Brevet FR2036974A1 — publié le 19701231

La présente invention concerne le raffinage du soufre. Le soufre à taux de pureté élevé (teneur moyenne en impuretés inférieure à 1.10 % en poids) peut être utilisé dans l'industrie chimique, la production de semi-conducteurs et d'autres secteurs de l'industrie, comme matière première pour l'obtention de réactifs extra-purs et de matériaux semi-conducteurs. On connatt déjà un procédé de raffinage à taux de pureté élevé du soufre, dans lequel le soufre fondu est introduit goutte à goutte dans une colonne à réaction portée à une température de 900 à 1 000 C. Sous l'effet de ces températures élevées la désintégration dans la colonne à réaction des hydrocarbures (bitumes) contenus dans le soufre libère de l'hydrogène sulfuré et du carbone. Ce carbone élémentaire est déposé en partie sur les parois de la colonne à réaction, et pour le reste est évacué avec les vapeurs de soufre dans le condenseur, pour être entratné dans un récipient collecteur par le soufre condensé. Le soufre ainsi traité est soumis ensuite à une distillation sous vide afin de le débarrasser de particules solides de carbone en suspension et d'impuretés métalliques. Les inconvénients de ce procédé connu résultent de la nécessité d'effectuer le raffinage en plusieurs stades et d'employer un matériel complexe. La présente invention remédie à ces inconvénients et a pour objet un procédé d'obtention de soufre à taux de pureté élevé en un seul stade technologique, par une répartition convenable de régimes de températures déterminés. Dans ce nouveau procédé de raffinage du soufre par ébullition et vaporisation et ensuite surchauffe des vapeurs à des températures supérieures à 1 000 C, on fait passer, conformément à l'invention, les vapeurs surchauffées de soufre à travers le soufre liquide, résultant de la condensation partielle de ces vapeurs par refroidissement à une température de 400 à 440"C, de sorte qu'il y a absorption par ce soufre liquide des particules de carbone contenues dans les vapeurs, ainsi qu'une élimination simultanée des impuretés métalliques. Selon le procédé de l'invention, on obtient dans l'enceinte dlé- bullition et- vaporisation du soufre à la température de 445"C, une séparation du soufre et des bitumes facilement décomposables et difficilement volatils et des impuretés métalliques. La décomposition des bitumes volatils est obtenue dans l'enceinte de surchauffe des vapeurs de soufre, aux températures comprises entre 1 000 et 1 1000C. Lorsque les vapeurs de soufre traversent l'enceinte où règnent les températures comprises entre 400 et 4400 C, et une couche de soufre liquide, une interception des particules de carbone contenues dans les vapeurs est produite avec séparation complémentaire des impuretés métalliques par suite d'une nouvelle répartition de celles-ci entre les phases liquide et vapeur. Le nouveau procédé permet d'éviter la distillation sous vide, à la différence du procédé antérieur, et est mis en oeuvre en un seul stade et dans un seul appareil ; le rendement est augmenté d'environ dix fois. Le produit final contient 99,9997 % de soufre en poids. Pour mieux faire comprendre la présente invention, celle-ci est illustrée par l'exemple suivant d'exécution du procédé de raffinage à taux élevé du soufre. EXEMPLE La matière première contenant 99,9 % de soufre est fondue dans un appareil de fusion puis envoyée dans un évaporateur. La température régnant dans l'évaporateur est 4450C. L'ébullition du soufre conduit à la désintégration des bitumes les moins stables, avec dégagement de carbone et d'hydrogène sulfuré. L'évaporation du soufre a pour effet de le séparer du carbone libéré et d'une majorité d'impuretés métalliques qui restent dans 1 'évaporateur. Les vapeurs de soufre contenant de l'hydrogène sulfuré et des bitumes volatils sont envoyées dans une colonne verticale à réaction, remplie d'un garnissage, et dans la partie inférieure de laquelle est maintenue une température de 1 000 à 1 100 C et dans la partie supérieure une température de 400 à 440"C. Dans le passage des vapeurs de soufre à travers la partie inférieure de la colonne à réaction, il y a décomposition en carbone et d'hydrogène sulfuré des bitumes volatils qui souillent le soufre. Arrivées dans la partie supérieure de la colonne, les vapeurs de soufre se condensent partiellement sur les parois de la colonne et la surface du garnissage, et le soufre qui est liquéfié absorbe les particules de carbone qui souillent les vapeurs. A cette étape de l'opération les vapeurs sont débarrassées de plus des restes d'impuretés métalliques. Les vapeurs de soufre issues de la colonne à réaction et souillées d'hydrogène sulfuré sont amenées dans un condenseur où la température minimale est maintenue à 1200C. La condensation des vapeurs de soufre a pour conséquence la séparation du soufre de l'hydrogène sulfuré gazeux qui est évacué du condenseur. Le condensat est recueilli dans un récipient collecteur du produit final. Lorsque l'opération est conduite en continu pendant 24 h, le rendement en soufre pur est de 95 %. Le soufre raffiné selon ce nouveau procédé contient les impuretés suivantes Teneur en impuretés exprimée Impuretés en % massiques Argent Cuivre 6.10 Titane 8.10-7 Bismuth Nickel 4.10 Fer 6.10 Plomb 8.10 6 Chrome 2.10-6 Etain 3.10 Magnésium 4.10 Manganèse Antimoine -5 Aluminium 2.10 Bitumes REVENDICATION Un procédé de raffinage du soufre par ébullition et vaporisation suivie de surchauffe des vapeurs de soufre à une température supérieure à 1 000"C, procédé remarquable en ce qu'on fait passer les vapeurs de soufre surchauffées à travers le soufre liquide résultant de la condensation partielle de ces vapeurs, par suite de leur refroidissement à une température de 400 à 440"C, de sorte qu'il y a absorption par le soufre liquide des particules de carbone contenues dans les vapeurs, et séparation des impuretés métalliques.