DE406864C

DE406864C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schwefelsaeureanhydrid mittels Kontaktsubstanz

Info

Publication number: DE406864C
Application number: DEM83168D
Authority: DE
Original assignee: Kuhlmann SA
Current assignee: Kuhlmann SA
Priority date: 1923-11-19
Filing date: 1923-11-29
Publication date: 1924-12-09
Also published as: US1518043A; FR572169A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schwefelsäureanhydrid mittels Kontaktsubstanz. Man hat bereits versucht, die bei der Herstellung von Schwefelsäureanhydrid bisher gebräuchliche kostspielige Kontaktsubstanz (Platin) durch ein Vanadiumsalz zu ersetzen, das weit wohlfeiler im Preise ist. Die erzielten Ergebnisse sind jedoch bis jetzt nur mittelmäßige und haben zu einer Verallgemeinerung dieses Verfahrens in der Industrie nicht geführt, da die verwendeten verhältnismäßig schwachen Katalysatoren keinen genügenden Arbeitsertrag ergaben.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäureanhydrid unter Verwendung von Vanadiumsalzen als Kontaktsubstanz, das einen Ertrag liefert, der dem Verfahren unter Verwendung von Platin in keiner Weise nachsteht.
Die katalytische Masse wird aus Körnern einer neutralen, porösen Substanz, wie Bimstein, Kieselgur o. dgl., gebildet, die mit Va -nadiumsalzen getränkt und getrocknet sind. Diese Masse wird gemäß der Erfindung in eine gewisse Anzahl von Schichten unterteilt, die nacheinander von den Gasen durchströmt werden. In den einzelnen -Schichten ist die Größe der Körner eine gleichförmige; die Größe nimmt aber von Schicht zu Schicht ab. Die größten Körner, deren Abmessungen 5 mm nicht überschreiten, bilden die zuerst von den Gasen durchströmte Schicht, während die letzte von den Gasen erreichte Schicht durch die kleinsten Körner gebildet wird.. Die Menge der zur Imprägnierung des Trägers benutzten Vanadiumsalzlösung entspricht einem Gewicht von 5o bis 55 kg Vanadinsäureanhydrid V205 je Kubikmeter der :Masse, wobei die feinsten Körner das meiste Vanadinsäureanhydrid enthalten und die großen Körner das wenigste.
Wie Versuche gezeigt haben, konnten die erzielten Ergebnisse in manchen Fällen noch dadurch verbessert werden, daß der Masse des erwähnten Katalysators kleine Mengen von metallischen Oxyden (des Eisens, Wolframs, Molybdäns o. dgl.) im Verhältnis von 2 bis 3 Prozent des Gewichtes der Vanadiumsäure zugesetzt werden. Ebenso lassen sich verschiedene Vorteile erzielen, wenn die Masse der von einer Mischung aus Schwefeldioxyd und Luft gebildeten Gase vor dem Durchtritt durch den Katalysator leicht angefeuchtet wird.
Da die Vanadiumsalze eine schwächere Wirksamkeit haben als Platin, empfiehlt es sich, die Reaktion dadurch in Gang zix setzen, daß die Gase vor dem Durchtritt durch die @'anadiumkatalysatoren durch einen Platinkatalysator geleitet werden. Die Menge des hierbei verwendeten Platins beträgt ungefähr den 15. Teil derjenigen, welche bei Platinkatalysatoren angewendet wird. Trotzdem bleibt das Verfahren gemäß der Erfindung ganz bedeutend wirtschaftlicher als die bekannten Verfahren unter Verwendung von Platin, wie z. B. das Verfahren von Grillo. Die Vorrichtung zur Ausführung des vorliegenden Verfahrens ähnelt der Katalysationskammer für das Verfahren nach Grillo.
In; der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung im Längsschnitt veranschaulicht. Sie besteht im wesentlichen aus einer aufrechten zylindrischen Kammer i, in der sich ein Einsatz 15 befindet, der einen Ringraum 2 frei läßt, in welchem die durch die Leitung 3 unten eintretenden Gase, bestehend aus einer Mischung von Schwefeldioxyd und Luft, aufsteigen.
In dem Mittelteil q. der Kammer ist eine Anzahl von Rosten 5 als Unterlage für die verschiedenen Schichten des Katalysators angeordnet. Der oberste Rost trägt einen Platinkatalysator 6, über dem eine Schicht einer trägen, nicht imprägnierten körnigen Substanz 7 gelagert ist, die ein Filter für die Staubteilchen bildet, welche nach der üblichen Reinigung der Gase in diesen noch enthalten sein können. Die übrigen Roste tragen die unter Verwendung von Vanadiumsalz hergestellten Katalysatorenschichten 8 bis 12. Die Korngröße der Schichten wird so gewählt, daß sich an jeder Stelle entsprechend der Temperatur der betreffenden. Schicht der größtmögliche Ertrag ergibt. Das gewonnene Schwefelsäureanhydridströmt aus dem Mittelteile durch die Rohrleitung 13 ab.
Zwischen zwei aufeinanderfpigendenSchichten ist je eine Plgtte i4 aus Gußmetall angeordnet, welche die herabkommenden Gase zwingt, die den mittleren Raum 4. vom Ringraum trennende Wandung 15 zu bespülen, so daß sie durch den im Ringraum aufsteigenden Gasstrom gekühlt werden. Um den Temperaturwechsel zu verstärken, ist die Wandung 15 außen mit einer Anzahl von Kühlrippen 16 versehen. In der Höhe der Schichten des Katalysators sind in Abständen Wärmemesser 17 angebracht. Eine außerhalb der Kammer verlaufende Rohrleitung i $ dient dazu, um gegebenenfalls eine bestimmte Menge angefeuchteten Gases über die erste Schicht des mit Vanadiunisalz imprägnierten Katalysators zu leiten.
Auf diese Weise wird ein gleicher Ertrag wie bei Verwendung von Platin eriielt, und zwar kann die AusbeiAte 96 Prozent erreichen und #aqcb übersteigen.

Claims

PATC NT-ANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäureanhydrid mittels Kontaktsubstanz, bei dem als katalytische Masse mit einer Lösung von Vanadiumsalzen im Verhäftnis von 5o bis 55 kg Vanadinsäureanhydrid auf den Kubikmeter der Masse getränkte Körner eines neutralen, porösen Körpers (Bimstein, Kieselgur o. dgl.) von 2 bis 5 mm Korngröße Ver w endung findet, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner in verschiedenen Schichten verteilt werden, die nacheinander von den Gasen durchstrichen werden, wobei die Körner jeder Schicht gleichförmig sind und die Größe der Körner von einer zur anderen Schicht in der Weise abnimmt, daß die Gase zuerst auf die die größten Körner enthaltende Schicht treffen, während die letzte von den Gasen durchströmte Schicht aus den kleinsten Körnern gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Katalysator geringe Mengen metallischer Oxyde (des Eisens, Wolframs, Molybdäns o. dgl.) zugesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Mischung aus Schwefeldioxyd und Luft vor dem Durchtritt durch die Masse des Katalysators leicht angefeuchtet wird. q.
Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in der Weise eingeleitet wird, daß die Gase überdies durch einen Platinkatalysator geleitet werden.
5. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß auf der obersten Schicht des Katalysators eine als Filter wirkende Schicht von nicht imprägnierter Kontaktsubstanz angeordnet wird.
6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine zylindrische Kammer (i) mit einem einen Ringraum (2) für das Aufsteigen der zu behandelnden Gase ergebenden Einsatz (15), innerhalb dessen auf einzelnen Rosten (5) die verschiedenen Schichten (8 bis 12) des Katalysators angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schichten des Katalysators Leitflächen (14) angeordnet sind, welche die Gase dazu, zwingen, an den gegebenenfalls mit Kühlrippen (16) versehenen Wandungen des Einsatzes (15) vorbeizustreichen. B. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine in den oberen Teil der Kammer reichende Rohrleitung (16) zur Zuführung von vorher angefeuchtetem Gas.