НАНОКАТАЛИЗАТОР И СПОСОБ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ СЕРЫ ИЗ УГЛЕВОДОРОДОВ

1. Наноструктурированная каталитическая система для удаления меркаптанов и/или сероводорода из углеводородных газовых смесей, содержащая:
(а.) одно каталитическое вещество, причем это каталитическое вещество является металлом в элементной форме или оксидом металла, или сульфидом металла, который выбирают из группы, состоящей из Na, V, Mn, Mo, Cd, W,
(b.) наноструктурированную подложку, причем материал для подложки выбирают из группы, состоящей из однослойных углеродных нанотрубок, двухслойных углеродных нанотрубок, многослойных углеродных нанотрубок, нанопористого углерода, углеродных нановолокон или их смесей,
в которой одно каталитическое вещество нанесено на нанострутурированную подложку в количестве от 0,05% (масса/масса) до 9% (масса/масса) относительно суммарной массы каталитической системы, причем эта каталитическая система не содержит второго или любого другого каталитического вещества.
3
2
2. Наноструктурированная каталитическая система по п.1, в которой подложка состоит из многослойных углеродных нанотрубок со средним диаметром от 5 до 80 нм, объемом пор от 0,2 до 1,2 см/г, площадью поверхности от 100 до 500 м/г и длиной трубок приблизительно 1 мкм.
3. Наноструктурированная каталитическая система по п.1, в которой на подложку вводятся функциональные группы, причем эти функциональные группы принадлежат к группе, состоящей из органических кислотных групп, гидроксильных групп, первичных, вторичных и третичных аминогрупп, амидных групп, алкоксильных групп, эфирных (простых и сложных эфиров) групп.
4. Наноструктурированная каталитическая система по п.1, в которой каталитическое вещество наносят на подложку в форме наноструктурированных кластеров металла и/или их слоев.
5. Наноструктурированная каталитическая система по п.1, в которой каталитическим веществом является молибден в элементной форме или сульфид вольфрама.
6. Наноструктурированная каталитическая система по любому из предыдущих пунктов, в которой присутствует одно каталитическое вещество в количестве от 0,1 до 5% (масса/масса) относительно суммарной массы каталитической системы, когда этим каталитическим веществом является металл в элементной форме.
7. Наноструктурированная каталитическая система по любому из пп.1-5, в которой присутствует одно каталитическое вещество в количестве от 1 до 7% (масса/масса) относительно суммарной массы каталитической системы, когда этим каталитическим веществом является сульфид либо оксид металла.
8. Способ удаления меркаптанов и сероводорода из газовых потоков с использованием каталитической системы по одному или более пп.1-7, установка для которого содержит следующие компоненты:
(а.) по меньшей мере, два последовательных реактора,
(b.) по меньшей мере, одно впускное отверстие для подачи газовых потоков, содержащих меркаптаны и при необходимости сероводород, в первый реактор,
(с.) по меньшей мере, одно выпускное отверстие для содержащих сероводород газовых потоков, отходящих из первого реактора,
(d.) по меньшей мере, два впускных отверстия в трубопроводе, отходящем от первого реактора, для подачи в отходящий поток других газовых потоков, содержащих сероводород, и кислорода и/или водяного пара,
(е.) по меньшей мере, одно впускное отверстие во втором реакторе для поступления потоков, получаемых на стадии (d.), во второй реактор,
(f.) по меньшей мере, два выпускных отверстия во втором реакторе для отхождения из второго реактора с одной стороны жидкого потока, содержащего частицы твердой серы, и с другой стороны чистого газового потока,
(g.) по одной каталитической системе по любому из пп.1-7 в первом и втором реакторах соответственно, причем каталитическая система в первом реакторе способна обеспечивать превращение меркаптанов в сероводород, а каталитическая система во втором реакторе - превращение сероводорода в элементную серу.
9. Способ по п.8, в котором первый реактор содержит каталитическую систему, включающую наноструктурированный углерод в качестве подложки с нанесенным на нее наноструктурированным молибденом в элементной форме, для превращения меркаптанов, содержащихся в газовых потоков с концентрацией меркаптанов от 10 до 10000 частей на миллион, в сероводород с выходом более 99%.
10. Способ по п.8, в котором первый реактор используют для превращения меркаптанов в сероводород при рабочей температуре от 200 до 400°C и давлении от 5 до 40 бар в присутствии водорода.
11. Способ по п.8, в котором молярное отношение водород/меркаптаны в первом реакторе составляет от 1 до 10.
12. Способ по любому из пп.8-11, в котором газовый поток, поступающий в первый реактор, содержит от 10 до 10000 частей на миллион меркаптанов.
13. Способ по п.8, в котором второй реактор используют для превращения сероводорода в элементную серу при рабочей температуре от 50 до 150°C или от 50 до 70°C и давлении от 1 до 5 бар в присутствии газообразного кислорода и/или водяного пара.
2
2
14. Способ по п.13, в котором отношение О/HS (объем/объем) во втором реакторе составляет от 0,5 до 30, а количество водяного пара в сырьевом газе составляет от 0 до 60% (объем/объем).
2
2
15. Способ по пп.8, 9, 13 или 14, в котором отношение О/HS (объем/объем) во втором реакторе составляет от 0,5 до 5, а количество водяного пара в сырьевом газе составляет от 20 до 35% (объем/объем).