2 ratio is greater than 2.0, the reaction equation (
3) Add the required amount of oxygen in an amount sufficient to react with the H2S not converted by step. That is, H2S
When the ratio of H2S to SO2 is greater than 2.0, the stoichiometric amount of oxygen is equal to 2.0 H2S to (SO2 +
O2) in an amount sufficient to provide a molar or volumetric ratio of

【0044】H2S 対SO2 比が2.0 以下でH
2S とSO2 を生来含有する供給ガス流に対して、
硫黄に高率で転化するには、まず米国特許第3,752
,877 号に示された方法によって、SO2 をH2
S に転化するように、供給ガスを前処理し、次いで、
前処理したガスを2.0 に等しいH2S 対SO2 
比を与えるに十分な量の酸素または空気と混合する。2
.0 に等しいH2S 対 O2 比で含有する供給ガ
スに対しては、前処理または酸素の添加を必要としない
。反応式(3) によってH2S を直接硫黄に転化す
るために触媒を用いることができる。
[0044] When the H2S to SO2 ratio is 2.0 or less, H2S
For a feed gas stream naturally containing 2S and SO2,
In order to achieve high conversion to sulfur, first U.S. Patent No. 3,752
, No. 877, SO2 is converted into H2
Pretreating the feed gas to convert it to S and then
Pretreated gas equal to 2.0 H2S vs. SO2
Mix with sufficient oxygen or air to give the ratio. 2
.. For feed gas containing an H2S to O2 ratio equal to 0, no pretreatment or oxygen addition is required. A catalyst can be used to convert H2S directly to sulfur according to reaction equation (3).

【0045】前述の事項を考慮して、硫黄元素が望まし
い場合、SO2 を酸素の代りに酸化剤として用いるこ
とができる。すなわち、H2S を含有するガス流に対
して、ここではH2S 対酸化物比が2.0を与えるよ
うなガス流と、SO2 または酸素酸化剤のいずれかを
混合して、硫黄元素を生成することができる。しかし、
空気の形で手近に入手することができ、また硫黄への転
化率が高いために、酸素は生来SO2 よりも優れてい
る。反応式(2) と(3) とを比較すると、硫黄に
転化するH2S 量は同じであるが、O2酸化剤を用い
る式(2) よりもSO2 酸化剤を用いる式(3) 
の方が50%も多く硫黄を生成する。式(3) により
50%多く硫黄が生成するには、硫黄蒸気露点を越えな
い場合、式(3) は式(2) より高い操作温度が必
要である。しかし、538 ℃(1000°F)以下の
操作温度では、H2S の硫黄への転化率が温度の増加
と共に減少する。従って、露点を越えることなく式(3
) よりも低温で式(2) によってH2S を硫黄に
転化することができるので、酸素を酸化剤として用いる
場合、SO2 を用いる場合より生来の利点、すなわち
高い転化率が得られる。
In view of the foregoing, SO2 can be used as the oxidizing agent in place of oxygen if elemental sulfur is desired. That is, mixing either SO2 or an oxygen oxidizer with a gas stream containing H2S, here giving an H2S to oxide ratio of 2.0, to produce elemental sulfur. I can do it. but,
Oxygen is inherently superior to SO2 because of its ready availability in the form of air and its high conversion to sulfur. Comparing reaction equations (2) and (3), the amount of H2S converted to sulfur is the same, but equation (3) using an SO2 oxidant is more effective than equation (2) using an O2 oxidant.
produces 50% more sulfur. For equation (3) to produce 50% more sulfur, equation (3) requires a higher operating temperature than equation (2), provided the sulfur vapor dew point is not exceeded. However, at operating temperatures below 538°C (1000°F), the conversion of H2S to sulfur decreases with increasing temperature. Therefore, without exceeding the dew point, the formula (3
) H2S can be converted to sulfur according to equation (2) at lower temperatures than the oxidizing agent, so there is an inherent advantage when using oxygen as the oxidant over using SO2, namely a higher conversion rate.

【0046】酸素またはSO2 を酸化剤として用いる
とき、本発明の触媒はH2S を硫黄元素に転化するた
めに大いに有用である。所定の状態における転化率は、
勿論、操作温度、操作圧、水蒸気分圧および酸化剤の選
択のような因子に依存する。しかし、通常前記のバナジ
ウム−ビスマス触媒は、H2S を理論量の10%以内
、多くは5%以内で硫黄元素に転化する。またH2S 
を硫黄に転化するための活性が高いので、本発明のバナ
ジウム−ビスマス触媒は、従来技術の触媒、例えば19
76年6月28日に出願した米国特許出願第700,5
13 号(米国特許第4,243,647 号)に開示
されたバナジア触媒よりも、低い操作温度および/また
は高い空間速度の条件で、H2S を高い転化率で硫黄
に転化する。
When oxygen or SO2 is used as the oxidizing agent, the catalyst of the present invention is highly useful for converting H2S to elemental sulfur. The conversion rate at a given condition is
This will, of course, depend on factors such as operating temperature, operating pressure, water vapor partial pressure and the choice of oxidizing agent. However, the vanadium-bismuth catalysts described above usually convert H2S to elemental sulfur within 10% of the theoretical amount, often within 5%. Also H2S
The vanadium-bismuth catalyst of the present invention has a higher activity than the prior art catalysts, e.g.
U.S. Patent Application No. 700,5 filed June 28, 1976
No. 13 (U.S. Pat. No. 4,243,647) converts H2S to sulfur at higher conversions at lower operating temperatures and/or higher space velocities than the vanadia catalyst disclosed in U.S. Pat. No. 4,243,647.

【0047】次の実施例はH2S を硫黄元素に酸化す
るためのバナジウム−ビスマス触媒の活性が高いことを
示している。
The following example demonstrates the high activity of vanadium-bismuth catalysts for the oxidation of H2S to elemental sulfur.

【0048】実施例  VI V2O5として8.7 重量%のバナジウム成分と、B
i2O3 として12.9重量%のビスマス成分とを含
有し、残りが25重量%のアルミナを含有するシリカ−
アルミナから成る担体である触媒を調製した。この触媒
は粒子状で、表面積が239 m2/gであり、コンパ
クトかさ密度が0.67g/ccであった。(この触媒
は実施例IIに述べた方法に極めて類似した方法で調製
した)。
Example VI 8.7% by weight of vanadium component as V2O5 and B
Silica containing 12.9% by weight of bismuth component as i2O3 and the balance containing 25% by weight of alumina.
A catalyst was prepared with a support made of alumina. The catalyst was in particulate form with a surface area of 239 m2/g and a compact bulk density of 0.67 g/cc. (This catalyst was prepared in a manner very similar to that described in Example II).

【0049】前記触媒(950 g)を等温反応器に充
填し、約750ppmV 〜1200ppmVの範囲で
変化する濃度のH2S と約99%CO2 を含有する
供給ガス(無水を基準として)を処理するために用いた
。反応器に生成した硫黄元素を蒸気の形で除去し、凝縮
して回収した。5ケ月以上の期間実験を行って、第4表
に示した操作条件で、供給ガスと生成ガスの試料分析を
行い、データを第4表にまとめた。前記実験に関して、
操作温度が硫黄蒸気露点温度以下に降下し硫黄が触媒上
に析出する場合を除いて、実験の間に触媒が失活を示さ
ないことは注目に値する。しかし、この種の失活は一時
的に過ぎず、高温により触媒の活性は十分に復帰する。
The catalyst (950 g) was charged into an isothermal reactor for treating a feed gas containing about 99% CO2 (on an anhydrous basis) and H2S at concentrations varying from about 750 ppmV to 1200 ppmV. Using. Elemental sulfur produced in the reactor was removed in vapor form and recovered by condensation. Experiments were conducted for a period of more than 5 months, and sample analyzes of feed gas and produced gas were conducted under the operating conditions shown in Table 4, and the data are summarized in Table 4. Regarding the experiment,
It is noteworthy that the catalyst shows no deactivation during the experiment, except when the operating temperature drops below the sulfur vapor dew point temperature and sulfur precipitates on the catalyst. However, this type of deactivation is only temporary, and the activity of the catalyst is fully restored by high temperatures.

【0050】第4表のデータに示すように、本発明のバ
ナジウム−ビスマス触媒は149 ℃(300 °F)
以下の温度でH2S の硫黄への転化を開始するために
活性である。 この結果は多くの理由で意外に考えられる。比較しうる
従来技術の触媒−−− およびH2S を硫黄元素に高
活性で転化することが知られている触媒、すなわち、7
5%SiO2−25%Al2O3 担体に担持した10
%V2O5−−は、約0.05kg/cm2 (0.7
psia) 以下の水素分圧で約135 ℃(275 
°F)以上の温度にて水蒸気の存在でのみH2S を硫
黄に酸化し始めるため、活性であることは少しも意外で
はない。従って、本発明の触媒はH2S を硫黄元素に
転化する比較しうるバナジア触媒よりも著しく活性であ
ることを立証しており、さらに前述の実験を約0.18
〜.035kg/cm2 (2.5〜5.0psia)
の分圧の水蒸気で行った事実を考慮する場合驚くべきも
のがある。水蒸気量の増加は、触媒表面に吸収される水
蒸気量を増加し、これによってH2S およびO2(ま
たはSO2 )の吸収量を減少し、触媒に対する開始温
度を増加する傾向がある。しかし、0.21kg/cm
2 (3.0psia) の水蒸気の相反する条件にも
かかわらず、本発明で用いる触媒は約141 ℃(28
5 °F)でH2S と酸素の反応を開始するためなお
活性を示しており、これに対し0.05kg/cm2 
(0.7psia) 以下の水蒸気の一層好ましい条件
で比較しうるバナジア触媒は約191 ℃(375 °
F)またはこれ以上の温度でのみ用いられる。
As shown in the data in Table 4, the vanadium-bismuth catalyst of the invention has a temperature of 149°C (300°F).
It is active to initiate the conversion of H2S to sulfur at temperatures below: This result is surprising for many reasons. Comparable prior art catalysts---and catalysts known to convert H2S to elemental sulfur with high activity, i.e. 7
10 supported on a 5% SiO2-25% Al2O3 carrier
%V2O5-- is approximately 0.05 kg/cm2 (0.7
psia) at a hydrogen partial pressure of less than approximately 135 °C (275
It is not at all surprising that H2S is active, since it begins to oxidize H2S to sulfur only in the presence of water vapor at temperatures above 100°F (°F). Thus, the catalyst of the present invention proves to be significantly more active than a comparable vanadia catalyst in converting H2S to elemental sulfur, and further improves the aforementioned experiments by approximately 0.18
~. 035kg/cm2 (2.5~5.0psia)
It is surprising when one considers the fact that this was done with water vapor at a partial pressure of . An increase in the amount of water vapor tends to increase the amount of water vapor adsorbed on the catalyst surface, thereby reducing the amount of H2S and O2 (or SO2) adsorption and increasing the onset temperature for the catalyst. However, 0.21kg/cm
Despite the conflicting conditions of 3.0 psia of water vapor, the catalyst used in the present invention has a
It is still active to initiate the reaction between H2S and oxygen at 5 °F), whereas 0.05 kg/cm2
(0.7 psia) Comparable vanadia catalysts at more favorable conditions of water vapor below about 191 °C (375 °
F) or above.

【0051】第4表のデータに示すように本発明の他の
意外な面は水蒸気の存在でバナジウム−ビスマス触媒の
安定性が高いことである。第2表のデータに示したよう
に、バナジア触媒は約316 ℃(600 °F)以下
の温度にて水蒸気の存在で急速に失活するが、第4表の
データは、5ケ月以上の期間にわたって0.18〜0.
35kg/cm2 (2.5〜5.0 psia) の
水蒸気の存在で用いられる場合にも、バナジウム−ビス
マス触媒がこの種の失活に抵抗することを示している。
Another surprising aspect of the present invention, as shown by the data in Table 4, is the high stability of the vanadium-bismuth catalyst in the presence of water vapor. As shown in the data in Table 2, vanadia catalysts are rapidly deactivated in the presence of water vapor at temperatures below about 316 °C (600 °F), but the data in Table 4 shows that the ranging from 0.18 to 0.
Vanadium-bismuth catalysts have been shown to resist this type of deactivation even when used in the presence of 2.5-5.0 psia of water vapor.

【0052】[0052]

【表4】[Table 4]

【0053】本発明の特定例において、本発明は特に約
5〜40容量%のH2S を含有する供給ガス流を処理
するために有用であり、特に供給ガス流が比較的高い分
圧、例えば、約0.14kg/cm2 (2.0psi
a) 以上および、さらに通常は約0.28kg/cm
2 (4.0psia) 以上にて水蒸気を含む場合、
供給ガス流を好ましくは化学量論的量で空気と混合し、
得られた混合ガスを、かなりの量のH2S が硫黄元素
蒸気に転化するような上記の条件下に、粒状バナジウム
−ビスマス触媒を含む断熱反応器に通過させる。硫黄元
素を含有する生成物ガスを、硫黄凝縮器または生成物ガ
スから硫黄を分離するための他の適当な手段に通して、
残留H2S を含有する精製生成物ガスを排出する。次
いで精製した生成物ガスの一部を再循環し、予定した範
囲、例えば3〜6容量%、または予定した最大値以下、
典型的および好ましくは5容量%でH2S を含む反応
器に入る再循環ガス、空気および供給ガスの混合物のよ
うな供給ガスと混合する。精製した生成物ガスの残部を
3種類の方法のいずれかにより処理する。この3 種類
の方法を次に示す(これらの方法は本発明の実施例にお
いて、バナジウム−ビスマス触媒と処理した後回収した
ガス流のH2S 含量が大気中に排出するには高過ぎる
実施例に応用できる)。
In a particular embodiment of the present invention, the present invention is particularly useful for treating feed gas streams containing about 5-40% by volume H2S, particularly when the feed gas stream has a relatively high partial pressure, e.g. Approximately 0.14kg/cm2 (2.0psi
a) Above and more usually about 0.28 kg/cm
2 (4.0 psia) or more and contains water vapor,
mixing the feed gas stream with air, preferably in stoichiometric amounts;
The resulting gas mixture is passed through an adiabatic reactor containing a granular vanadium-bismuth catalyst under the conditions described above such that a significant amount of H2S is converted to elemental sulfur vapor. passing the product gas containing elemental sulfur through a sulfur condenser or other suitable means for separating sulfur from the product gas;
The purified product gas containing residual H2S is vented. A portion of the purified product gas is then recycled to a predetermined range, e.g. 3-6% by volume, or below a predetermined maximum.
The recycle gas entering the reactor, typically and preferably containing 5% by volume H2S, is mixed with a feed gas such as a mixture of air and feed gas. The remainder of the purified product gas is treated in one of three ways. These three methods are described below (these methods are applied in embodiments of the present invention in which the H2S content of the gas stream recovered after treatment with the vanadium-bismuth catalyst is too high to be discharged to the atmosphere). can).

【0054】(1) 精製した生成物ガス流のH2S 
対SO2 の容量比が約2.0 である場合、ガス流を
高温、例えば204 ℃〜482 ℃(400 °F〜
900 °F)の条件下で、多孔質耐火性酸化物含有触
媒、例えばアルミナと接触させることができ、H2S 
のかなりの量を反応式(3) により硫黄元素に転化し
て、例えば凝縮によって回収するようにする。本発明の
この実施例では、前記のようなバナジウム−ビスマス触
媒を硫黄への転化を行うために用いることが最も好まし
く、この種の触媒は、代表的なアルミナ触媒よりも、低
い操作温度および/または高い空間速度の一層困難な条
件下で、活性が大きく、従ってアルミナと同じH2S 
の硫黄への転化率を与えるのに有用である。
(1) H2S in the purified product gas stream
When the volumetric ratio of SO2 to SO2 is about 2.0, the gas stream is heated to a high temperature, e.
900 °F) with a porous refractory oxide-containing catalyst, such as alumina, and
A significant amount of sulfur is converted to elemental sulfur according to reaction equation (3) and recovered, for example, by condensation. In this embodiment of the invention, vanadium-bismuth catalysts, such as those described above, are most preferably used to effect the conversion to sulfur, and such catalysts require lower operating temperatures and/or or under more difficult conditions of high space velocities, H2S is highly active and therefore the same as alumina.
of sulfur.

【0055】(2)  H2S対SO2 容量比が実質
的に2.0 以上である場合、または精製した生成物ガ
ス流中のH2S 対SO2 比を変動させることが望ま
しい場合、精製した生成物ガス流を十分な量の空気と混
合し、約2.0 の H2S/(SO2+O2) の容
量比を与え、得られたガスを硫黄元素に転化するため上
述した条件下でバナジウム−ビスマス触媒と接触させる
。あるいは、あまり好ましくはないが、多孔質耐火性酸
化物担体に担持した酸化バナジウムまたは硫化バナジウ
ムを主成分とするバナジア触媒をバナジウム−ビスマス
触媒と置換して、約0.07kg/cm2 (1.0p
sia) 以下の分圧にて、または操作温度が約316
 ℃(600 °F)以上にてこれと接触して混合ガス
の水蒸気を与える。バナジア触媒の使用はバナジウム−
ビスマス触媒を使用する場合よりも低いH2S を硫黄
に転化するための活性を与えるが、低い活性は、ある場
合には、例えば触媒の価格が特に重要である場合には適
当である。
(2) If the H2S to SO2 volume ratio is substantially greater than 2.0, or if it is desired to vary the H2S to SO2 ratio in the purified product gas stream, is mixed with a sufficient amount of air to give a volume ratio of H2S/(SO2 + O2) of about 2.0 and the resulting gas is contacted with a vanadium-bismuth catalyst under the conditions described above to convert it to elemental sulfur. Alternatively, less preferably, a vanadium-bismuth catalyst may be substituted with a vanadium-bismuth catalyst containing vanadium oxide or vanadium sulfide as a main component supported on a porous refractory oxide support.
sia) at partial pressures below or operating temperatures of approx.
Contact with the mixture at temperatures above 600° F. provides water vapor in the gas mixture. The use of vanadium catalyst is vanadium-
Although it provides a lower activity for converting H2S to sulfur than when using a bismuth catalyst, the lower activity may be appropriate in some cases, for example when the price of the catalyst is particularly important.

【0056】(3) 上記の方法(1) および(2)
 により硫黄を凝縮後回収したガス流または精製した生
成物ガス流のH2S 含量が大気中に排出するには大き
過ぎる場合、しかもこのようなガス流をH2S がSO
2 に転化されるならば(H2S よりもSO2 に対
する空気汚染基準が厳重でないため、)大気中に排出で
きる場合、このようなガス流を燃焼して中に含まれてい
るH2S をSO2 に転化する。燃焼は過剰の酸素の
存在で約538 ℃(1000°F)以上の温度に加熱
して行うが、上記のSO2 への転化条件の範囲内で上
記の本発明のバナジウム−ビスマス触媒と接触させて行
うことが好ましい。バナジウム−ビスマス触媒の使用に
は熱燃焼以上のはっきりした特長があり、処理すべきガ
ス流にはあまり予熱を必要とせず、バナジウム−ビスマ
ス触媒は殆ど260 ℃(500 °F)以下の温度で
H2S をSO2 に転化するための活性がある。
(3) Methods (1) and (2) above
If the H2S content of the recovered gas stream after condensing the sulfur or the purified product gas stream is too high to be discharged to the atmosphere, and such gas stream is
2 (because air pollution standards are less stringent for SO2 than for H2S), such a gas stream can be combusted to convert the H2S contained therein to SO2 if it can be discharged into the atmosphere. . Combustion is carried out by heating to temperatures above about 538°C (1000°F) in the presence of excess oxygen and in contact with the vanadium-bismuth catalyst of the present invention described above within the conversion conditions to SO2 described above. It is preferable to do so. The use of vanadium-bismuth catalysts has distinct advantages over thermal combustion; the gas streams to be treated do not require much preheating, and vanadium-bismuth catalysts mostly produce H2S at temperatures below 260 °C (500 °F). It has activity for converting SO2 into SO2.

【0057】本発明は上記実施例に限るものではなく、
例えば、本発明の触媒プロセスを変更して、反応式(1
) に必要な分量と反応式(2) に必要な分量との間
で酸素量を簡単に制御して、H2S を所定量の硫黄と
SO2 の組合せに酸化することも可能である。
[0057] The present invention is not limited to the above embodiments, but
For example, by modifying the catalytic process of the present invention, the reaction equation (1
) It is also possible to oxidize H2S to a combination of sulfur and SO2 in a predetermined amount by simply controlling the amount of oxygen between the amount required for (2) and the amount required for reaction equation (2).

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  反応圏において、H2S を酸素との
反応により接触的に燃焼してSO2 にするに当り、上
記燃焼を上記反応圏において上記H2S および酸素を
121 °〜316 ℃(250°〜600 °F) 
の温度で少くとも0.07kg/cm2 (1.0ps
ia) の分圧の水蒸気の存在下で、主有効成分として
バナジウムおよびビスマスを担持した固体触媒と接触さ
せることを特徴とする硫化水素の酸化方法。
Claim 1: In catalytically burning H2S into SO2 by reaction with oxygen in the reaction zone, the combustion is performed in the reaction zone by heating the H2S and oxygen at a temperature of 121° to 316°C (250° to 600°C). °F)
at least 0.07kg/cm2 (1.0ps
ia) A method for oxidizing hydrogen sulfide, characterized in that it is brought into contact with a solid catalyst supporting vanadium and bismuth as main active ingredients in the presence of steam at a partial pressure of:
【請求項2】  上記水蒸気が0.28kg/cm2 
(4.0psia) 以上の分圧で存在する請求項1記
載の方法。
[Claim 2] The water vapor is 0.28 kg/cm2.
2. The method of claim 1, wherein the method is at a partial pressure greater than or equal to (4.0 psia).
【請求項3】  上記H2S が(a)H2S をSO
2に転化するのに必要な量以上の酸素と、(b)少なく
とも0.105 kg/cm2 (1.5 psia)
の分圧を有する水蒸気と一緒に供給ガス流に含まれ、 (イ)90日間に亘り、上記供給ガス流を反応圏に導入
し、この反応圏において上記供給ガス流を 121°〜
316 ℃( 250°〜 600°F)の温度で、耐
火性酸化物担体にバナジウム成分およびビスマス成分を
主成分として担持して成り、バナジウムおよびビスマス
成分の少くとも若干のものが夫々酸化バナジウムまたは
硫化バナジウムおよび酸化ビスマスまたは硫化ビスマス
の形態で存在する触媒と、上記反応圏において少くとも
90%の上記H2S が酸素との反応によりSO2 に
転化するように接触させ、上記触媒を90日間H2S 
を反応させてSO2 にする活性を殆んど失わずに維持
し、 (ロ)上記反応圏において生成する殆んどすべてのSO
2 を含有する生成物ガス流を反応圏から除去する請求
項1記載の方法。
Claim 3: The above H2S is (a) SO
(b) at least 0.105 kg/cm2 (1.5 psia)
(a) for a period of 90 days, said feed gas stream is introduced into a reaction zone in which said feed gas stream is
at a temperature of 316° C. (250° to 600° F.), comprising a vanadium component and a bismuth component supported as main components on a refractory oxide carrier, with at least some of the vanadium and bismuth components being vanadium oxide or sulfide, respectively. A catalyst present in the form of vanadium and bismuth oxide or bismuth sulfide is contacted in such a way that at least 90% of the H2S is converted to SO2 by reaction with oxygen in the reaction zone, and the catalyst is exposed to H2S for 90 days.
(b) Almost all of the SO generated in the reaction zone is
2. The method of claim 1, wherein a product gas stream containing 2 is removed from the reaction zone.
【請求項4】  上記水蒸気の分圧が、少なくとも0.
105 kg/cm2(1.5psia)である請求項
1記載の方法。
4. The partial pressure of the water vapor is at least 0.
2. The method of claim 1, wherein the pressure is 1.5 psia.
【請求項5】  反応圏においてH2S を酸素との反
応により接触的に燃焼し SO2に転化するに当り、上
記燃焼が上記反応圏において上記硫化水素と、121 
°〜482 ℃(250°〜900 °F)に維持した
温度で上記H2S をSO2 に転化するに必要とされ
る以上の分量で供給した酸素を、バナジウムおよびビス
マス有効触媒成分を担体物質に担持させて成り且つ上記
バナジウムおよびビスマス成分夫々がV2O5およびB
i2O3 として計算して5重量%以上の割合で存在す
る固体触媒と、少くとも90%の上記H2S がSO3
 を殆んど形成することなくSO2 に転化されるよう
な条件下で接触させることから成ることを特徴とする硫
化水素の酸化方法。
5. When H2S is catalytically burned by reaction with oxygen in the reaction zone and converted into SO2, the combustion causes the hydrogen sulfide and 121
The vanadium and bismuth active catalyst components are supported on a support material, and the oxygen is supplied in an amount greater than or equal to that required to convert the H2S to SO2 at temperatures maintained between 250° and 900°F. and the vanadium and bismuth components are V2O5 and B, respectively.
a solid catalyst present in a proportion of not less than 5% by weight calculated as i2O3 and at least 90% of the above H2S as SO3
A method for oxidizing hydrogen sulfide, characterized in that it comprises contacting it under conditions such that it is converted to SO2 with almost no formation.
【請求項6】  反応圏においてH2S を酸素との反
応により接触的に燃焼してSO2 に転化するに当り、
上記燃焼が、上記反応圏において121 °〜482 
℃(250 °〜900 °F)に維持した温度で上記
H2S と、H2S をSO2 に転化するに必要とさ
れる以上の分量で供給した酸素を、担体物質にバナジウ
ムおよびビスマスの触媒として有効な成分を主成分とし
て担持して成る固体触媒と、殆んどすべての上記H2S
 がSO3 を殆んど形成することなくSO2 に転化
することから成ることを特徴とする硫化水素の酸化方法
[Claim 6] In converting H2S into SO2 by catalytically burning it by reaction with oxygen in the reaction zone,
The combustion occurs between 121° and 482° in the reaction zone.
The above-mentioned H2S and oxygen supplied in quantities in excess of that required to convert the H2S to SO2 are added to a carrier material at a temperature maintained between 250° and 900°F (250° to 900°F), a component effective as a catalyst for vanadium and bismuth. A solid catalyst supported as a main component, and almost all of the above H2S
A method for oxidizing hydrogen sulfide, characterized in that it is converted into SO2 with almost no formation of SO3.
【請求項7】  上記酸素を空気の形態で供給し、上記
H2S をSO2 に転化するに必要とするより実質的
に過剰な分量で供給する請求項5または6記載の方法。
7. A method according to claim 5 or 6, wherein said oxygen is supplied in the form of air and in a substantially excess amount than required to convert said H2S to SO2.
【請求項8】  水蒸気が上記触媒中0.28kg/c
m2 (4.0 psia)以上の分圧で存在する請求
項5,6または7記載の方法。
Claim 8: The amount of water vapor in the catalyst is 0.28 kg/c.
8. A method according to claim 5, 6 or 7, wherein the partial pressure is greater than or equal to 4.0 psia.
【請求項9】  上記担体物質が、耐火性酸化物、疏水
性結晶シリカ、無定形アルミノシリケートゼオライト、
結晶アルミノシリケートゼオライトおよびこれ等の混合
物から成る群から選ばれた要素から成る請求項6記載の
方法。
9. The carrier material is a refractory oxide, a hydrophobic crystalline silica, an amorphous aluminosilicate zeolite,
7. The method of claim 6, comprising an element selected from the group consisting of crystalline aluminosilicate zeolites and mixtures thereof.
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