Способ окисления двуокиси серы в трехокись серы

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсникСоциалистическихРеспубяик щ 994400(51)М. Кл. С 01 В 17/76 тесуавРстеевныв кемвтет ФМР пв аелем втебретеви и етавытнй-1 (Институт катализа Сибирского отделения АН С Р ;:.,:.: - -.г; - ,,окисления двуокиси серы в трехокисьсеры при высоких начальных концентрациях двуокиси серы и может бытьиспользовано в производстве серной5кислоты.Известен способ каталитическогоописания двуокиси серы, которыйосуществляют в стационарном режиме в нескольких последовательно рас- оположенных адиабатических слояхкатализатора и промежуточным охлаждением реакционной смеси 111,Этот способ позволяет перерабатывать газ с начальным содержаниемдвуокиси серы не выше 123 и требует значительных капитальных затратна сооружение реактора,Известен также способ получениятрехокиси серы путем окисления дву" 20окиси серы кислородом воздуха приповышенной температуре в адиабатическом реакторе с несколькими слоя-ми катализатора, где промежуточное 2охлаждение реакционной смеси осущест-. вляют между слоями катализатора, а стабилизацию наивысшей допустимой температуры реакционной смеси проводят на выходе из первого слоя катализатора путем раздельного или одновременного изменения температуры и количества реакционной смеси на входе в первый слой, Температура реакционной смеси на входе в первый слой кат тализатора составляет ИОС и увеличивается к выходу иэ слоя21.Этот способ позволяет перерабатывать гаэ с содержанием двуокиси серы до 12 об. и требует сложной системы автоматического управления процессом,Целью изобретения является упрощение и интенсификация процесса каталитического окисления двуокиси серы в трехокись.Поставленная цель достигается тем, что каталитический процесс окисления двуокиси серы в непод4казывают профили температур по длине слоя в моменты времени й =5 мин и й.=76 мин. При 1=76 мин переключают место ввода реакционной смеси на точку, соответствующую 1 =., Линии 4 и 5 показывают профили температур в моменты времени с=81 мин, .й =152 мин. При достижении температуры на выходе из слоя 420 С (линия 5): переключают подачу реакционной смеси в место с координатой0. Профили температур в последующие моменты времеии с= 157 мин, с = 228 мин показаны на фиг. 1 линиями 6 и 7. В момент времени с =233 мин снова переключают место ввода реакционной смеси на противоположное и т.д. Продолжительность одного цикла 1 ч 20 мин. Средняя эа цикл степень превращения двуокиси серы,. в трехокись серы достигает 98,0, что эквивалентно работе реактора с пятью адиабатическими слоями катализатора в стационарном режиме по известному способуП р и м е р 2, Реакционную смесь, образующуюся при сжигании сернистого колчедана и состоящую из 7,54 двуокиси серы, 10,5 кислорода и 824 азота подают в реактор с одним адиабатическим слоем катализатора высотой 1,7 м. Линейная скорость реакционной смесио 0,17 нм/с, температура смеси 150 С. На фиг. 2 приведены профили температур Т по длине слоя катализатора 1 в различные моменты времени т До ввода реакционной. смеси в реактор слой катализатора раэогрет до температуры 520 фС (прямая 1), Линии 2 и 3 соответственно показывают профили температур по длине слоя в моменты времени й =.10 мин и т. =121 мин, Прий 121 мин переключают место ввода реакционной смеси. Линии 4 и 5 показывают профили температур в момент времени й =130 мин и с = 224 мин. При достижении температуры на выхо" де из слоя катализатора 420 С (линия 5) переключают подачу реакционной смеси и т,д. Продолжительность одного цикла после установления периодического режима 1 ч 50 мин, Средняя эа цикл степень превращения двуокиси серы в трехокись =еры достигает 98,5 ФП р и м е р 3. Аналогичен примеру1, отличается тем, что процесс осуществляют при температуре смеси на входе в слой катализатора 200 С. В этом случае переключение направле 3 994400вижном слое катализатора проводят внестационарном режиме при циклическом попеременном изменении местввода и вывода реакционной смеаи изслоя катализатора при длительностицикла 10-200 мин и при этом начальную температуру реакционной смесиподдерживают в пределах 20-200 С взависимости от начального составасмеси и требуемой продолжительносги цикла,При цимлическом осуществлении процесса благодаря тепловой емкостикатализатора температура реакцион,ной смеси уменьшается к выходу из , . %слоя, что обеспечивает поддержаниережима, близкого к оптимальному.свысокими, степенями превращения в одном слое катализатора.Предлагаемый способ позволяет 20окислить,в одном слое катализаторадо 154 об. двуокиси серы при заданных начальных температурах реакционной смеси и газы с более высокой концентрацией двуокиси серы в нескольких последовательно расположенныхадиабатических слоях катализатора сдобавлением кислорода или какой-либодругой кислородсодержащей смеси креакционному газу между слоями. 30В предлагаемом способе проведениякаталитического процесса максимальная температура не превышает максимально допустимую по условиям термостойкости катализатора и начальнаятемпература реакционной смеси постоян.на, что не требует разработки сложной системы автоматического управления процессом.П р и м е р 1. Реакционную смесь,40образующуюся при сжигании серы исостоящую из 12 двуокиси серы, 10кислорода и 791 азота подают в реакттор с одним адиабатическим слоем катализатора.4Высота слоя катализатора 1,7 м, .линейная скорость реакционной смесио0,17 нм/с, температура смеси 20 С.На фиг. 1 приведены профили температур Т по длине слоя .йаталиэато- Юра 1 в различные моменты времени йдля указанных выше условий работы.До ввода реакционной смеси в реактор при с =О слой катализатора разог"орет до температуры 520 С (прямая 1). ЫВ момент времени с =0 в слой вводят1мре а кци онную смес ь с температурои20 С, Линии 2 и 3 соответственно поФ59944 ния подачи реакци 6 нной смеси в реактор проводят при температуре на выходе из слоя катализатора 520-530 С. Продолжительность цикла б 0 мин. Средняя за цикл степень превращения дву- % окиси серы в трехокись серы 98,5. П р и м е о 4, Аналогичен примеру 1, .отличается тем, что процесс осуществляют при высоте слоя катализатоа ра,3 м и линейной скорости реакцион- - ной смеси 0,13 нм/с. Продолжительность цикла 190-200 юн. Средняя за цикл степень превращения двуокиси серы,98,0,Б П р и м е р 5, Аналогичен примеру 1, ютличается тем, что процесс осуществляют при высоте слоя катализатора 0,8 м. Продолжительность26 цикла 10 мин. Средняя эа цикл степень превращения двуокиси серы в трехокись серы достигает 98;0-98,53 00 6формула изобретения1. Способ окисления двуокиси серы .в трехокись серы в одном или несколь"ких последовательно расположенныхслоях катализатора, о;т л и ч а ю - .щ и й с я тем, что, с целью упрощения и интенсификации процесса, окисление двуокиси серы осуществляют прициклическом попеременном изменениимест ввода и вывода реакционной сме- .си из слоя катализатора при длитель-.ности цикла 10"200 мин2. Способ по и, 1, о т л и ч .а-ю" .:.щ и й с я тем, что температуру ре- :акционной смеси на входе в слой .ка"тализатора поддерживают 20-200 ф"С.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Справочник сернокислотчика."Хямия", И., 1971. с.559-570.2. Авторское свидетельство СССРУ 301985, кл. С 01 В 17(76,.13.04.64,994400 уо к Бутяг одписное Заказ 134/12 ВНИИПИ Государ по делам и 113035, МоскваТираж 469 ственного комитета зобретений и открыт В, Раувская наю д. 4/5 пиал ППП, "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Составитель А. Видяедактор Е. ЗубиетоваТехред Н. Тепер