Способ окисления сернистого газа

Сеюэ Советским

Сациви истичесиик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено270777 (23) 2513030/23-26 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 3003.79, Бктллетень ¹ 12

Дата опубликования описаниЯ 300379 п»654538 (51) М. Км.

С 01 В 17/76

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (58) УДК

661.257 (088.8) (72) Авторы В. С. Епифанов, A. В. Сафонов, Б. N. Иасленников, НЗОбрЕТЕИКЯ А. E. Попов, Л. A. Чудова, В. С. Лютиков и А. М. Бондаренко (54) СПОСОБ ОКИСЛЕНИЯ СЕРНИСТОГО ГАЗА

Изобретение относится к способу окисления сернистого ангидрида до серного и может быть использовано в производсгве серной кислоты контактным методом.

Известен способ окисления 20В-ного сернистого ангидрида в пятислойном контактном аппарате с неподвижными слоями ванадиевого катализатора при температурах выходящего газа из пер- 1О вых двух слоев 650 С и степени превращения SO> в SO соответетвенно по слоям 41Ъ и 55%. 1ри этом время соприкосновения газа с катализатором выбирают с таким расчетом, чтобы сте- 15 пень контактирования в этом слое соответствовала заданному темиературному разогреву. Следовательно, с учетом малого времени контакта высота слоя катализатора невелика и в связи с

Ю неравномерным распределением газа по .сечению возможен перегрев слоя(1 ).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ окисления сернистого газа с повышенным содержанием двуокиси серы в многослойном контактном аппарате на ванадиевом ка.тализаторе. На первой стадии газ проходит конверсию на 60-783. После аб- ЗО сорбции образующегося при этом cep= ного ангидрида газ разбавляют воздухом до содержания в нем 16-18% SO>

Окисление 50 ведут на стационарных слоях ванадиевого катализатора. При этом, чтобы не перегреть первый стационарный слой ванадиевого катализатора, содержащего V<0> 8-10в, К О

10-12%, объем катализатора первого слоя составляет незначительную величину, а высота такого слоя 100-150 мм.

Время соприкосновения газа с катализатором первого слоя поддерживают н пределах 0,5-0,6 с.

Недостатком способа является то, что газовый поток распределяется не равномерно по сечению слоя, что приводит к локальным перегревам, уменьшает зону рабочих температур в слое контактной массы и снижает срок службы последней (2 ).

Цель изобретения — поддержание оптимальной эоны рабочих температур в слое контактной массы и продление срока ее службы.

Поставленная цель достигается в описывае |ом способе, по которому ведут окисление сернистого газа с повы шенным содержанием двуокиси серы в многослойном контактном аппарате с

3 6545 использонанием в верхней. части первого слоя катализатора, содержащего

У>О> 0,1 — 0,5% и К О 0 5 -1,0%, при соотношении нремени контакта в верхней и нижних частях первого слоя 45:1.

Это позволяет благодаря добавлению малоактинной контактной массы с низким гидравлическим сопротивлением устранить неравномерность распределения газового потока по сечении слоя и ныравнить температуру по высоте комбинированного слоя, увеличить срок службы контактной массы.

Целесообразность выбранных интервалов. содержания активного компонента)6 и промотора в катализаторе продиктована необходимостью подготонки газа по температуре в низкоактивной части слоя с таким расчетом, чтобы при окис-, лении в слое активной контактной мас-Ю сы в соответствии с указанными интервалами времени контакта не произошло перегрева этой части слоя. Более высокое содержание 05 и К О в контактной массе вызовет пропорциональное увеличение степени конверсии сернистого газа в верхней части слоя катализатора и, следовательно, разогрев его до более высоких температур, чем предусмотрено в предложенном способе (450-460 С). Соответственно этому возрастет степень конверсии и разогрев нижней части первого слоя катализатора до температур, превышающих его термическую устойчивость. Более же низкое содержание активного компонента и промотора не обеспечит указанных условий по степени конверсии и разогреву в верхней части перного слои, в результате чего не будет обеспечена требуемая величина 40 суммарной степени ксаверсии на этом слое и, следовательно, на последующих слоях катализатора.

Пример 1. Сернистый гаэ, содеРжащий 14% Ы, в количестве 14Q 45 тыс.нм /ч при температуре 50 С дву3 мя потоками подают в контактный аппарат с пятью стационарными слоями катализатора. Первый поток в количестве 93 тыс.нм> /ч, пройдя через теплообменоник, нагревается до температуры 400 С и поступает на первый ,слой катализатора. При этом содержание ЧО6и К О s верхней части этого слоя катализатора соответственно равно 0,5 и 0,1В, а соотношение времени @ контакта в верхней и нижней частях первого слоя составляет 5:1. В верхней части слоя сернистый гаэ окисляется на 17 и разогревается до температуры 460 С. Й нижней части слоя . 60 гаэ окисляется на 43% и разогревается до 615 С, при этом время контакта составляет 0,6 с, а суммарная степею конверсии на первом слое равна 60%.

Концентрация сернистого rasa после

38 первого слоя составляет 5, 6% SO2 .а после смешения его с оставшейся частью исходного холодного газа перед вторым слоем каталиазтора она составляет 8% 502 при температуре о

450 С. Далее полученную газовую смесь направляют на последующую переработку по типовой схеме днойного контактирования. Общая степень конверсии после контактного узла составляет

99,9%, а содержание двуокиси серы в отходящих газах — 0,02-0,03Ъ.

Пример 2 ° Сернистый газ, содержащий 19% З0 в количестве 140 тыс.нм гч при температуре 50 С двуЗ Г о мя потоками подают н контактный аппарат с пятью стационарными слоями катализатора. Первый поток в количестве 93 тыс.нмэ/ч, пройдя через теплообменник, нагревается до темперао туры 390 С и направляется в первый слой катализатора. Соотношение 9 О а 6 и К О н верхней части первого слоя катализатора соответственно ранно

0,3 и 0,75Ъ, при этом соотношение времени контакта н верхней и нижней частях этого слоя составляет 4,5:1.

При прохождении через верхнюю часть низкоактивного слоя катализатора газ окисляется на 14,5% и разогревается о до температуры 460 С. В слое активного катализатора газ окисляется на

39% и разогревается до температуры о

650 С. Время контакта с активной частью катализатора первого слоя катализатора составляет 0,5 с. Степень окисления н первом слое составляет

54%, а концентрация газа после него

9% So . Общая степень конверсии составит 99,9В, а содержание двуокиси серы .в отходящих газах — 0,03-0,04%.

Пример 3. Сернистый газ, содержащий 25% ЬО н количестве 140 тыс.нм /ч при температуре 50 С двуэ о мя потоками подают н контактный аппарат. Первый поток в количестве 100 тыс.нм ч ., пройдя через теплообмен3i ник, нагревается до температуры 390 С о и направляется в первый слой катализатора. Верхняя часть этого слоя загружена низкоактивной контактной массой с содержанием в ней,,V 0 è К О соответственно 0,1 и 0,5%. 1рй этом соотношение времени контакта в верхней и нижней частях первого слоя составляет 4:1. В верхней части слоя газ окисляется на 11,5 и разогревается до температуры 460 С. В нижней части слоя гаэ окисляется на 30,5% и разогревается: до 650 С. При этом время о контакта составляет 0,36 с, а суммарная степень конверсии на первом слое равна 52,5Ъ. Концентрация Ыг после первого слоя составляет ll 9%, а после смешения с остальной частью холод " ного исходного газа она составит 15 6В о

1 при температуре 460 С. Общая степень

)<онверсии составляет 99,9В, а содержа654530 ние Sa в выхлопных газах - 0,04

0,05t.

Формула изобретения

Составитель В. Васильева

Редактор Т. филипенко Техоед Л.Алферова Коооектоо Н. Стец

Эаказ 2293/212 Тираж 590 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. ужгородр ул, Проектная, 4

Способ окисления сернистого газа с повышенным содержанием двуокиси серы в многослойном контактном аппарате на ванадиевом катализаторе, содержащем окислы щелочных металлов в качестве промотора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью поддержания оптимальной эоны рабочих температур в слое контактной массы и продления срока службы последней, процесс ведут с использованием в верхней части первого слоя катализатора, содержащего 0,1-0,5% V<0>p 0,5-1,04 К О, при соотношении времени контакта в верхней и нижних частях первого слоя 45:1 °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. SuXphuric- Acid Jnd. 1976,29, 10 Р 10, с. 207-210 .

2. Авторское свидетельство СССР

9537026, кл . С 01 В 17/76, 1975.