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DE1508019A1 - Process for suppressing the metal-catalyzed decomposition of carbon monoxide - Google Patents

Process for suppressing the metal-catalyzed decomposition of carbon monoxide

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Publication number
DE1508019A1
DE1508019A1 DE19661508019 DE1508019A DE1508019A1 DE 1508019 A1 DE1508019 A1 DE 1508019A1 DE 19661508019 DE19661508019 DE 19661508019 DE 1508019 A DE1508019 A DE 1508019A DE 1508019 A1 DE1508019 A1 DE 1508019A1
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DE
Germany
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carbon monoxide
iron
sulfur
temperatures
reduction
Prior art date
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Application number
DE19661508019
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German (de)
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DE1508019B2 (en
Inventor
Kivlen John A
Theodor Kalina
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ExxonMobil Technology and Engineering Co
Original Assignee
Exxon Research and Engineering Co
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Publication date
Application filed by Exxon Research and Engineering Co filed Critical Exxon Research and Engineering Co
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Description

_ . . „ 2OOO Hamburg 36, den_. . "2OOO Hamburg 36, den

PatentanwaltPatent attorney Telefon 34 61 31 CBnoang StephaneplateTelephone 34 61 31 CBnoang Stephaneplate

Postscheckkonto: Hamburg 2596 24 Bank: Dresdner Bank AQ., 52S76/1O,Postal checking account: Hamburg 2596 24 Bank: Dresdner Bank AQ., 52S76 / 1O,

DapositenkaSQe Esplanade Telegramm-Adresse: DöllnerpatentDapositenkaSQe Esplanade Telegram address: Döllnerpatent

Research and Engineering CompanyResearch and Engineering Company

"Verfahren zur Unterdrückung des metallkatalysierten Kohlenmonoxydzerf alls" -"Method of suppressing the metal-catalyzed Carbon monoxide decomposition "-

Die Erfindung betrifft di« Verhütung des Zerfalls von erhitztem Kohlenmonoxid an katalytischen Metallflächen, insbesondere bei der Reduktion von Eisenerzen zu netalli* sßheia Eisen sowie ein verbessertes Verfahren zur Fließbettreduktion von Eisenerzen durch direkten Kontakt mit Koblenmoncafyd, Kisahungen aus Kohlenmonoxyd und Wasser- ä stoff oder Kohlenmonoxid und gegebenenfalls Ifasserstoff enthaltenden Gasen.The invention relates to di "prevention of decay of heated carbon monoxide to the catalytic metal surfaces, particularly in the reduction of iron ores to netalli * sßheia iron as well as an improved process for fluidized bed reduction of iron ores by direct contact with Koblenmoncafyd, Kisahungen from carbon monoxide and water, etc. or carbon monoxide and optionally gases containing hydrogen.

Bs 1st bereits bekannt, oxydischa Eisenerze, d.h. zum "Teil oder im wesentlichen aus Eieenosyden bestehende Erze ο iff* Fließbett bei Temperaturen zwischen etwa 535°C und derBs is already known, oxydischa iron ores, i.e. for "Ores consisting in part or essentially of egg enosydes ο iff * fluidized bed at temperatures between approx. 535 ° C and the

CD . _CD. _

OD Erzsinterteraperatur, d.h. meist etwa 9β5 C zu metallischemOD ore sintering temperature, i.e. mostly about 9β5 C to metallic

Eisen zu reduzieren. Bei derartigen Verfahren werdenReduce iron. Such procedures will be

^ . üblicherweise mehrere FlieBbetten als getrennte, mit^. usually several fluidized beds as separate, with

-p- gleicher oder verschiedener Temperatur betriebene Reduk--p- same or different temperature operated reduction

Miitereinanüergeschalteü. Üblicherweis© .sind di© xrsrssfeiede&en FlieSbetten in einem gemeinsamen Reaktor angeordnet» Miitereinanügeschaltenü. Usually © .are the © xrsrssfeiede & en FlieSbett arranged in a common reactor »

Bai ©inem typischen Verfahren zur stuf enteisen PlieSbettreduktien von Sisen@rs wird das feinteilige ojcydische Eisen-Mi erz dem oberen Ende eines Reaktors augeführt und strSmt in disseia von Fließbett su Fließbett abwärts» wobai üqv Ossydationszastaad des Erzes von Fließbett au Fließbett absinkt. In Jeder Stufe wird das Erz durch die aufwärts stroiüsisSen Gase reduziert, wobei gleichseitig die reduzierendes Stoffe des Gases o^diört werden« Auf Wunsch kann das teilweise osqröierte öas disroh Entfernung der codierten BestasdtejLie regeneriert und erneut verwendet werden. In den v@rscMeSenen Stufes wird das Erz reduziert, beispielsweise won Kis©&-(IIX)~osyd au magnetischem Eisenoxid (oder einer ' dessen ZysausnesisetsiiKg entsprechenden Mischung), von magnetischem Eisenoxid su Ei8G&~lXI)-oxpa. und von diesem zu im wesentlichen metallischem Bisen* Im allgemeinen enthält das erzeugte inetallische Produkt etwa 85 bis 95$ oder mehr metallisches Eisen*Bai © INEM typical process for stuf deice PlieSbettreduktien of Sisen @ rs is the finely divided ojcydische iron Mi ore to the upper end of a reactor eye leads and strSmt in disseia of fluidized bed su fluidized bed down "wobai üqv Ossydationszastaad the ore drops of fluid bed au fluidized bed. In each stage the ore is reduced by the upward strobe gases, with the reducing substances of the gas being removed at the same time. If desired, the partly ossified oil can be regenerated and reused without removing the coded gas. In the v @ rscMeSenen Stufes the ore is reduced, for example won Kis & © - (IIX) ~ au osyd magnetic iron oxide (or a 'whose ZysausnesisetsiiKg corresponding mixture) of magnetic iron oxide su & Ei8G ~ LXI) -oxpa. and from this to essentially metallic iron * In general, the metallic product produced contains about $ 85 to $ 95 or more metallic iron *

Sei derartigen "Verfahren zur FlieSbettreduktion von Eiseners wird söhr häufig in den unteren Abschnitt des Reaktors getrennt er2si»gtes Synthessgasa d.h< gasförmig® Mischurigen aus ICoiilenffionoxsrd und Wasserstoff mit oder ohne Gehalt anSuch a "method for fluidized bed reduction by Eiseners" is very often separated in the lower section of the reactor separated synthetic gas a ie <gaseous® mixtures of oil and hydrogen with or without content

909809/0434.909809/0434.

anderen Gasen eingeführt - Derartige gasförmige Mischungen werden im allgemeinen durch Oxydation oder Verbrennen von Kohlenwasserstoffprodukten in sauerstoffarmer Atmosphäre erzeugt. Häufig werden derartige Gasmisohungen mit Wasser* stoff angereichert, beispielsweise durch WassergasJconvertierung. Wegen des endothermen Charakters des WasserstoffsOther gases introduced - Such gaseous mixtures are generally produced by the oxidation or combustion of hydrocarbon products in an oxygen-depleted atmosphere. Such gas mixtures are often enriched with hydrogen, for example by water gas conversion. Because of the endothermic nature of hydrogen

bei der Eisenersreduktion wird bei diesem Verfahren Jedoch % die Verwendung von Gasen mit relativ hohem Kohlenmonoxydgehalt bevorzugt.in Eisenersreduktion the use is preferred of gases with relatively high carbon monoxide content in this method, however,%.

Vielfach ist es auch wünschenswert, das reduzierende Gas ganz oder teilweise in sit» zu erzeugen» Bei dieser» ist allgemeinen als Direktinjektion bezeichneten Arbeitsweise, wird ein Kohlemasserstoffprodukt direkt in eine solche Stufe des Verfahrens eingeführt, in welcher das Erz bereits weitgehend, beispielsweise zu 85 bis 98$ zu Metall reduziert £ ist· Auf diese V/eise werden die reduzierenden Gas® im Innern des Reaktors erzeugt» Unter bestimmten Bedingungen wirkt das metallische Eisen katalytisch und das Kohlenwasserstoff produkt wird in situ in eine gasförmige Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff umgewandelt. Die Anwesenheit von Xohleranonoxyd in der zugeführten oder in situ erzeugten Gasmischung 1st für das Verfahren durchaus wünschenswert, führt jedoch häufig zu Schwierigkeiten«In many cases it is also desirable to generate all or part of the reducing gas in situ »In this» procedure, which is generally referred to as direct injection, a carbon hydrogen product is introduced directly into a stage of the process in which the ore is already largely, for example 85 up to 98 $ is reduced to metal £ · This is how the reducing gases® are generated inside the reactor »Under certain conditions, the metallic iron has a catalytic effect and the hydrocarbon product is converted in situ into a gaseous mixture of carbon monoxide and hydrogen. The presence of xohleranone oxide in the gas mixture supplied or generated in situ is quite desirable for the process, but often leads to difficulties.

n liegonwart bestimmter Metalle, insbesondere Elsen» 9 09809/0434n guardian of certain metals, especially Elsen » 9 09809/0434

reagieren kohlenmonoxidhaltige Oase, selbst bei relativ niedrigem Kohlenmonoxidgehalt, unter bestimmten Bedingungen sehr stark. Bestimmte Formen des freiwerdenden Kohlenstoff es verbinden sich rasch und heftig mit dem Si sen» beispielsweise dem Reaktor und sonstigen eisernen Hilfsgeraten» wodurch hSufig schwere Korrosionserscheinungen (zerstörende Kohlußg) auftreten. Darüber hinaus wird freier Kohlenetoff gebildet und dadurch der Wirkungsgrad beeinträchtigt· Schliesslich führen die duroh Umwandlung von KohlenBtoncaqrd in freien Kohlenstoff entstehenden Kohlenstoffablagerungen zu Verstopfungen und einem Versagen beispielsweise der Heizvorrichtungen« Pumpen und Verbindungsleitungen· Beim Erwärmen von Kohlenmonoxid oder Kohlenmonoxid enthaltenden Gasen auf Temperaturen zwischen 425 und 7050C treten diese Schwierigkeiten besonders stark auf. Bei der Fließbettreduktion von Elsenerzen 1st es äusserst schwierig, wenn nir; b unmöglioh, das Erhitzen derartiger Gase auf Tempera· tu:, an innerhalb des vorstehend genannten Bereiches zu ver-Beiden, sodass der Kohlenmonoxydzerfall zu Kohlenstoff uuä die unter derartigen Bedingungen auftretende zerstörende Korrosion durch Kohlung eine akute Gefahr darstellen*Oases containing carbon monoxide react very strongly under certain conditions, even with a relatively low carbon monoxide content. Certain forms of the released carbon combine rapidly and violently with the Si sen »for example the reactor and other iron auxiliary equipment» which often leads to severe signs of corrosion (destructive carbon dioxide). In addition, free carbon is formed and thus the efficiency is impaired. Finally, the carbon deposits that occur during the conversion of carbon dioxide into free carbon lead to clogging and failure of the heating devices, pumps and connecting lines, for example 705 0 C these difficulties occur particularly strongly. With the fluidized bed reduction of iron ore it is extremely difficult if only; It is impossible to heat such gases to temperature within the above-mentioned range, so that the decomposition of carbon monoxide into carbon and the destructive corrosion caused by carbonization under such conditions represent an acute danger *

Selbst bei Verfahren, in denen Kohlenmonoxid enthaltende Gase an sich auf höhere Temperaturen zwischen etwa 705 und 9850C erhitzt werden» 1st es sehr schwierig, ein Abkühlen des dases durch den vorstehend angegebenen TemperaturbereichEven in methods in which carbon monoxide-containing gases are heated to higher temperatures to between about 705 and 985 0 C "1st it very difficult to obtain a cooling of the dases by the above-mentioned temperature range

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hindurch zu vermelden· So ist es häufig erwünscht, die reduzierenden Gase durch Abtrennung von Kohlendioxyd und Wässer zu regenerieren. Hierzu müssen die Gase jedoch durch den erwähnten Temperaturbereich hindurch abgekühlt werden« Andererseits ist es häufig erforderlich, ein kühleres Gas durch diesen Temperaturbereich hindurch zu erhitzen. So stellt das Vorerhitzen der Gase eine der Methoden zur Wärmezuführung für das Verfahren dar. Der Zerfall des A to report through · It is often desirable to regenerate the reducing gases by separating carbon dioxide and water. To do this, however, the gases must be cooled down through the temperature range mentioned. On the other hand, it is often necessary to heat a cooler gas through this temperature range. Preheating the gases is one of the methods of adding heat to the process. The decomposition of the A

Kohlenmonoxyds stellt daher eine höchst störende Sohwierigkeit dar, welche die Entwicklung von direkten und indirekten Einführungsmethoden für die Erzeugung und die Verwendung von Kohlenmonoxid enthaltenden Gasen bei der Fließbettreduktionvon Eisenerz stark behindert.Carbon monoxide, therefore, is a highly troublesome issue which severely hinders the development of direct and indirect implementation methods for the generation and use of carbon monoxide containing gases in the fluidized bed reduction of iron ore.

Ee ist daher Aufgabe der Erfindung* diese und weitere Schwierigkeiten zu vermelden und verbesserte Verfahren zur Unterdrückung oder Inhibierung des Kohlenmonoxydzerfalls vorzuschlagen und insbesondere ein verbessertes Verfahren ' zur Fließbettreduktion von Eisenerz in ein oder mehreren Beduktionszcnen anzugeben, bei welchem der Kohlenmonoxydzerfall atieh bei normalerweise zu schweren Zerfallserseheinungen führenden Temperaturen wirksam unterdrückt wird. Sin derartiges Verfahren soll sich auch für die Fließbett· reduktion mit direkter Kohlenwasserstoff einspritzung eignen.It is therefore the object of the invention to report these and other difficulties and to propose improved methods for suppressing or inhibiting the decomposition of carbon monoxide and, in particular, to specify an improved method for the fluidized bed reduction of iron ore in one or more bedding zones, in which the decomposition of carbon monoxide occurs when the symptoms of decomposition are normally too severe leading temperatures is effectively suppressed. Sin Such a process should also reduction of the fluidized bed · direct hydrocarbon injection are suitable.

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Es wuräe nun gefunden, dass man die bisherigen Schwierigkeiten vermeiden und zu den vorstehend skizzierten Vorteilen gelange*! kann, wenn man dem Gas geringe Mengen bestimmter soliwefelisaltiger Stoffe zusetzt»It has now been found that one can overcome the previous difficulties avoid and get the advantages outlined above *! can, if you add small amounts of certain gas to the gas Adds soli-sulfuric substances »

wird erfindungsgemäss ein Verfahren zur Unterdrückung des metallkatalysierten KohlenmonoxydZerfalls in ai*F Temperaturen zwischen 425 und 8150C erwärmten kohlensiono^ähaltigen Oasen vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist» dass man dem Gas 1 bis 1000 ppm Schwefel, Sei&j®f@lwasserstoff oder einer wämiezersetzlichen Schwefelzusetzt. the invention provides a method of suppressing the metal-KohlenmonoxydZerfalls in ai * F temperature 425-815 0 C heated kohlensiono ^ ähaltigen oases proposed, which is characterized in "that the gas 1 to 1000 ppm sulfur, Be & j®f @ lwasserstoff or wämiezersetzlichen Sulfur added.

können die geringen Mengen Schwefel, Seteefelwassersfcoff oder wärmszersetzliehe Schwefelverbindung diirch Einblasen» Einmischen oder andere geeignete in das kohlenmonoxidhaltige ReduziergasThe small amounts of sulfur, sea water or heat-decomposing sulfur compounds can be used by blowing in, mixing in or other suitable into the reducing gas containing carbon monoxide

eingebracht werden. Das erfindungsgeraSsse Verfahren kann insbesondere bei der Fließbettreduktion von Elsenerzen Anwendung finden und ermöglicht dabei eine Unterdrückung oder vollständige Ausschaltung des Kohlenmonoxydzerfalls* säuern derartige Gase auch in Gegenwart von Metallen im uesentlielien. ohne die bisherigen Schwierigkeiten durch den Temperaturbereich zwischen 425 und.Ö15°C, vorzugsweise 480 bis ö5O°c hindurch erwärmt oder gekühlt werden können.be introduced. The erfindungsgeraSsse method can be applied especially in the fluidized bed reduction of ore Else, thereby enabling suppression or complete elimination of Kohlenmonoxydzerfalls * acidify such gases in the presence of metals in uesentlielien. can be heated or cooled through the temperature range between 425 and Ö15 ° C, preferably 480 to Ö50 ° C without the previous difficulties.

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Es wurde gefunden, dass bereits eine Zugabe von, bezogen auf das Gas» nur 1 ppm Schwefel den Kohlenmonoxydzerfall merklich verringert« Zur wirksamen Unterdrückung des Kohlen* monoxydzerfalls ohne merkliche Schwierigkeiten durch Säurebildung werden zweckraässig etwa 5 bis 1000, vorzugsweise 20 bis 500 und insbesondere 50 bis 200 ppm Schwefel, Schwefelwasserstoff oder wärmezersetzliche Schwefelverbindung fl zugesetzt. Obgleich man diese inhibierenden Stoffe auch in Konzentrationen von mehr als 1000 ppm zugeben kann, ist dies Im allgemeinen nicht wünschenswert, da dadurch u.a. die Säurebildung ansteigt und, wenn überhaupt, nur noch geringe Vorteile erzielt werden* Erheblich höhere !Sengen an Schwefel können die Qualität des erzeugten Metalles beeinträchtigen.It has been found that an addition of on the gas »only 1 ppm sulfur causes carbon monoxide decomposition noticeably reduced. For effective suppression of the carbon monoxide decomposition without noticeable difficulties due to the formation of acid are expediently about 5 to 1000, preferably 20 to 500 and in particular 50 to 200 ppm of sulfur, hydrogen sulfide or heat-decomposing sulfur compound fl added. Although these inhibiting substances are also used in Can add concentrations in excess of 1000 ppm, this is generally undesirable because it inter alia the formation of acid increases and, if at all, only minor benefits are achieved * Considerably higher! sulfur can impair the quality of the metal produced.

Die Ursache für die Wirksamkeit der geringen Mengen Schwefel, Schwefelwasserstoff oder wärmezersetzliche Schwefelverbindung bei der Unterdrückung des Kohlenmonoxydzerfalls Ist nicht bekannt. Es wird jedoch angenommen, dass der Schwefel oder die Schwefelverbindungen In situ eine zur Unterdrückung des Kohlenmonoxidzerfalle wirksame Schwefelwasserstoffkonzentration ergeben. Es wurde Jedenfalls mit Sicherheit festgestellt, dass von vornherein zugegebener oder In situ erzeugter Schwefelwasserstoff selbst in sehr geringer Konzentration den Kolilenraonoxydzerfall wirksam unterdrückt. Es können daherThe reason for the effectiveness of the small amounts of sulfur, Hydrogen sulfide or heat-decomposing sulfur compound in the suppression of carbon monoxide decomposition is not known. However, it is believed that the sulfur or the sulfur compounds in situ one to suppress the Carbon monoxide decomposes effective concentration of hydrogen sulfide result. In any case, it was established with certainty that it was added in advance or generated in situ Hydrogen sulphide, even in very low concentrations, effectively suppresses the decomposition of colloidal anoxides. It can therefore

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sowohl Schwefel als auch beliebige schwefelhaltige Verbindungen verwendet werden, welche bei Temperaturen bis zu etwa 8l5°C zerfallen und eine wirksame Schwefelwasserstoff konzentrat! on ergeben. Andererseits kann man zur Unterdrückung des Kohlenmonoxydzerfalls auch erst bei noch höheren Temperaturen zerfallende Schwefelverbindungen ausaernalb oder an einer bestimmten Stelle innerhalb des P Reakfcionsrauraös auf ihre Zerfalltemperatur erhitzen und dann sur Unterdrückung des Kohlenmonc&ydzerfalls in die Reaktion einführen·both sulfur and any sulfur-containing compounds can be used which can be used at temperatures up to to about 8l5 ° C disintegrates and an effective hydrogen sulfide concentrate! on surrender. On the other hand, to suppress the carbon monoxide decay you can also only use Sulfur compounds that decompose at higher temperatures outside or at a specific point within the Heat the reaction mixture to its disintegration temperature and then on the suppression of the carbon monoxide in the Introduce reaction

Nach einer bevorzugten Äusführungsfürm der Erfindung können zugesetzte oder in situ erzeugte zweiwertige Schwefelverbindungen oder Sulfide der allgemeinen Formel R^-SHR2 verwendet werden, in der R1 und Bg gleich oder verschieden sind und Wasserstoff atome oder einwertige organische Reste, insbesondere Kohlenwasserstoffreste, wie Alkyl"*» Alkenyl-,. Alkinyl-» Aryl-, Arylalkyl- oder Aralky3reste bedeuten· Die organischen Reste können unsubstitulert oder substituiert , seinρ wobei ein oder mehrere tfasserstoffatoine durch Ealogenatome, Nitro-, Amino- oder Carbonylgruppen ersetzt sein können. Cyclische Beste können auch Heteroatome, insbesondere ein oder mehrere Schwefel-, Sauerstoff- oder Stickstoffatome enthalten. Die organischen Reste sollen ferner 3»eckraässig nicht mehr als etwa 10, vorzugsweise höe listens 5 Kohlenstoff atome aufweisen· Beispiele fürAccording to a preferred embodiment of the invention, added or in situ generated divalent sulfur compounds or sulfides of the general formula R ^ -SHR 2 can be used, in which R 1 and Bg are identical or different and are hydrogen atoms or monovalent organic radicals, in particular hydrocarbon radicals such as alkyl "*" Mean alkenyl, alkynyl, aryl, arylalkyl or aralky radicals. The organic radicals can be unsubstituted or substituted, with one or more carbon atoms being replaced by halogen atoms, nitro, amino or carbonyl groups. Cyclic groups can be also contain heteroatoms, in particular one or more sulfur, oxygen or nitrogen atoms

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■ . - 9 -geeignete Schwefelverbindungen aind: Dinethylsulfid, Di-n-proRrlsulfid, £thyl~n-propyl8ulfid, Cetyl-lsoaaiylsulfld;, bis-CTrichlotiiethyli-sulfid, Allyl-ben^ylsulfid, Phenyltriohloraethyl-sulfid, Phei3yl-l~naphtl3ylsulfid, 9-Metbyl~ raeroaptophenanthren, ^-(ßthylffiercaptcO-thiophen, 3-Kthylcnre lohexanthlol uaa S-Chlnoliiithiol. ■. - 9 - suitable sulfur compounds aind: Dinethylsulfid, di-n-proRrlsulfid, £ thyl ~ n-propyl8ulfid, cetyl lsoaaiylsulfld ;, bis-CTrichlotiiethyli sulfide, allyl-ben ^ yl sulphide, Phenyltriohloraethyl sulfide, Phei3yl-l ~ naphtl3ylsulfid, 9 -Metbyl ~ raeroaptophenanthren, ^ - (ßthylffiercaptcO-thiophene, 3-kthylcnre lohexanthlol and others S-Chlnoliiithiol.

werden Verbindungen »it nur einem orgauisohen Hesf:f wie beispielsweise Methylstercaptati, Isopropjflaercaptan, B-Ae^-lüieroapta-a, Allylmercaptan, ^-Aoridinmeroaptan, ei. -Mett^ri-bönzgrliaerosptan odes? 2-Naplitaiinthiol für sieb sillsln oder in Mischung miteinander oder anderen Stoffen verwendet. Ss könaen auch derartige Stoffe enthaltende oder in situ bildende Hassdel&aischungen oder natürlich vorkommenöe Materialien vertressdet werden.are compounds with only one organic Hesf: f such as Methylstercaptati, Isopropjflaercaptan, B-Ae ^ -lüieroapta-a, allyl mercaptan, ^ -Aoridinmeroaptan, ei. -Mett ^ ri-bönzgrliaerosptan odes? 2-Naplitaiinthiol for sieve sills or used as a mixture with each other or other substances. Hassdel & aischungen or naturally occurring materials containing such substances or forming in situ can also be compressed.

seiner leichten Zixgfingliehkeit, seiner leicht verwend-Form uncl seiner äusserat hohen Wirksajukeit in geringer 'its easy compatibility, its easy-to-use form and its high degree of effectiveness in a low

wirö die Verwendung von Sohwefelwasserstoffwe use hydrogen sulfide

Cleeigmt sind ferner komplexe zweiwertige Sciwefelverbinärnigen wie Polysulficle, insbesondere die Disulfide» beispielsifelse Kohlenstoffdiaulf id, Hethyl-Sthyldieulf iu, 2-Fe2?8haRyl~Biet3birläisulfid, tert.-Buthyl-2-naphtbyldiaulfid riifs* i-'o-ITitropiietgrldithiolj-benzothiazol. 909809/0A34 Complex divalent sulfur compounds such as polysulphics, in particular the disulphides, for example carbon di-sulphide, methyl-ethyl-methyl-sulphide , 2-Fe2? 909809 / 0A34

BADOFHGlNAtBADOFHGlNAt

Haeh eines? besonders bevorzugten Ausfilhrungsforra der Spfin- üxmg wird feinteiliges oxydisches Eisenerz durch aufwSrtsströmendes, feohlenmonoxydhaltiges Gas zu einer FlleSbefctsehieht aufgewirbelt, wobei zweokraässig eine Mehrzahl von hintereinandergeschaltet sind. Das Erz besieh dabei in den verschiedenen, auf gleicher oder verschiedener Temperatur gehaltenen Fliegbettzonen in verschiedenen Stufen des Reduktionszustandes. Vorzugsweise werden dabei ein oder mehrere bei Temperaturen zwischen etwa 535 mad 9850C betriebene Eisen- (III)~ReduktionszoB9n ein od&r vorzugsweise mehrere bei Temperaturen zwischen TÖ5 und 9^00C betriebene Eisen-(II)-Reduktionszonen •»/ei?ifetiöet * Der Schwefel oder die schwefelhaltigen Verbindungen werden vorzugsweise dem kohlenmonoxidhaltigem Heöukfcionsgas zugesetzt und dann vor oder während der Einführung in die Reaktion erhitzt« Vorzugsweise wird das kit Schwefel oder Schwefelverbindungen versetzte kohlenmonojcyähaltige Reduktionsgas in eine Eisen-(II)-Radukt ionszone eingeblasen» in welcher die Metallbildung zwischen 85 und 985ε oder darüber liegt.Haeh one? In a particularly preferred embodiment of the spinning process , finely divided, oxidic iron ore is whirled up to form a filler layer by upwardly flowing, ferrous monoxide-containing gas, a plurality of series being connected in two rows. The ore was in the various fluidized bed zones, kept at the same or different temperatures, in various stages of reduction. Are thereby preferably one or more mad at temperatures between about 0 C 535 985 powered iron (III) ~ od & ReduktionszoB9n a r more preferably operated at temperatures between TÖ5 and 9 ^ 0 0 C iron (II) -Reduktionszonen • »/ ei? ifetiöet * The sulfur or the sulfur-containing compounds are preferably added to the carbon monoxide-containing Heöukfcionsgas and then heated before or during the introduction into the reaction the metal formation is between 85 and 985ε or above.

la Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Hand von Beispielen näher erläutert-The following are preferred embodiments of the Invention explained in more detail by means of examples

Beispiel 1example 1

Als ÄUEgangaraaterial wurde ein in der Kugelmühle auf eineIn the ball mill, a

909809/0 4 34909809/0 4 34

Teilehengrösse von etwa 75 bis 210/u zerkleinertes rohes Häiaafciterz (Carol Lake) verwendet. Xn einem Eiaenerz-Redukfciönsreaktor mit vier hinterelnandergesohaltetenFließbett« zonsa Cje zwei Eisen-III- und Eisen-II-Reduktionazonen) wurde das Erz durch ein aufwärts strömendes Reduktionsgas mit ®imm Anfangsgehalt von 20# Kohlenmonoxyd, 6Ο# Wasserstoff ,20$ Stickstoff und 80 ppm Schwefelwasserstoff asu Fließbett schichten aufgewirbelt. Das Reduktionsgas wurde dabei dureh einen Temperaturbereich zwischen 455 *ind 7Ö5°C hinäuroh vorerhitzt und dann in die unterste Eisen·(H)-Reduktionszone eingeblasen· Von dort strömte das Sas yon rni'c&n nach oben Jeweils von einer Zone niedrigerer zu einer Zone höherer Oxydationsstufe des Eisenerzes. In dar obersten Eisen*· (III)-Reduktionszone wurde das teilweise oxydi8?te Gas zur Erzeugung von Wärme für die verschiedenen Radiiktion3ßtufen verbrannt· Das zu reduzierende Siseners im Reaktor mit zunehmender Reduktion abwärtsPart size of about 75 to 210 / u of crushed raw Haiaafcite ore (Carol Lake) is used. In an Eiaenerz Redukfciönsreaktor with four fluidized beds, one behind the other, (two iron-III and iron-II reduction zones) the ore was reduced by an upwardly flowing reducing gas with an initial content of 20 # carbon monoxide, 6Ο # hydrogen, 20 $ nitrogen and 80 ppm Hydrogen sulfide whirled up asu fluidized bed layers. The reducing gas was preheated to a temperature range between 455 ° and 70 ° C and then blown into the lowest iron (H) reduction zone.From there the sas yon rni'c & n flowed upwards from a zone lower to a zone higher Oxidation level of iron ore. In represents top iron * · (III) reduction zone was partially burned oxydi8 appliances gas to generate heat for the various Radiiktion3ßtufen · The downside to reducing Siseners in the reactor with increasing reduction

von ei^er Stufe zur nächsten bewegt* Die Eisen-(III)-KeöiÄktionsstufen zur Reduktion von Eisen-(III)-Oxyden zu magnetischem Eisenoxyd wurden ebenso wie die Eisen-(II)-Moved from one level to the next * The iron (III) action levels for the reduction of iron (III) oxides became magnetic iron oxide just like the iron (II) -

zur Reduktion des Eisen-(II)-OjQrds 2u mit einer Temperatur von 7050C betrieben. Is äer letzten Elsen-(II)-fieduktionsstufe wurde eine rietaHbildung erzielt.operated for the reduction of iron (II) -OjQrds 2u with a temperature of 705 0 C. In the last Elsen- (II) -fieduction stage a rietaH was achieved.

läsgerem kontinuierlichen Betrieb der Anlag» unterLonger continuous operation of the plant »under

909 80 9/04 34909 80 9/04 34

BAD OBIGlNAUBAD OBIGlNAU

den vorstehend erwähnten Betriebsbedingungen wurden keinerlei Anzeichen für einen merklichen Kohlenraonoxydzerfall oder eine zerstörende Kohlungskorrosion gefunden.the above-mentioned operating conditions did not become any Signs of noticeable carbon dioxide decomposition or a destructive carbonization corrosion found.

Beispiel example 22

Der Versuohslauf gemäss Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch jetzt, bezogen auf das Qasvolumen, 150 ppm Schwefelwasserstoff zugesetzt wurden. Die Arbeitsweise der Fließbett en und die Punktion des Verfahrens verlief in jeder Beziehung normal und es ergaben sich keinerlei Anzeichen für einen merklichen Kohlenmonoxydzerfall. Bei der Umsetzung wurde nur wenig Kohlenstoff gebildet und die aus Eisenmetallen bestehenden Anlagentelle zeigten keine Kohlungserscheinungen. ■ .The test run according to Example 1 was repeated, but now, based on the gas volume, 150 ppm of hydrogen sulfide were added. The way the fluidized bed works en and the puncture of the procedure proceeded in each Relationship normal and there were no signs of any noticeable carbon monoxide breakdown. In the implementation only a little carbon was formed and that of ferrous metals existing plant locations showed no signs of carbonization. ■.

Beispiel 3Example 3

Der Versuchslauf gemäss Beispiel 2 wurde wiederholt, wobeiThe test run according to Example 2 was repeated, wherein

jedoch jetzt, bezogen auf Kohlenmonoaqrd, 200 ppm Äthylmercaptan zugesetzt und bei einer Temperatur von 7600C gearbeitet wurde. Es wurden ebenfalls keine Anzeichen für eirun merklichen Kohlenmonoxydzerfall beobachtet.However, now, based on Kohlenmonoaqrd, 200 ppm ethylmercaptan was added and operating at a temperature of 760 0 C. There was also no evidence of imperceptible carbon monoxide decomposition.

Beispiel k Example k

Der Versuchslauf gemäss Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei jedoch jetzt 200 ppm Benzylmeroaptan eingeblasen wurde. Es wurden ebenfalls keine Anzeichen für einen merklichen -„ri 90 9 809/0 4 34The test run according to Example 2 was repeated, but 200 ppm benzyl meroaptan were now blown in. There were also no signs of a noticeable - " ri 90 9 809/0 4 34

Kohleniaonoaydaterfall beobachtet.Coal aonoaydaterfall observed.

Auch bei einem Zusatz von 100» 150 oder 200 ppm Äthy leuIfid, Vinylsulf id oder Äthyl-propylsulfid wurde eine wesentliche Verbesserung erzielt und der Kohlenmonoxydzerfall wirk sä« unterdrückt.Even with an addition of 100 »150 or 200 ppm Ethy leuIfid, Vinyl sulfide or ethyl propyl sulfide became an essential one Improvement achieved and the carbon monoxide decay suppressed.

Zur Erzielung der erfindungsgemSssen Vorteile müssen die r, agesetzten Schwef el verbindungen zum Zeitpunkt der !Reduktion gasförmig vorliegen und la Aeduktlonagte glelohmüeeig verteilt sein,» gleichgültig ob aie bereits zu Beginn zugesetzt oder in situ aus derartige Stoffe bildenden Materiellen erzeugt werden. Sie inhibierenden Stoffe können dabei direkt zugegeben» eingeblasen oder Auf andere Welse in Reduktionsgas physikalisch diapergiert «erden.To achieve the advantages according to the invention, the The sulfur compounds used at the time of the reduction are present in gaseous form and the eductive components can be smoothly distributed, “regardless of whether they are already added at the beginning or in situ from materials forming such substances be generated. You can use inhibiting substances directly added »blown in or on other catfish in Physically diapered reducing gas «earth.

909809/0434 bad oniSlNAL909809/0434 ba d oniSlNAL

Claims (3)

Esso Research and Engineering Company PatentansprücheEsso Research and Engineering Company claims 1. Verfahren zur Unterdrückung dee metallkatalysierten KohlenmonoxidZerfalls In auf Temperaturen zwischen 425 und 8150C erwärmten kohlenmonoxydhaltigen Oasen» dadurch gekennzeichnet » dass man dem Gas 1 bis 1000 ppm Schwefel, Schwefelwasserstoff oder einer wärmezersetzliehen Schwefelverbindung zusetzt.1. Process for suppressing the metal-catalyzed carbon monoxide decomposition in carbon monoxide-containing oases heated to temperatures between 425 and 815 0 C »characterized » in that 1 to 1000 ppm of sulfur, hydrogen sulphide or a heat-decomposing sulfur compound are added to the gas. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzelehnet, dass man bei der Pließbettreduktion von feintelligen oxydischen Bisenerzen in ein oder mehreren hintereinandergeschalteten Fließbett-Reduktionszonen bei Temperaturen zwischen 5350C und der Erzsintertemperatur den eingeführten oder in situ aus eingespritzten Kohlenwasserstoffen erzeugten, kohleraionoxydhaltigen Reduktionsgasen vor oder während der Erhitzung auf Temperaturen zwischen 425 und 8l5°C oder darüber 5 bis 1000» vorzugsweise 20 bis JOO und insbesondere 50 bis 200 ppm Schwefel» Schwefelwasserstoff oder einer wSrmezereetzllchen Schwefelverbindung zusetzt.2. The method according to claim 1, characterized gekennzelehnet that in the plied bed reduction of fine-digit oxidic bison ores in one or more fluidized bed reduction zones connected in series at temperatures between 535 0 C and the ore sintering temperature, the introduced or generated in situ from injected hydrocarbons, carbon dioxide-containing reduction gases before or 5 to 1000, preferably 20 to 100 and in particular 50 to 200 ppm of hydrogen sulphide or a hot-melt sulfur compound are added during the heating to temperatures between 425 and 85 ° C. or above. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 23 dadurch gekennzeichnet« dass man ein Mercaptan oder ein organisches Sulfid zusetzt .3. The method according to claim 1 and 2 characterized geken 3 nzeichnet "reacting a mercaptan or an organic sulphide is added. 909 809/04 34
St/st
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St / st
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