Способ окисления двуокиси серы в трехокись серы

Способ окисления двуокиси серы в трехокись серы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистических

Респубяик

<щ994400 (61 } Дополнительное к авт. свид-ву (22} Заявлено 07 ° 1О. 75 (21) 2183501/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.02.83. Бюллетень М5

Дата опубликования описания07.02.83 (51)N. Кд.

С 01 В 17/76

ГесуавРстеева4 кемвтет

ФМР вв делам взебретевий и етерытий (53) УДК 661. .257(088.8) Ъ с св зю

Г. K. Боресков Ю. Ш. Иатрос, В. Ю. Волков и А. А,1тЩ нов- " .т

5 I

Ц .1

-l р т

Институт катализа Сибирского отделения АН С P " «» М».. жег - (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) CllOCOS ОКИСЛЕНИЯ, ДВУОКИСИ СЕРЫ В ТРЕХОКИСЬ СЕРЫ

Изобретение относится к способу ,окисления двуокиси серы в трехокись серы при высоких начальных концентрациях двуокиси серы и может быть использовано в производстве серной

5 кислоты.

Известен способ каталитического описания двуокиси серы, который осуществляют в стационарном режиме в нескольких последовательно рас- to положенных адиабатических слоях катализатора и промежуточным охлаждением реакционной смеси 11), Этот способ позволяет перерабатывать газ с начальным содержанием двуокиси серы не выше 12т, и требует значительных капитальных затрат на сооружение реактора.

Известен также способ получения трехокиси серы путем окисления дву- 20 окиси серы кислородом воздуха при повышенной температуре в адиабатическом реакторе с несколькими слоя- ми катализатора, где промежуточное

2 охлаждение реакционной смеси осущест-. вляют между слоями катализатора, а стабилизацию наивысшей допустимой температуры реакционной смеси проводят на выходе из первого слоя катализатора путем раздельного или одновременного изменения температуры и количества реакционной смеси на входе в первый слой. Температура реакционной смеси на входе в первый слой ка тализатора составляет 440-485 С и увеличивается к выходу иэ слоя (2) .

Этот способ позволяет перерабатывать гаэ с содержанием двуокиси серы до 12 об. и требует сложной системы автоматического управления процессом.

Целью изобретения является упрощение и интенсификация процесса каталитического окисления двуокиси серы в трехокись.

Поставленная цель достигается тем, что каталитический процесс окисления двуокиси серы в непод4 казывают профили температур по длине слоя в моменты времени t =5 мин и t =-76 мин. При t>=76 мин переключают место ввода реакционной смеси на точку, соответствующую E =l. Линии 4 и 5 показывают профили температур в моменты времени t<=81 мин, .t =152 мин.

При достижении температуры на выходе из слоя 420 С (линия 5) переключают подачу реакционной смеси в место с координатой t 0. Профили температур в последующие моменты времеии

157 мин, t = 228 мин показаны на фиг. 1 линиями 6 и 7. В момент времени tp233 мин снова переключают место ввода реакционной смеси на противоположное и т.д. Продолжительность одного цикла 1 ч 20 минСредняя эа цикл степень превращеHHR двуокиси серы.. в трехокись серы достигает 98,0, что эквивалентно работе реактора с пятbe адиабатическими слоями катализатора в стационарном режиме по известному способу..

Пример 2. Реакционную смесь, образующуюся при сжигании сернистого колчедана и состоящую из 7,54 двуокиси серы, 10,54 кислорода и 824 азота подают в реактор с одним адиабатическим слоем катализатора высотой 1,7 м.

Линейная скорость реакционной смеси о

0,17 нм/с, температура смеси 150 С.

На фиг. 2 приведены .профили температур Т по длине слоя катализатора 2 в различные моменты времени t До ввода реакционной. смеси в реактор слой катализатора раэогрет до температуры 520 С (прямая 1}. Линии 2 и 3 соответственно показывают профили температур по длине слоя в моменты времени t =.10 мин и t =121 мин. При и 5

t 121 мин переключают место ввода реакционной смеси. Линии 4 и 5 показывают профили температур в момент времени и =130 мин и с = 224 мин.

При достижении температуры на выхо" де из слоя катализатора 420 С (линия 5) переключают подачу реакционной смеси и т,д. Продолжительность одного цикла после установления периодического режима 1 ч 50 мин, Средняя эа цикл степень превращения двуокиси серы в трехокись =еры достигает 98,5Ô

Пример 3. Аналогичен примеру

1, отличается тем, что процесс осуществляют при температуре смеси на входе в слой катализатора 200 С. В этом случае переключение направлез 994400 вижном слое катализатора проводят в нестационарном режиме при циклическом попеременном изменении мест ввода и вывода реакционной смеаи из слоя катализатора при длительности цикла 10-200 мин и при этом начальную температуру реакционной смеси поддерживают s пределах 20-200 С в зависимости от начального состава смеси и требуемой продолжительно- 10 сги цикла, При цимлическом осуществлении про-. цесса благодаря тепловой емкости катализатора температура реакцион,ной смеси уменьшается к выходу из .. 3s слоя, что обеспечивает поддержание режима, близкого к оптимальному.с высокими. степенями превращения в одном слое катализатора.

Предлагаемый способ позволяет 0 окислить,в одном слое катализатора до 154 об. двуокиси серы при заданных-начальных температурах реакционной смеси и газы с более высокой концентрацией двуокиси серы в несколь- 2$ ких последовательно расположенных адиабаТических слоях катализатора с добавлением кислорода или какой-либо другой кислородсодержащей смеси к реакционному газу между слоями. 30

В предлагаемом способе проведения каталитического процесса максимальная температура не превышает максимально допустимую по условиям термостойкости катализатора и начальная температура реакционной смеси постоянна, что не требует разработки сложной системы автоматического управления процессом.

Пример 1. Реакционную смесь, 40 образующуюся при„сжигании серы и состоящую из 124 двуокиси серы, 103 кислорода и 793 азота подают в реакт тор с одним адиабатическим слоем катализатора.

Высота слоя катализатора 1,7 м, . линейная скорость реакционной смеси о

0,17 нм/с, температура смеси 20 С.

На фиг. 1 приведены профили температур Т по длине слоя .йаталиэатора f. в различные моменты времени для указанных выше условий работы.

До ввода реакционной смеси в реактор при t =0 слой катализатора разог4 о рет до температуры 520 С (прямая 1). эз

В момент времени t -=-0 в слой вводят

1 м ре а кци онную смес ь с температурои

20 С. Линии 2 и 3 соответственно по5 9944 ния подачи реакционной смеси в реактор проводят при температуре на выходе из слоя катализатора 520-530 C.

Продолжительность цикла 60 мин. Средняя за цикл степень превращения двуокиси серы в трехокись серы 9&,53.

П р и м е о 4, Аналогичен примеру

1, .отличается тем, что процесс осуществляют при высоте слоя катализато-1э ра 3 м и flHHCAHoA скорости реакцион-— ной смеси 0,13 нм/с. Продолжительность цикла 190-200 вин. Средняя за цикл степень превращения двуокиси серы,98,0Ж.

Пример 5. Аналогичен примеру 1, ютличается тем, что процесс осуществляют при высоте слоя катализатора 0,8 м. Продолжительность

20 цикла 10 мин. Средняя эа цикл степень превращения двуокиси серы в трехокись серы достигает 98;0-98 5Ô .

00 6

Формула изобретения

1. Способ окисления двуокиси серы в трехокись серы в одном или несколь" ких последовательно расположенных слоях катализатора, о;т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения и интенсификации процесса, окисление двуокиси серы осуществляют при циклическом попеременном изменении мест ввода и вывода реакционной сме- . си из слоя катализатора при длитель-. ности цикла 10-200 мин..

2. Способ по и, 1, о т л и ч а -юшийся тем, что температуру реакционной смеси на входе в слой.катализатора поддерживают 20-200 "С.

Источники инФормации, принятые во внимание llpH экспертизе

1. Справочник сернокислотчика.

"Xmas", N., t97l. с.559-570.

2. Авторское свидетельство СССР

N 301985, кл. С 01 8 17/76,-13.04.64.

994400

Составитель А. Видякин

Техред И. Тепер Корректор 8. Бутяга

Редактор Е. Зубиетова

Подписное

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

Заказ 734/12 Тираж 469

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раувская наб., д. 4/5

° В