Способ термического разложения серной кислоты

ОП ИСАИ ИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1)1 004260(63) Дополнительное к авт, сеид-ву(22) Заявлено 01.1 2,81 (21) 3357933/23-26 РМ К э с присоединением заявки йо(23) Приоритет -С 01 В 17/90 Гоеударетоенный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Опубликовано 15.0333. Бюллетень Йо 10Дата опубликования описания 150383 РИИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ 54 СПОС Наиболепо техничемому резульмическогосерной кислния ее приным катали близким кой сущно тату явля азложения оты путем 450-бОО.С атором, с изобретению ти и достигается способ теротработанной контактировас расплавлендержащим пира Изобретение относится к процессам каталитического термолиза серной кис лоты и может быть использовано в термохимических сернокислотных циклах получения водорода.Известен способ каталитического разложения серной кислоты, заключающийся в ее испарении и пропускании паров через твердофазный катализатор при 700-950 фС и времени контакта 0,7-0,9 а. Разложение кислоты проводят на катализаторе, представляющем собой окись железа Р еОв, нанесенную на носитель силикагель, А 1 ОД 13.вСпособ характеризуется уменьшением выхода сернистого ангидрида ввиду недостаточной термостабильности катализатора в условиях реакции, заключающейся в изменении пористости катализатора, уменьшением его удельной поверхности и разрушением носите- ля сульфат калия и пятиокись ванадия.При каталитическом термолизе сериейкислоты по данному способу получаютгаз состоящий в основном из серного,ангидрида, .выход же сернистого ангидрида не превьхпает 202.,Цля увеличения выхода сернистогоангидрида необходимо повысить темпет 0 ратуру процесса до 750-950 С, но приэтом происходит термическая диссоциация пятиокиси ванадия с образованиемтрудно растворимых соединений четырехвалентного ванадия, что приводитк загустеванию расплавленного катализатора и не дает возможности добитьсявысокого выхода сернистого ангидрида.Целью изобретения является повышение выхода сернистого ангидрида привысокотемпературном каталитическомтермолиэе Нз 504Поставленная цель достигается тем,что разложение обработанной сернойкислоты осуществляют путем пропускания ее через слой расплавленного ка тализатора, содержащего. сульфат ипиросульфат калия и окись железа вколичестве 1,8-9,5 вес.Ъ 2-14 мол,Ъ)окиси железа при высоте слоя катализатора 20-100 мм и температуре 30 750-950 С.1004260 В качестве сульфатного соединения калия используют сульфат или пиросульфат калия.При содержании Ее О в катализаторе "менее 1,8 вес.Ъ и высоте слоя катализатора меньше 20 мм выход 5 ЯО, резко снижается. Повыаение содержания окиси железа выше 9,5 вес.% приводит к выделению части окиси железа в виде твердой фазы, в результате чего увеличивается вязкость ка тализатора и наблюдается его загусте" ванне, что сопровождается существенным снижением выхода сернистого ангидрида.При высоте слоя катализатора око ло 100 мм достигается достаточно близкий к равновесному выход сернистого ангидрида, при дальнейшем увеличении высоты слоя происходит возрастание гидравлического сопротивления системы.Нижний предел температуры обусловлен сульфатизацией окиси железа Равновесный выход 50 Примечание Выходи, Т, Н, С мм Условия разложения Состав катализатора 99,0 765 1,0 900 60 2,0 900 60 6,0 900 60 89 83,8 89 98,0 94,0 3 85,0 86,0 14,0 900 16,0 900 84,3 75,0 60 60 89 89 84,0 Расплавзагустевает 84,5 89 6 0 900 60 94,0 8989,0 84,9 78,1 60 10 86,0 14,0 13,0 13,0 13,0 900 900 87,0 87,0 87,0 900 20 82,9 89,0 89,0 900 100 85,7 10 89,0 86,062,378,0 88,1 130 13,0 900 13,0750 87,0 60 67,0 87,0 87,0 87,0 12 83,5 92,0 13,0 850 60 13,0 950 60 13 14 Прототип 1 55,0 Ч О= 4524,0 550 400 16, 1 900 400 60,0 89,0 55,0 Ч О= 45% К 5 ОЛ К 15 04 Гз. Омол.Ъ мол.Ъ мол.В при температурах ниже 750 фС с образованием каталитически неактивных сульфатов железа, верхний предел снижением полезной разности температур между температурой теплоносителя и температурой в реакторе при передаче тепла для разложения кислоты в условиях термохимических серно- кислотных циклов получения водорода.П р и м е р. Опыты проводят в реакторе барботажного типа. Серную кислоту концентрацией 94 вес.Ъ подают под слой расплавленного катализатора при массовой скорости 1 г/г ч. Концентрацию сернистого ангидрида в газе определяют йодометрическим методом. Из реакционных газов конденсируют серную кислоту, концентрацию которой замеряют титрованием 0,5 н раствором щелочи. На основании полученных данных рассчитывают выход сернистого ангидрида.Результаты опытов представлены в таблице. 0 диссоциирует расплав загустевает1004260 Формула изобретения 15 Составитель Л.ТемироваТехред М,Тепер Редактор М.Товтин Корректор В. Бутяга Заказ 1776/25 Тираж 469ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, И, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно из вышеприведенной таблицы, осуществление предлагаемого способа позволяет при содержании оки. си железа в расплавленном катализаторе 1,8-9,5 вес.Ъ 2-14 мол.)у высоте слоя катализатора и температурах 750-950 С получить близкий к равновесному выход сернистого ангидрида. Кроме того, применение предложенного способа повышает химическую и термическую стойкость ката лизатора, приводящая к увеличению срока его эксплуатации. 1. Способ термического разложения серной кислоты с получением серного и сернистого ангидрида путем контактирования ее с катализатором, содержащим сульфатные соединения калия и окись металла, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения выхода сернистого ангидрида,в качестве окиси металла используютокись железа в количестве 1,89,5 вес.Ъ и процесс ведут при высоте слоя катализатора 20-100 мм.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и .й с я тем, что в качестве сульфатного.соединения калия используютсульфат или пиросульфат калия.3. Способ по п.1, о т л и ч а ю-,щ и й с я тем, что процесс ведут при750-950 Систочники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Масленников Б.М. и др. Каталитический термолиэ серной кислоты нанеплатиновых катализаторах. - Вопросы атомной науки и техники. СерияЪтомноводородная энергетика и технологияф, вып. 2, (9), М. 1981.2. Авторское свидетельство СССР