Способ окисления двуокиси серы в серный ангидрид

итель 54) СПОСОБ ОКИСЛЕНИЯ ДВУОКИСИ СЕРЫ В СЕРНЫ АНГИДРИД ется тем,окислеют в не Изобретение относится к способам осуществления гетерогенных каталити- ческих процессов, в частности к способу окисления двуокиси серы в трех-; окисьИзвестны способы окисления двуокиси серы в нескольких последовательно расположенных адиабатических слоях катализатора с промежуточным охлаждением реакционной смеси 1). Эти способы не позволяют перерабатывать газы с высоким или низким начальным .содержанием двуокиси серы, а также требуют больших капитальных затрат на сооружение реакторного узла.Известен также способ окисления двуокиси серы в трехокись в неподвижном слое катализатора, который ведут в нестационарном режиме при циклическом, попеременном изменении мест ввода и вывода реакционной смеси из слоя катализатора при длительности цикла 10-20 мин с постоян" но температурой на входе в слой катализатора 20-200 С 2.Такой способ ведения процесса обеспечивает высокую степень превраще ния в одном слое катализатора. Недостатком этого способа является необходимость быстрого (5 сек ) изменения направления движения потоков сразными температурами, например,20 С и 560 С, что приводит к созда-,нию больших температурных градиенто 1и отрицательно сказывается на термостойкости футеровки реактора и газоходов а также требует установки вместах переключения быстродействующих герметичных задвижек-клапанов.Целью изобретения является умень,шение температурных градиентов иупрощение процесса окисления двуокиси серы в 50 зПоставленная цель достига 5 что по предложенному способуние двуокиси серы осуществляподвижном каталитическом слое в нестационарном режиме при температуре:реакционной смеси на входе в слой 20 катализатора 20-200 С с постоянно движущейся в одном направлении зонойреакции в слое катализатора, разде"ленном на секции, выход последнейиз которых соединен с . входом первой,причем свежую реакционную смесь вво"дят, а прореагировавшую смесь выводят последовательно в промежуткахмежду секциями.Способ осуществлют бразОм. Каталитическийна две или более секции (условно обозначим их 1-й и 2-й частями). Свежую реакционную смесь подают в каталитический слой на 1-ю его часть. При этом слой предварительно раэогрет ,до 520 фС, Реакционная зона движется в одном направлении с реакционной смесью по этой части слоя и при температуре на выходе из 1-й части слоя от 20 фС до 420 С реакционную смесь выводят из реактора. При этом происхо дит практически полное (98,4 ) превращение двуокиси серы в 503Как, только температура на выходе из 1-й часта. слоя становится выше 420 С, т.е. имеет место снижение степени превра щения двуокиси серы в трехокись, реакционную смесь направляют на вторую часть слоя, после прохождения,через которую с температурой 20-420 С выводят иэ реактора. При этом свежую газовую смесь продолжают подавать на 1-ю часть слоя и эта операция длится до того момента, пока температура на выходе иэ 1-й части слоя будет равна температуре на входе газа в 1-ю часть, т.е. 20-200 С. В этом случае реакционная эона полностью находится на 2-й части слоя, и начинается подачасвежей газовой смеси с температурой 20-200 С на вход 2-й части. ПодачаРсвежей газовой смеси йа 1-ю часть призО этом прекращается. Как только температура реакционной смеси на выходе иэ 2-й части слоя превысит 420 С, то с целью практически полного превращения 0 в 0 смесь направляют в 39 1-ю часть слоя и продолжают эту операцию до тех по 1, пока реакционная зона полностью перейдет в 1-ю часть, . и температура газа на выходе из 2-й части слоя достигнет 20-200 С. 4 О Далее цикл работы полностью повторяется с той же последовательностью.Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает профиль температуры, близкий к теоретически оптималь ному режиму, который требует уменьшения температуры с ростом степени превращения. Благодаря тепловой ем-. кости катализатора, находящегося за зоной реакции по ходу газа), предварительно охлажденного входящей50 свежей .газовой смесью, температура реакционной смеси уменьшается к выходу иэ слоя, что.обеспечивает высокие степени превращения в одном слое катализатора. При осуществлении про 55 цесса окисления в стационарном режиме по известным способам, когда эона реакции в слоях катализатора неподвижна и стабилизирована, темпе"ратура к выходуиз слоя увеличивается 40Л р и м е р 1, Реакционную смесь, образующуюся при сжигании серы исостоящую иэ 12 50,90,79 азо- та ( объемные)подают в реактор. Ли, нейная скорость реакционной смеси, 65 пересчитанная на нормальные условия 0,34 м/сек, температура смеси 20 ФС. Условное время контакта, равное отношению объема катализатора к объему подаваемой реакционной смеси, равно 10 .сек. эта величина отражает эа" груэку катализатора и эквивалентна длине слоя). До ввода реакционной смеси в реактор слой катализатора раэогрет до 520 фС. Установившийся не- стационарный режим в реакторе наступает через 6 проходов тепловой волныпо реактору. При этом максимальная температура в зоне реакции равна.590 С температура реакционной смеси на выходе плавно изменяется .от 20 до 420 ОС. Зона реакции (420-590 С) со скоростью 0,1 см/сек движется по направлению к выходу иэ 1-й секции каталитического слоя, и при температуре 20- 420 С реакционную смесь выводят из реактора. При достижении температуры на выходе из первой секции свыше 420 оС реакционную смесь направляют во 2-ю часть каталитического слоя и при 20-420 С выводят из реактора.оПри этом свежую реакционную смесь подают также в 1-ю часть каталити-ческого слоя.При полном переходе зоны реакции во 2-ю часть слоя свежую реакционную смесь подают в эту же часть слоя, а подачу в 1-ю часть слоя прекращают.Длительность этого цикла равна 110 мин. Средняя за цикл степень пе- вращения 50 в 03 равна 98,4, что эквивалентно работе реактора с пятью последовательно расположенными адиабатическими слоями катализатора в стационарном режиме.П р и м е р 2. Аналогичен примеру 1, отличается тем, что процесс осуществляют при температуре смеси на входе в слой катализатора 200 С и концентрации смеси 1 0, 15 0, 84 азота. Указанная температура может иметь место на практике, например. при предотвращении конденсации паров серной кислоты. Продолжительность цикла - 75 мин. Средняя за цикл степень превращения 0 в 0 Э достигает 99,4. П р и м е р 3. Аналогичен примеру 1, отличается тем, что процесс осуществляют при температуре смеси наовходе 100 С и с переменной, изменяющейся во времени концентрацией 50 от 1 до 7 средняя - 4 ). Максималь; но температура в зоне реакции равна 590 С, а температура на выходе плав,но изменяется от 20 до 420 фС, Длительность цикла равна 80 мин. Средняя эа цикл степень превращения равна 99, Таким образом, предложенный способ дает возможностъ пеРерабатыва 1 ь газы с содержанием 0 от 1 до, 12.1002233,Формула изобретения й Составитель Г.Храмова Техред М.ГергельКорректорЕ.Рошко Редактор Л.утехина Тираж 469 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, И,: Раушская наб., д. 4/5 Заказ 1713/8 филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ окисления двуокиси серы ,в серный ангидрид в неподвижном каталитическом слое в нестационарном рези- ме с движущейся реакционной зоной при температуре реакционной смеси на входе в слой катализатора 20- 200 фС, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса и уменьшения температурных градиентов в раакционномобъеме при переработке газов .с содержанием двуокиси серы 1-12, процесс ведут с постоянно движущейся в одном направлении зоной реакции в слое каталнзатоьа,разделенном на секции, выход послед-ней из которых соединен с входомпервой, причем свежую реакционнуюсмесь вводят, а прореагировавшую5 смесь выводят последовательно в промежутках между секциями.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Амелин А,Г. Технология сернойО кислоты. 19712, Авторское свидетельство СССРпо заявке Ю 2183501/23-26,кл. С 01 В.17/76, 16.10.75 (прототип).