Способ получения серной кислоты

82 с присоединением з оаударотвенный ноынтетйввтв Мнннстров СССРв делан нзнбретнннйи атнрытнй(45) Дата опубликования описания 23,03 2) Авторы изобретения,И, Черномордик, Н.Д. Заич 71) Заявите ина институт химической физики АН ССС СЕРНОЙ КИС ПОЛУЧЕ щего сырья осуществляют под давлением 2-80 атм с окислением сернистого ангидрида до серной кислоты в водной среде в катализатоприсутствии окислов азот процес Обжиговые газы при этодо 40-80 С, после чего итор для абсорции сернистогНедостаток етого спосо м охлаждаютвводят в ре ается все тепло окисл ой кислоты выо 0-200 С и по стными в серн тодамн невозм в томчтогаза до сер температур ция его изв.изводстве м нистог в зоне еляе ому утилизаислотном проКроме тогоо охлаждение сернизов до 40-80 С до окисления ихкислоту приведет к тому, что сояся в сернистых газах окись азотполностью окислится до двуокисиворившись в продукционной сернойв значительной степени будет исклиз последуюшего процесса на вышженных тарелках реактора,тых г ерную ржашапочти, рас кисло ючена спол. Изооретение относится к области производства серной кислоты,Известен способ получения серной кислоты путем сжигания серосодержащегО сырья с последующим охлаждением горячих обжиговых газов, абсорбцией сернистого ангидрида нитрозилсерной кислотой, окислением ,5 О продуктами гидролиза нитрозилсерной кислоты до образовании конечного продук 2та - серной кислоты, выделением окислов азота из серной кислоты с возвращением их вновь в химический процесс 11.По известному способу получают только слабую продукционную серную кислоту (до 76 вес 7 о,), что ограничиваеТ область ее 1 й применения,Другим недостатком являтотся большие потери окислов азота на стадии абсорбции и соответственно загрязнение ими окружающей среды, а также сложность технологи ческого процесса и малая производительь ность реакционных аппаратов.Наиболее близким к предлагаемомуизобретению является способ получения серной кислоты, в котором сжигание серосодержа- ИЦелью изобретения является упрощение процесса. ,а также Гговыше 11 ие концентэации целевого продукта,Поставленная Гге 1 ь достигается тем, что Охлаждение сернистьх 1 азов осуществлг 110 Т дп 180-700 С, а окисление цх прэвс 1.цгт с одновременным охлаждением с использованием в качестве охлаждающего агента сер= ног о ангидрида.Использование серного ангидриде в ка-: честве охлаждающего агента позволяют ох.: ладить окислцтельный эбъем за счет его испарения, который затем подогревают за счет тепла поступаюгггих не окисление горячих сернистых азов. Кроме того, горя-. чий газовый поток удаляет цз серной кис-. лоты растворенные в ней окислы езота и возвращает цх В реакционную зону. Окисление окиси азота до двуокиси в значительной степени проходит в потоке сернистых газов в окцслительном объеме, обеспечивая более рациональное распределение катализатора в реакционном объеме, Это позволяет сократить необходимую для процессе концентрацию окислов азота в сернистых газах ц соответственно дополнительно сократить загрязнение имц продукпионцой кислоты. Одновременно прц контакте серной кислоты с горячими сернистыми гадами цз нее удаляется вода и соответствеггнэ повышаетсяконцентрация продукционной серной кцсгОть 1.На чертеже показа н возм Ож 1 ь 11 Вбрцеп 1техноло 1 цче;:кой схемы способа при цспользовениц в качестве серэсэдержящегэ сырьяжидкой серы или сероводорода.Атмосферный воздух сжимается в компрессоре 1 от 1 до 2-80 атм и направляется В топку 2 д 1 я сж 1 нения серэсэдержа:.1 цег О сырья, .вводимгн о в топку по трубопроводу 3.,С целью повышения температурь;: горения, воздух перед поступлением в топку 2можно Г 1 одэгреть зя счет тепла хггмггческих реакций. Сернистые газь 1, содержащиеобразованные при горении окислы азота,оОхлаждЯют дэ 300-700 С В ЙНГгарете 4за счет те 11 лообмена с более хо 11 однымцгязовь 1 ми готоками процесса. Честь теллапроцесса В аппарате 4 может использОБЯть=ся для выработки водяного перв. с последующимиспользованием его для энергетических целей,. Конструктивно аппарат 4 может быть совмеггген с топкой 2, Из апарата 4 сернистые газы направляются в реактор 5, где при взаимодейсТвии окисловазота они окисляются до серной кислоть 1 ипо трубопроводу 6 направляются в храни=лцше. Отвод тепла из реактора осуществляется серным ангидридом, который с по" мошьго насоса 7 11 одаетсч в змеевики, послед овятелгно цл 11 паралле 11 ьно рязмешенные в Объеме реактора 5, Испаренный и перегретый за сче 1 тепла реакционного потоке В реакчоре 5 сернистый ангидрид :вступает в турбину 8., Энергия турбины передается прямому цлц промежуточному г;Отоебитегпо 9. Сернцсть 1 е газы после турбинь; конденсцру 1 отся в конденсатоое 10 свозд"Гшн 1 лг Охлеждениек 1 его,цель 1 о предотвранюния подсоса воздуха В конденсаторе 1 0 : линию серного ангидрида, зя турбиной 8 поддерживается избыто.-шое ,по сравне 1 гию с атмосфернйм)11 Ь давление, Темцерату 11 Я конденсации серногооангидрида при этом вьш 1 е 40 С, Например,опри давлении 1,1 ета она равна 45 С,Вода и недостающее для процесса количестВО Каталиэатора 1 ОК 1 СЛОВ азэте) ВВОДятСЯ20 в реактор 5 по трубопроводу 11. Остаточные газы процесса выводятся из реактора5, подогреваготся в аппарате 4, очицгаютсяот окислов азота в аппарате 12 и напревляю 1 ся в турбину 13 для использованияlб энергции, Валено моДности компрессора итурбины Осугцествляется с помошгяО установки 14,Предлагаемый спг:соб Утилизации теплас применением в качестве охлаждающегоф агенте серного ангидриде может быть применен не только в указанном способе получения серной кислоть, нэ и В контактномспособе,Пример 1. В тщи;у одним или двумя потоками подают ятмосфернь;й воздух, С 1 катыйдо 80 атм, в количестве 172000 нм /чи срру в количестве 32,7 т/ч.В результате реакций Окисления серы иазота воздуха эорезуе 1 ся Около 19% ЬС),,Н 1незначительные количества Н О и 6 Оо 3Обжиговые газь 1 охлаждают до 180 С втеплообменнцках для подогрева уходяшихиз абсорбере газов .:, парогенераторах,теплопосителями в которых язляется вода исерный анг идрцд,После Охляждениг 1 обжиговые газы ввъ.Дят в реактор-абсорбер, реакционный объемкоторого охланщается за счет поверхностного теплообмене с встроенной В абсорбериспарительной частью парогенератора серного ангидрида. Оптимальное содержаниеокислов азота в абсорбере 0,5-1,15 мольРЛИМО, в реаг 11 ионной зоне поддер:кивают заСЧЕТ ПОДПИТКИ ПРОЦЕССЯ ИМИ ИЗВНЕ И ЧЯСТИЧНО за счет дегазацин продукционной сернойкислоты при контакте ее с горугими Обжиговыми. газами.Оптимальная темг 1 ературе реакционногообъема, а, следовательно, и продукционной60 .Осерной кислоты 120 . - 175 С. При контек597633 Составитель Л, Темироваова Техред А. Алвтырев Корректор Н. Яцемирс актор Н,аз 2271/16 ЦНИИПИ Госу Тираж 655 Подписноерственного комитета Совета Министров СССо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5 1130 П "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная 5те с обжиговыми газами имеющими температуру 180 С, кислота нагревается иконцентрируется зв счет упарки из нее воды.. Полученный в парогенераторе пар сер;ного ангидрида направляют на расширениев турбину с воздушнымконденсатором, вкотором вырабатывается около 6000 квт/лтоварной электроэнергии.Прсдукцйонную серную кислоту в колиочестве 100 т/ч с концентрацией до 93 о выдают потребителю,П р и м е р 2, В топку одним или двумяпотоками подают атмосферный воздух, сжатый до 2 атм, в количестве 172000, нмз/чи серу в количестве 32,7 т/ч. В результате реакции окисления серы и азота воздухаобразуется около 19 о 0 незначительные количества / 0 и 50 з . Обжиговыегазы охлаждают до 300-700 С в теплообменнике для подогрева уходящих изабсорбера газов и водном парогенераторе, После этого обжиговые газывводят в реактор-абсорбер, где ониохлаждаются зв счет теплообмена прямым контактом с продукционной кислотойи затем поверхностного теплообмена с серным ангидридом,Серную кислоту в результате прямогоконтакта с обжиговыми газами нагреваютодо 200-250 С, закрепляют до 95% и вколичестве 100 т/ч выводят из абсорберана потребление. формула изобретения 1, Способ получения серной кислоты,включающий сжигание серосодержащегосырья с получением сернистых газов, охлаждение и окисление последних в присутствии окислов азота под давлением 2-80 атм,о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с цельюповышения концентрации целевого продукта и упрощения процесса, охлаждение сернистых газов осуществляют,до 700-1801,а окисление их проводят с одновременнымохлаждением с использованием охлаждающего агента серного ангидрида,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Анелин А.Г. "Технология серной кислоты", 1971, с.323-334. 2, Заявка М 1633811/26 от 24.03.71 по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.