Способ получения серной кислоты

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и) 644726 союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 04,04.75 (21) 2120940/26с и исое инением заявки(45) Дата опубликования описания 30.01.79"л И. П, Мухлеиов, В, Е. Сороко, А, Т, Бартов Л, Я. Гамбург, 1 О. А, Корегин, В. А. Конова А. А. Свергуненко, В. Н, Челомбиев, Е и А. Г, Воротников Ленинградский ордена Трудового Крас технологический институт им, Ле(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ Известен также способ кислоты из концентриров ангидрида и кислорода окисленного сернистого а дню окисления :21. Оки газа проводят в контактн мя слоями катализатора личеством газовых тепло получения сернои анного сернистогос возвратом нентидрида на стасление сернистого ом аппарате с тре- н с таким же кообменников, с пор д Госудааствеииый комитет (23) Приор ите Изобретение относится к технике производства серной кислоты.Известен способ получения серной кислоты путем сжиганиясеросодержащего сырья воздухом, последующего каталитиче ского окисления сернистого ангидрида в многослойных контактных аппаратах и выделения трехокиси серы из газовой фазы под избыточным давлением 3 - 50 атм, которое создается путем сжатия воздуха, 10К недостаткам такого метода следует отнести наличие в системе сложного по конструкции многополочного контактного аппарата с большим числом теплообменных устройств между полками для достижения 15 высоких степеней превращения, а также сравнительно невысокую интенсивность аппаратуры вследствие применения в системе воздуха, содержащего 79% инертных примесей (азот, аргон и др.). 20 следующим охлаждением газовой смеси в выносных теплообменниках. Степень превращения сернистого ангидрида за один проход едва достигает 70% из-за высокого разогрева газов в процессе превращения. Температура в аппарате достигает 680 С. Система может работать при указанной общей степени превращения 99,5%, если содержание инертов в кислороде не превышает 1%. Для организации циркуляции используется центробежный компрессор,.Однако при данном способе необходимо обеспечить высокократную циркуляцию для достижения степени превращения 99,5%, что приводит к увеличению энергозатрат на возвращение неокисленного сернистого газа в цикл, габаритов аппаратов и, как следствие, снижению интенсивности их работы. Объем газовой смеси, циркулирующей в системе, в 4 раза превышает объем свежих газов, вводимых в нее. Технологический кислород с содержанием инертов более 1% невозможно использовать, Для циркуляции газов используются центробежные машины, нормальная работа которых возможна лишь при высокой степени очистки газа от тумана серной кислоты и охлаждения двуокиси серы, поступающей из печного отделения,3Кроме того, сложность конструкции многополочного контактного аппарата с теплообменниками между слоями, а также наличие ангидридного холодильника, трех абсорберов, брызгоуловителя, коксового фильтра и центробежного нагнетателя приводят к большим капитальным и эксплуатационным затратам.Цель изобретения - повышение степени окисления и уменьшение выбросов серосодержащих газов в атмосферу, а такжеудешевление процесса.Достигается это тем, что стадии окисления двуокиси серы, выделения трехокиси из газовой фазы и возврат неокисленной двуокиси серы осуществляют под давлением 2 - 20 атм,При предложенном способе процессокисления двуокиси серы проводят в однополочном контактном аппарате с кипящим слоем катализатора, с отводом тепла теплообменными элементами, расположенными в зоне реакции, при давлении 2 - 20 атм, с абсорбцией трехокиси серы в абсорбере с охлаждаемым пенным слоем, причем возврат и циркуляцию неокисленной части газов после абсорбции проводят с помощью инжектора, использующего энергию кислорода или газовой смеси, вводимой в систему с давлением 8 - 25 атм. При использовании однополочного контактного аппарата с кипящим слоем катализатора и отводом тепла из слоя становится возможным получение степеней превращения в контактном аппарате выше 90/о, Благодаря этому в 3 - 4 раза уменьшаются кратность циркуляции и объем газов, циркулирующих в системе, что позволяет уменьшить энергозатраты на циркуляцию, габариты аппаратов и увеличить интенсивность работы.Для увеличения степени превращения в контактном аппарате и степени использования двуокиси серы в системе (без увеличения кратности циркуляции) смещают равновесие реакции в сторону образования трехокиси серы путем проведения процессов окисления под давлением, Например, повышение давления до 10 атм позволяет при температуре 500 С достичь в одном изотермическом слое степени превращения 97/о и при кратности циркуляции менее единицы увеличить степень использования серы до 99,9 о/ При этом возможно использование кислорода с повышенным до 5/о содержанием инертов. Применение давления, кроме этого, позволяет резко уменьшить габариты аппаратов и по-новому организовать циркуляцию в системе, отказавшись от центробежных нагнетателей,Применение инжекторов позволяет отказаться от тонкой очистки газов от тумана серной кислоты после абсорбции, а также подавать газ из печного отделения без5 1 О 15 предварительного охлаждения, что значительно упрощает систему. Однако, в схеме возможно применение и любого другого устройства, обеспечивающего циркуляцию смеси,Окисление двуокиси серы в одном кипящем слое, без промежуточных теплообменников, значительно упрощает конструкцию контактного узла, габариты его и тем самым повышает объемную интенсивность работы примерно в 30 - 40 раз. На стадии окисления может быть использован и другой высокоинтенсивный реактор, позволяющий достигнуть аналогичной степени превр ащения. В предлагаемой системе используется абсорбер с охлаждаемым пенным слоем, что позволяет отказаться от установки вынос О ных теплообменников для охлаждения газов после контактного аппарата и оросительных теплообменников для охлаждения серной кислоты. Для выделения трехокиси серы может быть использован и другой выо 5 сокоинтенсивный реактор (конденсатор,аэрлифтный абсорбер и др.), обеспечивающий аналогичные или более высокие коэффициенты тепло- и массопереноса.В данной системе благодаря утилизациибольшого количества тепла возможно получение пара высоких энергетических параметров.П р им ер. Газ из печного отделения поддавлением 12 - 15 атм с содержанием 60 - 35:65/о 502, 30 - 35/о 02, 0,5 - 1,5/о инертовс температурой 650 С подают в инжектор, где смешивают с циркуляционным потоком.На выходе из инжектора газ имеет состав: 25 - 50/, 30,; 20 - 35/о 02, 30 - 40/, инер тов и менее 0,1 % ЯО, (избыток кислородана входе 2%; содержание инертов в кислороде 5/о) Газ с температурой 350 в 5 С и давлением 10 ватм далее направляют в однополочный контактный аппарат с ки пящим слоем катализатора, где при 450 -500 С сернистый ангидрид окисляется до серного на 90 - 97%. Избыточное тепло отводят холодильниками, помещенными в слой катализатора. Выходящий из кон О тактного аппарата газ под давлением 10 -11 атм поступает в абсорбер с охлаждаемым пенным слоем, в диапазоне температур 70 - 250 С, где происходит улавливание (практически полное) серного ангидрида.55 Часть газового потока (менее 5/,) послеабсорбера выводят из системы (может поступать на санитарную установку для окончательного улавливания сернистого ангидрида), другую часть возвращают в инжектор за счет разрежения, создаваемого в нем при истечении струи рабочего газа (в данном случае печного газа с давлением 12 - 15 атм).Степень превращения Ю 2 в системе 65 99,8/о Коэффициент циркуляции 0,3 - 1,Формула изобретения Составитель Л. Темирова Техред С, Антипенко Корректор Е, Хмелева Редактор Т, Кузьмина Заказ 2630/9 Изд,130 Тираж 590 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 Способ получения серной кислоты, включающий стадии каталитического окисления двуокиси серы кислородом, выделение из газовой смеси образующейся трехокиси серы и возврат неокисленной двуокиси на стадию окисления, отличающийсятем, что, с целью повышения степени окисления и уменьшения выбросов серосодержащих газов в атмосферу, а также удешевле ния процесса, стадии окисления двуокисисеры, выделения трехокиси из газовой фазы и возврат неокисленной двуокиси серы осуществляют под давлением 2 - 20 атм.