Способ получения серной кислоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскня

Соцналнстнческня

Республик р1)983039 (61) Дополнительное к авт. свид-ву1 рцМ g+ з (22) Заявлено 170781 (21) 3319979/23-26 с присоединением заявки ЙоС 01 В 17/765 (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 2 1282. Бюллетень М 47 (ЩУДК бб1.257 (088.8) Дата опубликования описания 231282

-В.И.Тошинский, A.Ã.Âoðîòíèêîâ, А.В.Шапка, B.И.Атрощенко, Б.Т.Васильев и A.Ñ.Êëåïà÷ 1

) р4

f t, 1

Харьковский ордена Ленина политехнический и мзус им.В.И.Ленина

""",Х (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Ф

Изобретение относится к производству минеральных кислот, в частности к способам получения серной кислоты контактным методом под давлением.

Известен способ получения серной кислоты контактным методом под давлением, путем осушки воздуха, утилизации тепла процесса сжигания серы, каталитического окисления двуокиси 1п 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 j ..

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ производства серной киолоты контактным методом, при высоком давлении, включающий осушку воздуха, сжигание серы в осушенном воздухе, ката-, литическое окисление полученной двуокиси серы в серный ангидрид с использованием тепла реакциииабсорбцию .серного ангидрида, отдувку продукци- З0 онной кислоты от непрореагировавшей двуокиси серы в серный ангидрид с использованием тепла реакции, абсорбцию серного ангидрида, отдувку продукционной кислоты от непрореагировавшей двуокиси серы(21.

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 снижения расхода катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения серной кислоты контактным методом под давлением, включающему осушку воздуха, сжигание серы в осушенном воздухе, каталитическое окисление полученной двуокиси серы в серный ангидрид с использованием тепла реакции, абсорбцию серного ангидрида, отдувку продукционной кислоты от непрореагировавшей двуокиси серы, окисление дву983039 окиси 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 ука- занных температурах и давлениях обусловлено тем, что увеличение давления выше 50 атм является нецелесообразным в связи с необходимостью при этом .использования более сложного 10 газотурбинного агрегата. увеличение же температуры может привести к дезактивации катализатора и тем самым к снижению степени контактирования, что снизит эффективность процесса. !5

Кроме того, утилизация газа с высокими энергетическими параметрами после первой ступени каталитического окисления в совокупности с утилизацией энергии газа после стадии абсорбции дает возможность полностью компенсировать энергозатраты на компрессию воздуха, используя только газо-. вую турбину, исключив таким образом иэ т хнологйческой схемы низкопроиз- 25 водительную паровую турбину.

Пример 1. Атмосферный воздух, сжатый до 3 ат, направляют на осушку в сушильную башню, орошаемую серной кислотой. В процессе сушки воздуха серной кислотой происходит десорбция двуокиси серы иэ кислоты.

После осушки воздух, сжатый до 30 ат, направляют в серную печь для сжигания серы. Образовавшиеся серусодержащие газы направляют на утилизацию тепла путем охлаждения их в котле утилиэаторе с получением энергетического пара. Охлажденный до 700 С, серусодержащий газ направляют на первую ступень каталитического окисле- 40 ния, осуществляемую под давлением

30 ат и при 70.0 С. После первой ступени каталитического окисления серусодержащий газ направляют на утилизацию его энергии на первую ступень 45 газовой турбины, где газ охлаждается до 390 С с понижением давления до 6 ат, а затем его направляют на вторую ступень каталитического окисления, где процесс осуществляют под давлением 6 ат и при 390 С.

После второй ступени окисления и охлаждения до 200 С 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 Ь 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.

Пример 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, а на второй — под давлением 10 ат и при 430 С.

Пример 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 99,7-99,8Ъ, 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 время контактирования

Утилизация энергии сжатого технологического газа,В

Общий расход катализатора, кг/т

В газовой, В паровой турбине . турбине

Предлагаемый

По режиму примера 1

0,0113

0,024

100

По режиму примера 2

0 018. 0,0110

100

По режиму примера 3

0,0111

0,020

100

Известный

%0,0

0,014

0,08

60,0

Формупа изобретения

Составитель Л.Темирова

Техред С.Мигунова Корректор А.Ференц

Редактор Н.Рогулич

Заказ 9822/25 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как следует из таблицы, предлагае- 3Q мый способ в сравнении с известным позволяет сократить время контактирования в 3-4 раза, уменьшить расход катализатора на 15%, утилизировать энергию сжатого технологического газа только в газовой турбине (100t ), в то время, как согласно известному способу укаэанная утилизация достигается на 40% в газовой и на 60% в паровой турбине.

Предлагаемый 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 1,5-.203 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 и экономии природного газа. 55

Способ получения серной кислоты ,под давлением, включающйй осушку воздуха, сжигание серы в осушенном воздухе, 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 шийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса за счет его интенсификации, более полного использования тепла реакции окисления и снижения расхода катализатора, окисление двуокиси серы на первой ступени осуществляют при

700-760 С под давлением. 30-50 атм, а на второй ступени — под давлением 6-10 атм при 390-430ОC.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР 9 7&4750, кл. С 01 В 17/76, 1980.

2. Патент США Р 3455652, кл. 23-168 1969.