DE925165C - Verfahren zur Herstellung von Kontaktschwefelsaeure - Google Patents

Description

Bei der Herstellung¹ von Schwefelsäure im Kontaktverfahren wird in den meisten Fällen davon ausgegangen, sulfidische Erze mit atmosphärischer Luft in Röstöfen abzurosten und die dabei entstehenden! S O₂-Gase durch eine umständliche Naßreinigung für die Verarbeitung in Kontaktapparaten vorzubereiten.

Während die früher benutzten Plaitinkontaktmassen außergewöhnlich empfindlich, gegen Feuchtigkeit waren, ist es· bekannt, daß Vanadiumkoiitaktmassen gegen, Feuchtigkeit unempfindlich sind.

Infolgedessen sind auch verschiedene Vorschläge zur Verarbeitung von feuchten S O₂-haltigen Gasen über Vanadiumkontaktmassen gemacht worden. Während sich die Katalyse ohne Schwierigkeiten durchführen läßt, ist jedoch nach der Katalyse die Absorption der gebildeten feuchten S Ö₃-Gase außergewöhnlich schwierig, ja fast unmöglich. In der Patentschrift 606 235 wurde deshalb vorgeschlagen, die feuchten SO₃-Gase einer fraktionierten Kondensation bei langsamer Abkühlung zu unterwerfen, wobei jedoch nur 94- bis a6°/oige Schwefelsäure erhalten wurde.

Es wurde nun ein Verfahren gefunden, das in seinem ganzen Aufbau wesentlich einfacher ist und eine restlose Absorption- der feuchten SO₃-GaSe gestattet sowie eine höhere Konzentration der Schwefelsäure.

Erfhidungsgemäß werden die heißen Kontaktgase, die maximal eine dem vorhandenen Schwefei

*) Von der Patentsucherin ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. AHons Zieren f, Niedermarsberg

säureanhydrid äquivalente Menge Wasserdampf enthalten, zuerst durch. Waschen mit etwa 180 bis 240⁰ heißer, hochkonzentrierter (ungefähr 98°/oiger) Schwefelsäure vollständig von Wasserdampf und einem geringen Teil des Schwefelsäure-. anhydrids befreit und dann das restliche Schwefelsäureanhydrid in bekannter Weise mittels o8°/oiger Schwefelsäure absorbiert. Vorteilhaft werden erfindungsgemäß die beiden Absorptionsstufen, in einem System von hintereinandergeschalteten Rieseltürmen durchgeführt. Da bei dieser Art der Absorption das SO₃ und der Wasserdampf getrennt in der Absorbersäure gelöst werden und sich die Schwefelsäurebildung erst nach Lösung vollzieht, ist die Entstehung von Schwefelsäurenebeln völlig ausgeschlossen.

In der Zeichnung ist das Verfahren gemäß der Erfindung beispielsweise schematisch veranschaulicht.

ao Die vom Röstofen R kommenden Röstgase werden nur durch eine trockene Staubabscheidung dergestalt gereinigt, daß man zunächst ein mechanisches Filter in Form von großen Staubkammern Λ oder aber auch elektrostatische Filter voirschaltet und hieran anschließend eine Filtration über keramisches Material folgen läßt. Das letztere Filter F wird in seiner Temperatur so geregelt, daß die Gase am Austritt des. Filters trotz der durch Abstrahlung auftretenden. Wärmeverluste auf einer Temperatur von 350⁰ gehalten werden. Mit dieser Temperatur treten die Gase in die Kontaktapparatur K ein. Für den Fall, daß es sich bei dem Kontaktapparat um einen doppelwandigen Ein-Zeiten-Apparat handelt, können die Gase mit dieser Temperatur in den Doppelmantel eintreten, um im Apparat selbst auf die nötige Anfangstemperatur für den Beginn der Reaktion vorgeheizt zu werden. Bei den Zwei-Zeiten-Apparaten werden die Gase in dem Wärmeaustauscher, der zwischen die erste und zweite Zone geschaltet ist, ebenfalls auf die nötige Eintrittstemperatür gebracht. Die Gase verlassen dann den Kontaktapparat., und zwar mit etwa 400 bis 430⁰, je nach dem Gehalt an Schwefeldio'xyd in den zu katalysierenden Gasen. Mit dieser Temperatur treten die Gase in einen ersten Trockenabsorptionsturm T₁ ein. Dieser Trockenturm wird mit einer konzentrierten Säure von 98% H₂SO₄ und rund 200⁰ berieselt. Es findet eine restlose Absorption des Wasserdampfes und eine teilweise Absorption des S O₃ statt. Die aus vorgenanntem Turm mit etwa 220⁰ austretenden Gase werden einem zweiten Absorptionsturm T₂ zugeleitet, der wiederum mit einer Säure von 98%, aber mit einer Temperatur von 60 bis 70° berieselt wird. In diesem Turm tritt eine völlige Absorption des restlichen S O₃ ein, und die Abgase verlassen den Turm ohne jede Nebelbildung vollkommen klar und S O₃-frei.

Aus Gleichgewichtsbetrachtungen geht zwar hervor, daß es möglich sein muß, bei Temperaturen zwischen 180 und 240⁰ mittels hochkonzentrierter Schwefelsäure eine fast quantitative Absorption des im Gase enthaltenen Wasserdampfes und eine teilweise Absorption des S O₃ zu erzielen. Dagegen war nicht vorauszusehen, daß auch die Geschwindigkeiten der Absorption trotz der relativ niedrigen Tensionsunterschiede noch hinreichend groß sind, um eine technische Ausnutzung zu ermöglichen. Dabei war die Konzentration der entstehenden Säure abhängig von dem Verhältnis der in den Gasen enthaltenen Mengen S O₃ und Wasserdampf, und es hat sich gezeigt, daß, wenn SO₃ und Wasserdampf, sogar im Molverhältnis 1:1, vorhanden sind, eine restlose Absorption in dem neuen System der Anwendung zweier Türme durchgeführt werden kann. Wenn in besonderen Fällen der Wassergehalt höher ist als der S O₃-Gehalt, erscheint es zweckmäßig, die für die Verbrennung des gebundenen Schwefels dienende Luft so' weit vorzutrocknen, daß mindestens das Molverhältnis ι : ι nicht überschritten wird. Daß es sich bei vorliegendem Verfahren tatsächlich um eine Absorption und nicht um eine Kondensation, wie sie z. B. in den Patentschriften 606 235, 607 216 und 613 677 beschrieben ist, handelt, ist durch die Ergebnisse in der Praxis erwiesen.

Es wurde z. B. ein Gas verwendet, dessen molarer Gehalt an S O₃ und Wasserdampf praktisch gleich war. Die Konzentration der auf beide Türme aufgegebenen Säure war 98,8%. Es zeigte sich nun, daß nach der Absorption die Konzentration der aus dem ersten Turm ablaufenden Säure auf 98,2 bis 98,3 %■ gesunken, hingegen die Konzentration der aus dem zweiten Turm ablaufenden Säure auf 99j3 °/o gestiegen war.

Hieraus geht hervor, daß im ersten Turm praktisch nur Wasser, im zweiten nur S O₃ absorbiert wurde. Wäre nicht selektive Absorption, sondern eine Kondensation eingetreten, hätte sich die Konzentration der Säure nicht ändern, dürfen, da nur Monohydrat kondensiert worden wäre.

Die wesentlichen Vorteile des neuen Verfahrens liegen darin, daß die bisher angewandten umfangreichen Wasch- und Reinigungsanlagen, bestehend aus Kühlern, Waschtürmen, Koksfiltern oder elekfrischen Entnebelungsapparaturen, vollständig in. Wegfall kommen und daß der Aufbau des Kontaktapparates infolge Wegfalls der Wärmeaustauscher eine ganz wesentlich billigere Herstellung der Gesamtanlage gestattet. Von besonderer Bedeutung ist es, daß man für die Absorption der feuchten, Gase Konstruktionsmaterial verwenden kann, wie es bisher stets in der Technik zur Anwendung kam, während bei der fraktionierten Kondensation, infolge der wechselnden Nachkonzentration der Säure nur sehr' hochwertiges und widerstandsfähiges Material brauchbar ist.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zur Herstellung von Kontaktschwefelsäure aus feuchten Röstgasen, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Kontaktgase, die maximal eine dem. vorhandenen Schwefelsäureanhydrid äquivalente Menge Wasserdampf enthalten, zuerst durch Waschen mit etwa

   i8o bis 240⁰ heißer, hochkonzentrierter (ungefähr o,8°/oiger) Schwefelsäure vollständig von Wasserdampf und einem geringen Teil des Schwefelsäureanhydrids befreit werden und dann, das restliche Schwefelsäureanhydrid in bekannter Weise mittels o.8°/oiger Schwefelsäure absorbiert wird.
2. 2. Verfahren nach, Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Absorptiomsstufen in einem System von hintereinandergeschalteten Rieseltürmen durchgeführt werden.

   Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 496 832.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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