Способ окисления двуокиси серы
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНРЕСПУБЛИК 377лаш .Лю окислотчик льство СССР В 17/76, 1977.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОтНРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) (57) СПОСОБ ОКИСЛЕНИЯ ДВУ СЕРЫ В ТРЕХОКИСЬ по авт. св, В о т л и ч а ю щ и й с я тем, с целью снижения возможности ва катализатора и уменьшения лического сопротивления, ката используют в форме цилиндров ным диаметром 16-40 мм, длино 70 мм и толщиной стенки 3-10Изобретение относится к областихимической технологии и может бытьшироко использовано, например дляокисления двуокиси серы в трехокисьсеры в производстве серной кислотыконтактным методом:Согласно традиционным способамконтактного окисления сернистых газов в производстве серной кислоты 10процесс ведут в стационарно работающих реакторах с несколькими слоямикатализатора и промежуточным охлаждением газа между ними. В качествеконтакта используют ванадиевые катализаторы, выполненные в виде гранул, колеи и др. При этом контактныйузел является довольно сложным и громоздким сооружением, требующим больших капитальных затрат. 20Окисление двуокиси серы в нестационарном режиме является более эффективным способом, который позволяетполучать высокие степени превращенияв одном слое катализатора. 25По известному способу окислениедвуокиси серы в трехокись осуществляют в реакторе с неподвижным слоем катализатора, процесс в котором ведутв нестационарном режиме при циклическом попеременном изменении мест ввода и вывода реакционной смеси нз слоякатализатора. Длительность цикла 10200 мин. Начальную температуру реакционной смеси поддерживают в преде 0 ,р,)лах 20-200 С в зависимости от начального состава смеси и требуемой продолжительности цикла,Более подробно известный способосуществляют следующим образом. 40В предварительно разогретый доо400-600 С слой катализатора подаютв одном направлении, например сверху,свежую реакционную смесь, имеющуютемпературу 20-200 С, Окисляемый газ, 4;проходя через начальный участок разогретого сверху слоя в результате теп-.лообмена охлаждает его, нагреваясьдо температур, превышающих точку конденсации паров серной кислоты. В слоекатализатора происходит окислениедвуокиси серы в трехокись серы с выделением тепла химической реакции.Выделившееся тепло уносится прореагировавшим газовым потоком иэ реактора.5. Через 10-200 мин направление потока газовой смеси переключают на противоположное, т.е. снизу вверх. Движение потока меняется на противоположное и часть тепла реакции уносится потоком из реактора, а другая его часть путем теплообмена поглощается зернами катализаторами, находящимися сверху слоя, охлажденного окисляемым газом, проходящим в предыдущем полу- цикле сверху вниз. Затем через тот же промежуток времени переключение повторяют и т,д. В качестве контакта используют ванадиевый катализатор в форме гранул размером 5 х 12 мм и колец размером 8 х 8 х 3 мм.Через несколько таких переключений в слое катализатора устанавливается автотермический нестационарный режим, характеризующийся повторяемостью процессов движения тепловых и концентрационных полей. В таком режиме Формируется падающий по длине слоя температурный профиль, что позволяет приблизиться к теоретически оптимальному температурному режиму реакции окисления двуокиси серы в трехокись серы и получить высокую (983) степень превращения в одном слое катализатора без традиционных теплообменных устройств. При этом катализатор, кроме его основного назначения, выступает в роли генератора тепла, т.е. становится возможным исключить внешний рекуперативный теплообменник.Недостатком известного способа является перегрев катализатора в зонео реакции до температур выше 600 С, что приводит к низким степеням превращения. Основной причиной перегрева катализатора является его форма и размеры зерен, Кроме того, загрузка катализатора указанного размера и формы создает существенное гидравлическое сопротивление слоя катализатора.Целью изобретения является снижение возможности перегрева катализатора и уменьшение гидравлического сопротивления слоя катализатора в нестационарных условиях.Поставленная цель достигается тем, что процесс окисления двуокиси серы в трехокись ведут при загрузке катализатора в форме полых цилиндров с наружным диаметром 16-40 мм, длиной 16-70 мм и толщиной стенки 3-10 мм.Более чем двухкратное увеличение (до 16 мм) минимального диаметра зерна катализатора необходимо для заметного понижения максимальной температуры. При диаметре, меньшем 16 мм,1021104 ВНИИПИ Заказ 774 Тираж 446 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, гУжгород, ул. Проектная, 4 эффект от увеличения диаметра оказывается практически не ощутимым. Максимальный диаметр зерна - 70 мм и минимальная толщина стенки - 3 мм оп 5 ределены такими, чтобы обеспечить достаточную прочность насыпного слоя катализатора. При диаметре более 70 мм или толщине стенки менее 3 мм катализатор не обладает необходимой 10 прочностью. Максимальная толщина стенки - 10 мм задана такой, чтобы создать достаточно высокую активность единицы веса катализатора. Высота цилиндра 16-70 мм выбрана равной диа метру или превышающей его для того, чтобы обеспечить прочность гранулы и равномерность полей скоростей потока в поперечном сечении слоя.Сущность способа иллюстрируется следующими примерами.П р и м е р 1. Реактор окисления двуокиси серы мощностью 30 т/сут с одним слоем катализатора, работающий в нестационарном режиме. Состав ис ходного газа: 97 ЯО, 127 О и 79 ИоТемпература газа - 60 С. Катализатор СВД в виде колец размером 40 х 25 х х 5 мм, количество 5,5 т. Линейная скорость газа в реакторе - 0,34 м/с.Процесс окисления осуществляют в условиях переключения направления подачи исходного газа с входа на выход (и наоборот) с длительностью цикла 2 ч. Средняя степень превращения двуокиси серы на выходе из реактора составляет 927. Максимальная температуа ра в слое катализатора равна 600 С.П р и м е р 1 а.(по известному способу для сравнения). Условия окисле ния те же, что в примере 1. Катализатор СВД в виде гранул с размером 5 х х 9 мм. Средняя степень превращения -о 877. Максимальная температура - 680 С, что является недопустимым для дли. тельной работы катализатора. Гидравлическое сопротивление в 10 раз выше.П р и м е р 2. Аналогичен примеру 1, отличается тем, что состав исходного газа: 37 БО, 157 О и 827 М, Катализатор в виде колец с размером 16 х 16 х 3 мм. Максимальная тем - .пература в слое составляет 580 С.оСтепень превращения - 987.П р и м е р 2 а (по известному способу для сравнения), Условия окисления те же, что в примере 2. Катализатор с размером зерен 5 х 9 мм. Средняя степень превращения - 937, максимальная температура - 635 С, чтоявляется недопустимой для длительнойработы катализатора. Гидравлическоесопротивление увеличилось в 7 раз.П у и м е р 3. Аналогичен примеру 1. Загружен катализатор ИК-4 сразмером колец 70 х 40 х 1 О мм. Состав исходного газа: 137 О, 87, ЯО,и 797 И . Максимальная температура вослое составляет 600 С, степень превращения - 907.П р и м е р За (по известному способу для сравнения). Условия окисления те же, что в примере 3,Катализатор ИК-4 в виде колецс размером 8 х 8 х 3 мм. Средняя степень превращения - 877., максимальнаятемпература - 00 С. Гидравлическоесопротивление увеличилось в 10 раз,П р и м е р 4. Аналогичен примеру 2, но катализатор в виде колец сразмером 50 х 30 х 6 мм, Максимальоная температура в слое - 600 С, степень превращения - 967П р и м е р 4 а (по известному способу для сравнения). То же, что ипример 4, катализатор ИК-4 в видеколец 8 х 8 х 3 мм. Максимальная темопература в слое - 650 С, Степеньпревращения - 89 . Гидравлическоесопротивление увеличилось в 9 раз.Как видно из приведенных примеровиспользование катализатора в формецилиндров с наружным диаметром 1640 мм, длиной 16-70 мм и толщинойстенки 3-10 мм приводит к снижениюмаксимальной температуры в зоне реакции (т.е. максимальная температураоне превышает 600 С), При этом гидравлическое сопротивление снизилось в10 раз, а степень контактированиявозросла.
СмотретьЗаявка
2950923, 25.06.1980
ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ КАТАЛИЗА СО АН СССР, ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ В-8830
БОРЕСКОВ Г. К, МАТРОС Ю. Ш, СУРИКОВ В. А, БУНИМОВИЧ Г. А, ПОЛИЩУК М. А, ЛАХМОСТОВ В. С, ЕПИФАНОВ В. С, МАСЛЕННИКОВ Б. М, БАЛАШОВ А. А, ФИЛАТОВ Ю. В, КОЗЛОВ В. П, ЛЮТИКОВ В. С
МПК / Метки
МПК: C01B 17/76
Метки: двуокиси, окисления, серы
Опубликовано: 23.02.1988
Код ссылки
<a href="https://patents.su/3-1021104-sposob-okisleniya-dvuokisi-sery.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ окисления двуокиси серы</a>
Предыдущий патент: Способ изготовления труб квадратного или прямоугольного профиля
Следующий патент: Способ активационного определения газообразующих примесей
Случайный патент: Неполноповоротный пневмодвигатель