Регенерация энергии при производстве серной кислоты

Регенерация энергии при производстве серной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к регенерации энергии в производстве серной кислоты и, в частности, к повышенной регенерации энергии, высвобождаемой при поглощении влажного SO₃ серной кислотой. Кроме того, настоящее изобретение относится к регулированию образования тумана при поглощении SO₃ и содержания тумана серной кислоты в потоке газа, выходящего со стадии поглощения SO₃ в способе, в котором энергия, высвобождаемая при поглощении SO₃, регенерируется из поглощающей кислоты в полезном виде.

Двадцать пять лет назад была разработана технология регенерации в полезном виде тепла, высвобождаемого, при поглощении SO₃ серной кислотой. До того времени тепло, выделяемое при поглощении, нельзя было регенерировать в каком-либо полезном виде, кроме повторного использования для центрального отопления, поскольку проблемы материалов конструкции ограничивали температуру, при которой абсорбер SO₃ мог бы работать. Охладители поглощенной кислоты, изготовленные из нержавеющей стали, обычно эксплуатировались при максимальной температуре на входе около 110°С.

В патентах США №№4576813 и 4670242 описаны способы, в которых абсорбер SO₃ и охладитель поглощающей кислоты могли бы эксплуатироваться при температурах 120°С и выше, путем поддерживания силы потока серной кислоты, выходящего из абсорбера, в концентрации 98,5% или выше, предпочтительно 99% или выше, и регенерации тепла, высвобождающегося при поглощении,

в теплообменнике, в котором поверхности теплопередачи, смачиваемые кислотой, были изготовлены из, должным образом подобранных сплавов Fe/Cr.

В способах, описанных в патентах США №№4576813 и 4670242, серу сжигают в сухом воздухе для получения потока сухого газа, несущего SO₂, содержащего избыток кислорода, и поток SO₂ пропускают через преобразователь для получения потока, несущего SO₃ сухого газа, который направляют в абсорбционную башню, где осуществляют его контакт с серной кислотой для высокотемпературного поглощения SO₃. Осуществляют циркуляцию поглощающей кислоты из высокотемпературной башни, обычно называемой «теплорегенерационной башней», через внешний кожух и трубный теплообменник, состоящий из труб, изготовленных из соответствующего сплава Fe/Cr. В теплообменнике тепло отбирается жидким теплоносителем и регенерируется в полезном виде. При промышленном осуществлении способов, описанных в патентах США №№4576813 и 4670242, тепло, отобранное из поглощающей кислоты, создает поток среднего давления, который является полезным для генерирования энергии и/или в операциях совмещенных способов.

Обычно высокотемпературный абсорбер действует как промежуточная башня, из которой поток SO₂, обедненный по SO₃, возвращают на дополнительную стадию преобразователя для получения потока газа SO₃, который затем направляют в конечную абсорбционную башню. Для того чтобы максимально увеличить регенерацию SO₃ и минимизировать туман серной кислоты, конечную абсорбционную башню обычно эксплуатируют при относительно умеренной температуре, например, приблизительно 80°С.

В патенте США №5118490 описывается регенерация тепла, высвобождающегося при поглощении SO₃ из «влажного газа». В способе, описанном в патенте США №5118490, SO₃ получают путем превращения потока SO₂, который в свою очередь получали путем сжигания серы с окружающим воздухом, который не пропускали через сушильную башню для удаления водяного пара. Таким образом, парциальное давление водяного пара в потоке SO₃ отражает влажность окружающего воздуха, разбавленного газами оксида серы, образующимися при горении.

В патенте США №5130112 описывается способ, в котором энергию, высвободившуюся при операции поглощении SO₃, повышали путем ввода пара в поток конверсионного газа SO₃ перед поглощением. После ввода пара конверсионный газ предпочтительно пропускают через экономайзер, предпочтительнее, конденсирующий экономайзер, перед вводом в абсорбер. В соответствии с общим раскрытием, соотношение пара, который вводят в поток газа, может варьироваться до 1,05 моля на моль SO₃. В основном рабочем примере ввод пара повышает температуру потока газа SO₃ на приблизительно 30°С, в теплорегенерационной абсорбционной зоне температура этого потока в конденсирующем экономайзере снижается почти на 100°С. В примере 2 описывается испытание на коррозию, проведенное на опытной установке, в которой путем ввода пара подавали 100% разбавляющей воды для теплорегенерационной башни.

В патенте США №5538707 описывается способ регенерации тепла, высвобождающегося при поглощении SO₃, в котором концентрация кислоты, выходящей из абсорбера, контролируется путем регулирования скорости ввода пара в поток конверсионного газа SO₃, поступающего в абсорбционную зону. Настоящее изобретение относится к управлению способом, главным образом, в целях минимизации коррозии теплообменника для поглощающей кислоты. При описании преимуществ способа, заявляемых в патенте США №5538707, этот способ противопоставляют гипотетической альтернативе, в которой 100% разбавляющей воды получают во влажном технологическом газе. Последний вариант подвергают критике как делающий невозможным управление концентрацией кислоты намного выше азеотропной концентрации, т.е., от 98,8% до 99,2%, с последующими неблагоприятными коррозионными воздействиями.

В патенте США №4996038 описывается способ, в котором разбавляющую воду могут добавлять как пар в циркулирующую кислоту, необязательно, в башне. Как в патенте США №4996038, так и в патенте США №5538707 описывается регенерация тепла в абсорбционной башне, содержащей первичную абсорбционную зону, в которую первоначально вводят поток газа SO₃, и вторичную абсорбционную зону, над первичной зоной, в которой поток газа охлаждают, и остаточный SO₃ регенерируют.

Ввод пара в поток конверсионного газа SO₃, поступающего в теплорегенерационную башню, практиковался в США в промышленных масштабах. Из-за различных проблем, включая коррозию теплообменника для поглощающей кислоты и образования кислотного тумана, самое высокое отношение разбавляющей воды, обеспечиваемой вводом пара в конверсионный газ, было ограничено на промышленных предприятиях США на приблизительно 33%.

Независимо от того, усиливается ли регенерация энергии вводом пара в конверсионный газ, поступающий в абсорбер, потенциал образования тумана серной кислоты в потоке газа обычно усиливается работой абсорбера SO₃ при высокой температуре для регенерации тепла, высвобождаемого при поглощении, в полезном виде. Работа при высокой температуре повышает равновесные концентрации SO₃, серной кислоты и водяного пара в потоке газа. По мере охлаждения газа при протекании, в режиме противотока по отношению к поглощающей кислоте в абсорбере, и в канале для потока газа после выхода газа из абсорбера серная кислота конденсируется в мелкие капли в потоке газа. Остаточный SO₃ объединяется с водой в потоке газа с образованием дополнительных количеств пара серной кислоты, который конденсируется с образованием дополнительного тумана. При работе, как с сухим, так и с влажным газом, включая без ограничения ввод пара, туман представлял собой сложную и зачастую трудноразрешимую проблему. Если теплорегенерационный абсорбер действует как промежуточный абсорбер, туман в выходном потоке газа может осаждаться на поверхностях, расположенных далее, вызывая при этом значительную коррозию. Если теплорегенерационный абсорбер действует как конечный абсорбер, поток газа, выходящий из абсорбера, выбрасывается в атмосферу, где туман серной кислоты становится загрязняющим веществом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В предлагаемых контактных способах производства серной кислоты получают повышенную регенерацию энергии из абсорбционной зоны, в которой SO₃ поглощается серной кислотой. Энергию регенерируют в полезном виде, например, как промежуточный пар под давлением. Повышенной регенерации энергии добиваются при сохранении борьбы с коррозией на поверхностях теплообменников, смачиваемых поглощающей кислотой, и без чрезмерного или недопустимого образования кислотного тумана. Количество промежуточного пара под давлением, которое можно получить из контура поглощения, может быть значительно повышено, например, вплоть до 25% или более, по сравнению с промышленными способами, в которых не более чем 33% разбавляющей воды подавалось в виде водяного пара, содержащегося в потоке газа, поступающего в абсорбер.

Вкратце, настоящее изобретение относится к способу производства серной кислоты, в котором осуществляют контакт кислородосодержащего газа с осушителем для получения осушенного кислородосодержащего газа. Серу и осушенный кислородосодержащий газ подают в зону горения. Содержание кислорода в кислородосодержащем газе, который подают в зону горения, находится в стехиометрическом избытке относительно серы, подаваемой в эту зону. Серу сжигают с кислородом осушенного газа для получения потока газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания, включающий диоксид серы и кислород. Осуществляют контакт потока газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания, с катализатором для превращения диоксида серы в триоксид серы, тем самым превращая поток газа, несущий оксид серы в конверсионный газ, содержащий SO₃. Осуществляют контакт конверсионного газа в абсорбционной зоне с абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, тем самым передавая серную кислоту из конверсионного газа в

абсорбционную жидкость. Водяной пар подают в содержащий оксид серы газ за абсорбционной зоной в направлении потока газа в соотношении, достаточном, чтобы повысить эквивалентное содержание водяного пара в газе по меньшей мере до приблизительно 0,55 моля на моль общего эквивалентного содержания оксида серы в газе перед поступлением потока газа в абсорбционную зону. Осуществляют циркуляцию абсорбционной жидкости между абсорбционной зоной и косвенным теплообменником, в котором тепло, высвобождаемое в способе реакции триоксида серы и воды, конденсации серной кислоты и/или поглощения триоксида серы абсорбционной жидкостью, отбирается жидким теплоносителем, нагревая последний по меньшей мере до 150°С.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу производства серной кислоты, в котором серу сжигают в сухом газе, содержащем избыток кислорода, для получения потока газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания, включающий диоксид серы, кислород и не более 0,005 моля водяного пара на моль SO₂. Осуществляют контакт потока газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания с катализатором для превращения диоксида серы в триоксид серы, тем самым превращая поток газа, несущий оксид серы в конверсионный газ, содержащий не более 0,005 моля водяного пара на моль SO₃. Осуществляют контакт конверсионного газа в абсорбционной зоне с абсорбционной жидкостью, содержащий серную кислоту, тем самым передавая серную кислоту из конверсионного газа в абсорбционную жидкость. Водяной пар подают в газ, несущий оксид серы, за абсорбционной зоной в направлении потока газа в отношении, достаточном, чтобы повысить эквивалентное содержание водяного пара в газе, по меньшей мере, до приблизительно 0,55 моля на моль общего эквивалентного содержания в газе оксида серы, перед поступлением потока газа в абсорбционную зону. Осуществляют циркуляцию абсорбционной жидкости между абсорбционной зоной и косвенным теплообменником, в котором тепло, высвобождаемое в реакции триоксида серы и воды, конденсации серной кислоты и/или поглощения триоксида серы абсорбционной жидкостью, отбирается жидким теплоносителем, нагревая последний до по меньшей мере 150°С.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу производства серной кислоты, в котором серу сжигают в газе, содержащем избыток кислорода, для получения потока газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания, включающий диоксид серы и кислород. Осуществляют контакт потока газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания с катализатором для превращения диоксида серы в триоксид серы, тем самым превращая поток газа, несущий оксид серы, в конверсионный газ, содержащий триоксид серы. Водяной пар подают в поток газа, несущий оксид серы, в зоне ввода водяного пара с увеличением эквивалентного содержания водяного пара в газе по меньшей мере до приблизительно 0,55 моля на моль общего эквивалентного содержания оксида серы в газе. В абсорбционной зоне за зоной ввода водяного пара в направлении потока газа осуществляют контакт конверсионного газа с абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, тем самым передавая серную кислоту из конверсионного газа в абсорбционную жидкость, причем конверсионный газ подают в абсорбционную зону без промежуточной конденсации какого-либо компонента потока газа, несущего оксид серы, между зоной ввода водяного пара и абсорбционной зоной. Осуществляют циркуляцию абсорбционной жидкости между абсорбционной зоной и косвенным теплообменником, в котором тепло, высвобождаемое в реакции триоксида серы и воды, конденсации серной кислоты и/или поглощения триоксида серы абсорбционной жидкостью, отбирается жидким теплоносителем, нагревая последний до по меньшей мере 150°С.

В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к способу производства серной кислоты, включающему стадию, на которой сжигают серу в газе, содержащем избыток кислорода, чтобы получить поток газа, несущий оксид серы, содержащий газообразный продукт сгорания, включающий диоксид серы и кислород. Осуществляют контакт потока газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания с катализатором для превращения диоксида серы в триоксид серы, тем самым превращая поток газа, несущий оксид серы в конверсионный газ, содержащий триоксид серы. Осуществляют контакт конверсионного газа в абсорбционной зоне с абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, тем самым передавая серную кислоту из конверсионного газа в абсорбционную жидкость, причем отношение массового расхода абсорбционной жидкости, поступающей в абсорбционную зону, к триоксиду серы, поступающему в абсорбционную зону, составляет по меньшей мере приблизительно 30. Водяной пар подают в газ, содержащий оксид серы, за абсорбционной зоной в направлении потока газа в отношении, достаточном, чтобы повысить эквивалентное содержание водяного пара в газе по меньшей мере до приблизительно 0,55 моля на моль общего эквивалентного содержания в газе оксида серы перед поступлением потока газа в абсорбционную зону. Осуществляют циркуляцию абсорбционной жидкости между абсорбционной зоной и косвенным теплообменником, в котором тепло, высвобождаемое в реакции триоксида серы и воды, конденсации серной кислоты и/или поглощения триоксида серы абсорбционной жидкостью, отбирается жидким теплоносителем, нагревая последний до по меньшей мере 150°С.

В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к способу производства серной кислоты, включающему стадию, на которой сжигают серу в газе, содержащем избыток кислорода, чтобы получить поток газа, несущий оксид серы, содержащий газообразный продукт сгорания, включающий диоксид серы и кислород. Осуществляют контакт поток газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания с катализатором для превращения диоксида серы в триоксид серы, тем самым превращая поток газа, несущий оксид серы в конверсионный газ, содержащий триоксид серы. Осуществляют контакт конверсионного газа в абсорбционной зоне с абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, передавая последнюю из конверсионного газа в абсорбционную жидкость. Водяной пар подают в газ, несущий оксид серы за абсорбционной зоной в направлении потока газа в отношении, достаточном, чтобы повысить эквивалентное содержание водяного пара в газе по меньшей мере до приблизительно 0,55 моля на моль общего эквивалентного содержания оксида серы в газе перед поступлением потока газа в абсорбционную зону. Осуществляют циркуляцию абсорбционной жидкости между абсорбционной зоной и косвенным теплообменником, в котором тепло, высвобождаемое в реакции триоксида серы и воды, конденсации серной кислоты и/или поглощения триоксида серы абсорбционной жидкостью, отбирается жидким теплоносителем в количестве по меньшей мере приблизительно 1160 КДж/кг (500 БТЕ на фунт) эквивалента SO₃, поступающего в абсорбционную зону, нагревая жидким теплоносителем до по меньшей мере 150°С.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу производства серной кислоты, включающему стадию, на которой сжигают серу в газе, содержащем избыток кислорода, чтобы получить поток газа, несущий оксид серы, содержащий газообразный продукт сгорания, включающий диоксид серы и кислород. Осуществляют контакт потока газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания с катализатором для превращения диоксида серы в триоксид серы, тем самым превращая поток газа, несущий оксид серы в конверсионный газ, содержащий SO₃. Осуществляют контакт конверсионного газа в первичной зоне регенерации тепла, высвобождаемого при поглощении, с первичной абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, передавая последнюю из конверсионного газа в первичную абсорбционную жидкость. Осуществляют циркуляцию абсорбционной жидкости между первичной абсорбционной зоной и косвенным теплообменником, в котором тепло, высвобождаемое в способе реакции триоксида серы и воды, конденсации серной кислоты и/или поглощения триоксида серы первичной абсорбционной жидкостью, отбирается жидким теплоносителем, нагревая последний до по меньшей мере 150°С. Осуществляют контакт потока газа, выходящего из первичной абсорбционной зоны, с вторичной абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, во вторичной абсорбционной зоне, тем самым регенерируя остаточный SO₃ как серную кислоту во вторичной абсорбционной жидкости. Концентрация и температура потока кислоты, выходящего из первичной абсорбционной зоны, и температура, и точка росы потока конверсионного газа, поступающего в первичную абсорбционную зону, являются такими, которые позволяют регулировать поток газа, выходящий из вторичной абсорбционной зоны, с содержанием тумана серной кислоты не более 20 г/Нм³ предпочтительно не более 15, 10, 5 или 1,0 г/Нм³. В предпочтительных вариантах осуществления водяной пар подают в газ, несущий оксид серы, перед первичной абсорбционной зоной в направлении потока газа в отношении, достаточном, чтобы повысить эквивалентное содержание водяного пара в газе по меньшей мере до приблизительно 0,55 моля на моль общего эквивалентного содержания оксида серы в газе перед поступлением потока газа в первичную абсорбционную зону. Однако регулирование тумана применимо к вариантам осуществления, в которых конверсионный газ либо осушен, либо содержит лишь атмосферную влагу, в дополнение к вариантам осуществления, в которых в газ, поступающий в абсорбер, вводят водяной пар. В других предпочтительных вариантах осуществления, с добавлением водяного пара в конверсионный газ или без, поток газа, выходящий из вторичной абсорбционной зоны, пропускают через систему элиминатора тумана с расходом по меньшей мере 340 Нм³ в час на квадратный метр площади поверхности элемента элиминатора тумана поперечно направлению потока газа, причем газ, выходящий из системы элиминатора тумана, содержит менее 0,05 г/Нм³ тумана кислоты.

В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к способу производства серной кислоты, включающему стадию, на которой сжигают серу в газе, содержащем избыток кислорода, чтобы получить поток газа, несущий оксид серы, содержащий газообразный продукт сгорания, включающий диоксид серы и кислород. Осуществляют контакт потока газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания с катализатором для превращения диоксида серы в триоксид серы, тем самым превращая поток газа, несущий оксид серы в конверсионный газ, содержащий SO₃. Осуществляют контакт конверсионного газа в первичной зоне регенерации тепла, высвобождаемого при поглощении, с первичной абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, передавая последнюю из конверсионного газа в первичную абсорбционную жидкость. Осуществляют циркуляцию первичной абсорбционной жидкости между абсорбционной зоной и косвенным теплообменником, в котором тепло, высвобождаемое в способе реакции триоксида серы и воды, конденсации серной кислоты и/или поглощения триоксида серы первичной абсорбционной жидкостью, отбирается жидким теплоносителем, нагревая последний до по меньшей мере 150°С. Осуществляют контакт потока газа, выходящего из первичной абсорбционной зоны с вторичной абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, во вторичной абсорбционной зоне, тем самым регенерируя остаточный SO₃ как серную кислоту во вторичной абсорбционной жидкости, причем концентрация и температура первичной абсорбционной жидкости, выходящей из первичной абсорбционной зоны, и температура, и точка росы потока конверсионного газа, поступающего в первичную абсорбционную зону, являются такими, которые позволяют регулировать поток газа, выходящий из вторичной абсорбционной зоны, для содержания не более 20 г/Нм³, предпочтительно, не более 15, 10, 5 или 1,0 г/Нм³ тумана серной кислоты. Поток газа, выходящий из абсорбционной зоны, пропускают через систему элиминатора тумана с расходом не более 500 Нм³/час на квадратный метр площади поверхности элемента элиминатора тумана поперечно направлению потока газа, причем газ, выходящий из системы элиминатора тумана, содержит менее 0,05 г/Нм³ тумана кислоты. В предпочтительных вариантах осуществления водяной пар подают в газ, содержащий оксид серы, перед первичной абсорбционной зоной в направлении потока газа в отношении, достаточном, чтобы повысить эквивалентное содержание водяного пара в газе по меньшей мере до приблизительно 0,55 моля на моль общего содержания оксида серы в газе перед поступлением потока газа в первичную абсорбционную зону. Однако предлагаемые в настоящем изобретении особенности регулирования тумана в равной степени применимы к способам, в которых конверсионный газ является сухим или содержит лишь атмосферную влагу.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу производства серной кислоты, включающему стадию, на которой сжигают серу в газе, содержащем избыток кислорода, чтобы получить поток газа, несущий оксид серы, содержащий газообразный продукт сгорания, включающий диоксид серы. Осуществляют контакт потока газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания с катализатором для превращения диоксида серы в триоксид серы, тем самым превращая поток газа, несущий оксид серы в конверсионный газ, содержащий SO₃. Водяной пар подают в конверсионный газ в соотношении, достаточном, чтобы повысить температуру конверсионного газа до температуры от приблизительно 300°С до приблизительно 330°С. Конверсионный газ подают в абсорбционную зону при температуре от приблизительно 300°С до приблизительно 330°С. Осуществляют контакт конверсионного газа в абсорбционной зоне с абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, передавая последнюю из конверсионного газа в абсорбционную жидкость. Осуществляют циркуляцию абсорбционной жидкости между абсорбционной зоной и косвенным теплообменником, в котором тепло, высвобождаемое в способе реакции триоксида серы и воды, конденсации серной кислоты и/или поглощения триоксида серы абсорбционной жидкостью, отбирается жидким теплоносителем, нагревая последний до по меньшей мере 150°С.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу производства серной кислоты, включающему стадию, сжигания серы в газе, содержащем избыток кислорода, чтобы получить поток газа, несущий оксид серы, содержащий газообразный продукт сгорания, включающий диоксид серы и кислород. Осуществляют контакт потока газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания с катализатором для превращения диоксида серы в триоксид серы, тем самым превращая поток газа, несущий оксид серы в конверсионный газ, содержащий SO₃. Осуществляют контакт конверсионного газа в абсорбционной зоне с абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, передавая последнюю из конверсионного газа в абсорбционную жидкость. Водяной пар подают в газ, содержащий оксид серы, за абсорбционной зоной в направлении потока газа в отношении, достаточном, чтобы повысить эквивалентное содержание водяного пара в газе по меньшей мере до приблизительно 0,55 моля на моль общего эквивалентного содержания в газе оксида серы перед поступлением потока газа в абсорбционную зону. Осуществляют циркуляцию абсорбционной жидкости между абсорбционной зоной и основным косвенным теплообменником, а также вспомогательным косвенным теплообменником, в каждом из которого тепло, высвобождаемое в способе реакции триоксида серы и воды, конденсации серной кислоты и/или поглощения триоксида серы абсорбционной жидкостью, передают из циркулирующей абсорбционной жидкости. Тепло отбирается основным жидким теплоносителем в основном теплообменнике, нагревая последний до по меньшей мере 150°С. Тепло отбирается потоком воды во вспомогательном теплообменнике, тем самым создавая водяной пар для ввода в поток газа, несущий оксид серы за абсорбционной зоной.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу производства серной кислоты, включающему стадию, на которой сжигают серу в газе, содержащем избыток кислорода, чтобы получить поток газа, несущий оксид серы, содержащий газообразный продукт сгорания, включающий диоксид серы и кислород. Осуществляют контакт потока газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания с катализатором для превращения диоксида серы в триоксид серы, тем самым превращая поток газа, несущий оксид серы в конверсионный газ, содержащий SO₃. Осуществляют контакт конверсионного газа в абсорбционной зоне с абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, тем самым передавая серную кислоту из конверсионного газа в абсорбционную жидкость. Водяной пар подают в газ, несущий оксид серы, за абсорбционной зоной в направлении потока газа в отношении, достаточном, чтобы обеспечить содержание серной кислоты в паре по меньшей мере 0,4 моля на моль триоксида серы в конверсионном газе, поступающем в абсорбционную зону. Осуществляют циркуляцию абсорбционной жидкости между абсорбционной зоной и косвенным теплообменником, в котором тепло, высвобождаемое в способе реакции триоксида серы и воды, конденсации серной кислоты и/или поглощения триоксида серы абсорбционной жидкостью, отбирается жидким теплоносителем, нагревая последний до по меньшей мере 150°С.

В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к способу производства серной кислоты, включающему стадию, на которой сжигают серу в газе, содержащем избыток кислорода, чтобы получить поток газа, несущий оксид серы, содержащий газообразный продукт сгорания, включающий диоксид серы и кислород. Осуществляют контакт потока газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания с катализатором для превращения диоксида серы в триоксид серы, тем самым превращая поток газа, несущий оксид серы в конверсионный газ, содержащий SO₃. Осуществляют контакт конверсионного газа в абсорбционной зоне с абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, тем самым передавая серную кислоту из конверсионного газа в абсорбционную жидкость. Водяной пар подают в газ, содержащий оксид серы, за абсорбционной зоной в направлении потока газа, причем отношение водяного пара, который подают в поток газа, несущий оксид серы, крепость серной кислоты и температура абсорбционной жидкости, которую подают в абсорбционную зону, и отношение жидкость/газ в абсорбционной зоне являются такими, что молярное отношение пара серной кислоты к SO₃ достигает максимума по меньшей мере приблизительно 1,2 в месте абсорбционной зоны между впуском газа и выпуском газа. Осуществляют циркуляцию абсорбционной жидкости между абсорбционной зоной и косвенным теплообменником, в котором тепло, высвобождаемое в способе реакции триоксида серы и воды, конденсации серной кислоты и/или поглощения триоксида серы абсорбционной жидкостью, отбирается жидким теплоносителем, нагревая последний до по меньшей мере 150°С.

В дальнейших вариантах осуществления настоящее изобретение относится к способу производства серной кислоты, включающему стадию, на которой сжигают источник серы в газе, содержащем избыток кислорода, чтобы получить несущий поток газа, оксид серы, содержащий газообразный продукт сгорания, включающий диоксид серы и кислород. Осуществляют контакт потока газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания с катализатором для превращения диоксида серы в триоксид серы, тем самым превращая поток газа, несущий оксид серы, в конверсионный газ, содержащий SO₃. Осуществляют контакт конверсионного газа в первичной зоне регенерации тепла, высвобождаемого при поглощении, с первичной абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, тем самым передавая серную кислоту из конверсионного газа в первичную абсорбционную жидкость. Осуществляют циркуляцию абсорбционной жидкости между первичной абсорбционной зоной и косвенным теплообменником, в котором тепло, высвобождаемое в способе реакции триоксида серы и воды, конденсации серной кислоты и/или поглощения триоксида серы первичной абсорбционной жидкостью, отбирается жидким теплоносителем, нагревая последний до по меньшей мере 150°С. Осуществляют контакт потока газа, выходящего из первичной абсорбционной зоны, с вторичной абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, во вторичной абсорбционной зоне, тем самым регенерируя остаточный SO₃ как серную кислоту во вторичной абсорбционной жидкости, причем отношение массового расхода вторичной абсорбционной жидкости, поступающей в абсорбционную зону, к общему расходу газа, поступающего во вторичную абсорбционную зону, составляет от приблизительно 0,4 и до приблизительно 5. В предпочтительных вариантах осуществления водяной пар подают в газ, содержащий оксид серы, перед первичной абсорбционной зоной в направлении потока газа в отношении, достаточном, чтобы повысить эквивалентное содержание водяного пара в газе по меньшей мере до приблизительно 0,55 моля на моль общего эквивалентного содержания в газе оксида серы, перед поступлением потока газа в первичную абсорбционную зону. Однако регулирование тумана применимо к вариантам осуществления, в которых газ либо осушен, либо содержит лишь атмосферную влагу, в дополнение к вариантам осуществления, в которых в газ, поступающий в абсорбер, вводят водяной пар.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу производства серной кислоты, включающему стадию, на которой сжигают источник серы в газе, содержащем избыток кислорода, чтобы получить поток газа, несущий оксид серы, содержащий газообразный продукт сгорания, включающий диоксид серы и кислород. Осуществляют контакт потока газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания с катализатором для превращения диоксида серы в триоксид серы, тем самым превращая поток газа, несущий оксид серы в конверсионный газ, содержащий SO₃. Осуществляют контакт конверсионного газа в первичной зоне регенерации тепла, высвобождаемого при поглощении, с первичной абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, тем самым передавая серную кислоту из конверсионного газа в первичную абсорбционную жидкость. Необязательно, водяной пар подают в газ, содержащий оксид серы, перед первичной абсорбционной зоной в направлении потока газа в отношении, достаточном, чтобы повысить эквивалентное содержание водяного пара в газе по меньшей мере до приблизительно 0,40 моля на моль общего эквивалентного содержания оксида серы в газе перед поступлением потока газа в первичную абсорбционную зону. Осуществляют циркуляцию абсорбционной жидкости между первичной абсорбционной зоной и косвенным теплообменником, в котором тепло, высвобождаемое в способе реакции триоксида серы и воды, конденсации серной кислоты и/или поглощения триоксида серы первичной абсорбционной жидкостью, отбирается жидким теплоносителем, нагревая последний до по меньшей мере 150°С. Осуществляют контакт потока газа, выходящего из первичной абсорбционной зоны с вторичной абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, во вторичной абсорбционной зоне, тем самым регенерируя остаточный SO₃ как серную кислоту во вторичной абсорбционной жидкости. Относительные расходы потока газа, поступающего во вторичную абсорбционную зону, и потока вторичной абсорбционной жидкости, поступающей во вторичную абсорбционную зону, таковы, что максимальная локальная интегральная средняя разность между температурой газовой фазы и температурой фазы вторичной абсорбционной жидкости, с которой газ находится в контакте, не выше 35°С, причем эту локальную интегральную среднюю контактную разность температур определяют интегрированием по любому месту контакта газ/жидкость в зоне, определяемой постоянным расстоянием от впуска жидкости до этой зоны. В обоих этих вариантах осуществления, которые включают стадию введения в поток газа водяного пара, поступающего в первичную абсорбционную зону, и которые не включают эту стадию, контроль Δt между потоком газа и потоком кислоты во вторичной абсорбционной зоне является эффективным средством для регулирования тумана кислоты, выходящего из вторичной абсорбционной зоны.

В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к способу производства серной кислоты, включающему стадию, на которой сжигают источник серы в газе, содержащем избыток кислорода, чтобы получить поток газа, несущий оксид серы, содержащий газообразный продукт сгорания, включающий диоксид серы и кислород. Осуществляют контакт потока газа, несущего оксид серы, содержащего газообразный продукт сгорания с катализатором для превращения диоксида серы в триоксид серы, тем самым превращая поток газа, несущий оксид серы, в конверсионный газ, содержащий SO₃. Осуществляют контакт конверсионного газа в первичной зоне регенерации тепла, высвобождаемого при поглощении, с первичной абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту, тем самым передавая серную кислоту из конверсионного газа в первичную абсорбционную жидкость. Необязательно, в газ, содержащий оксид серы, подают водяной пар перед первичной абсорбционной зоной в направлении потока газа в отношении, достаточном, чтобы повысить эквивалентное содержание водяного пара в газе по меньшей мере до приблизительно 0,40 моля на моль общего эквивалентного содержания в газе оксида серы, перед поступлением потока газа в первичную абсорбционную зону. Осуществляют циркуляцию абсорбционной жидкости между первичной абсорбционной зоной и косвенным теплообменником, в котором тепло, высвобождаемое в способе реакции триоксида серы и воды, конденсации серной кислоты и/или поглощения триоксида серы первичной абсорбционной жидкостью, отбирается жидким теплоносителем, нагревая последний до по меньшей мере 150°С. Осуществляют контакт потока газа, выходящего из первичной абсорбционной зоны с вторичной абсорбционной жидкостью, содержащей серную кислоту во вторичной абсорбционной зоне, тем самым регенерируя остаточный SO₃ как серную кислоту во вторичной абсорбционной жидкости. Относительные расходы потока газа, поступающего во вторичную абсорбционную зону, и потока вторичной абсорбционной жидкости, поступающей во вторичную абсорбционную зону, таковы, что максимальная разность между локальной среднемассовой температурой газовой фазы и локальной среднемассовой температурой фазы вторичной абсорбционной жидкости, с которой газ находится в контакте, не выше 35°С в любом месте контакта газа с жидкостью в зоне, опреде