JPS6018211B2 - 硫化水素を二酸化硫黄に酸化する触媒 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は硫化水素を含有するガスを酸素とともに触媒に
接触させて二酸化硫黄に酸化する触媒に関する。

従来、硫化水素を二酸化硫黄に酸化するための方法とし
ては燃料を加えて高温で燃焼酸化する方法、触媒を用い
て接触酸化する方法などが主に用いられてきた。

これらのうち、高温で燃焼酸化する方法は装置は簡単で
あるが燃料を消費するため経済的に好ましくない。一方
、接触酸化法の方は比較的低温で硫化水素を二酸化硫黄
に変換できるもので、従来この触媒としては酸化転、ポ
・−キサイト、アルミナ、白金属系、ゼオラィト系（例
えば特関昭５０−６８９５５号公報に開示のもの）触媒
が知られているが、これら従釆の触媒は活性が充分でな
く、２００℃以下の温度では硫化水素を完全に二酸化硫
黄にまで酸化することが困難であり、硫黄もかなり生成
するものであり、この現象は、特にアルミナ触媒におい
て著しいものである。さらに、アルミナ系およびアルミ
ナ担体付の触媒では長時間使用すると、生成ガス中の二
酸化硫黄、および酸素とアルミナが反応し、硫酸アルミ
ニウムを生成し、触媒活性が低下するという欠点がある
。この現象は酸化鉄触媒においても見られ、触媒成分が
硫酸塩に変質して触媒活性が劣化することが判明した。
このように従来の触媒酸化法は、反応温度が高かったり
、触媒活性の劣化による短寿命という欠点があった。本
発明の目的は、上記のような従来技術における問題点を
解決した硫化水素を二酸化硫黄に酸化する触媒を提供す
るにある。

本発明の特徴とするところは、触媒に接触させ硫化水素
を二酸化硫黄に酸化する方法において、該触媒は、活性
第１成分として酸化チタン、第２成分として酸化モリブ
デン、第３成分として銅、バナジウム、クロム、タング
ステン、鉄よりなる群中より選ばれた少なくとも一種の
金属の酸化物を含んでなるものにするにある。

本発明は、一般的に硫化水素を二酸化硫黄に変える工程
に適用できるもので、例えば、クラウス硫黄回収装置に
おける硫化水素の酸化、クラウス硫黄回収装置からの排
ガス中の硫化水素の酸化、クラウス硫黄回収装置のティ
ルガス処理装置からの排ガス中に含まれる徴量硫化水素
の酸化、あるいはパルプ工場排ガス、し尿処理ガス、含
硫横有機物の燃焼排ガス中に含まれる硫化水素またはメ
ルカプタン等を酸化して悪臭を除去するのに適用できる
。

本発明のおける触媒を従釆のこの種の各種の触媒と比較
してその活性を試験したところ、本発明になる触媒は低
温活性が優れていることが見し、出された。

また本触媒は酸化チタンという硫酸塩化し１こくい物質
を触媒主成分としているため、アルミナ担体付触媒と比
較して格段に耐久性が優れていることがわかった。第３
成分のなかには銅、鉄など硫酸塩化し易い物質もあるが
、これらの物質が硫酸塩化しても触媒母体の酸化チタン
の方は安定なため、紬孔構造などの変化は少なく、活性
に悪影響を及ぼさない。本発明の触媒を用いて硫化水素
を接触酸化するときには次の【１｝，‘２）式の反応が
起こる。

比Ｓ＋１／２０２＝Ｓ十比○ ‘１
’舷Ｓ＋３／２０２＝Ｓ０２十日２０
｛２１本発明になる触媒では■式の反応の化学量論
比以上の酸素、つまり硫化水素の１．５モル倍以上の酸
素の存在下では‘１｝式よりも■式の反応が選択的に起
きる。本発明になる触媒を用いて硫化水素を二酸化硫黄
に変換する場合、反応温度は１００〜６００ｑｏ好まし
〈は１２０〜６００午○である。

またガスの空間速度（標準状態換算）は２００〜即，０
０価‐１、好ましくは２００〜２０，０００ｈ‐１であ
る。

本発明の硫化水素を二酸化硫黄に酸化する触媒は、活性
第１成分として酸化チタン、第２成分として酸化モリブ
デン、そして第３成分として銅、バナジウム、クロム、
タングステン、鉄の酸化物のうちから選ばれた少くとも
１種を含む。

これら活性成分の割合は第１成分に対する第２成分の原
子比が第１成分１に対して０．０１〜０．５であり、か
つ第１成分に対する第３成分の原子比が第１成分１に対
して０．０１〜０．５の範囲にある。第１成分の割合に
対する第２成分と第３成分の和が第１成分１に対して０
．０２以下であると活性が充分でなく、また１以上にな
ると耐久性が悪くなる欠点がある。本発明になる触媒の
調製には、通常の製造に利用される共沈殿法、沈着法、
泥練法などいずれも使用することができ、特に限定され
ない。

また触媒の成型法としても打錠成型法、押出し成型法、
そして転動造粒法などの目的に応じて任意の方法を採用
することができる。以下に実施例を示した本発明をより
具体的に説明する。

実施例 １酸化チタンとして約５５ｗｔ％を含有するメ
タチタンスラリ５００夕とパラモリブデン酸アンモニウ
ム３３．８夕、そしてメタバナジン酸アンモニウム２２
．４夕をとり、ニ−ダ一にて充分に混練する。

得られたペースト状の混合物を１２０００で１昼夜乾燥
後、粉砕する。グラファィトを納ｔ％加え、成型圧力５
００ｋ９／めで直型６柳、厚さ６肋の円柱状に打錠成型
する。得られた成型物を５００こ０で４時間焼成する。
かくして得られた触媒は酸化チタンと酸化モリブデンと
酸化バナジウムの混合物であり、原子比でＴｉ：Ｍｏ：
Ｖ＝１８：１：１の組成を有する本発明になるものであ
った。上記の触媒の性能試験は次のように行った。

反応物は内蓬１７肋の石英製で、外部より電気炉により
加熱される。反応管の中央部に１０〜２０メッシュに破
砕された触媒を８叫充填し、下記組成のガスを８０夕／
ｈ（空間速度１０，０００ｈｌ）で流した。ガス組成日
２Ｓ Ｏ．５％ 。

２ １．０±〇．・％ Ｎ２ 残 なお生成物の分析はガスクロマトグラフ法によつた。

比Ｓ転化率、Ｓ０２生成率はそれぞれ以下の式により求
めた。

比Ｓ転化率 入口比Ｓ濃度‐出口日差濃度ＸＩ。

〇（％）入口日２Ｓ濃度Ｓ。

２生成率＝英目登筆鱈蔭Ｘ・ｏｏ（％）得られた結果を
１表に示す。

表１ 比較例 １ 本発明の実施例の効果を従来のものと比較して確認する
ため、従来の触媒を用いて同様の試験を行った。

従来の触媒としてＡそ２０３‐Ｍｏｏ３‐Ｖ２０５触媒
を下記のように調製した。

水酸化アルミニウム２００夕とパラモリブデン酸アンモ
ニウム２５夕、そしてメタバナジン酸アンモニウム１６
．７夕をとり、蒸溜水１００叫を加えてよく混練する。

以下実施例一１に示したのと同様の方法でＡ〆２０３一
Ｍｏｏ３一Ｖ２０５触媒を調製した。上記で得られた触
媒の性能を実施例−１に示したのと同様の実験条件で測
定して、、表１に示す結果を得た。表１により、本発明
によるものは従来のものより低温における触媒の活性を
示すＨぶ転化率、Ｓ０２生成率が格段に優れていること
が判る。

実施例 ２〜５実施例−１における触媒の第３成分用の
バナジン酸アンモニウムの代りに、実施例−２，３，４
，５においてはそれぞれ水酸化鋼、水酸化クロム、タン
グステン酸アンモニウム、含水酸化鉄を用いて、触媒の
第３成分の酸化バナジウムをそれぞれ酸化鋼、酸化クロ
ム、酸化タングステン、酸化鉄とした以外は実施例一１
と全く同様の方法でそれぞれの触媒を調製した。

これらの触媒における第１成分、第２成分、第３成分の
原子比はいずれも１８：１：１であった。これらの触媒
に・つき実施例一１と全く同様の方法で測定を行い表２
および表３に示す結果が得られた。表２ 表３ 表２、表３および表１により、本発明の触媒における第
３成分はいずれも効果のあることが確認された。

実施例 ６ 酸化チタンに対する酸化モリブデンと酸化バナジゥムの
割合を変化させた以外は、実施例一１と同様の調製法で
９８：１：１、７０：１５：１５、５０：２５：２５の
割合で含有する触媒を製造した。

これら触媒の性能を実施例一１に示したものと同様の実
験条件で測定し、表４に示す結果を得た。表４ 表４により、本発明触媒における第１成分に対する第２
成分の金属の原子比が第１成分１に対して０．０１〜０
．５であり、かつ第１成分に対する第３成分の原子比が
第１成分１に対して０．０１〜０．５の範囲のものが好
ましいことがわかる。

実施例 ７ 本実施例は触媒の長時間寿命試験に関するものである。

実施例一１および比較例一１に示した触媒を用い、反応
温度をそれぞれ１５０ｑｏ、および３００ｑｏ、空間速
度を５００皿‐１で下記組成のガスを用いて３００ｈの
連続試験を行った。その結果を表５に示す。ガス組成伍
Ｓ Ｏ．１％ ０２ ３．０％ Ｎ２ 残 表５ 表５により、本発明触媒は寿命においても優れているこ
とがわかる。

以上の説明および実施例に明らかな如く、本発明方法お
よび触媒は従来の硫化水素を二酸化硫黄に酸化する触媒
に比し著しく俊れたものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 活性第１成分として酸化チタン、第２成分として酸
   化モリブデン、第３成分として銅、バナジウム、クロム
   、タングステン、鉄よりなる群中より選ばれた少なくと
   も１種の金属の酸化物を含んでなることを特徴とする硫
   化水素を二酸化硫横に酸化する触媒。 ２ 上記の第１成分に対する第２成分の金属原子の比が
   第１成分１に対して０．０１〜０．５の範囲にありかつ
   該第１成分に対する第３成分の金属原子の比が第１成分
   １に対して０．０１〜０．５の範囲であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の硫化水素を二酸化硫黄
   に酸化する触媒。