Способ получения серной кислоты

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветснняСоцналнстнческняРеспублик р 1)983039(22) Заявлено 17.07.81 (21) 3319979/23-26с присоединением заявки НоС 01 В 17/765(23) Приоритет -Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийДата опубликования описания 23,12.82 ВВ.И.Тошинский, А.Г,Воротников, А.В.Шапка,В.И.Атрощенко, Б.Т.Васильев и А.С.Клепач.нХарьковский ордена Ленина политехнический йнстмзуа.им.В.И.Ленина(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ ФИзобретение относится к производ- ству минеральных кислот, в частности к способам получения серной кислоты контактным методом под давлением.5Известен способ получения серной кислоты контактным методом под давлением, путем осушки воздуха, утилизации тепла процесса сжигания серы, каталитического окисления двуокиси 10 серы в серный ангидрид, утилизации тепла реакции окисления двуокиси серы в серный ангидрид, абсорбции серного ангидрида с циркуляцией кислот между стадиями осушки и абсорбции с выводом продукционной кислоты со стадии осушки после десорбции поглощенной на стадии абсорбции непрореагировавшей двуокиси серы, утилизации энергии газа после стадии абсорбции 1 1.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ производства серной киопоты контактным методом, при высоком давлении, включающий осушку воздуха, сжи ганне серы в осушенном воздухе, ката-, литическое окисление полученной двуокиси серы в серный ангидрид с использованием тепла реакциииабсорбцию .серного ангидрида, отдувку продукци- ЗО онной кислоты от непрореагировавшей двуокиси серы в серный ангидрид с использованием тепла реакции, абсорбцию серного ангидрида, отдувку продукционной кислоты от непрореагировавшей двуокиси серы 2 1.Однако использование известных способов не позволяет интенсифицировать процесс каталитического окисления двуокиси серы, а кроме того не представляется возможным более полно использовать тепло реакции окисления и снизить расход катализатора, что снижает экономичность процесса.цель изобретения - повышение экономичности процесса за счет его интенсификации, более полного использования тепла реакции окисления и сни" жения расхода катализатора.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения сер" ной кислоты контактным методомпод давлением, включающему осушку воздуха, сжигание серы в осушенном воздухе, каталитическое окисление полученной двуокиси серы в серный ангидрид с ис" пользованием тепла реакции, абсорбцию серного ангидрида, отдувку продукционной кислоты от непрореагировавшей двуокиси серы, окисление дву 983039окиси серы на первой ступени осуществляют при 700-760 С под давлением 30-50 атм, а на второй ступени, -под давлением 6". 10 атм .при 390-430 С.Проведение процесса каталитического окисления в две ступени при указанных температурах и давлениях обусловлено тем, что увеличение давления выше 50 атм является нецелесообразным в связи с необходимостью приэтом .использования более сложного 10газотурбинного агрегата. увеличениеже температуры может привести к деэ"активации катализатора и тем самымк снижению степени контактирования, .что снизит эффективность процесса. 5Кроме того, утилизация газа свысокими энергетическими параметрами после первой ступени каталитического окисления в совокупности с утилизацией энергии газа после стадииабсорбции дает возможность полностьюкомпенсировать энергозатраты на компрессию воздуха, используя только газо-.вую турбину, исключив таким образомиэ тьхнологйческой схемы низкопроизводительную паровую турбину,П р и м е р 1. Атмосферный воздух, сжатый до 3 ат, направляют наосушку в сушильную башню, орошаемуюсерной кислотой. В процессе сушкивоздуха серной кислотой происходитдесорбция двуокиси серы иэ кислоты.После осушки воздух, сжатый до 30 ат,направляют в серную печь для сжигания серы. Образовавшиеся серусодержащие газы направляют на утилизациютепла путем охлаждения их в котлеутилиэаторе с получением энергетического пара. Охлажденный до 700 С, серусодержащий газ направляют на первую ступень каталитического окисления, осуществляемую под давлением30 ат и при 70.0 С. После первой ступени каталитического окисления серусодержащий газ направляют на утилизацию его энергии на первую ступень 45газовой турбины, где газ охлаждается до 390 С с понижением давлениядо 6 ат, а затем его направляют навторую ступень каталитического окисления, где процесс осуществляют поддавлением 6 ат и при 390 С. После второй ступени окисления и охлаждения до 200 фС газ, содержащий, в основном, серный ангидрид.с примесью двуокиси серы, подают на стадию абсорбции, где происходит поглощение серного ангидрида концентрированной серной кислотой.Серная кислота со стадии абсорбции поступает в сушильную башню для отдувки растворенной непрореагировавшей на второй стадии окисления двуокиси серы с выводом продукционной кислоты. Одновременно в сушильной башне происходит осушка воздуха. Часть отдутой кислоты после сушильной башни подается на орошение в абсорбционную колонну.Отходящий газ после стадии абсорбции под давлением 6 ат подогревают до 400 С в теплообменниках и направляют для утилизации его энергии во вторую ступень газовой турбины, где ,цавление понижается до 1 ат, а температура до 100 С. После этого газ направляют на выброс в атмосферу.П р и м е р 2. ПрОцесс получения продукционной серной кислоты осуществляют также, как в примере 1, за исключением того, что каталитическое окисление на первой ступени провоо дят под давлением 50 ат и при 760 С, ана второй - под давлением 10 ат и при 430 С.П р и м е р 3. Процесс получения продукционной серной кислоты осуществляют также, как в примере 1, за исключением того, что каталитическое окисление на первой стадии проводят под давлением 40 ат и при 730 С, а на второй - под давлением 8 ат и при 410 С.Во всех примерах осуществления способа степень конверсии составляет на первой ступени 70-75%, после двух ступеней степень контактирования 99,7-99,8, а общая степень конверсии после стадии абсорбции 99,99. В целях получения сравнительных данных приведены испытания по известному способу при оптимальных, режимных параметрах.Результаты испытаний приведены в таблице.983039 Способ Показатели Общее времяконтактирования Утилизация энергии сжатого технологического газа,Общий расход катализатора,кг/т В газовой , В паровойтурбине турбине Предлагаемый По режиму примера 1О, 0113 0,024 100 О По режиму примера 20,018 0,0110 100 0 По режиму примера 30,0111 0,020 100 Известный 0,014 0,08 60,0 формуЛа изобретения Составитель Л.ТемироваТехред С.Мигунова Корректор А.ференц Редактор Н.Рогулич Заказ 9822/25 Тираж 509 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и .открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб, д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как следует из таблицы, предлагае- З 0 мый способ в сравнении с известным позволяет сократить время коитактирования в 3-4 раза, уменьшить расход катализатора на 15, утилизировать энергию сжатого технологического газа только в газовой турбине 100 ), в то время, как согласно известному способу укаэанная утилизация достигается на 40 в газовой и на 60 в паровой турбине.40Предлагаемый спбсоб отличается также от известного и позволяет исключить из производства природный газ для подогрева газа после стадии аб" сорбции перед подачей их в газовую турбину, снизить на 5-.20 расход применяемого катализатора и упростить технологическую схему эа счет исключения стадии выделения трехокиси серы между ступенями контактирования и исключения из схемы узла подогре- "50 ва газа после стадии абсорбции.Экономия от изобретения составит около 400 тыс.руб только за счет снижения расхода катализатора й экономии природного газа. 55 Способ получения серной кислоты,под давлением, включающйй осушкувоздуха, сжигание серы в осушенномвоздухе, каталитическое окисление полученной двуокиси серы в серный ангидрид с использованием тепла.реакции, абсорбцию серного ангидрида,отдувку продукционной кислоты от непрореагировавшей двуокиси серы, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности процесса за счет его интенсиФикации, болееполного использования тепла реакцииокисления и снижения расхода катализатора, окисление двуокиси серы напервой ступени осуществляют при700-760 фС под давлением, 30-50 атм,а на второй ступени - под давлением 6-10 атм при 390-4300 С.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СССР М 784750,кл. С 01 В 17/76, 1980.2. Патент США Р 3455652,кл. 23-168, 1969.