DE3023817A1

DE3023817A1 - METHOD FOR PRODUCING SULFUR TRIOXIDE

Info

Publication number: DE3023817A1
Application number: DE19803023817
Authority: DE
Inventors: Harvey Zeh Hurlburt; David George Young
Original assignee: Stauffer Chemical Co
Current assignee: Stauffer Chemical Co
Priority date: 1979-07-02
Filing date: 1980-06-25
Publication date: 1981-01-15
Also published as: GB2051766A; JPS609964B2; CA1155634A; GB2051766B; DD151734A5; JPS569202A

Description

- 3 Beschreibung - 3 description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von
Schwefeltrioxid in flüssiger Form durch Kondensation aus
einem Schwefeltrioxid enthaltenden Gas. Das Gas wird auf
eine Temperatur von etwa 26,7 bis etwa 32⁰C abgekühlt und kontinuierlich in einen Kühler eingeleitet. Dabei kondensiert Schwefeltrioxid. Es wird kontinuierlich, wie es kondensiert, von der Kühleroberfläche entfernt. Das kondensierte Schwefeltrioxid wird kontinuierlich von dem Kühler entfernt und geschmolzen. Dabei entsteht flüssiges Schwefeltrioxid. Das Verfahren ist besonders für die Kondensation von Schwefeltrioxid aus einem Gas geeignet, das relativ niedrige Konzentrationen davon enthält.The invention relates to a method for obtaining
Sulfur trioxide in liquid form by condensation
a gas containing sulfur trioxide. The gas is on
cooled to a temperature of about 26.7 to about 32 ⁰ C and continuously introduced into a cooler. Sulfur trioxide condenses in the process. It is continuously removed from the cooler surface as it condenses. The condensed sulfur trioxide is continuously removed from the cooler and melted. This creates liquid sulfur trioxide. The process is particularly suitable for the condensation of sulfur trioxide from a gas containing relatively low concentrations thereof.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Schwefeltrioxid in flüssiger Form. Sie betrifft insbesondere die Gewinnung in flüssiger Form durch Kondensation aus Gasen. Es ist besonders für die Gewinnung von Schwefeltrioxid in flüssiger Form aus Gasen, die relativ verdünnt an Schwefeltrioxid sind, insbesondere solche Gase, die weniger als 15 Vol-90 Schwefeltrioxid enthalten, geeignet. Dieses Verfahren stellt eine Methoden dar, gemäß der relativ reines Schwefeltrioxid in flüssiger Form aus Gasen, die
Schwefeltrioxid und andere gasförmige Komponenten enthalten, gewonnen werden kann. Flüssiges Schwefeltrioxid ist ein
wertvolles Produkt und ist z.B. als Reagens für die Bildung von Alkylbenzolsulfonaten und bei der tertiären Ölwiedergewinnung nützlich.The invention relates to a method for producing
Sulfur trioxide in liquid form. It relates in particular to the extraction in liquid form by condensation from gases. It is particularly suitable for the recovery of sulfur trioxide in liquid form from gases which are relatively dilute in sulfur trioxide, especially those gases which contain less than 15 vol-90 sulfur trioxide. This process is a method according to which relatively pure sulfur trioxide in liquid form from gases that
Containing sulfur trioxide and other gaseous components can be obtained. Liquid sulfur trioxide is a
valuable product and useful, for example, as a reagent for the formation of alkyl benzene sulfonates and in tertiary oil recovery.

Im allgemeinen wird nach heutiger Praxis flüssiges Schwefeltrioxid durch Absorption von Schwefeltrioxid aus einem Gas, das dieses enthält, in Schwefelsäure unter Bildung
von Oleum gewonnen. Danach wird das Oleum in einem getrennten Vorgang zum Sieden erhitzt und das abgegebene Schwefel-In general, according to current practice, liquid sulfur trioxide is formed by the absorption of sulfur trioxide from a gas containing it in sulfuric acid
obtained from oleum. Then the oleum is heated to the boil in a separate process and the sulfur released

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trioxid wird kondensiert. Eine solche Kondensation kann schwierig sein, da das Schwefeltrioxid an den Kühlschlangen gefriert. Der Gefrierpunkt von Schwefeltrioxid beträgt etwa 29i5°C. (85°F). Im allgemeinen treten bei der Kondensation von Schwefeltrioxid aus einem dieses enthaltenden Gas Schwierigkeiten durch die Tatsache auf, daß die Temperaturen, die für eine geeignete Wiedergewinnung von Schwefeltrioxid durch Kondensation erforderlich sind, unterhalb dieses Gefrierpunktes liegen. Dadurch wird festes Schwefeltrioxid gebildet, welches die Vorrichtung verstopfen kann. Es sind somit Stufen erforderlich, um die Vorrichtung zu säubern und das Schwefeltrioxid zu entfernen. Festes Schwefeltrioxid kann in drei getrennten Formen, die im allgemeinen als α-, ß- und γ-Formen bezeichnet werden, vorliegen; vergl. beispielsweise Brasted, "Comprehensive Inorganic Chemistry", Band 8, Seiten 134-138 (1961). Die y-Form existiert in eisartigen Kristallen und ist am flüchtigsten und am leichtesten zu schmelzen. Die ß- und α-Formen besitzen asbestartige Kristalle und sind schwieriger zu schmelzen, wobei.die α-Form am schwierigsten zu schmelzen ist.Im allgemeinen wird zuerst eine Flüssigkeit gebildet, wenn Schwefeltrioxid kondensiert wird. Diese wird dann in γ-Feststofform überführt, die weiter in die ß- und α-Form überführt werden kann.trioxide is condensed. Such condensation can be difficult because of the sulfur trioxide on the cooling coils freezes. The freezing point of sulfur trioxide is about 29i5 ° C. (85 ° F). In general, condensation occurs sulfur trioxide from a gas containing it presents difficulties due to the fact that the temperatures, necessary for proper recovery of sulfur trioxide by condensation, below this freezing point. This forms solid sulfur trioxide which can clog the device. Steps are thus required to clean the device and remove the sulfur trioxide. Solid sulfur trioxide may exist in three separate forms, commonly referred to as α, ß, and γ forms; See, for example, Brasted, "Comprehensive Inorganic Chemistry ", Vol. 8, pp. 134-138 (1961). The y-form exists in ice-like crystals and is the most volatile and easiest to melt. The ß and α forms have asbestos-like crystals and are more difficult to melt, where.the α-form is the most difficult to melt.Im generally a liquid is formed first when sulfur trioxide is condensed. This is then in γ-solid form transferred, which can be further converted into the ß- and α-form.

In der US-PS 2 510 684 findet sich eine ausreichende Information über die Bedingungen, bei denen Schwefeltrioxid aus dieses enthaltenden Gasen kondensiert werden kann. Bei dem Verfahren dieser Patentschrift ist es jedoch erforderlich, daß die Kondensation des Schwefeltrioxids aus einem Gasgemisch erfolgt, das wesentlich mehr als 1596'Schwefeldioxid enthält. Die Kondensation unter diesen Bedingungen erfolgt unter Verwendung von Druck und relativ hohen Konzentrationen an Schwefeldioxid.In US Pat. No. 2,510,684 there is sufficient information on the conditions under which sulfur trioxide is obtained this containing gases can be condensed. In the process of this patent specification, however, it is necessary that the condensation of the sulfur trioxide takes place from a gas mixture which is considerably more than 1596 sulfur dioxide contains. Condensation under these conditions occurs using pressure and relatively high concentrations of sulfur dioxide.

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Schwefeltrioxidgas wird üblicherweise durch Verbrennung von Schwefel oder schwefelhaltigen Abfällen,wie von Schlämmen, die Schwefelsäure enthalten, unter Bildung von Schwefeldioxid, und durch anschließende katalytische Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid in Anwesenheit eines metallischen Katalysators hergestellt. Wenn die Verbrennung mit Luft erfolgt, enthalten die den Schwefeldioxid-Konverter verlassenden Gase im allgemeinen etwa 5 bis etwa 13 Vol-% Schwefeltrioxid. Wird Sauerstoff für die Verbrennung verwendet, so wird das aus dem Schwefeldioxid-Konverter austretende Gas eine wesentlich höhere Konzentration an Schwefeltrioxid, im allgemeinen 50 bis 80 Vol-$6, und eine entsprechend geringere Menge an Inertgasen (Stickstoff, Kohlendioxid usw.) enthalten. Um dieses Schwefeltrioxid gemäß dem Verfahren der US-PS 2 510 684 kondensieren zu können, ist es erforderlich, eine unvollständige Umwandlung des Schwefeldioxids durchzuführen, damit die den Konverter verlassenden Gas mindestens 15% SO₂ enthalten. Dies würde eine Recyclisierung des nichtumgewandelten Schwefeldioxids in den Konverter mit sich bringen. Dies ist ein Nachteil gegenüber einem Verfahren, bei dem nur ein Durchgang erforderlich ist, wie die Absorption von Schwefeltrioxid in Schwefelsäure. Es ist offensichtlich schwierig, Schwefeltrioxid durch Kondensation aus Gasen zu gewinnen, die dieses in relativ verdünnten Konzentrationen, z.B. 15 Vol-% oder weniger, enthalten.Sulfur trioxide gas is usually produced by incinerating sulfur or sulfur-containing wastes, such as sludges containing sulfuric acid, to form sulfur dioxide, and then catalytically oxidizing sulfur dioxide to sulfur trioxide in the presence of a metallic catalyst. If the combustion is carried out with air, the gases exiting the sulfur dioxide converter generally contain from about 5 to about 13% by volume of sulfur trioxide. If oxygen is used for the combustion, the gas emerging from the sulfur dioxide converter will contain a much higher concentration of sulfur trioxide, generally 50 to 80 vol- $ 6, and a correspondingly smaller amount of inert gases (nitrogen, carbon dioxide, etc.). In order to be able to condense this sulfur trioxide according to the process of US Pat. No. 2,510,684, it is necessary to carry out an incomplete conversion of the sulfur dioxide so that the gas leaving the converter contains at least 15% SO ₂ . This would entail recycling of the unconverted sulfur dioxide into the converter. This is a disadvantage over a process that requires only one pass, such as the absorption of sulfur trioxide in sulfuric acid. Obviously, it is difficult to obtain sulfur trioxide by condensation from gases which contain it in relatively dilute concentrations, for example 15% by volume or less.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Schwefeltrioxid in flüssiger Form aus einem Schwefeltrioxid enthaltenden Gas. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Temperatur des Gases auf eine Temperatur von etwa 26,7 bis etwa 32⁰C (etwa 80 bis 90⁰F) eingestellt. Das Gas mit einer solchen Temperatur wird kontinuierlich in eine Kondensationsvorrichtung bzw. Kühlvorrichtung eingeleitet, die bei einer Temperatur von etwaThe present invention relates to a method for obtaining sulfur trioxide in liquid form from a gas containing sulfur trioxide. In the method according to the invention, the temperature of the gas is set to a temperature of approximately 26.7 to approximately 32 ^° C. (approximately 80 to 90 ^° F). The gas at such a temperature is continuously introduced into a condensing device or cooling device, which is at a temperature of about

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11 bis etwa -18⁰C (etwa 53 bis O⁰F) gehalten wird. Dabei kann Schwefeltrioxid aus dem Gas kondensieren. Kontinuierlich wird das kondensierte Schwefeltrioxid von den Kühleroberflächen entfernt, kontinuierlich wird das kondensierte Schwefeltrioxid aus der Kühlvorrichtung entnommen und anschließend wird das kondensierte Schwefeltrioxid unter Bildung von Schwefeltrioxid in flüssiger Form geschmolzen.11 to about -18 ⁰ C (about 53 to ⁰ F) is maintained. Sulfur trioxide can condense from the gas. The condensed sulfur trioxide is continuously removed from the cooler surfaces, the condensed sulfur trioxide is continuously removed from the cooling device and then the condensed sulfur trioxide is melted to form sulfur trioxide in liquid form.

Das so beschriebene Verfahren erlaubt die Gewinnung von Schwefeltrioxid in flüssiger Form aus dieses enthaltenden Gasen, ohne daß eine Absorption in Schwefelsäure und ein Erhitzen zum Sieden und eine Destillation des so gebildeten Oleums erforderlich sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ebenfalls ein geeignetes Verfahren zur Gewinnung von Schwefeltrioxid in flüssiger Form aus Gasen, die relativ niedrige Konzentrationen an Schwefeltrioxid aufweisen, wobei eine direkte Kondensation durchgeführt wird.The process described in this way allows sulfur trioxide to be obtained in liquid form from the latter containing it Gases without absorption in sulfuric acid and heating to boiling and distillation of the so formed Oleums are required. The method according to the invention is also a suitable method for obtaining Sulfur trioxide in liquid form from gases that have relatively low concentrations of sulfur trioxide, wherein direct condensation is carried out.

In der beigefügten Zeichnung ist ein vereinfachtes Fließschema einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.In the accompanying drawing is a simplified flow diagram of an embodiment of the method according to the invention shown.

Anhand der beigefügten Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung ist ein Verfahren zur Gewinnung von Schwefeltrioxid in flüssiger Form aus Gasen, die relativ niedrige Konzentrationen an Schwefeltrioxid, im allgemeinen 5 bis weniger als 15 Vo 1-56, enthalten, dargestellt. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung kann auch auf die Gewinnung von Schwefeltrioxid aus Gasen angewandt werden, die wesentlich größere Konzentrationen davon enthalten, z.B. kann man Gase verwenden, die durch Verbrennung von Schwefel oder schwefelhaltigen Materialien mit Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherter Luft (im Gegensatz zu Luft) erhalten werden. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung kann ebenfalls zur Gewinnung von Schwe-The invention is explained in more detail with the aid of the attached drawing. In the drawing is a method of extraction of sulfur trioxide in liquid form from gases containing relatively low concentrations of sulfur trioxide, im generally 5 to less than 15 Vo 1-56 included. The principle of the present invention can also be applied to the recovery of sulfur trioxide from gases that contain much higher concentrations of it, e.g. one can use gases that are produced by combustion of sulfur or sulphurous materials with Oxygen or air enriched with oxygen (as opposed to air) can be obtained. The principle of the present Invention can also be used for the extraction of

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feltrioxid aus Gasen angewendet werden, die dieses aus einer anderen Quelle oder nach einem anderen Verfahren oder einer anderen Produktion enthalten. Im allgemeinen ist es derzeit wirtschaftlich nicht praktisch, Schwefeltrioxid aus Gasen zu gewinnen, die Konzentrationen davon unter etwa 5 Vol-% enthalten, obgleich das in der vorliegenden Anmeldung beschriebene Verfahren auch zur Gewinnung von Schwefeltrioxid aus Gasen verwendet werden kann, die dieses in niedrigen Konzentrationen enthalten.fel trioxide can be applied from gases obtained from another source or by another process or from another production. In general, it is currently not economically practical to remove sulfur trioxide To win gases that contain concentrations thereof below about 5% by volume, although that in the present application The method described can also be used for the production of sulfur trioxide from gases containing this in contain low concentrations.

Gemäß dem in der Zeichnung dargestellten Fließschema wird ein Gas, das bis zu etwa 15% Schwefeltrioxid enthält und von einer Quelle 1 stammt und im allgemeinen eine erhöhte Temperatur aufweist, über eine Leitung 2 in einen Wärmeaustauscher 3 geleitet. Dieser kann durch Einleiten von Wasser in die Mantelseite über eine Leitung 26 und Entfernung des erhitzten Wassers oder Dampfes in einer Leitung 27 erhitzt werden. Das so abgekühlte Gas wird dann über eine Leitung 4 in eine Nebelentfernungsvorrichtung 5 geleitet, wo der Säurenebel entfernt wird. Das Gas wird dann über eine Leitung 6 in einen Wärmeaustauscher 7 geleitet, wo es auf eine Temperatur von etwa 26,7 bis etwa 32° C (etwa 80 bis 90⁰F) abgekühlt wird. Wie in der Zeichnung dargestellt wird, erfolgt das Kühlen bevorzugt durch indirekten Wärmeaustausch mit Gasen, aus denen Schwefeltrioxid entfernt wurde. Diese werden in den Wärmeaustauscher 7 über eine Leitung 14 eingeleitet und über eine Leitung 15 entfernt .According to the flow diagram shown in the drawing, a gas which contains up to about 15% sulfur trioxide and originates from a source 1 and generally has an elevated temperature is passed via a line 2 into a heat exchanger 3. This can be heated by introducing water into the shell side via a line 26 and removing the heated water or steam in a line 27. The gas cooled in this way is then passed via a line 4 into a mist removal device 5, where the acid mist is removed. The gas is then passed via a line 6 to a heat exchanger 7 where it is cooled to a temperature of about 26.7 to about 32 ° C (about 80 to 90 ⁰ F). As shown in the drawing, cooling is preferably carried out by indirect heat exchange with gases from which sulfur trioxide has been removed. These are introduced into the heat exchanger 7 via a line 14 and removed via a line 15.

Das so abgekühlte Gas, das Schwefeltrioxid enthält, wird über eine Leitung 8 in eine Kühlvorrichtung, die allgemein mit 9 bezeichnet wird, eingeleitet. Es wird bei einer Temperatur von etwa 11 bis etwa -18⁰C (etwa 53 bis O⁰F), bevorzugt etwa 11 bis etwa -12°C (etwa 53 bis 10⁰F), am meisten bevorzugt etwa 5 bis etwa -4°C (etwa 40 bis 25°F),The gas, which has been cooled in this way and which contains sulfur trioxide, is introduced via a line 8 into a cooling device, which is generally designated 9. It is at a temperature of about 11 to about -18 ⁰ C (about 53 to ⁰ ° F), preferably about 11 to about -12 ° C (about 53 to 10 ^0. F), most preferably about 5 to about -4 ° C (about 40 to 25 ° F),

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gehalten. Diese Vorrichtung enthält einen im Inneren angebrachten Kühlteil 10, der von einem Kühlmantel 11 umgeben ist. In dem Kühlteil 10 befinden sich schneckenförmige Abstreifblätter 12, die von einem Motor 13 angetrieben werden. Die Blätter sind so angeordnet, daß sie die Innenoberfläche der Kühlkammer 10 abkratzen. In der Zeichnung ist der Kühler in horizontaler Anordnung dargestellt. Man jekann jedoch auch vertikal angeordnete oder geneigt angeordnete Kühler verwenden.held. This device contains a cooling part 10 which is attached in the interior and which is surrounded by a cooling jacket 11 is. In the cooling part 10 there are helical scraper blades 12 which are driven by a motor 13. The blades are arranged to scrape the inside surface of the cooling chamber 10. In the drawing is the cooler shown in a horizontal arrangement. However, one can also be arranged vertically or inclined Use cooler.

Die Verwendung eines Kühlers mit einer abzuschabenden bzw. abzukratzenden Oberfläche mittels schneckenförmig angeordneter Abkratzblätter bzw. -schaufeln erlaubt die kontinuierliche Entfernung des Schwefeltrioxid-Produktes von der Innenoberfläche des Kühlers so, wie es kondensiert, und das kondensierte Schwefeltrioxid wird kontinuierlich durch den Kühler befördert, wodurch ein Gefrieren verhindert und ein Verstopfen der Vorrichtung ausgeschlossen wird. Bevorzugt sind die schneckenförmigen Schaufeln oder Blätter auf einer Trommel 12a befestigt, die an beiden Enden verschlossen ist. Die Achse oder die Rotation der Trommel verläuft gleich mit der langen Achse der Kühlkammer. Diese kontinuierliche Entfernung und Beförderung werden verbessert, wenn man das Innere der Trommel 12a, beispielsweise durch elektrisches Erhitzen oder mittels Durchleitens eines warmen Fluids (Flüssigkeit oder Gas) durch diese, erwärmt. Dies ist bei einer solchen Vorrichtung üblich, um ein Ankleben des festen Schwefeltrioxids an den Oberflächen zu verhindern. Spaltgänge und Schaufeln können ebenfalls im Kühler vorgesehen sein, um Klumpen aus Feststoffen zu brechen. Bevorzugt wird der eintretende Gasstrom über einen relativ engen Kreisring geleitet, der zwischen der kalten Kühleroberfläche und der rotierenden Trommel 12a angebracht ist, die die Abkratzblätter 12 trägt. Der genaue Zwischenraum zwischen dem Kühler und der rotierenden Trommel ist eineThe use of a cooler with a surface to be scraped off or scraped off by means of a helical arrangement Scraper blades or shovels allow the sulfur trioxide product to be continuously removed from the inner surface of the cooler as it condenses, and the condensed sulfur trioxide is continuously passed through the Conveyed cooler, which prevents freezing and clogging of the device is excluded. Preferred the helical blades or blades are mounted on a drum 12a which is closed at both ends is. The axis or rotation of the drum is the same as the long axis of the cooling chamber. This continuous Removal and conveyance are improved by looking inside the drum 12a, for example electrical heating or by passing a warm fluid (liquid or gas) through them, heated. this is common in such a device to prevent the solid sulfur trioxide from sticking to the surfaces. Crevices and blades can also be provided in the cooler to break up clumps of solids. The incoming gas stream is preferably passed over a relatively narrow circular ring that is between the cold cooler surface and the rotating drum 12a carrying the scraper blades 12 is attached. The exact space in between between the cooler and the rotating drum is one

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Funktion der gewünschten Gasgeschwindigkeit und der Menge an Schwefeltrioxid, von der man erwartet, daß sie kondensiert und entfernt wird. Er wird durch den Fachmann leicht bestimmt. Die Menge an Schwefeltrioxid, von der man erwarttet, daß sie bei diesen Bedingungen kondensiert wird, hängt von der Konzentration des Schwefeltrioxids in dem eintretenden Gas und der Temperatur und dem Druck der Umgebung ab und wird leicht nach an sich bekannten Verfahren bestimmt.Function of the gas velocity desired and the amount of sulfur trioxide expected to condense and is removed. It is easily determined by the person skilled in the art. The amount of sulfur trioxide expected to be that it is condensed under these conditions depends on the concentration of the sulfur trioxide in the incoming Gas and the temperature and pressure of the environment and is easily determined by methods known per se.

Die nichtkondensierten Gase werden aus dem Kühler 9 über die Leitung 14 entfernt und können vorteilhafterweise zum Kühlen des eintretenden Gases in den Wärmeaustauscher 7 verwendet werden. Sie werden über die Leitung 15 entfernt und entweder zu einer Behandlungsstufe für die Entfernung von luftverschmutzenden Materialien und anderen unerwünschten Materialien geleitet, bevor sie in die Atmosphäre abgeblasen werden, oder sie werden zu einer weiteren Behandlungsstufe, wie sie im folgenden näher beschrieben wird, geleitet.The non-condensed gases are removed from the cooler 9 via the line 14 and can advantageously be used for Cooling of the gas entering the heat exchanger 7 can be used. They are removed via line 15 and either to a treatment stage for removal diverted from air polluting materials and other undesirable materials before being blown into the atmosphere or they become a further treatment stage, as described in more detail below, directed.

Das Schwefeltrioxid, das auf der Innenoberfläche der Kühlkammer 10 kondensiert, wird von den Blättern 12 entfernt und dadurch längs der Länge der Kammer 10 befördert. Das kondensierte Schwefeltrioxid kann in Form von hauptsächlich γ-Kristallen vorliegen oder es kann eine Aufschlämmung oder "ein Schlamm" solcher Kristalle mit flüssigem Schwefeltrioxid sein. Das Schwefeltrioxid wird aus der Kühlkammer über einen Auslaß 16 entfernt, in welchem sich ein Sternventil 17 befindet, das eine rotierende Abdichtung bildet und ebenfalls dazu dient, kondensiertes Schwefeltrioxid in einer regelmäßigen Rate aus dem Kühler zu entnehmen. Der Auslaß 16 und das Sternventil 17 können auf auf ähnliche Weise wie die Trommel 12a ummantelt und erhitzt werden, um ein Ankleben von Schwefeltrioxid zu ver-The sulfur trioxide condensed on the inner surface of the cooling chamber 10 is removed from the blades 12 and thereby conveyed along the length of the chamber 10. The condensed sulfur trioxide can be in the form of mainly γ crystals may be present or it may be a slurry or "a slurry" of such crystals with liquid sulfur trioxide. The sulfur trioxide is removed from the cooling chamber removed via an outlet 16 in which there is a star valve 17 which has a rotating seal and also serves to remove condensed sulfur trioxide from the cooler at a regular rate. Outlet 16 and star valve 17 can be jacketed and heated in a manner similar to drum 12a to prevent sulfur trioxide from sticking

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meiden. Das Schwefeltrioxid wird über die Sternabdichtung 17 in einen Schmelztank 18 befördert, der mit einer Schmelzschlange 19» durch die Dampf oder heißes Wasser eingeleitet werden kann, und eine Rührvorrichtung 26 ausgerüstet ist. Schwefeltrioxid wird in dem Schmelztank 18 geschmolzen und flüssiges Schwefeltrioxid wird über eine Leitung 20 entnommen. Bevorzugt erfolgen das Schmelzen und Entfernen kontinuierlich.avoid. The sulfur trioxide is over the star seal 17 conveyed into a melting tank 18, which is introduced with a melting coil 19 »through which steam or hot water and a stirring device 26 is equipped. Sulfur trioxide is melted in the melting tank 18 and liquid sulfur trioxide is withdrawn via a line 20. The melting and removal are preferably carried out continuously.

Der Kühler 9 wird bei einer ungefähren Temperatur unter Verwendung eines flüssigen oder gasförmigen Kühlmittels in einem typischen Kühlzyklus gehalten. Wird ein Gas als Kühlmittel verwendet, wird es in den Mantel 11 des Kühlers 9 über eine Leitung 21 eingeleitet und über eine Leitung 22 entnommen, durch einen Kompressor 23 geleitet, in einem Wärmeaustauscher 24 abgekühlt, durch ein Expansionsventil 25 geleitet und in den Mantel 11 zurückgeführt. Als Kühlmittel kann man irgendein Gas verwenden, das die zufriedenstellende Kühlwirkung für den Kühler liefert, wie Schwefeldioxid. Bevorzugt wird die Manteltemperatur bei etwa 4°C (25°F) gehalten. Ein flüssiges Kühlmittel kann auf ähnliche Weise verwendet werden, ohne daß ein Expansionsventil erforderlich ist. Es wird in dem Mantel 11 durch Kondensation von Schwefeltrioxid verdampft und im Kompressor 23 erneut verflüssigt.The cooler 9 is being used at an approximate temperature of a liquid or gaseous refrigerant in a typical refrigeration cycle. Used a gas as a coolant is used, it is introduced into the jacket 11 of the cooler 9 via a line 21 and via a line 22 taken, passed through a compressor 23, cooled in a heat exchanger 24, through an expansion valve 25 passed and returned to the jacket 11. As a coolant, any gas that satisfies Provides cooling effect for the radiator, such as sulfur dioxide. The jacket temperature is preferred at about Maintained 4 ° C (25 ° F). A liquid coolant can be used in a similar manner without the need for an expansion valve is required. It is evaporated in the jacket 11 by condensation of sulfur trioxide and in the compressor 23 liquefied again.

Der Druck im Kühler und in der anderen Vorrichtung, die zur Behandlung von Schwefeltrioxidgas verwendet werden, wird im wesentlichen bei Atmosphärendruck gehalten. Die Drücke können jedoch so hoch wie 0,56 bis 0,7 atü (8 bis 10 psig) oder, in einer Hochdruckanlage, 5,25 atü (75 psig) sein.The pressure in the cooler and in the other device used to treat sulfur trioxide gas is held essentially at atmospheric pressure. However, pressures can be as high as 0.56 to 0.7 atmospheres (8 to 10 psig) or, in a high pressure system, 5.25 atmospheres (75 psig).

Das so gewonnene Schwefeltrioxid ist im wesentlichen reines Schwefeltrioxid, obgleich geringe Mengen an Schwefeldioxid ebenfalls kondensiert und in dem Produkt enthaltenThe sulfur trioxide so obtained is essentially pure sulfur trioxide, albeit small amounts of sulfur dioxide also condensed and included in the product

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sein können. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man so relativ reines flüssiges Schwefeltrioxid-Produkt aus Gasen erzeugen, die relativ geringe Mengen dieser Substanz enthalten. Im allgemeinen wird, wie es auf diesem Gebiet bekannt ist, der Kühler nur dazu dienen, einen Teil des Schwefeltrioxids, das in dem behandelten Gas enthalten ist, zu kondensieren. Das zum Kühlen des Kühlers 9 verwendete Kühlgas kann variiert werden, um mehr Schwefeltrioxid zu gewinnen. Beispielsweise kann man, wenn eine zusätzliche Gewinnung gewünscht wird, ein Kühlmittel verwenden, das eine niedrige Gastemperatur im Kühler ergibt, wie Dichlordifluormethan. Alternativ kann der Druck im Einlaß des Kompressors 22 erniedrigt werden. Diese Verfahren zur Erzeugung der gewünschten Gastemperaturen in einem Kühler durch Einstellung eines Kompressions-Expansions-Zyklus sind dem Fachmann geläufig.could be. The process according to the invention can thus be used to produce a relatively pure liquid sulfur trioxide product from gases that contain relatively small amounts of this substance. In general it will be like it in this field it is known that the cooler only serves to remove part of the sulfur trioxide contained in the treated gas, to condense. The cooling gas used to cool the cooler 9 can be varied in order to add more sulfur trioxide to win. For example, if additional recovery is desired, a coolant can be used that a low gas temperature in the condenser results, such as dichlorodifluoromethane. Alternatively, the pressure in the inlet of the Compressor 22 can be decreased. These methods of generating the desired gas temperatures in a cooler those skilled in the art are familiar with setting a compression-expansion cycle.

Im allgemeinen ist die Wiedergewinnung von zusätzlichem Schwefeltrioxid aus den nichtkondensierten Gasen in der Leitung 15 nicht bevorzugt, da es nötig sein würde, solche Gase auf einen höheren Druck zu komprimieren. Gegebenenfalls können jedoch die Gase erneut in das System über die Leitung 8 eingeleitet werden. Bevorzugt werden die Schwefeltrioxidwerte in diesen Gasen ausgenutzt, indem man die Gase über die Leitung 15 in einen Schwefelsäure-Trocknungsturm oder einen Absorptionsturm in einer Oleumanlage leitet. Alternativ können die Gase durch eine Reinigungsvorrichtung geleitet werden, um Schwefeltrioxid und/oder andere luftverschmutzende Materialien zu entfernen. Sie können dann abgeblasen werden.Generally, the recovery of additional sulfur trioxide from the uncondensed gases is in the Line 15 is not preferred as it would be necessary to compress such gases to a higher pressure. Possibly however, the gases can be reintroduced into the system via line 8. Preferred are the Sulfur trioxide levels in these gases are exploited by placing the gases via line 15 in a sulfuric acid drying tower or directs an absorption tower in an oleum plant. Alternatively, the gases can be cleaned by a cleaning device to remove sulfur trioxide and / or other air polluting materials. You can then be called off.

example

In einem Beispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.The method according to the invention is illustrated in one example an embodiment explained with reference to the drawing.

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Ein Gas, das 8,16 Vol-96 Schwefeltrioxid enthält, wird mit einer Strömungsrate von 45,4 kg.Mol (100 lb.mol)/h und bei einer Temperatur von 177 bis 260°C (350 bis 500⁰F) in einen wassergekühlten Wärmeaustauscher 3 eingeleitet, der auf eine Temperatur von etwa 54,5°C (130⁰F) abgekühlt wird. Das Gas wird dann in die Nebelentfernungsvorrichtung 5 geleitet und dann weiter auf eine Temperatur von 26,7 bis 32°C (80 bis 9O⁰F) im Wärmeaustauscher 7 mittels Wärmeaustausch mit den austretenden Gasen in der Leitung 14 abgekühlt. Das Gas wird über die Leitung 8 in den Kühler 9 transportiert, der mit schneckenförmig angeordneten Blättern 12 ausgerüstet ist, die auf einer rotierenden Trommel 12a, die von einem Motor 13 angetrieben wird, befestigt sind. Der Kühler ist mit einem Kühlmantel 11 ausgerüstet, in den reines Schwefeldioxid-Kühlmittel so eingeleitet wird, daß die Manteltemperatur -3,89°C (25°F) und der Druck 0,31 atü (4,38 psig) betragen. In dem Kühler wird das Schwefeltrioxid enthaltende Gas auf -1,11⁰C (30⁰F) abgekühlt. Dabei kondensieren ungefähr 30% des Schwefeltrioxids in dem Gas. Es wird aus dem Kühler durch den Auslaß 16 entnommen, im Tank 18 geschmolzen und als flüssiges Produkt gewonnen.A gas containing 8.16 vol-96 contains sulfur trioxide, is at a flow rate of 45.4 kg.Mol (100 lb.mol) / h and at a temperature of 177 to 260 ° C (350 to 500 ⁰ F) in initiated a water-cooled heat exchanger 3 which is cooled to a temperature of about 54.5 ° C (130 ⁰ F). The gas is then passed into the mist removal apparatus 5 and then further cooled to a temperature from 26.7 to 32 ° C (80 to 9O ⁰ F) in the heat exchanger 7 by heat exchange with the exiting gases in the conduit fourteenth The gas is transported via the line 8 into the cooler 9, which is equipped with blades 12 arranged in a spiral shape, which are mounted on a rotating drum 12 a which is driven by a motor 13. The condenser is equipped with a cooling jacket 11 into which pure sulfur dioxide refrigerant is introduced so that the jacket temperature is -3.89 ° C (25 ° F) and the pressure is 0.31 atm (4.38 psig). In the cooler, the sulfur trioxide-containing gas to -1.11 ⁰ C (30 ⁰ F) is cooled. About 30% of the sulfur trioxide condenses in the gas. It is withdrawn from the cooler through outlet 16, melted in tank 18 and recovered as a liquid product.

Ende der Beschreibung.End of description.

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Claims

KRAUS & WEISERT PATENT LAWYERS DR. WALTER KRAUS DIPLOMAL CHEMIST ■ DR.-ING. ANNEKATE WEISERT DIPL-ING. SPECIALIZATION CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEPHONE 089 / 797077-797078 · TELEX O5-212156 kpatd TELEGRAM KRAUSPATENT 2618 AW / My STAUFFER CHEMICAL COMPANY Westport, USA Process for the extraction of sulfur trioxide patent claims

1. Process for the production of sulfur trioxide in liquid form from a gas containing sulfur trioxide, characterized in that one

(a) ° C to adjust the temperature of the gas to a temperature of about 26.7 about 32.2 ms (80 ms 90 ⁰ F);

(b) continuously introducing the gas into a condenser maintained at a temperature of about 11.0 to about -18 ° C (53 Ms O ⁰ F) where the sulfur trioxide condenses from the gas;

(c) continuously removing condensed sulfur trioxide from the condenser surface;

(d) continuously discharging the condensed sulfur trioxide from the condenser; and

(e) the condensed sulfur trioxide melts to form liquid sulfur trioxide.

2. The method according to claim 1, characterized in that the gas to be treated is about 5 to about 15 moles-96 of sulfur trioxide contains.

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ORIGfNAL INSPECTED

3. The method according to claim 1, characterized in that the non-condensed gas emerging from the cooler is used to cool the gas in stage (A) by indirect heat exchange.

4. The method according to claim 1, characterized in that the cooler is held at a temperature of about 11 to about -12 ⁰ C (53 to 10 ° F).

5. The method of claim 1, characterized in that the cooler is maintained at a temperature of about 5 to about -4 ⁰ C (40 to 25 ° F).

6. The method according to claim 1, characterized in that the cooler is kept at about atmospheric pressure.

7. The method according to claim 1, characterized in that that the condensed sulfur trioxide is continuously melted in step (e) and that liquid sulfur trioxide is continuously removed from the melting stage.

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