DD207182A1

DD207182A1 - PROCESS FOR PREPARING SULFUR TRIOXIDE

Info

Publication number: DD207182A1
Application number: DD23416081A
Authority: DD
Inventors: Jury S Matros; Georgy K Boreskov; Viktor S Lakhmostov; Viktor J Volkov; Alexei A Ivanov
Original assignee: Inst Kataliza Sibirskogo Otdel
Priority date: 1981-10-16
Filing date: 1981-10-16
Publication date: 1984-02-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verarbeitung von schwefelhaltigen Gasen, insbesondere auf ein Verfahren, zur Herstellung von Schwefeltrioxid. Der vorliegenden Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt, ein Verfahren zur Herstellung von Schwefeltrioxid durch die Veraenderung der technologischen Parameter des Prozesses zu entwickeln, welches hohe technisch-oekonomische Kennwerte aufweist und es moeglich macht, Gase konstanter und zeitlich wechselnder Zusammensetzung mit einem Schwefeldioxidgehalt von 0,6 bis 15-VOL.-% zu verarbeiten. Das Verfahren zur Herstellung von Schwefeltrioxid besteht in der Oxydation von Sc hwefeldioxid in festangeordneter Katalysatorschicht bei periodischer alle 10 bis 200 Minuten vorgenommener Umkehrung des sich in der Katalysatorschicht bewegenden Stromes des Reaktionsgemisches, welches Schwefeldioxid enthaelt, oder bei der Veraenderung der Temperatur dieses Reaktionsgemisches vor der Katalysatorschicht von 20 bis 200 Grad auf 350 bis & Grad waehrend 10 bis 200 Minuten. Die vorliegende Erfindung kann bei der Schwefelsaeureproduktion Anwendung finden.The present invention relates to the field of processing sulfur-containing gases, and more particularly to a process for producing sulfur trioxide. The present invention has the object of developing a process for the production of sulfur trioxide by changing the technological parameters of the process, which has high technical-economic parameters and makes it possible gases of constant and time-varying composition with a sulfur dioxide content of 0.6 to process 15-VOL .-%. The process for the production of sulfur trioxide consists in the oxidation of sulfur dioxide in a fixed catalyst layer with periodic every 10 to 200 minutes carried out reversal of moving in the catalyst layer stream of the reaction mixture containing sulfur dioxide, or in the change of the temperature of this reaction mixture before the catalyst layer from 20 to 200 degrees to 350 to & degrees during 10 to 200 minutes. The present invention may find application in sulfuric acid production.

Description

Berlin, den 13.5.1982 WP C 01 B/234 160/8 341 6 0 8 -59 892/11/39Berlin, May 13, 1982 WP C 01 B / 234 160/8 341 6 0 8 -59 892/11/39

Verfahren zur Herstellung von SchwefeltrioxidProcess for the preparation of sulfur trioxide

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verarbeitung von schwefelhaltigen Gasen, insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von Schwefeltrioxid« Die vorgeschlagene Erfindung kann bei der Schwefelsäureproduktion Anwendung finden,»The present invention relates to the field of processing sulfur-containing gases, and more particularly to a process for producing sulfur trioxide. "The proposed invention may find application in sulfuric acid production."

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen .Cha rakt eristik the known technical solutions .

Die gegenwärtig bekannten Verfahren zur Herstellung von Schwefeltrioxid durch Oxydation von Schwefeldioxid / unter anschließender Herstellung von Schwefelsäure / werden in Kontaktapparaten mit mehreren₉ meistens mit vier oder fünf adiabatischen Katalysatorschichten mit eingebauten oder Außenwärmeaustauschern zwischen den Schichten durchgeführt« Das Ausgangsgas tritt in den Kontaktapparat mit einer Temperatur von 20 bis 100 ⁰G und" wird in den Wärmeaustauschern durch das umgesetzte Gas auf die Temperatur des Reaktionsbeginns an der ersteh Katalysatorschicht, 390 bis 440 ⁰G , erhitzt* Eine besonders intensive Oxydation erfolgt an der ersten Schicht, in der der Umwandlungsgrad 0,7 bis 0,8 erreicht und das Gas aus dem Katalysator mit einer Temperatur um 600 ⁰C austritt» Die Temperaturführung beim Betrieb des Apparates an allen Katalysatorschichten hält man konstant, Nach den genannten Verfahren oxydiert man Gase mit einem Gehalt an Schwefeldioxid von 7,5 bis 12 VoI.-%₉ die man entweder durch Verbrennung des elementaren Schwefels oder Rösten von schwefelhaltigen Erzen erhalteThe presently known processes for the production of sulfur trioxide by oxidation of sulfur dioxide / with subsequent production of sulfuric acid are carried out in multi- ₉ contactors, usually with four or five adiabatic catalyst layers with built-in or outdoor heat exchangers between the layers. The starting gas enters the contactor at a temperature from 20 to 100 ⁰ G, and "* is a particularly intensive oxidation takes place in the heat exchangers by the unreacted gas to the temperature of the reaction beginning at the ersteh catalyst layer, 390 to 440 ⁰ G, heated in the first layer in which the conversion degree 0, Reaches 7 to 0.8 and the gas exits the catalyst at a temperature around 600 ⁰ C »The temperature control in the operation of the apparatus on all catalyst layers is kept constant, according to the above method oxidized gases with a sulfur dioxide content of 7.5 up to 12 VoI .-% ₉ the Obtained either by combustion of the elemental sulfur or roasting of sulfur-containing ores

( Siehe "Handbuch des Schwefelsäurewerkers", veröffentlicht im Jahre 1971, Verlag "Ghimia" (Moskau); siehe(See "Handbook of Sulfuric Acid Workers", published in 1971, publisher "Ghimia" (Moscow); see

2 34160 8 ~²" ¹³·⁵·¹⁹⁸² 2 34160 8 ~ ² " ¹³ · ⁵ · ¹⁹⁸²

^w\ ·.:.·· WP C 01 B/234 160/8 ^w · ·: · · WP C 01 B / 234 160/8

59 892/11/3959 892/11/39

Die Realisierung solcher Verfahren erfordert eine komplizierte konstruktive Ausführung der Kontakt apparat e» Die bestehenden Verfahren machen es auch möglich, Schwefeltrioxid aus den Abgasen, beispielsweise in der Buntmetallurgie, mit einem Gehalt derselben an Kohlendioxid von 3»5 bis 7 VoI·-% zu erhalten» Dabei wird die Oberfläche der Wärmeaustauscher in den iiontaktapparaten bedeutend größer.The implementation of such methods requires a complicated structural design of the contact apparatus. The existing methods also make it possible to obtain sulfur trioxide from the exhaust gases, for example in non-ferrous metallurgy, with a content of carbon dioxide of 3 to 5% by volume »The surface of the heat exchangers in the ion clocks becomes significantly larger.

Zur Oxydation von Gasen mit einem Gehalt an Schwefeldioxid von weniger als 3»5 VoI.-% ist ständige Wärmezufuhr notwendig, wozu man als Brennstoff Masut oder Erdgas verwendet. Gase mit einem Gehalt an Schwefeldioxid von weniger als 2 bis 2,5 Vol.-% werden meistenteils nicht verarbeitet, weil der Prozeß wirtschaftlich nicht vertretbar wird, und solche Gase werden in die Atmosphäre geleitet, wodurch die Umwelt belastet und verunreinigt wird·For the oxidation of gases with a content of sulfur dioxide of less than 3 »5 VoI .-% constant supply of heat is necessary, for which one uses as a fuel Masut or natural gas. Gases containing less than 2 to 2.5% by weight of sulfur dioxide are most often not processed because the process becomes economically unacceptable, and such gases are vented to the atmosphere thereby polluting and polluting the environment.

Gase mit einem Gehalt an Schwefeldioxid von mehr als 12 Vol.-/*» werden an den bestehenden Katalysatoren infolge hoher ^rund dauernder überhitzungen des Katalysators in der Reaktionszone (über 650 ⁰G) nicht verarbeitet.Gases containing more than 12% by volume of sulfur dioxide are not processed on the existing catalysts due to high ^r and continuous overheating of the catalyst in the reaction zone (above 650 ⁰ G).

Es ist praktisch unmöglich, ohne spezielle Maßnahmen nach den bestehenden Verfahren die Abgase in der Buntmetallurgie mit wechselnder Zusammensetzung des Schwefeldioxids, die sich in kurzen Zeitabständen verändert, zu verarbeiten. Aus dem oben gesagten geht hervor, daß die bekannten Verfahren kompliziert in der apparativen Gestaltung sind und es nicht möglich machen, Gase mit niedrigem, wechselndem und hohem Gehalt an Schwefeldioxid in einem Bereich konstanter und zeit-It is practically impossible to process the exhaust gases in the non-ferrous metallurgy with changing composition of the sulfur dioxide, which changes in short time intervals, without special measures according to existing methods. It is apparent from the above that the known processes are complicated in design and do not make it possible to produce gases with a low, varying and high content of sulfur dioxide in a range of constant and timely

- .-.« « Λ . i\ Λ Λ - .-. "" Λ. i \ Λ Λ

Z Ski Ου 0 ~³~ 13.5,1982Z Ski Ου 0 ~ ³ ~ 13.5.1982

WP G 01 B/234 160/8 59 892/11/39WP G 01 B / 234 160/8 59 892/11/39

lieh veränderlicher Konzentrationen zu verarbeiten.to handle varying concentrations.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der vorliegenden Erfindung ist ea_? ein Verfahren sur Herstellung von Schwefeltrioxid zu entwickeln! welches hohe technisch-ökonomische Kennwerte aufweist und es möglich macht, Gase konstanter und zeitlich wechselnder Zusammensetzung mit einem Schwefeldioxidgehalt von O₉G bis 15 Vol»-% zu. verarbeiten»The aim of the present invention is ea _? to develop a process of producing sulfur trioxide! which has high technical and economic characteristics and makes it possible to gases of constant and temporally changing composition with a sulfur dioxide content of O ₉ G to 15 vol. -% to. to process"

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Schwefeltrioxid durch die Veränderung der technologischen Parameter des Prozesses zu entwickeln, welches hohe technisch-ökonomische Kennwerte aufweist und es möglich machts Gase konstanter und seitlich wechselnder Zusammensetzung mit einem Schwefeldioxidgehalt von 0_$6 bis 15 Vole-% zu verarbeiten»The invention has for its object to develop a process for the production of sulfur trioxide by changing the technological parameters of the process, which has high technical and economic characteristics and makes it possible gases of constant and laterally changing composition with a sulfur dioxide content of 0 _$ 6 to 15 To process vole% »

Diese'.Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Schwefeltrioxid durch Oxydation von Schwefeldioxid in festgeordneter Katalysatorschicht_s in dem man erfindungsgemäß die Oxydation bei periodischer, alle 10 bis 200 Minuten vorgenommener Umkehrung des sich in der Katalysatorschicht bewegenden Stroms des Reaict ionsgemiöches₈ welches Schwefeldioxid enthält, oder bei der Veränderung der Temperatur des Reaktionsgemisches vor der Katalysatorschicht von 20 bis 200 ⁰G auf 390 bis 600 ⁰G während 10 bis 200 Minuten durchführteThis'.Aufgabe is achieved by a process for the preparation of sulfur trioxide by oxidation of sulfur dioxide in fixed catalyst layer _s in which according to the invention the oxidation at periodic, every 10 to 200 minutes made reversal of moving in the catalyst layer stream of Reaictionsgemiöches ₈ which sulfur dioxide contains, or when changing the temperature of the reaction mixture before the catalyst layer from 20 to 200 ⁰ G to 390 to 600 ⁰ G carried out for 10 to 200 minutes

Die Durchführung der Oxydation unter den oben genannten Bedingungen macht es möglich^ einfache und billige Konstruk-Carrying out the oxidation under the above conditions makes it possible to have simple and cheap constructions.

2 341 6 0 8 -⁴- -13.5.1982. 2 341 6 0 8 - ⁴ - 13.5.1982.

WP C 01 B/234 160/8 59 892/11/39WP C 01 B / 234 160/8 59 892/11/39

tionen der Kontaktapparate zu entwickeln₈ ihre Metallintensität gegenüber den bestehenden um das 10- bis 2Ofache zu senken und gleichzeitig deren Betriebssicherheit zu erhöhen. Es wird außerdem möglich, Schwefeldioxid in einem breiten Bereich konstanter und zeitlich wechselnder Konzentrationen enthaltende Gase zu verarbeiten. So ist es beispielsweise möglich, ohne zusätzliche 'Wärmezufuhr Gase mit einem Schwefeldioxidgehalt von 0,6 bis 2,5 Vol.-% zu verarbeiten, die in die Atmosphäre geleitet werden. Ein solches Verfahren zur Oxydation führt man zweckmäßigerweise bei zeitlich wechselndem Gehalt des Reaktionsgemisches an Schwefeldioxid von 0,6 bis 5 VoI·-% oder von 2 bis 9 VoI·-% bei beliebig niedrigen Anfangstemperaturen des Ausgangsreaktionsgemisches durch.. ₈ to reduce their metal intensity compared to the existing by 10 to 2Ofache while increasing their reliability. It also becomes possible to process sulfur dioxide in a wide range of constant and time-varying concentration-containing gases. Thus, it is possible, for example, to process gases with a sulfur dioxide content of 0.6 to 2.5% by volume, which are conducted into the atmosphere, without additional heat input. Such a process for the oxidation is advantageously carried out at a temporally changing content of sulfur dioxide of 0.6 to 5% by volume or from 2 to 9% by volume at arbitrarily low initial temperatures of the starting reaction mixture.

Hier und weiter nach dem Text versteht man unter dem 'JAusgangsreaktionsgemisch" Gas an dem Eintritt in den Kontaktapparat und an dem Eintritt in die Reaktionszone, welches unumgesetztes Schwefeldioxid enthält, unter dem "Reaktionsgemisch" Gase, welche sowohl Schwefeldioxyd als auch Schwefeltrioxid enthalten und sich im Bereich des Beginns und des Endes der chemischen Reaktion befinden, unter dem "umgesetzten Reaktionsgemisch" Gase am Austritt aus der Reaktionszone und dem Kontaktapparat, welche vorwiegend Schwefeltrioxid enthalten.Here and further on the text is meant, under the 'initial reaction mixture', gas at the entrance to the contact apparatus and at the inlet to the reaction zone containing unreacted sulfur dioxide, under the 'reaction mixture', gases containing both sulfur dioxide and sulfur trioxide At the beginning and at the end of the chemical reaction are, under the "reacted reaction mixture", gases at the exit from the reaction zone and the contact apparatus which predominantly contain sulfur trioxide.

Das Verfahren wird vorzugsweise wie folgt durchgeführt: Man führt beispielsweise dem auf eine Temperatur von 500 ⁰G erhitzten Katalysator ein Ausgangsreaktionsgemiüch mit einem Schwefeldioxidgehalt von 1,0 oder 10 Vol.-% mit einer Temperatur von 20 ⁰G zu. Durch den direkten Kontakt mit dem er- ^!hitzten Katalysator erhitzt sich das Gemisch und es setzt nach dem Erreichen der Temperatur des Reaktionsbeginns 390 ⁰CThe process is preferably carried out as follows: For example, to the heated to a temperature of 500 ⁰ G catalyst comprises a Ausgangsreaktionsgemiüch with a sulfur content of 1.0 vol .-% or 10 having a temperature of 20 to ⁰ G. Through direct contact with the er ^! heated catalyst heats up the mixture and it sets after reaching the temperature of the beginning of the reaction 390 ⁰ C.

341 6 0 8 ~⁵- 13.5.1982341 6 0 8 ~ ⁵ - 13.5.1982

VYP C 01 B/234 160/8 59 892/11/39VYP C 01 B / 234 160/8 59 892/11/39

die Oxydationsreaktion ein» Dabei wird sich, der Katalysator von der Seite des Eintritts des Ausgangsreaktionsgemisch.es unter Wärmeabgabe auf die Temperatur des Gemisches abkühlen und dadurch die Rolle des Regenerators erfüllen. Durch einen solchen Mechanismus der Wärmeübertragung in Längsrichtung der Katalysatorschicht entsteht eine wandernde Wärmefront (Reaktionszone), deren Temperaturprofil durch die Anfangskonzentration des Schwefeldioxids und andere Parameter bestimmt wird.the oxidation reaction will "cool down the catalyst from the side of the entry of the Ausgangsreaktionsgemisch.es under heat release to the temperature of the mixture and thereby fulfill the role of the regenerator. Such a mechanism of heat transfer in the longitudinal direction of the catalyst layer results in a traveling heat front (reaction zone) whose temperature profile is determined by the initial concentration of sulfur dioxide and other parameters.

Damit die wandernde Wärmefront der Reaktion aus der Katalysatorschicht nicht "hinaustritt", muß man periodisch den Strom des Ausgangsreaktionsgemisch.es während beispielsweise 60 Minuten umkehren. Dabei beginnt sich wieder der an die Stelle des Einleitens des Ausgangsreaktionsgemisches anrenzende Bereich der Katalysatorschicht abzukühlen, und die Wärmefront beginnt in der entgegengesetzten Richtung zu wandern. Das Fehlen einer längeren Überhitzung des Katalysators bei der Verarbeitung von Gasen mit einem hohen Gehalt an Schwefeldioxid, beispielsweise bis 15 Vol.-;«, sowie der intensive Verlauf der chemischen Reaktion bei der Verarbeitung von Gasen mit niedrigem Gehalt an Schwefeldioxid, beispielsweise 0,6 bis 2,5 Vol.-%, wird durch die Wahl einiger technologischer Parameter, durch die lineare Geschwindigkeit, die Umschaltdauer u. a. m. gewährleistet.In order for the migrating heat front not to "exit" the reaction from the catalyst layer, one must periodically reverse the flow of the starting reaction mixture during, for example, 60 minutes. In this case, the region of the catalyst layer which adjoins the starting reaction mixture begins to cool again, and the heat front begins to migrate in the opposite direction. The absence of prolonged overheating of the catalyst in the processing of gases with a high sulfur dioxide content, for example up to 15 vol. ", And the intensive course of the chemical reaction in the processing of low sulfur dioxide gases, for example 0.6 up to 2.5 vol.%, is determined by the choice of some technological parameters, by the linear velocity, the switching time u. a. m. guaranteed.

Das erfindungsgemäße Verfahren der Durchführung des Prozesses vermeidet die Anordnung von Wärmeaustauschern oder zusätzlicher Wärmequellen zur Erhitzung des Ausgangsreaktionsgemisches, weil die Katalysatorschicht selber die Rolle der Regeneratoren erfüllt, indem sie abwechselnd das Ausgangsreaktionsgemisch erhitzt und das umgesetzte Gemisch abkühlt© Bei einem solchen Verfahren zur Oxydation des Schwefel-The inventive method of carrying out the process avoids the arrangement of heat exchangers or additional heat sources for heating the starting reaction mixture, because the catalyst layer itself fulfills the role of the regenerators by alternately heating the starting reaction mixture and the reacted mixture is cooled © In such a method for the oxidation of sulfur -

2 341 6 Ö ^: 8 ~⁶~ T3.5-19822 341 6 Ö ^: 8 ~ ⁶ ~ T3.5-1982

WP σ 01 B/234 160/8 59 892/11/39WP σ 01 B / 234 160/8 59 892/11/39

dioxids stellt sich in der Schicht eine Temperaturfiihrung ein_s die der theoretisch optimalen nahe liegt, waa einen hohen Grad der Umwandlung des Schwefeldioxids in Schwefeltroxid in einer Katalysatorschicht gewährleistet*dioxide arises in the layer which is a _s the theoretically optimal near a Temperaturfiihrung, waa a high degree of conversion of the sulfur dioxide in Schwefeltroxid ensured in a catalyst layer *

Wir schlagen eine zweite Variante der Reproduktion des Prozesses vor, die man in der Katalysatorschicht bei periodischer Veränderung der Temperatur des Ausgangsreaktionsgemisches von 20 bis 200 ⁰G auf 390 bis 600 ⁰C durchfuhren kann. Wenn.an den Eintritt in die Katalysatorschicht ein Ausgangsreakfcionsgemisch mit hoher Temperatur, beispielsweise 420 ⁰G, gelangt, so bildet sich in dem Anfangsbereich der Katalysatorschicht ein Temperaturenprofil heraus, in dem die chemische Umwandlung abläuft. Die Erniedrigung der Temperatur des Ausgangsgemiaches auf die minimalen Werte₉ beispielsweise auf 20 ⁰G, kühlt den an die Stelle des Einleitens angrenzenden Katalysator ab. In der Schicht bildet sich eine nach dem Austritt hin wandernde Wärmefront heraus, wo die chemische Umwandlung abläuft« Zu dem Zeitpunkt, der dem Vorliegen der Wärmefront am Eintritt des Reaktionsgemisches entspricht, erhöht man die Temperatur des Ausgangsreaktionsgetuisches wieder auf die maximalen Werte, und es bildet sich in dem Anfangsbereich der Schicht wieder ein Gebiet hoher Temperaturen, wo die chemische Umwandlung abläuft. Dann senkt man wieder die Anfangstemperatur, und es tritt in der Schicht wieder eine Wärmefront auf, die die eben aus der Schicht "ausgetretene" Front gleichsam ersetzt» Bei einem solchen Verfahren der Durchführung der Oxydation des Schwefeldioxids stellt sich in der Katalysatorachicht im Durchschnitt dem theoretischen nahes Temperaturenprofil ein, was einen Umwandlungsgrad des Schwefeldioxids in Schwefeltrioxid bis 0,98 in einer Katalysatorschicht gewährleistet»We propose a second variant of the reproduction of the process, which can be carried out in the catalyst layer with periodic change in the temperature of the starting reaction mixture of 20 to 200 ⁰ G to 390 to 600 ⁰ C. Wenn.an entry into the catalyst layer Ausgangsreakfcionsgemisch a high temperature, for example 420 ⁰ G passes, such a temperature profile is formed out in the initial portion of the catalyst layer, in which the chemical conversion is in progress. The lowering of the temperature of the starting mixture to the minimum values _9, for example to 20 ^° C., cools the catalyst adjacent to the point of introduction. In the layer, a heat emanating from the outlet emerges, where the chemical conversion takes place. At the time that corresponds to the presence of the heat front at the entrance of the reaction mixture, the temperature of the starting reaction mixture is increased again to the maximum values and it forms At the beginning of the layer, there is again an area of high temperatures where the chemical transformation takes place. Then one lowers again the initial temperature, and it appears again in the layer a heat front, which as it were replaces the front just "exited" from the layer. In such a procedure of the oxidation of the sulfur dioxide averages in the catalyst economy the theoretical one close temperature profile, which ensures a degree of conversion of sulfur dioxide in sulfur trioxide to 0.98 in a catalyst layer »

πί n/ii\HüQ0*n-1 Λ Λπί n / ii \ HüQ0 * n-1 Λ Λ

2 341 6 O 8 -7- 13.5.19822 341 6 O 8 -7- 13.5.1982

WP C 01 B/234 160/8 59 892/11/39WP C 01 B / 234 160/8 59 892/11/39

In der beiliegenden Zeichnung ist das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.In the accompanying drawing, the principle of the method according to the invention is explained in more detail.

Pig. 1: zeigt ein Schema der Oxydation des Ausgangsreaktionsgemi3ches in einer adiabatiachen Katalysatorschicht iPig. 1: shows a scheme of the oxidation of the starting reaction mixture in an adiabatic catalyst layer i

Pig, 2: zeigt ein Oxydationsschema bei veränderter Temperatur;Pig, 2: shows an oxidation scheme at a different temperature;

Pig. 3ϊ zeigt ein weiteres Oxydationsschema bei veränderter Temperatur·Pig. 3ϊ shows another oxidation scheme at a changed temperature ·

Pig. 1 zeigt ein Schema der Oxydation des Ausgangsreaktionsgemisches in einer Katalysatorschicht. Dem Katalysator A, der auf eine Temperatur von 500 ⁰C vorerhitzt wurde, führt man beispielsweise ein Ausgangsreaktionsgemisch mit einem Gehalt an Schwefeldioxid von 3,5 Vol.-'/o mit einer Temperatur von 20 ⁰C in der durch die ausgezogenen Pfeile angedeuteten Richtung zu. Dabei sind die Ventile 2 geöffnet und die Ventile 3 geschlossen. Beim Eintritt des Gemisches mit einer Temperatur von 20 ⁰O in den erhitzten Katalysator A wird daa Ausgangsreaktionsgemisch auf die Temperatur des Reaktionsbeginn 390 ⁰G erhitzt, wodurch in Längsrichtung der Schicht entsprechend der fortschreitenden Reaktion eine Wärmefront a-, entsteht, Hach 60 Minuten erreicht die Wärmefront a-, den Abschnitt ap· Dabei entsteht vor der in der Piltrationsrichtung wandernden Wärmefront a-^ eine Zone des auf die Temperatur des Ausgangsreaktionsgemisches 20 ⁰G abgekühlten Katalysators A. Nach 60 Minuten nimmt man eine schnelle und gleichzeitige Umschaltung der Ventile 2 und im entgegengesetzten Sinne vor und kehrt den Strom des Ausgangsreaktionsgemisches um (punktierte Pfeile), Dann wandertPig. Figure 1 shows a scheme of oxidation of the starting reaction mixture in a catalyst layer. The catalyst A, which has been preheated to a temperature of 500 ⁰ C, leading, for example, a starting reaction mixture containing sulfur dioxide of 3.5 vol .- / o with a temperature of 20 ⁰ C in the direction indicated by the solid arrows direction to. The valves 2 are opened and the valves 3 are closed. Upon entry of the mixture at a temperature of 20 ⁰ O in the heated catalyst A daa starting reaction mixture is heated to the temperature of the reaction start 390 ⁰ G, whereby in the longitudinal direction of the layer according to the progressive reaction a heat front a- arises, Hach reached 60 minutes heat front a, the section ap · This creates before wandering in the Piltrationsrichtung heat front a- ^ a zone of the cooled to the temperature of the raw reaction mixture 20 ⁰ G catalyst A. After 60 minutes, take a quick and simultaneous switching of the valves 2 and opposite sense and reverses the flow of the starting reaction mixture (dotted arrows), then wanders

-8- .13.5.1982-8- .13.5.1982

WP G 01 B/234 160/8 59 892/11/39WP G 01 B / 234 160/8 59 892/11/39

die Reaktionswärmefront ag in entgegengesetzter Richtung und wird nach weiteren 60 Minuten den Abschnitt a-^ einnehmen, wonach sich der vollständige Zyklus, der 120 Minuten dauert, wiederholt, indem ein kontinuierliches Austreten des umgesetzten Reaktionsgemische aus der Katalysatorschicht bewirkt wird.the reaction heat input in the opposite direction and after a further 60 minutes, the section a- ^ occupy, after which the complete cycle, which lasts 120 minutes, repeated, by causing a continuous leakage of the reacted reaction mixture from the catalyst layer.

Aus Pige 1 ist zu ersehen, daß bei der Wanderung der Wärme» front a in den Bereich a-, und a» vor dieser und nach dieser Katalysatorzonen bleiben, die sich an der chemischen Reaktion nicht beteiligen, sondern die Rolle der Regeneratoren erfüllen, das Ausgangsreaktionsgemisch von der Eintrittstemperatur 20 ⁰G auf die Temperatur des Reaktionsbeginns ständig erhitzen und das umgesetzte Reaktionsgemisch durch die Abgabe der Reaktionswärme an den auf eine Temperatur von 20 ⁰G abgekühlten Katalysator A ständig abkühlen,From Pige 1 it can be seen that in the migration of the heat "front a into the region a-, and a" remain before and after these catalyst zones, which do not participate in the chemical reaction, but fulfill the role of the regenerators, the Heat starting reaction mixture from the inlet temperature of 20 ⁰ G to the temperature of the beginning of the reaction constantly and cool the reacted reaction mixture by the release of the heat of reaction to the cooled to a temperature of 20 ⁰ G catalyst A,

Fig. 2 zeigt ein Oxydationsschema, das bei einer Veränderung der Temperatur des Gemisches von 20 bis 200 ⁰G auf 390 bis 600 ⁰C während 10 bis 200 Ivlinuten durchgeführt wird_e Nach diesem Schema erfolgt die Zufuhr des Ausgangsreaktionsgemisches zur Katalysatorschicht in einer Richtung» In dem in zwei gleiche Teile A.. und Ag geteilten Katalysator wandert die Reaktionswärmefromt abwechselnd aus dem Bereich a-, in den Bereich a^ und dann nach dem Schema ap-a.j-ap-a.j-ap-a,. usw. Die Wanderung der 'ViI arme front a.. in den Bereich ap und umgekehrt erfolgt durch abwechselnde Umschaltung der Ventile 1 bis 6. Dabei wird das umgesetzte Reaktionsgemisch aus der Katalysatorschicht in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung herausgeleitet. Man führt beispielsweise das Ausgangsreaktionsgemisch mit einem Gehalt an Schwefeldioxid ^:von 9 Vol.-% mit einer Temperatur von 7O⁰G dem auf eineFig. 2 shows an oxidation scheme, which is carried out at a change in the temperature of the mixture from 20 to 200 ⁰ G to 390 to 600 ⁰ C for 10 to 200 Ivlinuten _e According to this scheme, the feed of the starting reaction mixture to the catalyst layer in one direction »In the catalyst divided into two equal parts A .. and Ag, the heat of reaction moves alternately from the range a- to the range a ^ and then to the formula ap-aj-ap-aj-ap-a. etc. The migration of the 'ViI poor front a .. in the area ap and vice versa takes place by alternately switching the valves 1 to 6. In this case, the reaction mixture is transferred out of the catalyst layer in the direction indicated by the arrows direction. For example, passing the starting reaction mixture containing sulfur ^dioxide: 9 vol .-% with a temperature of 7O ⁰ G the a

34160 8 -9- 13.5.198234160 8 -9- 13.5.1982

WP G 01 B/234 160/8 59 892/11/39WP G 01 B / 234 160/8 59 892/11/39

Temperatur von 500 ⁰C vorerhitzten Katalysator A-, in der durch die ausgezogenen Pfeile angedeuteten Richtung zu. Die entstandene Wärmefront beginnt aus dem Bereich a-, in den Bereich. a₂ zu wandern. Dabei sind die Ventile 1; 3 und 5 geöffnet und die Ventile 2; 4 und 6 geschlossen. Nach einem Zeitintervall von etwa 100 Minuten (die Zeit des Halbzyklus) geht das Reaktionsgemisch mit einer Temperatur von 500 ⁰C in den nichterhitzten Teil der Schicht Ap über. Zu diesem Zeitpunkt beginnt man gleichzeitig die Ventile 1; 3 zu schließen, das Ventil 2 zu öffnen und das Ausgangsreaktionsgemisch mit einer Temperatur von 70 ⁰C dem Teil der Schicht A₂ zuzuführen, Nach dem vollständigen Schließen der Ventile 1; 3 und dem vollständigen Öffnen des Ventila 2 werden gleichzeitig die Ventile 4> 5 und 6 betätigt. Dabei wird das Ventil 5 geschlossen, die Ventile 4 und 6 werden geöffnet, und man führt das umgesetzte Reaktionsgemisch aus dem Teil der Schicht A₂ dem Teil A-, zu und leitet aus dem Katalysator A heraus (punktierte Pfeile)« Bei dem Übergang der Wärmefront aus dem Bereich a, in den Bereich a₂ (und umgekehrt) beobachtet man abwechselnd sowohl in den oberen als auch den unteren Zonen der Teile der Schicht A, und Ap deren Umspülung durch die wandernde Wärmefront, und ihre Temperatur steigt von 70 ⁰G auf die maximale Temperatur 600 ⁰C beziehungsweise sinkt von 600 ⁰C auf 70 ⁰C. Dabei wird der Mechanismus der Wanderung der Wärmefront durch die Katalysatorschicht unter abwechselnder Bildung heißer und kalter Katalysatorzonen, die die Rolle der Wärmeaustauscher erfüllen, genauso wie dies in dem Schema in Fig. 1 angedeutet, durchgeführt. Bei aufeinanderfolgendem Umschalten der Ventile 1 bis 6 führt man kontinuierliche Bewegung der Warmefront nach dem Schema a-^ -. a₂ - a-^ - a₂ usw. in einer Richtung durch, indem man ein ebenfalls kontinuierliches Austreten des umgesetzten Reaktionsgemisches aus der Kataly-Temperature of 500 ⁰ C preheated catalyst A-, in the direction indicated by the solid arrows direction. The resulting heat front begins from the area a-, into the area. to walk a ₂ . The valves are 1; 3 and 5 open and the valves 2; 4 and 6 closed. After a time interval of about 100 minutes (the half-cycle time), the reaction mixture at a temperature of 500 ⁰ C in the non-heated part of the layer Ap over. At this time you start at the same time the valves 1; 3 to close, open the valve 2 and the starting reaction mixture with a temperature of 70 ⁰ C to the part of the layer A ₂ , After the complete closing of the valves 1; 3 and the complete opening of the Ventila 2 are simultaneously actuated the valves 4> 5 and 6. In this case, the valve 5 is closed, the valves 4 and 6 are opened, and it leads to the reacted reaction mixture from the part of the layer A ₂ the part A-, and passes out of the catalyst A out (dotted arrows) «At the transition of Heat front from the area a, in the area a ₂ (and vice versa) is observed alternately both in the upper and the lower zones of the parts of the layer A, and Ap their flushing through the migrating heat front, and their temperature rises from 70 ⁰ G. to the maximum temperature 600 ⁰ C, and decreases from 600 ⁰ C to 70 ⁰ C. in this case, the mechanism of migration of the heat front through the catalyst bed under alternating formation of hot and cold catalyst zones that satisfy the role of the heat exchanger, as well as in the scheme indicated in Fig. 1 performed. In successive switching of the valves 1 to 6 leads to continuous movement of the warm front according to the scheme a- ^. a ₂ - a - ^ - a ₂ etc. in one direction by passing a likewise continuous exit of the reacted reaction mixture from the catalyst.

r\ f\ Jk A f.r \ f \ Jk A f.

2 3 Λ1 6 0 8 -¹°- ¹3·5.19822 3 Λ1 6 0 8 - ¹ ° - ¹ 3 · 5.1982

WP G 01 Β/234 160/8 59 892/11/39WP G 01 Β / 234 160/8 59 892/11/39

satorschicht bewirkt»effect of the sator layer »

In Fig, 3 ist ein anderes Schema der, Oxydation dargestellt, das ebenfalls bei einer Veränderung der Temperatur des Gemisches von 20 bis 200 ⁰C auf 390 bis 600 ⁰C während 10 bis 200 Minuten durchgeführt wird. Nach diesem Schema erfolgt die Zufuhr des Ausgangsreaktionsgeriiisches zu der Katalysator schicht ·, geteilt inzwei ungleiche Teile A^ und A₂, periodisch in zwei: Richtungen, Dabei dient der Teil der Schicht A₂ als periodischer "Zünder" für die Hauptschicht A-, wobei man die Temperatur des Gemisches am Eintritt in die letztere periodisch verändert. Man führt beispielsweise dem auf eine Temperatur von 500 ⁰G vorerhitzten Katalysator A-, und A₂ ein Ausgangsreaktionsgemisch mit einem Gehalt an Schwefeldioxid von 0,6 Vol.-# und einer Temperatur von 200 ⁰G in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung zu (Fig_e 3a)» Dabei entstehen in jedem Teil der Schicht A. und A₂ zwei Wärmefronten a-, und b-,, die in entgegengesetzten Richtungen zu wandern beginnen. Das Ventil 1 ist geschlossen, das Ventil 3 geöffnet, und das Ventil 2 öffnet man nicht vollständig^ indem an eine langsame Bewegung der Wärmefront b·, (gegenüber der Bewegungsgeschwindigkeit a·, ) regelt. In einer Zeitperiode von 60 Minuten werden die Y/ärmefronten die Bereiche a₂ beziehungsweise b₂ erreichen (Fig, 3b), wonach man die Ventile 2 und 3 schließt, das Ventil 1 öffnet und das Ausgangsreaktionsgemisch in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung zuführt. Dabei wird das mit dem Ausgangsreaktionsgemisch eintretende Schwefeldioxid in der Reaktionszone b₂ oxydiert, und da es in die Zone a₂ nicht gelangt, so wird dort die Reaktion zum Stillstand kommen, und die Wärmefront a₂ "tritt" aus der Schicht, Hach dem Erreichen nach Ablauf von 10 Minuten durch die Wärmefront b₂ des in Fig, 3aIn Fig. 3, another scheme of the oxidation is shown, which is also carried out at a change in the temperature of the mixture from 20 to 200 ⁰ C to 390 to 600 ⁰ C for 10 to 200 minutes. According to this scheme, the feed of the starting reaction mixture to the catalyst layer divided into two unequal parts A 1 and A _{2 occurs} periodically in two directions: the portion of layer A ₂ serves as a periodic "igniter" for main layer A- the temperature of the mixture is periodically changed at the entrance to the latter. For example, the preheated to a temperature of 500 ⁰ G Catalyst A, and A ₂ to run a starting reaction mixture with a sulfur dioxide content of 0.6 vol .- # and a temperature of 200 ⁰ G in the direction indicated by the arrows to ( Figure 3a _e) "This produces in each part of the layer A. A ₂ and a- two heat fronts, and b- ,, the begin to migrate in opposite directions. The valve 1 is closed, the valve 3 is opened, and the valve 2 is not opened completely ^ by regulating a slow movement of the heat front b * (relative to the movement speed a *). In a period of 60 minutes, the oil jets will reach areas a ₂ and b _2, respectively (Fig. 3b), closing valves 2 and 3, opening valve 1 and feeding the starting reaction mixture in the direction indicated by the arrows. In this case, the entering with the starting reaction mixture sulfur dioxide in the reaction zone b _{2 is} oxidized, and since it does not reach the zone a ₂ , then the reaction will come to a standstill, and the heat front a ₂ "emerges" from the layer, Hach reaching after 10 minutes through the heat front b ₂ of Fig. 3a

2 34160 8 -¹¹- 13.5.19822 34160 8 - ¹¹ - 13.5.1982

V/PC 01 Β/234 160/8 59 892/11/39V / PC 01 Β / 234 160/8 59 892/11/39

angedeuteten Bereiches spaltet sich diese in zwei Wärniefronten a·^ und b-, auf. In dieser Lage schaltet man die Ventile 1; 2 und 3 um, und der 70 Minuten dauernde Zyklus wiederholt sich· Dabei verändert man vor dem Teil der Katalysatorschicht An an der Stelle des Einleitens des Gemisches periedisch, nach 70 Minuten, die Temperatur des Katalysators von 200 ⁰C auf 390 bis 600 ⁰G, Bei aufeinanderfolgendem Umschalten der Ventile 1; 2 und 3 bewirkt man ein pulsierendes Zustandekommen und Abklingen der Wärme front a-,, was ein kontinuierliches Austreten des umgesetzten Reaktionsgemiaches aus der Katalysatorschicht gewährleistet. Dabei erfüllt der Teil der Kaüalysatorschicht A« periodisch die Rolle eines "Zünders".indicated area splits this in two Wärniefronten a · ^ and b-, on. In this position you turn the valves 1; 2 and 3 in order, and 70 minute long cycle repeats · case before the part of the catalyst layer, the catalyst temperature of 200 ⁰ C to 390 is changed to at the point of introduction of the mixture periedisch, after 70 minutes to 600 ⁰ G When successively switching the valves 1; 2 and 3 causes a pulsating formation and decay of the heat front a- ,, which ensures a continuous leakage of the reacted Reaktionsgemiaches from the catalyst layer. The part of the Kaüalysatorschicht A «periodically fulfills the role of a" detonator ".

embodiment

Die Erfindung wird nachstehend an einigen Beispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to some examples.

example 1

Ein bei der Verbrennung von Schwefel anfallendes Ausgangsreaktionsgemisch, welches zu 10,5 Vol,-% aus Schwefeldioxid, zu 10,5 Vol.-% aus Sauerstoff und zu 79 VoI·-% aus Stickstoff besteht, führt man einem Kontaktapparat mit einer adiabati-.sehen Katalysatorschicht zu (Fig. 1). Man verwendet einen Katalysator der folgenden Zusammensetzung: V₂Oc 6 bis 9 Gewichtsprozent, K₂O 10 bis 16 Gewichtsprozent, SO^ 8 bis 12 Gewichtsprozent, Träger SiO₂ alles übrige. Die Temperatur des Ausgangsreaktionsgemisches beträgt 20 G, die bedingte Kontaktdauer etwa 6 Sekunden, Vor dem Einleiten des Ausgangsreaktionsgemisches wird die Schicht auf eine Temperatur von 500 ⁰C erhitzt.A starting reaction mixture resulting from the combustion of sulfur, which comprises 10.5% by volume of sulfur dioxide, 10.5% by volume of oxygen and 79% by volume of nitrogen, is fed to a contact apparatus having an adiabatic See catalyst layer to (Fig. 1). A catalyst of the following composition is used: V ₂ Oc 6 to 9% by weight, K ₂ O 10 to 16% by weight, SO ₂ 8 to 12% by weight, support SiO ₂ all the rest. The temperature of the starting reaction mixture is 20 G, the conditional contact time about 6 seconds, Before introducing the starting reaction mixture, the layer is heated to a temperature of 500 ⁰ C.

-12- 13.5.1982-12- 13.5.1982

WP C 01 B/234 160/8 59 892/11/39WP C 01 B / 234 160/8 59 892/11/39

In dem vorliegenden Beispiel erfolgt die Umkehrung des Stromes des Reaktionsgemisches (Pig. 1) durch die Veränderung der Stelle dessen Einleitung auf Herausleiten nach 40 Minuten. Nach weiteren 40 Minuten wird wiederum eine Umkehrung des Stromes des Aüsgangsreaktionsgemisches vorgenommen usw. Die Dauer eines Zyklus beträgt 80 Minuten. Der mittlere Umwandlungsgrad des Schwefeldioxids in Schwefeltrioxid während eines Zyklus beträgt 98₉3 %% was dem Betrieb unter stationären Bedingungen eines Kontaktapparates mit fünf adiabatischen Katalysatorschichten mit den zwischengeschalteten Wärmeaustauschern äquivalent ist«In the present example, the reversal of the flow of the reaction mixture (Pig.1) is due to the change in the location of its initiation for discharge after 40 minutes. After another 40 minutes, in turn, a reversal of the flow of the Aüsgangsreaktionsgemisches is made and so on. The duration of a cycle is 80 minutes. The average degree of conversion of sulfur dioxide in sulfur trioxide during one cycle is 98 ₉ 3 %%, which is equivalent to operation under steady-state conditions of a contactor with five adiabatic catalyst layers with the interposed heat exchangers. "

Example ... 2-; ''> ^: \\ ':. "VV.-,. ;; '','>; V- ''." :

Ein beim Rösten von Schwefelkies anfallendes Ausgahgsreaktionagemischg welches zu 7»5 VoI·-% aus Schwefeldioxide zu 10,5 VoI·-% aus Sauerstoff und zu 82 VoI·-% aus Stickstoff besteht β führt man einem Kontaktapparat mit einer adiabatischen Katalysatorschicht zu (Fig. 1)» Man verwendet einen Katalysator der in Beispiel 1 beschriebenen Zusammensetzung* Die Temperatur des Äusgangsreaktionsgemis ches beträgt 150 ⁰C, die bedingte Kontaktdauer etwa 5 Sekunden* Vor dem Einleiten des Ausgangsreaktionsgemisches wird die Schicht auf eiae Temperatur von 550 ⁰O erhitzt* Die Umkehrung des Stromes des Reaktionsgemisches erfolgt nach 55 Minuten. Die Dauer eines Zyklus beträgt 110 Minuten. Der mittlere Umwandlungsgrad des Schwefeldioxids in Schwefeltrioxid während eines Zyklus beträgt 98,5 %·A Ausgahgswirkagemischg resulting in the roasting of pyrites which to 7 »5% by volume of sulfur dioxide to 10.5% by volume of oxygen and to 82% by volume of nitrogen β leads to a contact apparatus with an adiabatic catalyst layer (Fig . 1) "one uses a catalyst of the composition described in example 1 * the temperature of the Äusgangsreaktionsgemis ches is 150 ⁰ C, the conditional contact time from about 5 seconds * Prior to the initiation of the starting reaction mixture, the layer is heated to eiae temperature of 550 ⁰ O * the Reversal of the flow of the reaction mixture occurs after 55 minutes. The duration of a cycle is 110 minutes. The average degree of conversion of sulfur dioxide in sulfur trioxide during one cycle is 98.5%.

Example 3

fiin bei der Verbrennung von Schwefel anfallendes Ausgangsreaktionsgemisch, welches zu 12 Vol.-% aus Schwefeldioxid, zu 11 Vol.-% Sauerstoff und zu 78 Vol.-% aus Stickstoff be-The starting reaction mixture resulting from the combustion of sulfur, which comprises 12% by volume of sulfur dioxide, 11% by volume of oxygen and 78% by volume of nitrogen.

2341 BQ 8 "¹³" 13.5.19822341 BQ 8 " ¹³ " 13.5.1982

^U . WP C 01 B/234 160/8 ^U. WP C 01 B / 234 160/8

59 892/11/3959 892/11/39

steht, führt man einem Kontaktapparat mit einer adiabatischen Katalysatorschicht zu· (Pig· V) Man verwendet einen Katalysator der in Beispiel 1 beschriebenen Zusammensetzung. Die Temperatur des Ausgangsreaktionsgemisches beträgt 20 ⁰C, die bedingte Kontaktdauer etwa 6 Sekunden, Vor dem Einleiten des Ausgangsreaktionsgemisches erhitzt man die Katalysatorschicht auf eine Temperatur von 500 ⁰C. Uach 30 Minuten erfolgt die Umkehrung des Stroms des Reaktionsgemisches, die Dauer des Zyklus beträgt 60 Minuten» Der mittlere Umwandlungsgrad des Schwefeldioxids in Schwefeltrioxid während eines Zyklus beträgt 98,1 %, When a catalyst having the adiabatic catalyst layer is used, a catalyst of the composition described in Example 1 is used. The temperature of the starting reaction mixture is 20 ⁰ C, the conditional contact duration about 6 seconds, Before the introduction of the starting reaction mixture, the catalyst layer is heated to a temperature of 500 ⁰ C. After 30 minutes, the reversal of the current of the reaction mixture, the duration of the cycle is 60 Minutes »The mean degree of conversion of sulfur dioxide in sulfur trioxide during one cycle is 98.1 %,

Example 4

Das Verfahren wird analog zu Beispiel 1 mit dem Unterschied aber durchgeführt, daß die bedingte Kontaktdauer 7 Sekunden beträgt und der Zyklus 200 Minuten dauert· Der mittlere Unwvandlungsgrad während eines Zyklus beträgt 98,0 %.The procedure is carried out analogously to Example 1 with the difference that the conditional contact duration is 7 seconds and the cycle lasts 200 minutes. The mean degree of unevenness during a cycle is 98.0%.

Example 5

Das Verfahren wird analog zu Beispiel 1 mit dem Unterschied aber durchgeführt, daß die bedingte Kontaktdauer 5 Sekunden beträgt und der Zyklus 10 Minuten dauert. Der mittlere Umwandlungsgrad während eines Zyklus beträgt 98,5 %· The procedure is carried out analogously to Example 1 with the difference but that the conditional contact duration is 5 seconds and the cycle lasts 10 minutes. The average degree of conversion during one cycle is 98.5 % ·

Example 6

Das Verfahren wird analog zu Beispiel 1 mit dem Unterschied aber durchgeführt, daß man ein aus 0,6 VoI,-% Schwefeldioxid, 5 Vol.-% Sauerstoff und 94,4 Vol,-% Stickstoff bestehendes Ausgangsreaktionsgemisch einem Kontaktapparat mit einer Katalysatorschicht zuführt. Die Dauer des Zyklus beträgt 60 Minuten, der mittlere Umwandlungsgrad während eines Zyklus 99,3 %· The process is carried out analogously to Example 1, with the difference that a starting reaction mixture consisting of 0.6% by volume of sulfur dioxide, 5% by volume of oxygen and 94.4% by volume of nitrogen is fed to a contact apparatus with a catalyst layer. The duration of the cycle is 60 minutes, the average degree of conversion during one cycle 99.3 % ·

ι-, η .. ι\ Λ Λ f Π ι, η .. ι \ Λ Λ f Π

3^1 BO 8 "^U" 13.5.19823 ^ 1 BO 8 " ^U " 13.5.1982

^W WP G 01 B/234 160/8 ^W WP G 01 B / 234 160/8

59 892/11/3959 892/11/39

Example J _x

Man verwendet ein Ausgangsreaktionsgemisch und einen Katalysator, wie sie in Beispiel T beschrieben sind. Die Schicht des Katalysators ist in zwei gleiche Teile geteilt, dessen Betriebsprinzip in der Erläuterung zu Fig· 2 beschrieben ist.A starting reaction mixture and a catalyst are used as described in Example T. The layer of the catalyst is divided into two equal parts, the operating principle of which is described in the explanation of FIG.

In dein vorliegenden Beispiel wird die Veränderung der Temperatur des Reaktionsgemisches vor der Katalysatorschicht und ihren Teilen A^ uad Ap durchgeführt (Pig. 2). Die summarische Katalysatormenge in beiden Teilen entspricht einer bedingten Kontaktdauer von 8 Sekunden, Der Schichtteil A.j wurde auf eine Temperatur von 500 ⁰G vorerhitzt« Die Temperatur des Ausgangsreaktionsgemisches an dem Eintritt in den Teil A^ beträgt 20 ⁰G. Das Reaktionsgemisch passiert den Schichtteil A-, beziehungsweise Ap, verläßt die letzteren und den Apparat mit einer Temperatur, die sich gleichmäßig von 20 auf 350 ⁰C (während eines Halbzyklus von 55 Minuten) erhöht, wonach die Umschaltung der Klappen in gleicher Reihenfolge, wie sie in der Beschreibung zu Fig_e 2 angeführt ist, vorgenommen wird· 35 Minuten nach dem Beginn des Zyklus erreicht die Temperatur des Reaktionsgemisches an dem Eintritt in den oberen.Schichtteil A« 250 ⁰C, nach weiteren 10 Minuten 280 ⁰C, nach weiteren 10 Minuten 320 C und zum Zeitpunkt des Halbzyklus 55 Minuten 350 ⁰C, Nach. der Umschaltung der Ventile nach Ablauf der genannten Halbzykluszeit von 55 Minuten führt man dem Schichtteil A₂ in der durch die punktierten Pfeile angedeuteten Richtung das Ausgangsreaktionsgemisch zu. Itfach weiteren 55 Minuten geht die »Värmefront aus dem Bereich a₂ vollständig in den Bereich a-, über, und der Zyklus, welcher 10 Minuten dauert, wiederholt sich· Der mittlere Umwandlungsgrad während eines Zyklus beträgt 98,4 %, was dem Betrieb eines Kontaktapparates mit fünf hintereinander angeordneten Katalysator-In the present example, the change in the temperature of the reaction mixture before the catalyst layer and its parts A ^ uad Ap is carried out (Pig. 2). The summary amount of catalyst in the two parts corresponds to a conditional contact time of 8 seconds, the layer part Aj was preheated to a temperature of 500 ⁰ G, "the temperature of the starting reaction mixture at the entry into Part A ^ is 20 ⁰ G. The reaction mixture passes through the layer member A -, or Ap leaves the latter and the apparatus with a temperature which increases uniformly from 20 to 350 ⁰ C (during a half cycle of 55 minutes), after which the switching of the flaps in the same order as in the description of FIG _e is given 2, is made x 35 minutes after the start of the cycle reaches the temperature of the reaction mixture at the entry into the oberen.Schichtteil A "250 ⁰ C, after another 10 minutes 280 ⁰ C, after another 10 minutes to 320 C and Time of half cycle 55 minutes 350 ⁰ C, After. the switching of the valves after the said half-cycle time of 55 minutes leads to the layer part A ₂ in the direction indicated by the dotted arrows direction the starting reaction mixture to. For another 55 minutes, the värmefront from area a ₂ goes completely into the range a-, over, and the cycle, which lasts 10 minutes, repeats itself. · The average degree of conversion during one cycle is 98.4%, which causes the operation of a Contact apparatus with five consecutively arranged catalyst

2 34 1 6 0 8 -15- 13.5.19822 34 1 6 0 8 -15- 13.5.1982

Ϊ/Ρ C. 01 Β/234 160/8 59 892/11/3901 / Ρ C. 01 Β / 234 160/8 59 892/11/39

schichten mit den zwischengeschalteten Wärmeaustauschern äquivalent ist.layers is equivalent to the intermediate heat exchangers.

Example 8

Man verfährt analog zu Beispiel 7 und 1, Der Unterschied besteht darin, daß man das Umschalten der Ventile nach 55 Minuten und die Umverteilung des eintretenden Ausgangsreaktionsgemisches zwischen den Teilen des Katalysators A, und A₂ (siehe Fig, 2) zu dem Zeitpunkt vornimmt, wo die Wärmefronten a·^ und a₂ sich nacheinander in der Mitte der Teile der Schichten A, und Ao befinden. Die Reihenfolge des Utas ehalt ens der Ventile ist die gleiche wie in der Beschreibung zu Pig. 2,. Den Halbzyklus (55 Minuten) beginnt man zu dem Zeitpunkt, wo die Wärniefront a-, sich in der Mitte der Schicht A-, befindet, und führt das Ausgangsreaktionsgemisch mit. einer Temperatur von 20 ⁰G in der durch die ausgezogenen Pfeile angedeuteten Richtung zu (Fig. 2). Die Wärmefront tritt durch den oberen Teil der Schicht A₂ mit denselben Temperaturen wie in Beispiel 7 und erreicht nach dem Halbzyklus (55 Minuten) den Bereich a₂ in der Mitte der jchicht Ap, Die Klappen werden umgeschaltet, und man führt das Ausgangsreaktionsgemisch mit einer Temperatur von 20 C dem oberen Teil der Schicht A₂ in der durch die punktierten 'Pfeile angedeuteten Richtung zu (Fig. 2)„ Nach weiteren 55 Minuten, das heißt nach dem Ablauf der Zykluszeit 110 Minuten, erreicht die Wärmefront a₂ den Bereich a-, (in der Mitte der Schicht A,), und der Zyklus wiederholt sich. Dabei 'wird in jedem Halbzyklus das umgesetzte Reaktionsgemisch hintereinander aus den Teilen der Schicht A₁ und A₂ und aus dem Apparat mit sich gleichmäßig von 20 ⁰C auf 350 ⁰C verändernder Temperatur herausgeleitet.The procedure is analogous to Example 7 and 1, The difference is that one makes the switching of the valves after 55 minutes and the redistribution of the incoming starting reaction mixture between the parts of the catalyst A, and A ₂ (see FIG. 2) at the time, where the heat fronts a · ^ and a ₂ are successively located in the middle of the parts of the layers A, and Ao. The order of use of the valves is the same as in the description of Pig. 2 ,. The half-cycle (55 minutes) begins at the time when the heat front is a-, in the middle of layer A-, and carries the starting reaction mixture with it. a temperature of 20 ⁰ G in the direction indicated by the solid arrows direction (Fig. 2). The heat front passes through the upper part of the layer A ₂ at the same temperatures as in Example 7 and after the half-cycle (55 minutes) reaches the area a ₂ in the middle of the Ap layer. The flaps are switched and the starting reaction mixture is fed Temperature of 20 C to the upper part of the layer A ₂ in the direction indicated by the dotted 'arrows to (Fig. 2) "After another 55 minutes, that is 110 minutes after the cycle time has elapsed, the heat front a _{2 reaches} the area a -, (in the middle of layer A,), and the cycle repeats. In this case 'in each half-cycle, the reaction mixture reacted in succession out of the parts of the layer A ₁ and A ₂ and out of the apparatus with evenly from 20 ⁰ C to 350 ⁰ C changing temperature.

2 341 6 0 8 -¹⁶- 13.5.19822 341 6 0 8 - ¹⁶ - 13.5.1982

WP C 01 B/234 160/8 59 892/11/39WP C 01 B / 234 160/8 59 892/11/39

Example 9

Man verfährt analog zu Beispiel 7 ta it dem Unterschied aber, daß man ein Ausgangsreaktionagemisch, welches zu 0,6 Vol.~% aus Schwefeldioxid, zu 15 V0I.-/0 aus Sauerstoff und zu 84 Vol.-% aus Stickstoff besteht, hintereinander den Teilen der Schicht A-, und Ap (Fig. 2) mit einer Temperatur von 200 ⁰C zuführt. Die Dauer des Zyklus beträgt 75 Minuten. Von Zyklus zu Zyklus verändert, sich an dem Eintritt des Gemisches in die Teile A₁ und A₂ die Temperatur gleichmäßig von 200 ⁰G auf 600 ⁰C und sinkt auf 200 ⁰C. Der mittlere Uüiwandlungsgrad während eines Zyklus beträgt 99,4 %.The procedure is analogous to Example 7 ta it the difference but that one is a Ausgangsreaktionagemisch, which consists of 0.6 vol. ~% Of sulfur dioxide, 15 V0I .- / 0 of oxygen and to 84 vol .-% of nitrogen, one behind the other the parts of the layer A-, and Ap (Fig. 2) with a temperature of 200 ⁰ C supplies. The duration of the cycle is 75 minutes. Changed from cycle to cycle at the entry of the mixture into the components A ₁ and A _2, the temperature uniformly from 200 to 600 ⁰ G ⁰ C and is lowered to 200 ⁰ C. The average Uüiwandlungsgrad during one cycle is 99.4%.

Example 10

iaan verfährt analog zu Beispiel 7 mit dem Unterschied aber, daß man ein Ausgangsreaktionsgemisch mit einer sich von 0,6 bis 7 Vol.-% verändernden Schwefeldioxidkonzentration und einem Sauerstoffgehalt von 9 bis 10 Vol.-% hintereinander den Teilen der Katalysatorschicht Δγ und Ap (Fig· 2) ,mit einer Temperatur von 100 ⁰C zuführt. Die Dauer des Zyklus beträgt 80 Minuten, der mittlere Umwandlungsgrad während eines Zyklus 98,7 %·iaan proceeds analogously to Example 7 with the difference that a starting reaction mixture having a sulfur dioxide concentration varying from 0.6 to 7% by volume and an oxygen content of 9 to 10% by volume is added to the parts of the catalyst layer Δγ and Ap ( Fig. 2), with a temperature of 100 ⁰ C supplies. The duration of the cycle is 80 minutes, the average degree of conversion during one cycle is 98.7%.

Example 11

Ein sich bei der Verbrennung von Schwefel bildendes Ausgangsreaktionsgemisch, welches zu 12 Vol.-^C/S aus Schwefeldioxid, zu 9 Vol.-/& aus Sauerstoff und zu 79 VoI·-% aus Stickstoff besteht, führt man einem Kontaktapparat mit "Zünder" zu, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Der Katalysator wird auf eine Temperatur von 500 ⁰G vorerhitzt. Die bedingte Kontaktdauer beträgt 9 Sekunden, die Temperatur des Ausgangsreaktionsgemisches 20 ⁰C. Das Ausgangsreaktionsgemisch führt man der Katalysatorschicht A^ und dem "Zünder" A₂ ·A during the combustion of sulfur-forming raw reaction mixture containing about 12 vol ^C / S of sulfur dioxide, about 9 vol .- / & consisting of oxygen and 79 VoI · - consists% nitrogen, one to a contact apparatus with "ignitor" to, as shown in Fig. 3. The catalyst is preheated to a temperature of 500 ⁰ G. The conditional contact duration is 9 seconds, the temperature of the starting reaction mixture 20 ^° C. The starting reaction mixture is fed to the catalyst layer A 1 and the "igniter" A ₂ .

2 341 6 0 B -¹⁷- 13.5.19822 341 6 0 B - ¹⁷ - 13.5.1982

WP G 01 B/234 160/8 59 892/11/39WP G 01 B / 234 160/8 59 892/11/39

(Fig, 3a) während 170 Minuten zu, wonach die Wärmefronten a-, und b-, die Bereiche a« beziehungsweise bp erreichen. Während weiterer 30 Minuten führt man das Ausgangsreaktionsgetnisch der Schicht A, über den "Zünder" Ap zu, wie dies in Fig« 3b gezeigt ist, während derer die Wärine front bp den Bereich a-. und b-, erreicht und die Wärmefront a₂ aus der Schicht A-, ausgeblasen wird. Zum Zeitpunkt der Aufspaltung der /'/armefront bo in. zwei Fronten beträgt in dem oberen Teil der Schicht A, und in dem unteren Teil der Schicht A₂ die Temperatur zum Zeitpunkt des Umschaltens nach 170 Minuten 20 ⁰O, nach weiteren 15 Minuten 180 ⁰C, nach weiteren 5 Minuten 350 ⁰C und nach weiteren 30 Minuten 600 ⁰C. Zu diesem Zeitpunkt (nach 30 Minuten) werden die Klappen in der Beschreibung zu Pig« 3 angeführten Reihenfolge wieder umgeschaltet, und niaja leitet das Ausgangsreaktionsgemisch mit einer Temperatur von 20 G zwischen die Teile der Katalysatorschicht A₁ und Ao· Das System nimmt die in Fig. 3a dargestellte Lage ein, was einer Zyklusdauer von 200 Minuten entspricht. Der mittlere Umwandlungsgrad während eines Zyklus beträgt 98,1 %, was dem Betrieb eines Kontaktapparates mit fünf adiabatischen Katalysatorschichten und den zwischengeschalteten Wärmeaustauschern äquivalent ist.(Fig. 3a) for 170 minutes, after which the heat fronts a- and b- reach the areas a "and bp, respectively. For a further 30 minutes, the initial reaction layer of layer A is added via the "igniter" Ap, as shown in Fig. 3b, during which the front bp was the region a-. and b-, reached and the heat front a ₂ from the layer A-, is blown out. At the time of splitting of the / '/ poor front bo in. Two fronts is in the upper part of the layer A and in the lower part of the layer A ₂ is the temperature at the time of switching after 170 minutes 20 ⁰ O, after a further 15 minutes at 180 ⁰ C, after a further 5 minutes 350 ⁰ C and after a further 30 minutes 600 ⁰ C. At this time (after 30 minutes), the flaps are switched in the order given in Pig «3 again, and niaja passes the starting reaction mixture with a temperature of 20 G between the parts of the catalyst layer A ₁ and Ao. The system assumes the position shown in Fig. 3a, which corresponds to a cycle time of 200 minutes. The average degree of conversion during one cycle is 98.1%, which is equivalent to operating a contactor with five adiabatic catalyst layers and the intermediate heat exchangers.

Example 12

Man verfährt analog zu Beispiel 11 mit dem Unterschied aber, daß man ein Ausgangsreaktionsgemisch dem Katalysator mit einer Temperatur von 200 ⁰C zuführt. Die Zyklusdauer beträgt 150 Minuten, der mittlere Umwandlungsgrad während eines Zyklus 98,2 %.The procedure is analogous to Example 11 with the difference but that one feeds a starting reaction mixture to the catalyst at a temperature of 200 ⁰ C. The cycle time is 150 minutes, the average degree of conversion during one cycle 98.2%.

2341 6 0 8 -¹⁸- ¹3.5.2341 6 0 8 - ¹⁸ - ¹ 3.5.

^{w w} WP G 01 B/234 160/8 ^ww WP G 01 B / 234 160/8

59 892/1.1/3959 892 / 1.1 / 39

Example 13

Man verfährt analog zn-Beispiel 11 mit dem Unterschied aber, daß man ein AuBgangsreaktionsgetnisch, welches zu 1,5 VoI·-% aus Schwefeldioxid, zu 15 Vol.-% aua Sauerstoff und zu 83,5 Vol.-% aus Stickstoff besteht, bei einer Zyklusdauer von 130 Minuten verarbeitet. Der durchschnittliche Umwandluagsgrad während eines Zyklus beträgt 99»3 %·The procedure of Example 11 is repeated with the difference that there is an external reaction mixture which consists of 1.5% by volume of sulfur dioxide, 15% by volume of oxygen and 83.5% by volume of nitrogen, processed at a cycle time of 130 minutes. The average degree of conversion during a cycle is 99 »3% ·

Example 14

Ein bei der Verbrennung von Schwefel anfallendes Ausgangsreakt ionsgemiach, welches zu 15 Vol.-% aus Schwefeldioxid, zu 11 VoI,-% aus Sauerstoff und zu 74 Vol.-% aus Stickstoff besteht j führt man einem Kontaktapparat mit einer Katalysatorschicht zu, und es kann ein beliebiges in den Figuren 1; 2 und 3 dargestelltes Schema realisiert werden» Die Temperatur des Ausgangsreaktionagemisches in der ersten Stufe beträgt 50 ⁰C, die bedingte Kontaktdauer 5 Sekunden» Vor dem Einleiten des Ausgangsreaktionsgemisches erhitzt man die Katalysatorschicht auf eine Temperatur von 500 ⁰G, Dabei beträgt der mittlere Umwandlungsgrad des Schwefeldioxids in Schwefeltrioxid nach der ersten Stufe 94 % bei einer Zyklusdauer von 110 Minuten, Ein solcher Umwandlungsgrad ist verhältnismäßig nicht hoch, und es ist noch eine weitere Nachoxydation des verbliebenen Schwefeldioxids erforderlich. Dazu leitet man das gebildete Reäktionsgemiach der ersten Absorptionsstufe zu, nach welcher man das Reaktionsgemisch, welches 0,75 VoI·-% Schwefeldioxid, 3,6 Vol.-% Sauerstoff, Rest Stickstoff enthält, mit einer Temperatur von 60 ⁰G und einer bedingten Kontaktdauer von 5 Sekunden in die zweite Katalysatorschicht einleitet, die die zweite Kontaktstufe darstellt. In dieser wird das Reaktionsgemisch bis zu einem hohen Umwandlungsgrad von 99,8 % bei einer Zyklusdauer vonA starting reaction mixture resulting from the combustion of sulfur, which comprises 15% by volume of sulfur dioxide, 11 % by volume of oxygen and 74% by volume of nitrogen, is fed to a catalyst layer catalyst may be any of Figures 1; 2 and 3 shown Scheme be realized "The temperature of the Ausgangsreaktionagemisches in the first stage is 50 ⁰ C, the conditional Contact time 5 seconds," heating the catalyst layer before the initiation of the starting reaction mixture to a temperature of 500 ⁰ G, is this case, the average degree of conversion of Sulfur dioxide in sulfur trioxide after the first stage 94 % at a cycle time of 110 minutes, Such a degree of conversion is relatively low, and it still requires a further Nachoxidation of the remaining sulfur dioxide. For this purpose, the formed Reäktionsgemiach the first absorption stage, according to which the reaction mixture, which contains 0.75% by volume of sulfur dioxide, 3.6 vol .- % oxygen, balance nitrogen, with a temperature of 60 ⁰ G and a conditional Contact duration of 5 seconds in the second catalyst layer initiates, which represents the second contact stage. In this, the reaction mixture is up to a high degree of conversion of 99.8 % at a cycle time of

2 3416 0 8 -¹⁹- ¹³·⁵·¹⁹⁸² 2 3416 0 8 - ¹⁹ - ¹³ · ⁵ · ¹⁹⁸²

WP C 01 B/234 160/8 59-892/11/39-WP C 01 B / 234 160/8 59-892 / 11 / 39-

80 Minuten nächoxydiert. Das Schema des Kontaktapparates kann dem für die erste Stufe gewählten Schema analog sein oder beliebig anders gemäß den Figuren 1; 2 und 3 sein. Der Katalysator für die erste und zweite Stufe ist dem in Beispiel 1 beschriebenen analog,Nitrogenated for another 80 minutes. The scheme of the contact apparatus may be analogous to the scheme chosen for the first stage or any other according to Figures 1; Be 2 and 3. The first and second stage catalyst is analogous to that described in Example 1,

Beispiel 1j? Example 1j ?

Ein bei der Verbrennung von Schwefel in der mit Sauerstoff gesättigten Luft anfallendes Ausgangsreaktionsgemisch, welches zu 15 VoI*-% aus Schwefeldioxid, zu 12 VoI,-% aus Sauerstoff und zu 73 Vol,-% aus Stickstoff besteht, führt man der ersten Kontaktstufe zu. Die übrigen Bedingungen sind analog den in Beispiel 14 beschriebenen. Nach der ersten Kontaktstufe beträgt der Umwandlungsgrad bei einer Zyklusdauer von 16O Minuten 94»2 %. Uach der ersten Absorptionsstufe gelangt das Reaktionsgemisch in die zv/eite Kontaktstufe mit einem Gehalt an Schwefeldioxid von 0,886 VoI,-%, an Sauerstoff von 4,OT % (der fiest Ist Stickstoff) bei einer Zyklusdauer von 80 Minuten; das Reaktionsgemisch kontaktiert bis zu einem Gesamtumwandlungsgrad von 99,87 %· A starting reaction mixture resulting from the combustion of sulfur in the oxygen-saturated air, which consists of 15% by volume of sulfur dioxide, 12% by volume of oxygen and 73% by volume of nitrogen, is passed to the first stage of the reaction , The remaining conditions are analogous to those described in Example 14. After the first stage of contact, the degree of conversion for a cycle time of 16O minutes is 94 »2 %. After the first absorption stage, the reaction mixture enters the final contact stage with a sulfur dioxide content of 0.886% by volume, of oxygen of 4 % by weight (the term is nitrogen) with a cycle time of 80 minutes; the reaction mixture contacted up to a total conversion of 99.87 % ·

Beispiel 16 . Example 16 .

Man verfährt analog zu Beispiel 1 mit dem Unterschied aber, daß sich in dem Ausgangsreaktionsgemisch der Gehalt an Schwefeldioxid nach dem Zufallsgesetz in der Zeit von 0,6 bis 5 VoI·-% verändert, während der Sauerstoffgehalt ungefähr unverändert bleibt und 9 VoI,-$ beträgt. Die Dauer eines Zyklus beträgt 80 Minuten, der mittlere Umwandlungsgrad 98,6 %,The procedure is analogous to Example 1, but with the difference that in the starting reaction mixture, the content of sulfur dioxide changes according to the law of randomness in the time from 0.6 to 5% by volume, while the oxygen content remains approximately unchanged and 9 VoI, - $ is. The duration of a cycle is 80 minutes, the average degree of conversion is 98.6%,

η λ MnnaftO*iH 1 Λ 6 Γ η λ MnnaftO * iH 1 Λ 6 Γ

2 34160 8 -²⁰- ΙΙΊ·^1 2 34160 8 - ²⁰ - ΙΙΊ · ^ 1

59 892/11/3959 892/11/39

Example 17

kan verfährt analog zu Beispiel 1 mit dem Unterschied aber, daß sich in dem Ausgangsreaktionsgemi3ch der Gehalt an Schwefeldioxid in der Zeit von 29 Vol.-% verändert, während der Sauerstoffgehalt ungefähr unverändert bleibt und 12 Vol_e-% beträgt. Die Dauer eines Zyklus beträgt 90 Minuten, der mittlere Umwandlungsgrad 98,2 %,kan procedure analogous to Example 1 with the difference however that changes .-% in the Ausgangsreaktionsgemi3ch the content of sulfur dioxide in the time of 29 by volume, while the oxygen content remains approximately unchanged and 12 vol _e - is%. The duration of a cycle is 90 minutes, the average degree of conversion 98.2%,

Example 18

Man verfährt analog zu Beispiel 14 mit dem Unterschied aber, daß der Gehalt an Schwefeldioxid 11,5 Vol.-%, der an Sauerstoff 9,5 Vol,-%, der an Stickstoff alles übrige beträgt. Der Umwandlungsgrad des Schwefeldioxids in der ersten Kontaktstufe beträgt 94,6 %_f nach der zweiten Kontaktstufe 99,9 %.'.The procedure is analogous to Example 14 with the difference, however, that the content of sulfur dioxide 11.5 vol .-%, of oxygen 9.5 vol, -%, which is all the rest of nitrogen. The degree of conversion of the sulfur dioxide in the first contact stage is 94.6 % _f after the second contact stage 99.9%.

η α Hi\\ jQQO *ιΉ Λ h η α Hi \\ jQQO * ιΉ Λ h

Claims

3416 0 8 - ²¹ ~ 13.5.1982

WP C 01 B / 234 160/8 59 892/11/39

Claim for invention

1. A process for the preparation of sulfur trioxide by oxidation of sulfur dioxide in a fixed catalyst layer, characterized in that the oxidation at periodic, every 10 to 200 minutes made reversal of moving in the catalyst layer stream of the reaction mixture containing sulfur dioxide, or in the change the temperature of the reaction mixture before the catalyst layer of 20 to 200 ⁰ C carried out at 390 to 600 ⁰ G for 10 to 200 minutes ·

2. The method according to item 1, characterized in that the oxidation is carried out at a temporally changing content of the reaction mixture of sulfur dioxide from 0.6 to 5 vol .-% ·

3. The method according to item 1, characterized in that the oxidation is carried out at a time-varying content of the reaction mixture of sulfur dioxide from 2 to 9 vol%.

For this 2 pages drawings

21. M Al 1982 * (M.1