Способ получения серного ангидрида

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОГО АНГИДРИДА КЗ отработанной серной кислоты, включаюпщй подачу исходной кислоты на поверхность расплава-окислителя , содержащего пиросульфат калия и пятиокись ванадия, при 45060о С , отличающийся тем, что, с целью предотвращения застывания расплава и накопления кокса в зоне подачи, кислоты, исходную кислоту подают на движущуюся в реакционную зону поверхность расплава при удельной нагрузке по кислоте до 2,0 м/ЧМ движущейся поверхности расплава и линейной скорости движения расплава в зоне подачи кислоты 0,2-1,4 м/с.g

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОО.В

РЕСПУБЛИК (1% (П) l -..

ggg С 01 В 17 74

Ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР (:

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф\

° °

ЮЮ (21 ) 3436405/23-26 (22) 13.05 ° 82 (46) 30 . 08.83. Бюл. 9 32 (72) Б.Е.Шенфельд, Е . A.Eðìàêoâ q

Л. Г. Тархов, A.Ã.Хлуденев, С.Ф.Гагарин и A.A.Ñþðêàåâ (71) Пермский политехнический институт и Институт механики сплошных сред Уральского научного центра AH СССР

-(53) 661.257(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 688427, кл. С 01 В 17/90, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 789387, кл. С 01 В 17/90, 1980. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕН ИЯ СЕРНОГО

АНГИДРИДА из отработанной серной кислоты, включающий подачу исходной кислоты на поверхность расплава-окислителя, содержащего пиросульфат калия и пятиокись ванадия, при 450600С, отличающийся тем, что, с целью предотвращения застывания расплава и накопления кокса в зоне подачи, кислоты, исходную кислоту подают на движущуюся в реакционную зону поверхность расплава при удельной нагрузке по кислоте до

2,0 м/ч м2 движущейся поверхности расплава и линейной скорости движения расплава в зоне подачи кислоты

0,2-1,4 м/с.

1038279

Изобретение относится к химической технологии регенерации отработанной серной кислоты и может быть использовано на предприятиях, имеющих, отходы, включающие органические примеси,например при регенерации отработан- 5 ной серной кислоты (ОСК) процесса сернокислотнога алкилирования в сре де расплавов окислителей.

Известен способ регенерации ОСК при контактировании ее при 459 -600 C 10 с расплавом-окислителем, содержащим пиросульфат калия и пятиокись ванадия, в котором кислоту и воздух одновременно барботируют через расплав (1) .

Недостатком данного способа является трудность подвода кислоты под слой расплава, поскольку в подводящей трубе происходит образование кокса, вследствие разложения при нагревании органических примесей, содержащихся в исходной кислоте.

Наиболее близким является способ получения серного ангидрида из отработанной серной кислоты, в котором сырье непрерывной струей подается по оси подводящей трубы на зеркало расплава окислителя, содержащего пиросульфат калия и пятиокись ванадия при 450-600ОC уровень которого ,поддерживается давлением воздуха, З0 подаваемого совместно с сырьем, на нижнем срезе .подводящей трубы.

При осуществлении известного способа предотвращается закоксовывание подводящей трубы и обеспечивается подвод кислоты под слой расплава. При этом в месте попадания струи кислоты на зеркало расплава при высоких температурах происходит интенсивное испарение кислоты, сопровождаю- 4О щееся ее разложением (2) .

Процессы испарения и разложения ) являются сильно эндотермичными, поэтоМУ при больших расходах кислоты температура поверхности расплава в месте попадания кислоты становится ниже температуры застывания, вследствие чего на нижнем срезе подводящей трубы образуются настыли, препятствующие подводу кислоты и воздуха в слой расплава, что и является основным недостатком известного способа. Появление настылей способствует также накоплению в нижней части подводящей трубы кокса, образующегося при испарении ОСК, поскольку затруднено 5з попадание.:его в слой расплава реакционной зоны. Локальное застывание расплава в месте попадания ОСК и накопление кокса в зоне подачи кислоты приводят к нарушению нормальной @) работы реактора.

Цель изобретения - предотвращение, застывания расплава и накопления коАа в зоне подачи кислоты. 65

Указанная цель достигается.тем, что в способе получения серного ангидрида иэ отработанной серной кислоты, например ОСК алкилирования, включающем непрерывную подачу исходной кислоты на поверхность расплава-окислителя, содержащего пиросульфат калия и пятиокись ванадия, и взаимодействие продуктов испарения кислоты с расплавом при 450-600ОС, исходную кислоту подают на движущуюся в реакционную зону поверхность расплава при удельной нагрузке по кислоте до 2,0 м/ч.м движущейся поверхности расплава и линейной скорости движения расплава в зоне подачи кислоты 0,2-1,4 м/с.

Направленное движение расплава в зоне подачи кислоты создается за счет циркуляции расплава в реакторе.

Перемещение расплава в обратном направлении из реакционной зоны в зону подачи кислоты, может производиться путем газлифтной циркуляции, либо с помощью насоса. Благодаря направленному движению расплава в зоне подачи кислоты, поверхность

его, соприкасающаяся с подаваемой сверху кислотой, непрерывно обновляется и локального застывания расплава при попадании кислоты на его поверхность не происходит. Не наблюдается также накопления кокса на поверхности расплава в зоне подачи кислоты. Кокс, образовавшийся при разложении отработанной серной кислоты, вместе с движущимся слоем расплава попадает в реакционную зону, где происходит полное окисление кокса с образованием газообразных продуктов. За счет протекания экзотермических реакций в реакционной зоне расплав, возвращающийся в зону подачи 0СК, имеет температуру выше температуры застывания.

Удельная нагрузка по отработанной кислоте должна быть не более 2 м /ч м движущейся поверхности расплава при линейной скорости движения расплава в зоне подачи кислоты О, 21,4 м/с. Скорость движения расплава менее 0,2 м/с недостаточна для непрерывного перемещения плавающего на поверхности кокса из зоны подачи кислоты в реакционную зону, кокс постепенно накапливается на поверхности расплава . Для создания скорости движения расплава в зоне подачи кислоты более 1,4 м/с необходимо обеспечить высокую кратность циркуляции расплава, что связано со значительными затратами энергии. Увеличение удель ной нагрузки по отработанной кислоте. свыше 2 м/ч м приводит к локаль1, 2 ному застынанию поверхности расплава в месте попадания кислоты.

Пример 1. Исходным серьем является оюработанная серная кислота

1038279

Составитель J1.Òåìèðîâà

Техред N. Гергель Корректор A.Èëüèí

Редактор Н.Ковалева

Тирам 471 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6131/22

Филиал ППП "Патент", r.Óêãîðîä, ул. Проектная, 4 процесса сернокислотного алкилирования состава, вес.Ъ Н2504(моногидрат) 84,0; Н2О - 11,0; органичес кие примеси 4,8; минеральные приме» си 0,2. Исходную кислоту непрерывно подают на движущуюся из эоны подачи кислоты в реакционную зону поверхность расплава-окислителя, содержащего

70 вес.Ъ пиросульфата калия и 30% пятиокиси ванадия. Удельная нагрузка по кислоте составляет 1,9 м /ч м !О

2 движущейся поверхности расплава, линейная скорость движения расплава в зоне подачи кислоты 0,8 м/с. Перемещение расплава в аппарате осуществляют путем гаэлифтной циркуляции. . )5

Воздух подают в 1,5-кратном избытке по отйошению к стехиометрически необходимому для окисления органических примесей, содержащихся в кислоте. В реакционной зоне продукты ис- О парения кислоты контактируют .с расплавом при 620оС благодаря чему дос" тигается полное окисление органических примесей и разложение серной кислоты с образованием сернистого газа, пригодного для дальнейшей переработки по методу мокрого катализа.

При ддительной (120 ч) работе установки не происходит застывания поверхности расплава в зоне подачи кислоты и накопления кокса.

Пример 2. Условия те же, что, и в примере 1. Удельная нагрузка по кислоте составляет 0,5 м /ч.м, ли- нейная скорость движения расплава в 3S зоне подачи кислоты 1,3 м/с. Застывания расплава и накопления кокса в зоне подачи кислоты не наблюдает»

1 ся, однако гидравлическое сопротивление аппарата возрастает в ЗО,4 раза.

Пример 3. Условия те же, что в примере 1. Удельная нагрузка по кислоте составляет 2,4 м /ч м, .

3, 2 линейная скорость движения расплава в зоне. подачи кислоты 1,1 м/с. Вследствие высоких удельных нагрузок по кислоте происходит локальное застывание поверхности расплава в зоне подачи кислоты, приводящее к нарушению циркуляции расплава в аппарате, изменению температурного режима ггроцесса, накоплению кокса в зоне подачи кислоты, и в конце концов процесс регенерации кислоты осуществить не удается. Процесс прекращают через

5 ч после начала работы. Пример 4. Условия те же, что и в примере 1. Удельная нагрузка по кислоте составляет 0,9 м/ч м, Я линейная скорость движения расплава в зоне подачи кислоты 0,1 м/с.Вследствие малой скорости движения расплава образующийся кокс накапливается на поверхности расплава в зоне подачи кислоты и не попадает в слой расплава реакционной зоны. Окисление органических примесей, содержащихся в отработанной кислоте, не достига,ется. Процесс прекращают через 11 ч

|после начала работы. . Предлагаемый способ позволяет предотвратить застывание расплава и накопление кокса в зоне подачи кислоты при достаточно высоких удельных нагрузках по отработанной кислоте и осуществить бесПеребойное проведение процесса разложения ОСК при полном окислении органических примесей.