Способ абсорбции серного ангидрида

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ.К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 24,0979 (21) 2819447/23-26 с присоединением заявки т 4 о -И КлЗС 01 В 17/76 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 23.1081(54) СНОСОВ ЛВСОРВцИИ СЕРНОГО ЛНГИдРИдп Изобретение относится к химичес- кой технологии и представляет собой усовершенствование стадии абсорьции серного ангидрида нз газовой смеси.Способ может быть использован при получении сернои кислоты из серы, сероводорода и других видов серосодержащего сырья.В промышленной практике серный ангидрид поглощают. растворами серной кислоты. Тепловой эффект абсорбции в зависимости от технологических условий процесса составляет 350-660 Икал, на каждую тонну продукционной серной кислоты, Реакционное тепло отводят 15 путем охлаждения циркулирующей серной кислоты водой в выносных холодильниках. Использование тепла химичес" кои реакции абсорбции серного ангидрида невозможно из-за низкого тем пературного уровня циркулирующей кислоты (60-809 С).Известен способ абсорбции серно го ангидрида иэ газовой смеси крепкой серной кислотой при температуре 2 оОС и давлении 2-20 ата. Носи- телем реакционного тепла в данном способе является жидкая фаза (сер" ная кислота), так как теплосодержание выходящих со стадии абсорбции 30 газов нз-за отсутствия в них паровводы низкое. Теплоту реакции абсорбции отводят через охлаждающие элементы в пенном слое абсорбера 1.1.Недостатком способа является невозможность утилизации тепла реакциииэ-за низкого уровня температур процесса.Наиболееблизким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ абсорбции серного ангидрида из газовойсмеси водой в противоточном режимепри атмосферном давлении и температуре выходящей парогазовой смеси бО-112 С . Носителем реакционного теплав данном способе является парогаэовая смесь, содержащая значительноеколичество водяных паров. Выходящую .парогазовую смесь направляют в фидьтрующий туманоуловнтель для очисткиот тумана серной кислоты, а затем выбрасывают в атмосферу 21,Недостатком способа является то,что тепло химических реакций, протекающих при абсорбции, не используется,Цель изобретения " повышение экономичности процесса за счет использования тепла абсорбции.50 Поставленная цель достигается тем,что абсорбцию серного ангидрида изгазовои смеси водой или разбавленнойсерной кислотой ведут в противоточном режиме при давлении 4-50 ата итемпературе выходящей парогазовойсмеси 100-225 С с последующей очисткой последней от тумана серной кислоты.В данном способе носителем реакционнбго тепла является парогазоваясмесь, насыщенная парами воды, Очищенную в фильтруьлцем туманоуловителе парогазовую смесь с высокимтеплосодержанием паров воды охлаждают в поверхностном конденсатореэнергоносителем, циркулирующим череэ 15теплоиспользующую установку, Конденсат 1 воду),образующийся в поверхностном конденсаторе при охлаждении газовои смеси, возвращают на стадию абсорбции, чем обеспечивается снижение 20расхода воды на получение серной кислоты.Целесообразность выбранных интервалов давлений и температур парогазовой смеси объясняется следующими причинами. Ведение процесса при низкихотемпературах (менее 100 С) требуетбольшои поверхности конденсатора,а тепловая энергия в этом режимеимеет малую ценность. При высоких30температурах (выше 22. С ) пары кислоты диссоциируют, и возрастаюттрудности в реализации процесса,обусловленные опасностью проскокасерной кислоты в конденсатор и отсутствием стойких материалов, Дляобеспечения условий конденсациипаров воды, выходящая со стадииабсорбции парогазовая смесь должнанаходиться в состоянии, близкомк насьицению. Этим условием определяется предпочтительная область давлений для осуществления процесса поглощения серного ангидрида, котораянаходится в пределах 4-50 ата,П Р и ме Р 1 Газовую смесь со 45,держащую 505091,2 паров водыв количестве 47000 кг/ч при температуре 400 С и давлении 30 ата подаютв поглотительную колонну. На орошение поглотительной колонны попают5800 кг/ч свежеи воды при 20 С,28700 кг/ч конденсата из повеохностного конпенсатора при 180 С и030 кг/ч 55-ной серной кислоты при180 С из туманоуловителя 55Раствор, образующийся после смешения укаэанных тоех потоков, стекаясверху вниз, упаривается за счеттепла газового потока, а в нижней части насыщается сеоным ангидоидом. Изнижней части поглотительной колонны 40выводят 20-ный олеум в количестве39800 к г/ч пои 17 5 С. Паоогазоваясмесь в количестве 41700 кг/ч, выводимая из поглотительной колонны поитемпературе 220 С, содержит 79 па ров воды. В туманоуловителе выделяется 99.9 тумана сернои кислоты, а парогазовая смесь далее поступает в поверхностный конденсатоо, гле конденсируется 99,4 водяных паров. Иэ конденсатора выходит 13000 кг/ч парогазовой смеси при темпеоатуре 90 С и содержании водяных паров 2,4.оОхлаждение парогазовой смеси в повеохностном конпенсаторе осуществляют вопой которая нагревается при этом от 30 до 105 С. Нагретую воду в колиочестве 192000 кг/ч направляют в тепло- использующую установку. В конденсаторе парогазовая смесь отдает охлаждающей воде 14390 Мкал/м. Реализация этого тепла в котле-утилиэаторе позволит увеличить выход пара на 0,5. тна 1 т кислоты, что эквивалентно снижению себестоимости кислоты на 1,2 руб. на 1 т серной кислоты.П о и м е р 2. Газовую смесь в количестве 190900 кг/ч, содержащую 7 509, 2,2 паров воды, при 220 Си давлении 4 ата подают в поглотительную колонну. Сверху на орошениетремя потоками поступает 10800 кг/чводы при 20 С, 1770 кгч 15-нойосерной кислоты при 103 С и 36800 кг/чконденсата пои 90 С. Из нижнеи частиколонны выводят 44800 кг/ч 93-нойсерной кислоты. Выходящая из колонныпри 103 С парогазовая смесь в колиочестве 193700 кг/ч, содержащая 28паров воды, очищается от тумана серной кислоты в туманоуловителе и охлаждается в поверхностном конденсаоторе до 45 С. Охлаждающая вода вконпенсаторе нагревается с 30 до 80 С,и в количестве 450000 кг/ч направляется на теплоиспольэующую установку. Реализуемое тепло (22552 Мкал/ч)позволит увеличить выход пара на0,78 т / на 1 т сернои кислоты, чтоэквивалентно снижению себестоимостисернои кислоты на 1,87 руб, на1 т Н 2504.П р и м е р 3. Газовую смесь вколичестве 418520 кг/ч, содержащую3 50, 0,4 паров воды, при 170 Си давлении 50 ата подают в пйглотительную колонну. Сверху на орошениетремя потоками подают 21550 кг/ч воды при 25 С, 1741 кг/ч фильтрата 10-ной сернои кислоты при 159 Си 32730 кг/ч конденсата при 105 С.Из нижней части колонны выводят 55550 кг/ч 75-ной серной кислоты. Выходящая иэ колонны при 159 С в количестве 417250 кг/ч парогазовая ,смесь, содержащая 12 паров воды, очищается от тумана серной кислоты в туманоуловителе и охлаждаетсу в поверхностном конденсаторе до 60 С. Охлаждающая вода в конденсаторе на- гревается с 30 до 100 ОС и в количестве 396000 кг/ч направляется на теплоиспольэующую установку. Реализуемое тепло (27685 Мкал/ч) позволяет увели874608 О формула изобретения Составитель Л.ТемироваРедактор А.Мишкина Техред А.Бабинец Корректор М.Демчик Заказ 9237/36 Тираж 508 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская иаб.д. 4/5 филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4чить выход пара на 0,96 т на 1 т серной кислоты, что эквивалентно снижению себестоимости серной кислоты на 2,3 руб. на 1 т серной кислоты.Изобретение позволяет за счет утилизации тепла процесса снизить себестоимость получаемои серной кислоты от 1,2 до 2,3 руб. на 1 т серной кислоты. Способ абсорбции серного ангидрида из газовои смеси водой нли разбавленной серной кислотой в противоточ-ном режиме с последующей очисткой оттумана серной кислоты образующейсяпарогазовой смеси, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повьааения экономичности процесса за счетиспользования тепла абсорбции, процесс ведут при температуре выходящеи парогазовой смеси.100-225 С идавлении 4-50 ата. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 644726, кл. С 01 В 17/76, 1978.2. Промышленность удобрений. Информационный бюллетень. М., НИУИФ,1964, Р 2, с. 50.