Способ получения серной кислоты

Способ получения серной кислоты

Реферат

 

Изобретение относится к нитрозному методу получения серной кислоты и может быть использовано для очистки газообразных отходов, содержащих сернистый ангидрид. Способ заключается в окислении сернистой кислоты чистым кислородом в присутствии оксидов азота под давлением 1-2 атм и при температуре 30-120°С, при этом указанные условия процесса поддерживают, регулируя концентрацию сернистой кислоты, поступающей на окисление, скоростью реакции управляют посредством изменения концентраций газовой смеси внутри реактора.

Изобретение относится к способам получения серной кислоты и может использоваться для очистки отходов, содержащих сернистый ангидрид.

Известен нитрозный способ получения серной кислоты.

Из известных способов наиболее близким является способ получения серной кислоты окислением сернистого газа кислородом, отличающийся тем, что с целью увеличения производительности процесса, повышения концентрации получаемой серной кислоты, использования в качестве сырья газа с низким содержанием сернистого газа процесс ведут при повышенном давлении в водной среде или слабой серной кислоте в присутствии окислов азота (а.с. N 220242, кл. C 01 B 17/82, 1979). Осуществление этого способа предусматривает сжижение или сжатие сернистого ангидрида. Процесс ведут при температуре 80-180^oC и давлении 10-80 атм.

Недостатком его являются жесткие условия протекания, что ограничивает возможности применения этого способа для утилизации сернистого ангидрида из мелких и средних техногенных источников.

Цель изобретения - утилизация сернистого ангидрида и использование его для получения серной кислоты из техногенных источников, в которых применение других способов экономически нецелесообразно, а также уменьшение теплового загрязнения атмосферы.

Цель достигается тем, что процесс ведут при давлении 1-2 атм и температуре 30-120^oC, указанные условия протекания поддерживают, регулируя концентрацию сернистой кислоты, поступающей на окисление (за счет энергии, выделяющейся в результате осуществления реакций), скоростью реакции управляют посредством изменения концентрации компонентов газовой смеси внутри реактора.

Способ включает стадии охлаждения отходящего газа, растворение сернистого ангидрида в воде и окисления образовавшейся сернистой кислоты в серную путем подачи в реактор кислорода и азотной кислоты.

Заявленный способ получения серной кислоты осуществляется с использованием химических реакторов с механическим диспергированием газа в жидкости (группа РМ) периодического действия двух типов: 1 ГРМС (с мешалкой в свободном объеме); 2 ГРМЦ (с мешалкой в циркуляционном корпусе).

Осуществление заявленного способа требует герметизации химических реакторов с целью поддержания определенного состава газовой фазы реагирующих веществ. Поэтому в конструкции обоих реакторов внесены незначительные изменения, связанные с необходимостью предотвращения утечки газа. В реакторе ГРМС (с мешалкой в свободном объеме) закрыто отверстие в крышке. В реакторе ГРМЦ (с мешалкой в циркуляционном контуре) удален узел выносного сепаратора.

Условия проведения реакции находятся в диапазоне указанных давлений и температур. Конкретный режим проведения действий рассчитывается с учетом термодинамических параметров реактора и следующих переменных: а) концентрация сернистой кислоты, поступающей на окисление; б) концентрация компонентов газовой фазы внутри реактора; в) время пребывания веществ в химическом реакторе.

Пример. В закрытый сосуд, заполненный кислородом, влили 5 мл концентрированной азотной кислоты, а затем 1 л раствора сернистого ангидрида в воде (сернистая кислота) с массовой долей SO₂, равной 10,1%. Реакционную смесь перемешивали магнитной мешалкой и одновременно вводили в сосуд кислород до тех пор, пока газовая фаза не приобрела устойчивую желто-коричневую окраску, что свидетельствует о полном окислении сернистой кислоты. Образовавшаяся жидкость являлась серной кислотой (не обеспечивала бромную воду и перманганат калия) и имела плотность d= 1,08, что соответствует концентрации 12,96%.

Формула изобретения

Способ получения серной кислоты окислением сернистой кислоты чистым кислородом в присутствии оксидов азота, отличающийся тем, что процесс ведут при давлении 1 - 2 атм и температуре 30 - 120^oС, указанные условия поддерживают, регулируя концентрацию сернистой кислоты, поступающей на окисление, скоростью реакции управляют посредством изменения концентрации компонентов газовой смеси внутри реактора.