Способ окисления сернистого газа

Сеюэ Севетскма Сециавистичесиик РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(Ы) М, Ка С 01 В 17/76 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы В. С. Епифанов, А. В. Сафонов, Б. М. Иасленников, НЗОбрЕТЕИИИ А. Е. Попов, Л. А. Чудова, В. С. Лютиков и А. М. Бондаренко 54) СПОСОБ ОКИСЛЕНИЯ СЕРНИСТОГО ГА Изобретение относится к способу окисления сернистого ангидрида до серного и может быть использовано в производстве серной кислоты контактным методом.Известен способ окисления 20-ного сернистого ангидрида в пятислойном контактном аппарате с неподвижными слоями ванадиевого катализатора при температурах выходоящего газа из пер вых двух слоев 650 С и степени превращения 50 в ЯО соответетвенно по слоям 41 и 55. При этом время соприкосновения газа с катализатором выбирают с таким расчетом, чтобы сте пень контактирования в этом слое соответствовала заданному темиературному разогреву. Следовательно, с учетом малого времени контакта высота слоя катализатора невелика и в связи сЮ неравномерным распределением газа по .сечению возможен перегрев слоя 1 1.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ окисления 35 сернистого газа с повышенным содержанием двуокиси серы в многослойном контактном аппарате на ванадиевом ка,тализаторе. На первой стадии газ проходит конверсию на 60-78. После аб- ЗО сорбции образующегося при этом сер=ного ангидрида газ разбавляют воздухом до содержания в нем 16-1850Окисление 50 ведут на стационарныхслоях ванадиевого катализатора. Приэтом, чтобы не перегреть первый стационарный слой ванадиевого катализатора, содержащего ЧО 8-10, К О10-12, объем катализатора первогослоя составляет незначительную величину, а высота такого слоя 100-150 ммВремя соприкосновения газа с катализатором первого слоя поддерживаютн пределах 0,5-0,6 с,Недостатком способа является то,что газовый поток распределяется неравномерно по сечению слоя, что приводит к локальным перегревам, уменьшает зону рабочих температур в слоеконтактной массы и снижает срок службы последней 2Цель изобретения - поддержаниеоптимальной эоны рабочих температурв слое контактной массы и продлениесрока ее службы.Поставленная цель достигается вописываеом способе, по которому ведут окисление сернистого газа с повышенным содержанием двуокиси серы вмногослойном контактном аппарате с3 6545 использонанием в верхней. части первого слоя катализатора, содержащего Ч О 0,1 - 0,5 и К О 0,5 -1,0, при соотношении нремени контакта в верхней и нижних частях первого слоя 4- 5:1.5Это позволяет благодаря добавлению малоактинной контактной массы с низким гидравлическим сопротивлением устранить неравномерность распределения газового потока по сечении слоя и ныравнить температуру по высоте комбинированного слоя, увеличить срок службы контактной массы.Целесообразность выбранных интервалов. содержания активного компонента 15 и промотора в катализаторе продиктована необходимостью подготонки газа по температуре в низкоактивной части слоя с таким расчетом, чтобы при окис-, лении в слое активной контактной мас-Ю сы в соответствии с указанными интервалами времени контакта не произошло перегрева этой части слоя. Более высокое содержание 05 и К О в контактной массе вызовет пропорциональное увеличение степени конверсии сернистого газа в верхней части слоя катализатора и, следовательно, разогрев его до более высоких температур, чем предусмоотрено в предложенном способе 450-460 С). Соответственно этому возрастет степень конверсии и разогрев нижней части первого слоя катализатора до температур, превышающих его термическую устойчивость. Более же низкое содержание активного компонента и промотора не обеспечит указанных условий по степени конверсии и разогреву в верхней части перного слои, в результате чего не будет обеспечена требуемая величина суммарной степени ксазерсии иа этом слое и, следовательно, на последующих слоях катализатора.П р и м е р 1. Сернистый гаэ, содержащий 14 Ы, в количестве 140. 45 тыс.нм /ч при температуре 50 С двуЭмя потоками подают в контактный аппарат с пятью стационарными слоями катализатора. Первый поток в количестве 93 тыс.нм 3 /ч, пройдя через щ теплообменоник, нагревается до температуры 400 С и поступает на первый ,слой катализатора. При этом соцержание 720 и КО в верхней части этого слоя катализатора соответственно равно 0,5 и 0,1, а соотношение времени контакта в верхней и нижней частях первого слоя составляет 5:1. В верхней части слоя сернистый гаэ окисляется на 17 и разогревается до температуры 460 С. Й нижней части слоя 60 гаэ окислонется на 43 и разогревается до 615 С, при этом время контакта составляет 0,6 с, а суммарная степею конверсии на первом слое равна 60. Концентрация сернистого газа после 38первого слоя составляет 5,6 ЬО 2 а после смешения его с оставшейся частью исходного холодного газа перед вторым слоем каталиазтора она составляет 8 502 при температурео450 С, Далее полученную газовую смесь направляют на последующую переработку по типовой схеме днойного контактирования, Общая степень конверсии после контактного узла составляет 99,9, а содержание двуокиси серы в отходящих газах - 0,02-0,03,П р и м е р 2Сернистый газ, содержащий 19 50 в количестве 140 тыс.нм гч при температуре 50 С дву 9 Г о мя потоками подают н контактный аппарат с пятью стационарными слоями катализатора. Первый поток в количестве 93 тыс,нмэ/ч, пройдя через теплообменник, нагревается до темпераотуры 390 С и направляется в первый слой катализатора. Соотношение 9 Оа 6 и К 2 О н верхней части первого слоя катализатора соответственно ранно 0,3 и 0,75, при этом соотношение времени контакта н верхней и нижней частях этого слоя составляет 4,5:1. При прохождении через верхнюю часть низкоактивного слоя катализатора газ окисляется на 14,5 и разогреваетсяодо температуры 460 С. В слое активного катализатора газ окисляется на 39 и разогревается до температурыо650 С. Время контакта с активной частью катализатора первого слоя катализатора составляет 0,5 с. Степень окисления н первом слое составляет 54, а концентрация газа после него 9 50 . Общая степень конверсии составит 99,9, а содержание двуокиси серы .в отходящих газах - 0,03-0,04. П р и м е р 3. Сернистый газ, содержащий 25 ЬОз н количестве 140 тыс.нм /ч при температуре 50 С двуэ о мя потоками подают н контактный аппарат, Первый поток в количестве 100 тыс,нм ч, ., пройдя через теплообмен 3/ник, нагревается до температуры 390 Со и направляется в первый слой катализатора. Верхняя часть этого слоя загружена низкоактивной контактной мас" сой с содержанием в ней 9 О и К О соответственно 0,1 и 0,5. 1 рй этомсоотношение времени контакта в верхнейи нижней частях первого слоя составляет 4:1. В верхней части слоя газ окисляется на 11,5 и разогревается до температуры 460 С. В нижней части слоя гаэ окисляется на 30,5 и разогревается: до 650 С. При этом времяоконтакта составляет 0,36 с, а суммарная степень конверсии на первом слоеравна 52,5. Концентрация Ыг послепервого слоя составляет 11,9, а после смешения с остальной частью холод"ного исходного газа она составит 15 6о1при температуре 460 С. Общая степень654538 ние Ы в выхлопных газах - 0,040,05. Формула изобретения Составитель В. ВасильеваРедактор Т. филипенко Техоед Л.Алферова Коооектоо Н. СтецЭаказ 2293/212 Тираж 590 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 жФилиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Способ окисления сернистого газа с повышенным содержанием двуокиси серы в многослойном контактном аппарате на ванадиевом катализаторе, содержащем окислы щелочных металлов в качестве промотора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью поддержания оптимальной эоны рабочих температур в слое контактной массы и продления срока службы последней, процессведут с использованием в верхней частипервого слоя катализатора, содержащего 0,1-0,5 Ч, О,и 0,5-1,0 К О, присоотношении времени контакта в верх ней и нижних частях первого слоя 45:1Источники инФормации, принятые вовнимание при экспертизе1. Би 1 рЬцг 1 с АсЫ 7 пй. 1976,29, 10 Р 10, с. 207-210 .2. Авторское свидетельство СССР9537026, кл, С 01 В 17/76, 1975.