Способ получения серной кислоты

Способ получения серной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

h и Я(ОП ЙСАЙ Е

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ (1>) 58763+

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, саид-ву— (22) Заявлено 19.05.75 (21) 2135958/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет(43) Опубликовано 15,03,78)зюллетень №10 (45) Дата опубликования описания 23.03.78 (б() У. Кл.2

С 01 В 17/82

Гааударатвенный наинтет йаатв Мнннстрав СЫР аа деми юабретеннй и атнрнтнй (53) УДК 661.253.9 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Л,И. Черномордик, H.Ä. 3аичко, А.А. Прямков и Э.A. Блюмберг

Ордена Ленина тгнститут химической физики АН СССР (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Изооретение относится к области производства серной кислоты, Известен способ получения серной кислоты путем сжигания серосодержащегО сырья с последуюшим охлаждением горячих обжиговых газов, абсорбцией сернистого ангидрида нитрозилсерной кислотой, окислением, о О продуктами гидролиза нитрозилсерной кислоты до образования конечного продук2 та — серной кислоты, выделением окислов азота из серной кислоты с возвращением их вновь в химический процесс $1), По известному способу получают только слабую продукционную серную кислоту (до

76.вес Ь.), что ограничиваеТ область ее применения.

Другим недостатком являются большие потери окислов азота на стадии абсорбции и соответственно загрязнение ими окружаюшей среды, а также сложность технологи- аО ческого процесса и малая производительь ность реакционных аппаратов.

Наиболее близким к предлагаемомуизобретению является способ получения серной кислоты, в котором сжигание серосодержашего сырья осушествляют под давлением

2-80 атм с окислением сернистого ангидрида до серной кислоты в водной среде в присутствии окислов азота как. катализато ра процесса Я.

Обжиговые газы при этом охлаждаются о до 40-80 С, после чего их вводят в реактор для абсорции сернистого газа (2).

Недостаток етого способа заключается в том„что все тепло окисления сернистого газа до серной кислоты выделяется в зоне о температур 40-200 С и поэтому утилизация его известными в сернокислотном про.изводстве методами невозможна, Кроме того охлаждение сернистых газов до 40-80 С до окисления их в серную кислоту приведет к тому, что содержашаяся в сернистых газах окись азота почти полностью окислится до двуокиси и, растворившись в продукционной серной кислоте, в значительной степени будет исключена из последуюшего процесса на вышерасполс женных тарелках реактора, 59 (833

Целью изобретения лв;1лется упрощение процесса.,а также повышен«е кснцентсации целевого продукта.

Поставленная lLCJ!I, достигается тем, что охлаждение = рнистых i азов DcyiIIOCTHHIIIOT

0 дс 180-700 С, а окисление Ix npnacl-.гт с одновременным охлаждением с использованием в качестве охлаждающего агента сер= ног о ангидрида.

Использование серного ангидрида. в к =: честве охлаждающегo =ãåí — à по-воляют ох-:. ладить окислительный объем за счет его испарения, который затем подогревают за счет тепла 17сступаюгггих на окисление горячих сернистых газов. Кроме того, горя= чий газовый поток удаляет из серной кис= лоты растворенные в ней окислы езота и возвращает их в реакционную зону. Окисле= ние окиси азота до двуокиси в значитспьной степени проходит в потоке сернистых газов в окйслительном объеме, обеспечивая более рациональное распределение катализатора в реакционном объеме. Это позволяет сократить необходимую для процессе концентрацию окислов азота в сернистых газах соответственно дополнительно сократить загрязнение ими продукпионной кислсть1.

Одновременно при контакте серной ки лоть. с горячими сернистыми газа ии из нее удаляется в1сда и <.оответствеггнс повышаетсл

Iгонцентрецнл прОдукцисннсй серной кисг!Оты.

На чертеже показа н В Озм 0 ж! 1 ь11! 11е11з иеп1 технол01 H «Г:кой ex=Mal c170c06a зовении в качестве серссодержещегс сырья жидкой серы или ñåðîâîäioðîaa.

Атмосферный воздух сжимается в компрессоре ) от ) до 2-80 атм и напревляетсл В Tonl(y 2 дJJH СЖIН aнил серо(эдержа=

Гцегс сь рья, вводимсг о в топку по трубопроводу 3, С целью повышения температурь:: горения, воздух перед поступлением в топку 2 можно ГlсдогpeTü за с IGT тепла хггк1ичес ких реакций. Сернистые газь1, содержащие образованные при "îðå:íèè окислы -Içîòa, О охлаждают до 300-700 С в апггарете 4 за счет те11лообмена c OOJIeE холодны viI!

7 газовь1ми готоками процесса. Часть телла процесса в аппарате 4 мсже7 испсльэсвать=csI длл выработки водя110го napa c дующим..использованием его Гь1л энергетических целей. Конструктивно аппарат 4 может быть ссвмеггген с топкой 2, Из апарета 4 сернистые газы направляются в реактор 5, где при взаимодействии окислов азота они окисляются до серной кислоть1 и по трубопроводу 6 напревляютсл в храни= лише. Отвод тепла из реактора осуществляется серным ангидридом, который с по-. мощью .-..Г ессса 7 Г.oдзегся в змеевики, послед Овательнс ил11 17араллсльно размещенные !

=. 001бъеме реактора 5, Испаренный и песег OTI1й за с 101 1 "nJIa реакционногс потока в pi a:.Торе 5 сернистый ангидрид

110ступает в турбину 8 Энергия турбины передаетсл прямому или промежуточному стребитегпо 9. Сернисть1е газы после турбин.-,; кснденсируютсл в конденсаторе 10 с

a0aa",;шн -;м охлаждечиек1 его.

С целью предотвращения подсоса воздуха ь конденсаторе ) 0 -. линию серного ангидрида, зв турбиной 8 поддерживается избыто-гное (по сравне НГю с атмосфернйм}

115 давление, тгемцapaTyile конденсации серного о ангидрида при этом вьш1е 40 С, Например, о при давлении 1, 1 a T«OHa равна 45 С, Ясда и недостающее для процесса количество катализатора (сккслов езоте) вводятся 0 в реактор 5 по трубопроводу 11. Остаточные газы процесса выводятся из реактора

5, подогреваются B аппарате 4, очищаются от окислов азота в аппарате 12 и напревnÿIo7JcsI в турбину 13 для использования

lб энергиии. Баланс мощности компрессора и турбины осугцествляетсл с псмоц1ыс установки 14.

i1påäJIaI eå!:II Ié cni„cоб угилизации тепла с применением в качес-гве охлаждающего агенте серного ангидриде может быть применен HE: Tолькс в указанном способе получегпгя cе1111сй кислсть:-, нО и B IICHTaIITHOM способе.

Пример 1. 3 тщигу одним или двумя поЗб токами нода.ст втмссфернь:й воздух, С1катый до 80 атм, в количестве 172000 HM /ч и copy в количестве 32,7 туч.

)3 результате ревкиий окисления серы и азота воздуха образуе1сл около 19% &С, «ГГ незначительные количества Н G и 6 О о 3

Обжиговые газь1 охлаждают до 180 С в теплсобменниках для подогрева уходяших из абссрбера газов н партенераторах,теплоносителями в которых лзляется вода H серный a Hi ядрид, После схлаждениг1 обжиговые газы вво

-ns.ò в реактор=.абссрбер, реакционный объем которого охланщается за счет поверхностного теплсобмене с встроенной в абссрбер испарительной частью парогенератора серного ангидриггв.. Оптимальное содержание

Окислов азота в абссрбере 0,5-1,15 моль/л

11Щ в реакциснной зоне поддер,кивают за

d счет подщгткгг процессе имя извне и частично за счет дегазацин продукционной серной кислоты при контакте ее с горячими обжиговыми. газами.

Оптимальная тем-:Гературе реакционного объема, а, следовательно, и продукционной

60 . 0 серной кислоты 120 = 175 I"„. При контак597633

Составитель Л. Темирова

Редактор Н. Потапова Техред А. Алатырев Корректор Н. Яцемирская

Заказ 2271/16 Тираж 655 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 те с обжиговыми газами, имеющими темV пературу 180 С, кислота нагревается и концентрируется за счет упарки из нее во-. ды. . Полученный в парогенераторе пар сер;ного ангидрида направляют на расширение в турбину с воздушным;:конденсатором, в котором вырабатывается около 6000 квт/л товарной электроэнергии.

Прсдукцйонную серную кислоту в коли о честве 100 т/ч с концентрацией до 93% выдают потребителю, Пример 2. В топку одним или двумя потоками подают атмосферный воздух, сжатый до2 атм, в количестве 172000, нмз/ч и серу в количестве 32,7 т/ч. B результате реакции окисления серы и азота воздуха образуется около 19 0, незначительные количества / 0 и 50з . Обжиговые газы охлаждают до 300-700 С в теп- 2О лообменнике для подогрева уходящих из абсорбера газов и водном парогенераторе. После этого обжиговые газы вводят в реактор-абсорбер, где они охлаждаются за счет теплообмена пря- 25 мым контактом с продукционной кислотой и затем поверхностного теплообмена с серным ангидридом.

Серную кислоту в результате прямого контакта с обжиговыми газами нагревают о до 200-250 С, закрепляют до 95% и в количестве .100 т/ч выводят из абсорбера на потребление. формула изобретения

1. Способ получения серной кислоты, включающий сжигание серосодержашего сырья с получением сернистых газов, охлаждение и окисление последних в присутствии окислов азота под давлением 2-80 атм, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения концентрации целевого продукта и упрощения процесса, охлаждение сернистых газов осуществляют,до 700-1806, а окисление их проводят с одновременным охлаждением с использованием охлаждающего агента серного ангидрида.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Анелин А.Г. Технология серной кислоты", 1971, с.323-334.

2. Заявка М 1633811/26 от 24.03.71, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.