Способ получения трехокиси серы

 

О П И С И

ИЗОБРЕТЕНИ

I8370

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕДЬС (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.09.78 (21) 2659474/23-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.80. Бюллетень (45) Дата опубликования описания 28

Кл.з

С 01В 17/76

Государственный комитет

К 661.257 (088.8) па делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

И. Д. Иванова, В. Е. Сороко, В. И. Явор, Н. И. Кнапова, О. Г. Еремин и А. Б. Готовский

Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРЕХОКИСИ СЕРЫ

Изобретение относится к способу получения трехокиси серы и может быть использовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности при переработке сернистых газов в производстве серной кислоты.

Известен способ получения трехокиси серы путем каталитического окисления сернистого газа в аппарате трубчатого типа с неподвижным слоем катализатора (11.

Недостатками известного способа являются низкая интенсивность процесса; невозможность переработки газов, содержащих механические примеси; возрастание гидравлического сопротивления; невозможность использования катализатора с размером частиц менее 2 мм.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения трехокиси серы путем каталитического окисления сернистого газа в многослойном контактном аппарате с кипящим слоем катализатора (2).

Недостаток известного способа состоит в том, что в слоях катализатора, находящихся в кипящем состоянии, наблюдается проскок части газа в виде пузырей и сильное продольное перемешивание, которое снижает движущую силу процесса, а следова- ЗО тельно, и его скорость, поэтому для достижения степени конверсии SO в SO3 97—

97,5% при одинарном контактировании и

99,5% при двойном контактировании необходимо наличие в контактном аппарате

4 — 5 слоев катализатора.

Целью изобретения является создание способа получения трехокиси серы с повышением степени конверсии на одном слое катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в описываемом способе получения трехокиси серы путем каталитического окисления сернистого газа в многослойном контактном аппарате исходный газ подают синусоидально при скорости его 0,1 — 10 м/с и частоте колебаний 0,01 — 1 Гц.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом, Поток сернистого газа подают синусоидально в многослойный контактный аппарат, при этом катализатор совершает возвратно-поступательное движение, амплитуда колебаний которого ограничивается надслоевой решеткой, непроницаемой для частиц катализатора.

На каждом слое катализатора происходит конверсия SO> в SO3, а выделяющееся тепло отводится с помощью теплообменного устройства с переменной по высоте

718370

Частота колебаний подачи газа r, Гц

Высота слоя катализатора h, мм

Диаметр частиц, катализатора, мм

Изменение скорости газа W, м/с

Степень конверсии

Х> %

Диаметр трубки

d, мм

Отношение

150

0,12 — 5

0,12 — 5

0,12 — 5

0,12 — 5

0,12 — 5

0,12 — 5

0,12 — 5

0,12 — 5

0,1 — !О

2,67

92,1

95,2

97,4

97,5

97,3

96,8

97,6

96,8

0,75

0,75

0,75

0,75

0,75

0,75

0,75

0,75*

2,5

1500

0,3

0,3

0,01

0,31

0,60

0,70

1,00

0,60

0,60

+) В этом опыте запыленность газа от истирания катализатора составляет 40 мг/мз.

Формула изобретения удельной теплообменной поверхностью, обеспечивающей заданный режим изменения температуры.

На чертежах показаны три различных положения слоя катализатора в аппарате с непроницаемыми для катализатора решетками и переменной по высоте удельной теплообменной поверхностью, создаваемых подачей газового потока синусоидального при скорости 0,1 — 5,0 м/с (ось Х) за один период, равный 2л (ось Y). Описываемый способ был испытан в трубчатом контактном аппарате модельного типа. В контактный аппарат высотой 1600 мм, диаметром

150 мм и слоем ванадиевого катализатора подается газ, содержащий SOg 12%, О 9%; газ подают синусоидально при скорости

0,1 — 10 м/с, а частоту колебаний подачи гаПример. В контактный аппарат промышленного типа для получения трехокиси серы подают 150000 мз/ч сернистого газа, содержащего 12% SO2 и 9% О>. Контактный аппарат содержит корпус диаметром

8 м, внутри которого расположены трубки диаметром 150 мм и высотой 1600 мм с переменной по высоте теплообменной поверхностью. Количество трубок 2370 шт.

Трубки загружены износоустойчивым катализатором марки КС со средним размером зерен 0,75 мм, высотой слоя 1500 мм. Сверху и снизу трубок имеются непроницаемые для катализатора решетки с размером ячейки 0,4)(0,4 мм. В газоходе перед входом в трубное пространство установлен дроссель, который вращается с частотой 0,5 Гц. Температура газа на входе в аппарат 540 С, на выходе 435 С, скорость газового потока в трубках поддерживают 0,12 — 5 м/с. Катализатор в трубках движется возвратно-поступательно с амплитудой 0,1 м. Степень конверсии $0я в $0з на одном слое катализатора составляет 97,3 — 97,5%. за поддерживают постоянной в интервале от 0,01 до 1 Гц дросселем, установленным на входе в аппарат.

Температура газа на входе в аппарат со5 ставляет 500 — 525 С на выходе 430 — 440 С.

Степень конверсии на одном слое катализатора достигает 97,3 — 97,6% при отношении высоты слоя к диаметру трубки /т: с/)

) 3. Теплоотвод из слоя осуществляется

10 переменной по высоте поверхностью охлаждающего элемента.

При подаче на слой газового потока, содержащего пыль от истирания катализатора, вследствие возвратно-поступательного

15 движения слоя, его сопротивление остается практически без изменения, как и на чистом газе, Опытные данные приведены в таблице.

Использование предлагаемого способа обеспечивает удешевление процесса за счет снижения стоимости контактного аппарата, обусловленной уменьшением числа слоев катализатора, примерно в 2 — 3 раза.

Способ получения трехокиси серы путем каталитического окисления сернистого газа

30 в многослойном контактном аппарате, о тличающийся тем, что, с целью повышения степени конверсии на одном слое катализатора, исходный газ подают синусоидально при скорости его 0,1 — -10 м/с и частоте колебаний 0,01 — 1 Гц.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Боресков Г. К. Катализ в производстве серной кислоты. М., 1954, с. 294 †3.

2. Мухленов И. П. Катализ в кипящем слое. «Химия», 1971, с. 139 — 154 (прототип).

718370

Составитель P. Орлова

Техред А. Камышникова

Корректор P. Беркович

Редактор Г. Прусова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2914/7 Изд. № 153 Тираж 569 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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