CS201573B1

CS201573B1 - Method of sulphur trioxide absorption in the terminal absorber in the sulphuric acid production by contact process by method of double conversion

Info

Publication number: CS201573B1
Application number: CS499479A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Cermak; Jaroslav Pozivil
Original assignee: Frantisek Cermak; Jaroslav Pozivil
Priority date: 1979-07-17
Filing date: 1979-07-17
Publication date: 1980-11-28

Description

Vynález se týká absorpce kysličníku sírového při výrobě kyseliny sírové kontaktním způsobem metodou dvojité konverze v systému koncové absorpce.The present invention relates to the absorption of sulfur trioxide in the production of sulfuric acid by the contact method of a double conversion method in a terminal absorption system.

Při výrobě kyseliny sírové kontaktním způsobem se kysličník siřičitý oxiduje v kontaktních tělesech na kysličník sírový. Konverzní plyn obsahující kysličník sírový se vede do absorpčního systému, kde se z něj absorpcí ve zředěné kyselině sírové vyrábí kyselina sírová. Při absorpci kysličníku sírového se uvolňuje teplo, které se absorpčním kyselinám odebírá v chladičích, avšak při vynaložení značných nákladů.In the production of sulfuric acid by the contact process, sulfur dioxide is oxidized in the contact bodies to sulfur trioxide. The sulfur dioxide-containing conversion gas is passed to an absorption system where sulfuric acid is produced by absorption in dilute sulfuric acid. The absorption of sulfur trioxide releases heat, which is absorbed by the absorption acids in coolers, but at considerable expense.

Při výrobě kyseliny sírové metodou dvojité konverze se provádí oxidace kysličníku siřičitého ve dvou stupních. V prvním stupni, který se skládá obvykle z několika vrstev katalyzátoru, se oxiduje většina kysličníku siřičitého, obvykle 92 až 95 %. Konverzní plyn z prvního stupně oxidace se vede do systému vložené absorpce, kde se vyabsorbuje dosud vzniklý kysličník sírový ve zředěné kyselině sírové, a tak se posune rovnováha oxidace kysličníku siřičitého na kysličník sírový silně doprava. Tím je umožněno dosáhnout v druhém stupni oxidace vysokého stupně přeměny kysličníku siřičitého na kysllžník sírový, více než 99,5 %, Z vložené absorpce se tedy· vede konverzní plyn do druhého stupně oxidace, který je obvykle tvořen jednou vrstvou katalyzátoru, kde se dále oxiduje kysličník siřičitý. Za druhým stupněm oxidace se plyn ochladí v ekonomizéru a vede se do systému koncové absorpce. V koncovém absorbéru se vyabsorbuje kysličník sírový a odplyn se vede do atmosféry.In the production of sulfuric acid by the double conversion method, the oxidation of sulfur dioxide is carried out in two stages. In the first step, which usually consists of several catalyst layers, most of the sulfur dioxide, usually 92 to 95%, is oxidized. The conversion gas from the first oxidation stage is fed to an embedded absorption system whereby the sulfur trioxide formed so far is absorbed in dilute sulfuric acid, thereby shifting the equilibrium oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide strongly to the right. This makes it possible to achieve a high degree of conversion of sulfur dioxide to sulfur trioxide in the second oxidation stage of more than 99.5%. Thus, the conversion gas is fed to the second oxidation stage, which usually consists of a single catalyst layer, where it is further oxidized. sulfur dioxide. After the second oxidation stage, the gas is cooled in an economizer and fed to a terminal absorption system. Sulfur trioxide is absorbed in the end absorber and the gas is passed to the atmosphere.

Do koncového absorbéru se vede konverzní plyn při pevně dané teplotě, která se obvykle pohybuje v intervalu 180 až 220 °C. Konverzní plyn totiž nelze ochladit'pod teplotu, při které nastává kondenzace kapiček kyseliny sírové, která způsobuje korozi zařízení. Konverzní plyn se zavádí do koncového absorbéru proti proudu absorpční kyseliny, která stéká po výplni, jako jsou například Raschigovy kroužky a podobně. Nátoková teplota kyseliny bývá obvykle 60 až 65 °C. Vzhledem k intenzivnímu přestupu tepla a vysokému hmotovému průtoku kapalné fáze dosahuje výstupní teplota plynu prakticky teploty nátokové kyseliny. Průchodem koncovou absorpční věží se kyselina ohřívá uvolněným absorpčním teplem a současně se zvýší její koncentrace v důsledku absorpce kysličníku sírového. Za absorbérem se kyselina musí ředit ve směšovači. Přitom se kyselina dále zahřívá zředovacím teplem, takže na výstupu ze směšovače mí201573 vá teplotu 85 až 95 °C. Kyselina se potom musí chladit na nátokovou teplotu, tzn. na 60 až 65 °C ve chladičích.Conversion gas is fed to the end absorber at a fixed temperature, which is usually in the range 180-220 ° C. The conversion gas cannot be cooled below the temperature at which condensation of the sulfuric acid droplets occurs, which causes corrosion of the device. The conversion gas is introduced into the end absorber upstream of the absorbent acid that flows down the pad, such as Raschig rings and the like. The acid inflow temperature is usually 60-65 ° C. Due to the intense heat transfer and the high mass flow rate of the liquid phase, the outlet temperature of the gas practically reaches the inlet acid temperature. By passing through the end absorption tower, the acid is heated by the released absorption heat and at the same time its concentration is increased due to the absorption of sulfur trioxide. After the absorber, the acid must be diluted in the mixer. The acid is further heated by the dilution heat, so that the temperature at the outlet of the mixer is 85 to 95 ° C. The acid must then be cooled to the inlet temperature, i. to 60 to 65 ° C in chillers.

Množství tepla, které se musí v chladičích odebrat absorpční kyselině, je úměrné jednak množství absorbovaného kysličníku sírového a dále rozdílu mezi vstupní a výstupní teplotou konverzního plynu. Náklady na chlazení jsou značné, jednak investiční, jednak provozní. Jako chladivo se obvykle používá voda, která se po oteplení musí ochladit například v chladicích věžích. Chladicí systém vyžaduje doplňování odpařené chladicí vody, chemikálie na úpravu vody, elektrickou energii na přečerpávání vody a pohon ventilátorů v chladicích věžích atd.The amount of heat to be absorbed by the absorption acid in the coolers is proportional to the amount of sulfur trioxide absorbed and to the difference between the inlet and outlet temperatures of the conversion gas. The costs of cooling are considerable, both investment and operational. Water is usually used as a coolant and must be cooled after cooling in, for example, cooling towers. The cooling system requires replenishment of evaporated cooling water, water treatment chemicals, electricity for pumping water and fan drives in cooling towers, etc.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu způsob absorpce kysličníku sírového v systému koncové absorpce při výrobě kyseliny sírové kontaktním způsobem metodou dvojité konverze. Jeho podstata spočívá v tom, že se teplota nátokové kyseliny na výstupu z koncového absorbéru neustále udržuje na hodnotě 95 až 115 °C. Konkrétní hodnota se určí podle typu a materiálu použitého chladiče s přihlédnutím k jeho korozi. Této výstupní teplotě odpovídá teplota nátokové kyseliny přibližně 85 až 95 °C. Zvýšením teploty nátokové kyseliny se zvýší teplota plynu vystupujícího z absorbéru, a tak se sníží množství tepla, které plyn předal absorpční kyselině, a které se musí odstraňovat v chladičích. Dalším příznivým vlivem je nižší tvorba mlhy kyseliny sírové při vyšší teplotě, takže plyn vedený do atmosféry méně znečišťuje životní prostředí. Přitom účinnost koncového absorbéru se zvýšením teploty absorpční kyseliny nesníží, protože koncový absorbér bývá^: značně předimenzován. Absorbuje se v něm totiž jen asi 5 až 8 % celkového množství kysličníku sírového a přitom všechny absorběry (sušičový, vložený, koncový, popř. oleovýj bývají unifikovány.According to the invention, the above-mentioned drawbacks are eliminated by the method of absorbing sulfur trioxide in the end-absorption system in the production of sulfuric acid by the contact method of the double conversion method. Its essence is that the inflow acid temperature at the outlet of the end absorber is constantly maintained at 95-115 ° C. The specific value shall be determined by the type and material of the radiator used, taking into account its corrosion. This inlet temperature corresponds to a feed acid temperature of approximately 85 to 95 ° C. Increasing the temperature of the feed acid increases the temperature of the gas exiting the absorber, thereby reducing the amount of heat that the gas has passed to the absorbing acid, which must be removed in the chillers. Another positive effect is the lower mist formation of sulfuric acid at a higher temperature, so that the gas conducted into the atmosphere is less polluting to the environment. However final absorber efficiency with increasing temperature of the absorption acid is not reduced, since the final absorber ^is: considerably oversized. Only about 5 to 8% of the total sulfur trioxide is absorbed therein, and all the absorbers (drier, intermediate, terminal, or oleic) are unified.

Vynález je blíže vysvětlen na příkladu provedení.The invention is explained in more detail by way of example.

PříkladExample

Konverzní plyn z druhého stupně oxidace se vede do· koncového absorbéru při teplotě 190 °C. Chladič koncového absorbéru je trubkový z teflonu, který je konstruován tak, že dohře snáší teplotu kyseliny 115 °C. Koncový absorbér je provozován při vstupní teplotě kyseliny 110 °C. Proto je nátoková teplota kyseliny do absorbéru regulována na hodnotu 90 °C, která v dané výrobně při dané intenzitě výrobního procesu odpovídá vstupní teplotě kyseliny 110 °C. Zvýšením teploty nátokové kyseliny z dříve používané hodnoty 65 °C na 90 °C se zvýšila rovněž výstupní teplota plynu z 65 °C na 90 °C. Tím se snížilo množství tepla, které se odebralo konverznímu plynu v absorbéruThe conversion gas from the second oxidation stage is fed to the end absorber at 190 ° C. The end absorber cooler is tubular of Teflon, which is designed to heat up to 115 ° C. The end absorber is operated at an acid inlet temperature of 110 ° C. Therefore, the inlet temperature of the acid into the absorber is controlled to a value of 90 ° C, which corresponds to an inlet acid temperature of 110 ° C at a given plant at a given process intensity. Increasing the feed acid temperature from the previously used value of 65 ° C to 90 ° C also increased the gas outlet temperature from 65 ° C to 90 ° C. This reduced the amount of heat that was removed from the conversion gas in the absorber

190 - 90 100190-90 100

190 - 65 125 a úměrně se snížily náklady na chlazení absorpční kyseliny. Dále poklesla tvorba mlhy kyseliny sírové v plynu, který se vede do atmosféry.190-65125 and the cost of cooling the absorption acid has been reduced proportionally. Further, the formation of the sulfuric acid mist in the gas that is fed to the atmosphere has decreased.

PŘEDMĚTSUBJECT

Claims

SUBJECT

OF THE INVENTION

A process for the absorption of sulfur trioxide in an end absorber in the production of sulfuric acid by a double conversion contact method, characterized in that the inlet acid temperature at the outlet of the end absorber is constantly maintained at 95-115 ° C.

South Bohemian Printers, n.

p., plant 6 Jindř. Hradec