CS195660B2 - Process for preparing sulphuric acid especially for the production of phosphorous fertilizers - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu výroby kyseliny sírové, určené zejména к výrobě fosforečných hnojiv.

Při všech dosud známých způsobech výťoby kyseliny sírové se jako poloprodukt používá kysličník siřičitý.

Jeho další zpracování na kysličník sírový vyžaduje katalyzátory jako okysličovadla. V souvislosti s tím je při výrobě kyseliny sírové nejdůležitější otázkou volba katalyzátoru, který by byl laciný, stálý proti katalyzátorovému jedu a který by zajišťoval vysoké výrobní výtěžky a technickou rychlost v celém rozsahu používaných koncentrací kysličníku siřičitého atd.

Mimo monoxidy dusíku, používané při věžním způsobu, náleží ke známým katalyzátorům používaným při výrobě kyseliny sírové katalytickým postupem, které působí při vysokých teplotách, jemně rozptýlená platina, kysličník železitý, katalyzátory vanadiové, chrom-stronciové a jiné.

S dobrým výsledkem se používají v průmyslovém měřítku, přičemž kyselina sírová vyráběná věžním systémem má koncentraci asi 80 % a kyselina vyráběná katalytickým způsobem, který sé všeobecně ve svě. tě používá, má koncentraci 98 %. V průmyslu však je velká potřeba slaběji koncentrované kyseliny sírové. Tato potřeba se nejví2 ce kryje zřeďováním kyseliny sírové o vysoké koncentraci, vyrobené v továrnách, vodou, což však vyžaduje používání přídavného zařízení, chráněného proti korozi působené zředěnými vodnými roztoky kyseliny sírové.

Dosavadní způsoby výroby slabě koncentrované, koncentraci 30 % nepřestupující kyseliny sírové spočívají, jak vyplývá například z polského patentového spisu č. 43 279, v reakci plynů obsahujících kysličník siřičitý a kyslík S vodným roztokem jemných jílovitých minerálních látek a ’ 5%ního síranu železnatého jako katalyzátoru, nenašly širšího použití, poněvadž výroba podle tohoto způsobu vzhledem к velmi pomalu probíhající oxidaci vyžaduje použití drahých velkých zařízení. Tento způsob se podle výzkumů St. Bretšnajdra (Przemysl Čhemiczny č. 6, str. 37, 1958) může urychlit zvětšením kontaktní plochy plynu s kapalinou, tj. vedením oxidace kysličníku siřičitého ve vrstvě dynamické pěny, přičemž j,e množství síranu železnatého použitého jako katalyzátor této reakce poměrně velké, a mimoto tento způsob klade vysoké požadavky na čistotu plynů obsahujících kysličník siřičitý, má-li se dosáhnout dostatečné rentability.

Ukázalo se, že způsob výroby kyseliny sí195680

r.ov.é. spočívající v intensivním průtoku směsíplynů s obsahem kysličníku siřičitého, kyslíku a popřípadě jiných neutrálních plynů vodným roztokem obsahujícím katalyzátor se může stát ekonomickým, s ohledem na vysokou rychlost procesu a vysoký reakční výtěžek z uváděného kysličníku siřičitého, přesným stanovením kvality a množství použitých katalyzátorů. Této rychlosti se může dosáhnout i za přítomnosti nečistot v plynné směsi přiváděné spolu s kysličníkem siřičitým a kyslíkem.

Výše uvedené nevýhody jsou odstraněny způsobem výroby kyseliny sírové, určehé zejména к výrobě fosforečných hnojiv, intensivním průtokem kysličníku siřičitého, smíchaného s kyslíkem a popřípadě s jinými neutrálními plyny, vodným roztokem katalyzátoru, obsahujícím popřípadě kyselinu sírovou, při zvýšené teplotě podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se jako katalyzátor oxidace kysličníku siřičitého používají železnatoželezité sloučeniny v molovém poměru Fe⁺² : Fe⁺³ -v rozmezí 0,005— -0,1.

Jako železnató-železité sloučeniny se podle vynálezu používají sírany a siřičitany, uhličitany, hydroxidy a jiné sloučeniny železa rozpustné za reákčních podmínek, zejména však sírany.

Způsob se provádí při konstantní průtokové rychlosti plynu 0,8-4,5 m/s, při teplotě 40—85 °C, buď periodicky, nebo kontinuálně.

Kysličník siřičitý může procházet z odpadních plynů chemické, energetické, petrochemické a hutní výroby ve směsi s jinými plyny. Mimo kysličník siřičitý a kyslík může také tato směs obsahovat iiavíc neutrální plyny, jako N2, SO3, CO, 'COS, COž, H2O a. jiné. . '

Použití kyséliny sírové vyráběné způsobem podle vynálezu má význam zejména v těch odvětvích průmyslu, ve kterých se nepotřebuje koncentrovaná kyselina sírová. Tím se ušetří podstatná část důležité suroviny.

Kyselina sírová vyrobená způsobem podle vynálezu se může používat buď sama, nebo ke zřeďování koncentrované kyseliny sírové.

Kyselina sírová vyráběná způsobem podle vynálezu nachází použití zvláště ve výrobě fosforečných hhójiv, vzhledem ke svému obsahu stopových množství iontů železa, pocházejících z použitého katalyzátoru.

Jak známo, ve vodě nerozpustné fosforečnany vápníku obsažené v minerálech, jako v apatitu a fosfitu, se zpracovávají kyselinou sírovou o průměrné koncentraci 62—70 %, čímž dochází ke změně nerozpustných fosforečnanů ve formu asimiíovatelnou rostlinami. Při výrobě fosforečných hnojiv se před začátkem výrobního, postupu nejprve surové minerály jemně rozemelou, například v kulovém mlýně, a potom sě v mísičí pmísí s kyselinou sírovou, jejíž koncentrace se upravuje ředěním koncentrované kyseliny sírové vodou.; .

Ukázalo se, že náhradou vody při ředění koncentrované kyseliny sírové kyselinou sírovou vyrobenou způsobem podle vynálezu se podstatně zvýší kvalita fosforečného hnojivá.

Přídavek iontů železa, zavedený spolu s roztokem kyseliny sírové, působí proti hrudkóvatění granulí hnojivá a představuje hodnotný mikroprvek pro rostliny.

Další výhoda způsobu výroby kyseliny sírové podlé vynálezu spočívá v tom, že je ' možno využívat plyný 4 velmi malou koncentrací kysličníku siřičitého, jejichž využití by jinak při jiných známých způsobech výroby ' kyseliny sírové nebýló; ekonomické.

V této souvislosti nezreagované, zařízení opouštějící plyny po výrobě kyseliny-: sírové způsobem podle vynálezu mají podstatně nižší koncentraci kysličníku siřičitého, .než odpadní plyny například z absorpčních kolon, kontaktního způsobu výroby kyseliny sírové. To má velký význam pro ochranu:prostředí. .

Způsob podle vynálezu je blíže vysvětlen v dále uvedených příkladech.

- ' :^r·^J i Přikladl < <>'

Nad 13,1 litru vodného roztoku s obsahem

1.5 % kyseliny sírové a 1,4 % železa ve formě síranu železnatého a železitého, při poměru Fe+²:Fe⁺³ 0,04, se při teplotě 73 °C konstantní rychlostí 185 mVh nechá protékat směs obsahující 0,58 % SO2, 3,16 % O2, . 6 % CO2, 0,1 % CO a 85,15 % N2. Došáhne-li se stoupnutí koncentrace kyseliny sírové až

5.5 procent, což odpovídá výrobě 0,76 kg kyseliny sírové.

Příklad 2

Nádrží s počátečním obsahem 1,5 m³ roztoku s 0,6 % Fe ve formě síranů v poměru Fe+2_: Fe+3 9,03 _Sě při teplotě 83 °C konstantní rychlostí 8800 Nm³/h vedou plyny obsahující 0,36 % SO2, 9,8 % O2, 0,04 % SO3, 9 % par H2O a 80,80 % N2. Roztok se kontinuálně, rychlostí 1000 1/h, přivádí do nádrže a odvádí z nádrže. Výtěžek činí za hodinu 1100 kilogramů 14,5% kyseliny sírové s obsahem 0,6 % železa.

Příklad 3

Ve vícestupňovém ábsorbéru, pracujícím při 80 °C, bylo při spotřebě plynné směsi jako v příkladu 1 a katalyzátoru s poměrem Fe⁺²:Fe⁺³ 0,1 během 5 hodin vyrobeno 10 tun 8% kyseliny sírové s obsahem železa 0,38%. Získanou kyselinou se zředí koncentrovaná kyselina sírová a potom se s touto zředěnou kyselinou zpracuje fosforit druhu Morokko, obsahující 34,5 % kysličníku fosforečného, nejdříve známým způsobem rozemletý na velikost zrn odpovídající 20% zbyt195860 ku na sítu s 1600 ок/cm². Získá se 82,5 tuny prachového superfosfátu, 2,25 tuny prachového superfosfátu z kyseliny pocházející z absorbéru, čímž produkce stoupá o 2,8 °/o při současné úspoře ekvivalentního množství koncentrované kyseliny sírové, tak zvaného monohydrátu.

PŘEDMĚT

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   Způsob výroby kyseliny sírové, zejména к výrobě fosforečných hnojiv, intensivním průtokem kysličníku siřičitého, smíšeného s kyslíkem, popřípadě s jinými neutrálními plyny, vodným roztokem katalyzátoru, obsaVYNALEZU hujícím popřípadě kyselinu sírovou, při zvýšené teplotě, vyznačený tím, že se jako katalyzátor použijí železnato-železité sloučeniny s molovým poměrem Fe⁺²:Fe⁺³ v rozmezí 0,005 až 0,1.

   Sevsrógrafia, n. p., žávod 7, Most