CN101690852A - 一种液体三氧化硫蒸发工艺 - Google Patents

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胡剑品
王侃
汪家众
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Abstract

本发明涉及一种液体三氧化硫的蒸发工艺，属于化工生产技术领域。目的是提出一种液体三氧化硫蒸发工艺的改进，该工序应具有流程合理、生产安全、能充分利用各类尾气余热的特点。本发明的技术方案：液体三氧化硫通过液体三氧化硫储罐及三氧化硫蒸发器之间的第一管路，将液体三氧化硫定量输送至三氧化硫蒸发器上部，以使液体三氧化硫通过蒸发混合器中的分布器及填料顺流而下；由第二管路输送的干燥气体则依次经过加压、加热后进入三氧化硫蒸发器下部，以使干燥气体在三氧化硫蒸发器内上升与所述的液体三氧化硫逆流相遇，并将液体三氧化硫加热蒸发及稀释成一定浓度的气体；所产生的三氧化硫气体从第三管路进入一冷却器冷却，由吸收塔吸收待用。

Description

一种液体三氧化硫蒸发工艺
技术领域
本发明涉及一种液体三氧化硫的蒸发工艺，属于化工生产技术领域。
背景技术
在工业和民用表面活性剂领域中，有机物的三氧化硫(SO3)磺化技术是制取阴离子表面活性剂类磺化产品和硫酸化产品的基本生产工艺。其产品广泛应用于配制洗涤剂、牙膏、化妆品等民用产品，在采油、选矿、金属切削加工、农药、纺织、印染、皮革等工业领域也有广泛应用。传统的SO3发生通常采用燃硫法，即用燃硫法先得到SO2再经触媒催化转化成三氧化硫，经混入干燥空气得三氧化硫/空气的混合气体用于磺化。这与工业硫酸生产中以硫磺为原料，采取硫磺燃烧、转化、冷却、吸收的一转一吸工艺大致相同。这种方法的工艺流程较长，投资费用和生产费用均较高。但后来不论是引进技术还是国产化技术，三氧化硫发生部分工艺类同，都为燃硫法，存在三氧化硫转化不完全，尾气吸收有亚硫酸盐产生和SO2排放问题。在环保压力越来越大的今天，三氧化硫磺化技术在大型工业化生产装置中该如何走出一条符合环保和循环经济的道路，是目前急需要研究与解决的问题。
经过燃硫后将SO2转化成SO3，这一方法的替代方法是使用稳定的液体SO3来获取气体SO3。这些装置大都采用液体三氧化硫在蒸发器内直接加热蒸发后，再用空气稀释的方式稳定；液体SO3由一膜式计量泵自高位槽中经一过滤器而输送至蒸发器。由此得到的气体SO3经过滤除去任何残留的酸雾，然后与干燥的工艺空气(露点-60℃)混合即可达到符合要求的SO3气体。
上诉工艺虽然简单易行但缺点明显，操作过程中潜在一定的危险性：该装置中三氧化硫贮罐至气化器的管线及设备中存有的100％气态SO3会转化为液态，并进而转化为固态，这就会造成管路堵塞。同时，设备检修、清洗工作难度大，也很危险。
发明内容
本发明旨在克服传统蒸发工艺制造气态SO3的诸多缺点，提出一种液体三氧化硫蒸发工艺的改进，该工序应具有流程合理、生产安全，能够充分利用各类尾气余热的特点，以满足市场需要。
本发明是这样实现的：一种液体三氧化硫蒸发工艺，液体三氧化硫通过液体三氧化硫储罐及三氧化硫蒸发器之间的串接着调节阀和质量流量计的第一管路，将液体三氧化硫定量输送至三氧化硫蒸发器上部，以使液体三氧化硫通过蒸发混合器中的分布器及填料顺流而下；由第二管路输送的干燥气体则依次经过罗茨风机加压、加热器加热后再进入三氧化硫蒸发器下部，以使干燥气体在三氧化硫蒸发器内上升与所述的液体三氧化硫逆流相遇，并将液体三氧化硫加热蒸发及稀释成一定浓度的气体；所产生的三氧化硫气体从三氧化硫蒸发器顶部的第三管路进入一冷却器冷却，再由吸收塔吸收待用。
所述的经罗茨风机加压后的干燥气体压力为55～80kPa。
所述的干燥气体加热后进入三氧化硫蒸发器时的温度为80～160℃。
所述的干燥气体可以为空气、氮气、硫酸厂的余热尾气。
所述蒸发器中的填料为瓷或四氟丝。
所述加热器的加热介质是蒸汽；冷却器的冷却介质是水或空气。
所述吸收塔吸收的三氧化硫气体尚需通过一过滤器除去杂质，以供磺化使用。
所述的三氧化硫气体浓度由该三氧化硫蒸发器中的孔板流量计计量和变频调节风机转速控制。
所述的经过干燥气体加热后的SO3气体温度为60～120℃。
所述的经过冷却器冷却后的SO3气体温度为40～70℃。
所述三氧化硫蒸发器底部装有盘管加热器，以调控干燥气体的温度。
由上述可见，本发明的效果是十分明显的，可简单归纳如下：
1、可通过罗茨风机调节风量来控制所需的SO3气浓。
2、可以使用临近硫酸厂的尾气作为稀释气体，经济又环保。
3、SO3顺流而下接触到蒸发器中的填料，增加了比表面积，与加热空气逆流相遇，提高了传热系数。
4、蒸发器底部有加热装置，可有效防止β型晶体产生和沉积，减缓对设备的腐蚀。
5、不易造成管道堵塞，整个工艺合理安全。
附图说明
图1是本发明所述的液体三氧化硫蒸发工艺流程示意图。
图中标号为：罗茨风机1；加热器2；三氧化硫蒸发器3；冷却器4；质量流量计5；调节阀6。
具体实施方式
本发明所述的罗茨风机、三氧化硫蒸发器(其中配置有采用电源的盘管加热器、孔板流量计和变频调节风机)、过滤器、质量流量计、调节阀(通常采用气动球阀)以及各类阀门均可外购；所述的加热器和冷却器优选管式换热器(也均是外购)。所述瓷或四氟丝是蒸发器使用的常规填料。
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明不局限于该实施例。
实施例
参阅图1启动罗茨风机1引入(通过第二管路引入)硫酸厂过滤干燥后的尾气，罗茨风机电机的频率先设为20％，然后观察风机出口压力，逐步调高电机频率到正常值约75％，此时风量为3525m3/h，压力为55.0kPa，缓慢打开加热器2的蒸汽阀，加热工艺空气，工艺空气在加热器出口温度达105.4℃。通过液体SO3储罐的两个氮气进出调节阀，稳定罐内压力为0.25～0.35Mpa；使用时先打开液体SO3储罐至SO3蒸发器管路(第一管路)上的调节阀门，然后设定好液体SO3的流量为623Kg/h，再开调节阀(通常是气动球阀)，利用液体SO3储罐内的压力将液体SO3压送到三氧化硫蒸发器3(通过液体SO3出口调节阀，控制液体SO3流量)，使液体SO3进入该蒸发器中与已加热的干燥工艺空气进行交换蒸发混合(三氧化硫蒸发器顶部SO3混合气体温度为70.7℃)后，再通过第三管路依次进入冷却器4冷却(调节冷却器夹套的冷却水量，使冷却器出口的SO3混合气体温度为43.7℃)以及吸收塔吸收。最后待吸收塔内的蒸发稳定后通过一超细玻璃棉过滤器，除去夹带的硫酸或发烟硫酸雾滴，即可供磺化使用。

Claims (9)

1.一种液体三氧化硫蒸发工艺，液体三氧化硫通过液体三氧化硫储罐及三氧化硫蒸发器之间的串接着调节阀(6)和质量流量计(5)的第一管路将液体三氧化硫定量输送至三氧化硫蒸发器(3)上部，以使液体三氧化硫通过蒸发混合器中的分布器及填料顺流而下；由第二管路输送的干燥气体则依次经过罗茨风机(1)加压、加热器(2)加热后再进入三氧化硫蒸发器(3)下部，以使上升的干燥气体将液体三氧化硫加热蒸发及稀释成一定浓度的气体；所产生的三氧化硫气体从三氧化硫蒸发器(3)顶部的第三管路进入一冷却器(4)冷却，再由吸收塔吸收待用。
2.根据权利要求1所述的一种液体三氧化硫蒸发工艺，其特征在于所述的经罗茨风机(1)加压后的干燥气体压力为55～80kPa。
3.根据权利要求1所述的一种液体三氧化硫蒸发工艺，其特征在于所述的干燥气体经加热器加热后进入三氧化硫蒸发器(3)时的温度为80～160℃。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种液体三氧化硫蒸发工艺，其特征在于所述的干燥气体是空气或氮气或硫酸厂的余热尾气。
5.根据权利要求4所述的一种液体三氧化硫蒸发工艺，其特征在于所述加热器的加热介质是蒸汽；冷却器的冷却介质是水或空气。
6.根据权利要求5所述的一种液体三氧化硫蒸发工艺，其特征在于所述吸收塔吸收的三氧化硫气体通过一过滤器除去杂质，以供磺化使用。
7.根据权利要求6所述的一种液体三氧化硫蒸发工艺，其特征在于所述蒸发器中的填料为瓷或四氟丝。
8.根据权利要求7所述的一种液体三氧化硫蒸发工艺，其特征在于所述的三氧化硫气体浓度由该三氧化硫蒸发器中的孔板流量计计量和变频调节风机转速控制。
9.根据权利要求1所述的一种液体三氧化硫蒸发工艺，其特征在于所述的三氧化硫蒸发器底部装有盘管加热器。
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