Способ окисления диоксида серы в триоксид

 

Изобретение относится к производству серной кислоты. Оно может быть использовано для получения серной кислоты из газов , содержащих 12-34% диоксида серы и 2 позволяет устранить перегревы катализатора при переработке озов с содержанием S02 12-24%. Окисление диоксида серы по предлагаемому способу осуществляют, пропуская исходную реакционную смесь через несколько последовательно расположенных слоев катализатора и охлаждая ее до 330-420°С после,каждого слоя. Причем процесс ведут циклически, изменяя последователмк Сгь прохождения смеси через слои. В течение первого полуцикла смесь поопускают через первый, втооой и последующие слои, а течение второго полуцикла - через второй, первый и последующее слои. Время цикла составляет 2-100 мин. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) s С 01 В 17/76 о

О ()л

Ы

QC

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО И.»ОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ ССРР

К АВТОРСКОМ» (:ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (2 l, 4475521/26 (22) 12.08.88 (46) 07.12,91. Бюл. М 45 (71) Институт катализа СО АН СССР (72) О. В, Гольдман, Г.А. Бунимович и Ю, Ш. Уа.рос (53) 661.257(088.8) (56) Амелин А.Г. Технология серной кислот ы. — M.: Химия, 1983, с. 165 — 167. (54) СПОСОБ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ В ТРИОКСИД (57) Изобретение относится к производству серной кислоты. Оно может быть использовано для получения серной кислоты из газов, содержащих 12-34% диоксида серь! и

Изобретение относится к получению серной кислоты контактным способом и может быть использовано в производстве серной кислоты из газов, получаемых при обжиге колчедана, сульфидных руд цветных металлов, сжигания серы.

Целью изобретения является устранение перегрева катализатора и снижение параметрической чувствительности и роцесса при переработке газов, содержащих 1224% диоксида серы.

Процесс ведут в контактном аппарате с несколькими последовательно расположенными адиабатическими слоями катализатора, между которыми осуществляют отвод тепла, причем газ подают периодически на первый или на второй слой катализаTGP8, На фиг, 1 и 2 представлена схема пропускания газа.

„„Я.(„„1696383 А1 поэвсляет устранить перегревы катализатора при переработке Газов с содержанием

502 12 — 24%. Окисление диоксида серы по предлагаемому способу осуществляют, пропуская исходную реакционную смесь через несколько последовательно расположенных слоев катализатора и охлаждая ее до

380-420 С после каждого слоя. Причем процес ведут циклически, изменяя последовател-.ность прохо дения смеси через слои. В течение первого полуцикла смесь пропускают через первый, вто;эой и последующие слои, в течение второго полуцикла — через второй, первый v: последующие слои. Время цикла составляет 2-100 мин. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Пример 1. Первоначально слои катализатора разогревают в пусковом режиме горячим воздухом до 420 — 450 С. Затем в течение первого полуцикла подают сернистый газ, ссдержащий 12-24% 302 с температурой.390-440 С на первый слой катализатора (фиг. 1), после которого газ охлаждают и подают на второй и последую.цие слои катализатора. При этом в первом слое протекает интенсивное окисление диоксида серы сопровождающееся сильным тепловыделением. Температура катализатора начинает повышаться, однако; чтобы не допустит.- перегрева катализатора при достижении -.èà÷åíèÿ температуры 590595 С последовательность подачи свежего сернистого газа изменяют так, что свежий газ начинает подаваться на второй слой катализатора (фиг. 2) и затем — на первый, третий и последующие слои. При этом, как

1696383 видно из фиг. 2, на первый слой катализатора поступает частично прореагировэвшая газовая смесь с температурой 390-440 С, и в этом слое реакция окисления диоксида серы идет с малой скоростью из-за близости состава реакционной смеси к равновесному. Вследствие конвективного переноса тепла происходит охлаждение первого слоя катализатора до 450ОС. После повышения максимальной температуры ао втором слое катализатора до 590 — 595 С возвращаются к подаче газа по схеме, показанной на фиг, 1 °

Таким образом, производят периодическое изменение места ввода реакционной смеси нз первый или на второй слой катализатора, Через 5-10 переключений в слоях катализатора устанавливаются повторяющиеся во времени профили температурных и концентрационных полей.

Общая конверсия диоксида серы после двух слоев катализатора примерно равна равновесному значению при средней температуре нз выходе иэ второго по ходу газа слоя катализатора и составляет 60-90ф,.

Для достижения конверсии 97-98 . после первых двух слоев газ подают на третий и четвертый слой каталиэзтора, режим работы которых существенно не отличается от работы этих слоев по известному способу.

Характеристики установившихся режи; мов при различных параметрах процесса приведены в таблице.

Пример 2. Процесс ведут в реакторе с четырьмя слоями катализатора, причем свежая реакционная смесь подается периодически то на первый, то на второй слой катализатора, а работа третьего и четвертого слоев катализатора не отличается от их работы по известному способу, Исходная газовая смесь имеет состав, jf: ЯО2 15, Ог

15, и 15. Тип катализатора И К -1-6. Температура на входе в первый и второй слой катализатора 400 С. Время, через которое происходит изменение места ввода реакционной смеси (время полуцикла) 10 мин. Максимальная температура в первом и втором слое катализатора в любой момент времени не превышает 590 С.

Степень превращения диоксида серы на выходе из второго по ходу газа слоя катализатора 63$. Общая степень превращения диоксида серы (на выходе из четвертого слоя) 97,5$.

В таблице примеры 1-6 показывают влияние на процесс концентрации диоксида серы в перерзбатываемом газе. Концентрации выше 247ь приводят к перегреву катализатора, з ниже 4 — к увеличению тепловых потерь и "затуханию" слоев катализатора. В примерах 6-9 изменяется длительность цикла. При длительности цикла более 100 мин начинается перегрев катализатора, а оченьмаленькие длительности цикла не дают эффекта (сравнение примеров 6 и 7), однако большая частота переключений усложняет конструкцию клапанов. Примеры

8-11 иллюстрируют влияние на процесс входной температуры газа. При температуре ниже 370ОС нз катализаторе ИК-1-6 не происходит реакции с заметной скоростью, з высокая входная температура приводит к перегреву катализатора. Известный способ (пример 13) не может обеспечить переработку газа с содержанием диоксида серы

15 иэ-за разрушения и дезактивации катализатора при перегреве, Таким образом, как следует из таблицы. данное техническое решение позволяет устранить перегревы катализатора при переработке газов, содержащих 12-24 диоксида серы. Это дает возможность перерабатывать такие газы беэ предварительного их разбавления, что невозможно по известному способу.

Формула и зоб рете ни я

Способ окисления диоксида серы в триоксид кислородом воздуха, пропусканием исходной газовой смеси через несколько последовательно расположенных слоев катализатора с промежуточным охлаждением. газа после каждого слоя до 380-420 С, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью устранения перегревов катализатора при переработке газов, содержащих 12-24 диоксида серы, циклически изменяют последовательность пропускания газа через первый и второй слои катализатора:в течение первого полуциклз газовую смесь пропускают через первый, затем второй и последующие слои катализатора, в течение второго полуцикла — через второй, затем первый и следующие зэ вторым слои катализатора.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что время цикла составляет 2-100 мин.

1696383

С оа по приме ру

Пр>в>еча низ

ИзксимальОбвал конев р смл

ООз,2

Состав газа, Ф

Длительност ° кнкла > нин иая температура катализатора, еС и

SOg

Предлагаемый

Рост тепло» е»» потерь

6 15 79 485

15 15 70 590

24 15 61 600

26 15 59 625

96

63

62

97>5

97,5

97,5

4

2 400

3 400

4 400

5 . 400

15 15 70 560

97,5

72

62

15 15 . 70 560

13 10 . 77 600

13 10 77 610

97,5

97,5

420

110

8

15 15 70 370

15 15 70 610

440

l0

60

Известнмй

12 400

13 400. 12 79 580

15 15 70 620

80 97,5

Перегрев катализатора

7емпература газа на входе в слой, C

П р и и е ч а н и е. Катализатор ИК16> диаметр гранул 6 мн

Конверсмл SO< иа вмходе вз второго по ходу газа слою, 8

Чмсло слоев катализа тора

fleperpee катализаторере

Конст рук@ионная сложность перекгвчателей

Перегрев ка тализ атора

Продув слол

Перегрев катализатора

1696383

Сфюислью дрр

i /ЯГ

Составитель Л, Темирова

Техред М.Моргентал КоРРектоР Т, Палии

Редактор Н. Рогулич

Заказ 4272 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101