Реакция - окисление - сероводород
Cтраница 3
 |
Схема установки для сероочистки природных газов цеолитами. [31] |
Цеолиты типа NaA отличаются низкой скоростью поглощения и десорбции сернистых соединений. Цеолит NaX катализирует реакцию окисления сероводорода с образованием элементной серы, дезактивирующей адсорбент. Однако это отрицательное свойство цеолита NaX не исключает возможность его применения для сероочистки газов. [32]
Газ, содержащий извлекаемые компоненты, направляется на очистку в конвертор-экстрактор, заполненный активным углем. В слое угля происходит реакция окисления сероводорода сернистым ангидридом, в результате которой образуется элементарная сера в жидком виде, откладывающаяся на угле. Процесс конверсии проводится при температуре поступающего газа. [33]
Большой интерес представляет исследование влияния макрокинетических факторов на селективность катализаторов в сложных реакциях. Пример такого влияния изучен нами на реакции окисления сероводорода в коксовом газе. Последний содержит наряду с небольшим количеством сероводорода большой избыток водорода. Окисление сероводорода до сернистого газа производится на катализаторе ( пемза, пропитанная нитратом никеля и прокаленная) при прибавлении к газу небольших количеств воздуха. Однако кислород воздуха обычно тратится отчасти и на окисление водорода, что сильно осложняет проведение процесса. [34]
Эти частицы участвуют в реакции в качестве промежуточных соединений и от их концентраций существенно зависит скорость процесса окисления. Установлено [270], что в результате протекания реакции окисления сероводорода кислородом на NaX при температурах 20 - 200 С происходит частичное деалюминирование цеолита. [35]
Эксперимент показывает, что в ряде случаев наблюдаются не два, а три предела самовоспламенения или взрыва. Так, на рис. 56 показаны пределы самовоспламенения для реакции окисления сероводорода. Ветвь АВ соответствует нижнему ( первому), ветвь ВС - верхнему ( второму) и CD - третьему пределам воспламенения. После перехода через этот третий предел снова начинается интенсивное самовоспламенение. В болышш стве случаев третий предел имеет чисто тепловую природу ( см. гл. Значение третьего предела р3 для реакции окисления водорода увеличивается с понижением температуры по закону exp ( E3IRT) и зависит от обработки поверхности сосуда, как и кинетика медленной реакции, протекающей ниже предела. Положение точки С также зависит от обработки поверхности сосуда. [36]
Эксперимент показывает, что в ряде случаев наблюдаются не два, а три предела самовоспламенения или взрыва. Так, на рис. 56 показаны пределы самовоспламенения для реакции окисления сероводорода. Ветвь АВ соответствует нижнему ( первому), ветвь ВС - верхнему ( второму) и CD - третьему пределам воспламенения. После перехода через этот третий предел снова начинается интенсивное самовоспламенение. В большинстве случаев третий предел имеет чисто тепловую природу ( см. гл. Значение третьего предела рз Для реакции окисления водорода увеличивается с понижением температуры по закону exp ( E3 / RT) и зависит от обработки поверхности сосуда, как и кинетика медленной реакции, протекающей ниже предела. Положение точки С также зависит от обработки поверхности сосуда. [37]
Эксперимент показывает, что в ряде случаев наблюдаются не два, а три предела самовоспламенения или взрыва. Так, на рис. 56 показаны пределы самовоспламенения для реакции окисления сероводорода. Ветвь АВ соответствует нижнему ( первому), ветвь ВС - верхнему ( второму) и CD - третьему пределам воспламенения. После перехода через этот третий предел снова начинается интенсивное самовоспламенение. В большинстве случаев третий предел имеет чисто тепловую природу ( см. гл. Значение третьего предела рз Для реакции окисления водорода увеличивается с понижением температуры по закону exp ( Es / RT) и зависит от обработки поверхности сосуда, как и кинетика медленной реакции, протекающей ниже предела. Положение точки С также зависит от обработки поверхности сосуда. [38]
Температуру газа в адсорбере поддерживают в пределах 20 - 50 С. Следует учитывать, что в связи со значительной экзотер-мичностью реакции окисления сероводорода ( на 1 граммолекулу сероводорода выделяется около 53 ккал) температура газа в адсорбере, в зависимости от концентрации сероводорода в газе, может повыситься на 15 - 20 С. Поэтому температура газа, поступающего на очистку, не должна превышать 30 С. [39]
Применение указанных вариантов процесса экстрагирования определяет экономические показатели установок очистки хвостовых газов при получении элементарной серы. Активный уголь используется в таких процессах в качестве катализатора реакции окисления сероводорода сернистым ангидридом. Хвостовые газы после сероулавливателя направляются на доочистку от сероводорода в конвертор-экстрактор, заполненный активным углем. В слое угля проходит реакция окисления сероводорода, в результате которой образуется элементарная сера в жидком виде, откладывающаяся на угле. Накапливающаяся на угле сера препятствует контакту очищаемого газа с поверхности активного угля и процесс очистки прекращается. Для получения товарной серы и восстановления адсорбционных и каталитических свойств активного угля необходимо элементарную серу извлечь из угля. Процесс извлечения состоит в экстрагировании элементарной серы различного типа растворителями. Растворитель должен обладать рядом свойств, специфичных для данного производства. Он должен быть взрывобезопасен, не горюч, не токсичен, иметь высокую растворимость по элементарной сере, обладать невысокой стоимостью, не давать побочных продуктов на активном угле. [40]
Если действовать цинком на концентрированную серную кислоту, то основным продуктом становится диоксид серы, хотя часто он выделяется в смеси с сероводородом. Одновременно в растворе можно заметить появление серы, ее источником может быть реакция окисления сероводорода горячей серной кислотой. [41]
Кислотно-основные свойства поверхности контакта играют, очевидно, решающую роль в механизме активации сероводорода. Поскольку подвижность кислорода поверхности глинозема, алюмосиликата, углерода очень низка, именно активация сероводорода на этих контактах обеспечивает высокую скорость его окисления. При рассмотрении реакции окисления сероводорода с этих позиций становится понятным, почему в ней в отличие от реакции окисления водорода, СО, аммиака, SO2 такие характеристики катализаторов, как наличие d - электронов, полупроводниковые свойства, электропроводность, наличие свободных d - орбита-лей, парамагнетизм не играют существенной роли. [42]
В этом случае, по-видимому, имеет место диоооциатнвная хемосорбция кислорода во время активации, что и облегчает первую стадию процесса. Вторая стадия - взаимодействие сероводорода из газовой фазы с хемосорбированным кислородом определяет скорость полной реакции. Показано, что скорость реакции окисления сероводорода до элементной серы имеет первый порядок по сероводороду и не зависит от концентрации кислорода. Авторы [79] исходили из предположения, что сероводород и кислород - оба хемосорбируются на поверхности углерода, причем хемосорбция кислорода диссоциативная. Реакция между хемосор-батами, ведущая к образованию серы и воды, определяет скорость полной реакции. [43]
Основная идея кинетического метода заключается в том, что о концентрации промежуточного продукта судят по кинетике протекания процесса в определенных стандартных условиях. При этом исходят из естественного предположения, что при заданных температуре и давлении смеси, а также соотношении исходных компонент ее кинетическое поведение однозначно связано с концентрацией промежуточного продукта. Установка, использованная при применении кинетического метода к реакции окисления сероводорода, имела три реакционных сосуда. Смесь можно было перепускать в любой момент времени из одного реакционного сосуда в другой либо непосредственно, либо через третий промежуточный сосуд, который находился при комнатной температуре. [44]
По предлагаемой технологии сероводородсодержащие газы с технологической установки с температурой 40 - 80 С и давлением 0 1 - 0 14 МПа при расходе до 50 мэ / ч проходят через печь прямого или косвенного нагрева либо электрообогреватель. Нагретый до 90 - 230 С газ направляется в нижнюю часть цилиндрического реактора под мелкоячеистую сетку, на которой находится расчетный слой катализатора. Воздух в стехиометрическом соотношении к сероводороду подается непосредственно в слой катализатора, реакция окисления сероводорода проходит с выделением тепла, поэтому внутри реактора вмонтирован змеевик, в который подается химочищенная вода для поддержания температуры катализатора в заданном режиме. [45]
Страницы: 1 2 3 4