FI57088C - FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELTRIOXID - Google Patents
FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELTRIOXID Download PDFInfo
- Publication number
- FI57088C FI57088C FI1596/70A FI159670A FI57088C FI 57088 C FI57088 C FI 57088C FI 1596/70 A FI1596/70 A FI 1596/70A FI 159670 A FI159670 A FI 159670A FI 57088 C FI57088 C FI 57088C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- gases
- gas
- contact
- stage
- temperature
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
- C01B17/74—Preparation
- C01B17/76—Preparation by contact processes
- C01B17/77—Fluidised-bed processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
- C01B17/74—Preparation
- C01B17/76—Preparation by contact processes
- C01B17/765—Multi-stage SO3-conversion
- C01B17/7655—Multi-stage SO3-conversion with intermediate absorption
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
Description
E35F1 M (11)KUU,LUTUS,ULKA,SU 57088E35F1 M (11) MOON, LUTUS, EXTERNAL, SU 57088
WA lJ K } UTLÄGGNINGSSKRIFTWA lJ K} UTLÄGGNINGSSKRIFT
5¾¾¾ C (45) Patentti ay'Jr,n: tty 10 :6 10305¾¾¾ C (45) Patent ay'Jr, No. 10: 6 1030
Patent neddelat v—* ' (51) Kv.ik?/int.ci.3 C 01 B 17/77, 17/80 SUOM I — FI N LAN D (21) P»t*nttlh»k,mu· — P*t«nt»n*ftknlnf 1596/70 (22) Haktmisptlvl--Anseknlngri«g 0U.06.70 ' ' (23) AlkupUvf — Glltlgh«ttdtg OU.06.70 (41) Tullut julklMicfcl — Bllvlt off«ttllg 11.12.70Patent neddelat v— * '(51) Kv.ik? /Int.ci.3 C 01 B 17/77, 17/80 SUOM I - FI N LAN D (21) P »t * nttlh» k, mu · - P * t «nt» n * ftknlnf 1596/70 (22) Haktmisptlvl - Anseknlngri «g 0U.06.70 '' (23) AlkupUvf - Glltlgh« ttdtg OU.06.70 (41) Tullut julklMicfcl - Bllvlt off «ttllg 11.12.70
Patentti- Ja rakliterihallitut /44) Nihaviluiptnon )» kuuLJullui*un pvm. —Patent- And Rakliter-controlled / 44) Nihaviluiptnon) »moonLJullui * un pvm. -
Patent- ocn registantyralaan An*6k»n utlagd ech utl.*krlft«n public«nd 29.02.80 (32)(33)(31) Pyydetty •tuoikwis—feglrd priority 10.06.69Patent- ocn registantyralaan An * 6k »n utlagd ech utl. * Krlft« n public «nd 29.02.80 (32) (33) (31) Requested • Tuoikwis — feglrd priority 10.06.69
Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) P 1929388.0 (71) Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Harke Haeseler, Leverkusen, Ludwig Dorn, Köln, Wilhelm Möller,Federal Republic of Germany-Förbundsrepubliken Tyskland (DE) P 1929388.0 (71) Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen, Federal Republic of Germany-Förbundsrepubliken Tyskland (DE) (72) Harke Haeseler, Leverkusen, Ludwig Dorn, Cologne, Wil
Leverkusen, Jurgen Wokulat, Leverkusen, Franz Rubsam, Leverkusen,Leverkusen, Jurgen Wokulat, Leverkusen, Franz Rubsam, Leverkusen,
Gerhard Heinze, Schildgen, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Menetelmä rikkitrioksidin valmistamiseksi - Förfarande för framställ-ning av svaveltrioxidGerhard Heinze, Schildgen, Federal Republic of Germany Förbundsrepubliken Tyskland (DE) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Method for the production of sulfur trioxide - Förfarande för framställ-Ning av svaveltrioxid
Keksinnön kohteena on menetelmä SO^tn valmistamiseksi 10-l6 tilavuusprosenttisesta SO^ista hapettamalla katalyyttisesti ensin leijukerrosreaktorissa ja sen jälkeen useammissa kontaktivaiheissa, joista ensimmäinen on mahdollisesti leijukerrosvaihe, ja suorittamalla väliabsorptio kahden vaiheen jälkeen kun reaktio on 75~90-^:inen.The invention relates to a process for the preparation of SO 2 from 10-16% by volume of SO 2 by catalytic oxidation first in a fluidized bed reactor and then in several contact steps, the first of which is optionally a fluidized bed step, and by intermediate absorption after two steps of 75-90.
Valmistettaessa rikkitrioksidia katalyyttisesti SO^sta teknisessä suurtuotannossa käytetään kiinteäkerroskontakteja. SOg-pitoiset kaasut saatetaan tällöin tunnetulla tavalla kahdessa tai kolmessa vaiheessa kosketuksiin katalysaattori-massojen kanssa, jolloin pääasiallisesti käytetään vanadiinioksidikontakteja. Jotta reaktio tapahtuisi riittävällä nopeudella SO^-pitoiset kaasut on esilämmitettävä yli UOO C:n lämpötilaan. Varsinkin silloin kun kysymyksessä ovat hyvin väkevät S°2 -pitoiset kaasut, reaktion tapahtuessa sekunnin murto-osien aikana vapautuu suuria energiamääriä, jotka on pystyttävä poistamaan kontrolloidusti, jotta voitaisiin välttää kaasujen sekä myöskin kontaktimassojen ja kontaktikammion ylikuumeneminen. Huomattavasti yli 600°C: kohoavia lämpötiloja on vältettävä, jotta kontakti- 2 57088 materiaalia ei vahingoitettaisi. Koska kaasujen SO^- ja happipitoisuuksista riippuen optimaalinen tasapainolämpötila on oleellisesti alhaisempi kuin edellä mainittu lämpötila, viimeisen kontaktivaiheen työskentelylämpötila on pyritty laskemaan mahdollisimman alhaiseksi (U20-1*60°C), jotta SOgin kokonaisreagoituminen saataisiin suureksi. Etenkin ensimmäisessä vaiheessa reagoitumisasteen on oltava pieni, koska tällöin korkeissa lämpötiloissa esiintyvillä reaktionopeuksilla on tärkeämpi merkitys.In the production of sulfur trioxide catalytically from SO 2, solid-state contacts are used in large-scale technical production. The SOg-containing gases are then contacted with the catalyst masses in a known manner in two or three steps, in which case vanadium oxide contacts are mainly used. In order for the reaction to take place at a sufficient rate, SO 2 -containing gases must be preheated to a temperature above 100 ° C. Especially in the case of very concentrated S ° 2 -containing gases, the reaction takes place in fractions of a second in large amounts of energy, which must be able to be removed in a controlled manner in order to avoid overheating of the gases as well as the contact masses and the contact chamber. Temperatures well above 600 ° C must be avoided to avoid damaging the contact material. Since, depending on the SO 2 and oxygen contents of the gases, the optimum equilibrium temperature is substantially lower than the above-mentioned temperature, the working temperature of the last contact stage has been kept as low as possible (U20-1 * 60 ° C) in order to maximize the total SO 2 reaction. Especially in the first step, the degree of reaction must be low, because then the reaction rates at high temperatures are more important.
Lämpötilojen säätämiseksi kaasuja jäähdytetään eri vaiheiden välillä läm-mönvaihtoa käyttäen. Lisäksi on myös tunnettu menetelmiä, joissa jäähdytetään myös kontaktimassaa. Tämä voi tapahtua joko puhaltamalla kontaktikammioon kylmiä kaasuja tai myös rakentamalla kontaktikattilaan jäähdytys systeemejä. Suurtuotanto-laitoksissa edellä selostetuilla menetelmillä reagoituminen saadaan pitkäaikaisessa ajossa tapahtumaan tavallisesti 90-prosenttisesti.To control the temperatures, the gases are cooled between different stages using heat exchange. In addition, methods are also known in which the contact mass is also cooled. This can be done either by blowing cold gases into the contact chamber or also by building cooling systems in the contact boiler. In large-scale plants, the methods described above usually cause 90% of the reaction to take place over a long period of time.
Saantoa voidaan kohottaa poistamalla välillä muodostunut rikkitrioksidi. Siten viime vuosina on otettu käyttöön useita rikkihappolaitoksia, joissa ensimmäisissä vaiheissa muodostunut rikkitrioksidi poistetaan noin 90- prosenttisen esireagoitumisen jälkeen rikkihappoon absorboimalla, minkä jälkeen jälellu olevan, vielä SOg-pitoisen kaasun annetaan reagoida viimeisessä vaiheessa suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa lähes kvantitatiivisesti S0^:ksi((FI-patenttijulkaisut U0 1*55 ja Uo 161). Edellä selostetun tapaisissa suurtuotantolaitoksissa reagoituminen on pitkäaikaisissakin ajoissa 99,6-prosenttinen ja tätäkin suurempi. Niin sanotuissa kaksoiskontaktilaitoksissa voidaan käsitellä mitä erilaisimmista lähteistä peräisin olevia SO^-pitoisia kaasuja, so. jalostuskelpoisia ovat rikin-polttokaasut, pyriittien pasutuskaasut samoin kuin muutkin sulattokaasut ja sulfaattipitoisista jätetuotteista lohkeavat kaasut.The yield can be increased by removing the sulfur trioxide formed in between. Thus, several sulfuric acid plants have been put into operation in recent years, in which the sulfur trioxide formed in the first stages is removed by absorption into sulfuric acid after about 90% pre-reaction, after which the remaining SOg-containing gas is reacted almost quantitatively to SO0 in the last stage at relatively low temperatures (FI U0 1 * 55 and Uo 161) In large-scale production plants such as those described above, the response is 99.6% and even higher in the long term, so-called double-contact plants can process SO 2 -containing gases from a wide variety of sources, i.e. refined gases. flue - gases, pyrite roasting gases as well as other smelting gases and fissile gases from sulphate - containing waste products.
Koska väliabsorboinnissa tarvitaan normaalikatalysointiin verrattuna lisä-energiaa - ensimmäisen kontaktivaiheen reaktiokaasut jäähdytetään ennen väli-ab s orboint ia ja kuumennetaan uudelleen viimeisen kontaktivaiheen käynnistyslämpö-tilaan välivaiheessa muodostuneen rikkitrioksidin poistamisen jälkeen - niin sanotussa kaksoiskontaktimenetelmassä on tarkoituksenmukaista käyttää suhteellisen suuriväkevyisiä SO^-pitoisia kaasuja, koska menetelmä voidaan näitä kaasuja käytettäessä saada erityisen taloudelliseksi. Sen lisäksi, että erittäin konsentroidut kaasut vaikuttavat suuremman entalpian muodossa edullisesti menetelmän lämpötalouteen, konsentroitujen SO^-pitoisten kaasujen käyttämisen ansiosta myös laitoksen rakenteet ja käyttötavat muodostuvat taloudellisemmiksi.Since the intermediate absorption requires additional energy compared to the normal catalysis - the reaction gases of the first contact stage are cooled before the intermediate ab s orbing and reheated to the starting temperature of the last contact stage after removal of the sulfur trioxide formed in the intermediate stage. can be made particularly economical by using these gases. In addition to the fact that the highly concentrated gases have a beneficial effect on the thermal economy of the process in the form of higher enthalpy, the use of concentrated SO 2 -containing gases also makes the plant structures and operating methods more economical.
Edellä mainitut laskelmat energiankäytön edullisuudesta pätevät pääasiallisesti vain siinä tapauksessa, että tarkastellaan kontaktisysteemin energia-tasetta sellaisenaan. Mikäli SO^in tuotannossa syntyvä energia on ainakin osittain 3 57088 käytettävissä kontaktisysteemissä olevien kaasujen kuumentamiseen, käsittelykel-poisia ovat myös suhteellisen pienikonsentraatioiset SO^-pitoiset kaasut. Kuitenkin on otettava huomioon, että kaasutilavuuksien kasvaessa myös vaihdettava lämpö-määr ä kasvaa.The above-mentioned calculations of the cost-effectiveness of energy use are mainly valid only if the energy balance of the contact system as such is considered. If the energy generated in the production of SO 2 is at least partially 3,57088 available for heating the gases in the contact system, relatively low concentrations of SO 2 -containing gases are also suitable for treatment. However, it must be taken into account that as the gas volumes increase, so does the amount of heat exchanged.
On havaittu, että niin sanotulla kaksoiskontaktmenetelmällä voidaan vaikeuksitta käsitellä SO^-pitoisia kaasuja, joiden konsentraatio on 8,5 % ja tätä suurempi, etenkin jos ensimmäisessä vaiheessa käytetään kontaktimateriaalia, joka on aktiivista olematta silti toisaalta arka lämpötilavaihteluille. Tämä pätee sekä rikin-polttokaasujen että myös pyriittikaasujen suhteen. Hyvin suurikonsentraatioisia kaasuja käytettäessä, jollaiset nykyään ovat mahdollisia teknillisesti, ensimmäisessä kontaktivaiheessa esiintyy kuitenkin lämpötiloja, jotka rajoittavat suurikon-sentratioisten kaasujen käyttöä, vaikkakin tämä sinänsä siihen liittyvien etujen -parenmat tilavuusaikasaaliit - vuoksi olisi toivottavaa.It has been found that the so-called double-contact method can easily treat SO 2 -containing gases with a concentration of 8.5% and higher, especially if a contact material is used in the first step which is active without being sensitive to temperature fluctuations. This applies to both sulfur fuel gases and pyrite gases. However, when very high concentrations of gases, such as are currently technically possible, are used in the first contact stage, temperatures are present which limit the use of high concentrations of gases, although this in itself would be desirable due to the associated advantages - improved volume-time catches.
Niin sanotun kylmäkaasusäädön liittäminen rikkihappovalmistustekniikkaan, so. kuivatun ilman johtaminen osittain kontaktilaitteen uunien väliin, mahdollistaa yhä suurempien laitosten rakentamisen. Nyt jo on rakennettu konverttereita, joiden kapasiteetti on suurempi kuin 900 tonnia SO^ päivässä. Tämän suuruiset laitteistot ovat suhteellisen kompakteja laitteita, joten on jouduttu työskentelemään leiju-kerrostekniikan liittämiseksi rikkihapon valmistukseen. On selostettu menetelmää, jolla kaasu, joka on sisältänyt 12 % SO^, ja vain 13 % happea, on saatu nelikerroksisessa konverterissa reagoitumaan 98-prosenttisesti. Lämpö johdetaan pois jäähdyttämällä kerroksia vedellä tai johtamalla sisään kylmää kaasua. Edelleen on ehdotettu, että leijukerros rajoitettaisiin yksivaiheiseksi esikontaktiksi, jossa reagoi-tuminen olisi 70-90-prosenttinen ja kaasujen annettaisiin sitten mukaan tempautuneen pölyn erottamisen jälkeen reagoida edelleen monivaiheisessa kiinteätä katalysaattoria sisältävässä konverterissa.Integration of so-called cold gas control into sulfuric acid production technology, i. passing the dried air partially between the furnaces of the contactor, allows the construction of ever larger plants. Converters with a capacity of more than 900 tons of SO ^ per day have already been built. Equipment of this size is a relatively compact device, so work has had to be done to incorporate fluidized bed technology into sulfuric acid production. A method has been described in which a gas containing 12% SO 2 and only 13% oxygen has been reacted 98% in a four-layer converter. Heat is dissipated by cooling the layers with water or introducing cold gas. It has further been proposed that the fluidized bed be limited to a single-stage precontact with 70-90% reaction and then the gases be allowed to react further in a multi-stage solid catalyst converter after separation of the entrained dust.
Julkaisun Rumjantseva & ai., Chem., Ind., UdSSR, Nr 6, 1966, p. M8-U50 mukaan leijukerrosreaktoria voidaan käyttää rikkidioksidin hapettamiseen täydellisesti rikkitrioksidiksi tai myös esikontaktina. Nelivaiheisessa reaktorissa voidaan 11-16 prosenttista S02~kaasua käyttämällä saada 95-9θ %in konversio, joka kuitenkin voidaan saavuttaa ainoastaan jäähdyttämällä vaiheiden välillä tai itse vaiheita. Mainitussa julkaisussa on myös esitetty tavanomainen nelivaiheinen kiinteäkerros-kontaktilaitos, jonka eteen on kytketty leijukerrosreaktori, johon kaasu viedään 370-^00°C:n lämpötilassa; tätä voidaan kuitenkin käyttää ainoastaan tavanomaisella SOg-pitoisuudella, koska leijukerrosreaktorin lämpötila muuten kohoaisi liian korkealle.According to Rumjantseva & et al., Chem., Ind., UdSSR, No. 6, 1966, pp. M8-U50, a fluidized bed reactor can be used for the complete oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide or also as precontact. In a four-stage reactor, a conversion of 95-9% can be achieved using 11-16% SO 2 gas, which, however, can only be achieved by cooling between stages or the stages themselves. Said publication also discloses a conventional four-stage solid-bed contact plant in front of which is connected a fluidized-bed reactor to which the gas is introduced at a temperature of 370-00 ° C; however, this can only be used at a conventional SOg concentration because the temperature of the fluidized bed reactor would otherwise rise too high.
US-patenttijulkaisu 2 kk9 190 koskee SO^rn muuttamista rikkipitoisista lähtöaineista S0^:ksi käytettäessä ensimnäisessä vaiheessa leijukerrosta, jolloin katalysaattoria kierrätetään sen jäähdyttämiseksi, samoinkuin materiaalia, joka ei ole täysin reagoinut.U.S. Patent No. 2,190,190 relates to the conversion of SO 2 from sulfur-containing feedstocks to SO 2 using a fluidized bed in a first step, in which the catalyst is recycled to cool it, as well as a material that has not completely reacted.
Leijukerrostekniikan liittämisellä saavutetaan joukko etuja. Konvertteri 57088 voidaan pitää pienempänä. Ensimmäisessä vaiheessa voidaan käsitellä konsentroituja kaasuja, jolloin reaktiolämmön poisjohtaminen ei tuota minkäänlaisia vaikeuksia. Kontaktimateriaalin tyypillinen myrkyttyminen arsenikkitrioksidin vaikutuksesta on vähäisempi. Edelleen vesihöyry ja kuivattuja kaasuja käytettäessä myöskään rautayhdisteet eivät vaikuta lainkaan katalysaattorin aktiivisuuteen. Sen jälkeen kun uudenlaisten kontaktimassojen kehittämisen jälkeen käytettävissä on hiertymistä kestäviä katalysaattoreita, tekniikka on kiinnostunut taloudellisesti toimiviin rikkihappolaitoksiin, joissa käytetään liikkeessä olevia kontakteja.The integration of fluidized bed technology achieves a number of advantages. Converter 57088 can be considered smaller. In the first step, concentrated gases can be treated, so that the dissipation of the heat of reaction does not present any difficulties. The typical toxicity of the contact material by arsenic trioxide is less. Furthermore, when water vapor and dried gases are used, the iron compounds also have no effect on the activity of the catalyst. Following the development of abrasion-resistant catalysts following the development of new types of contact masses, the technology has attracted interest in economically viable sulfuric acid plants using circulating contacts.
Nyt on keksitty menetelmä S0^:n valmistamiseksi kontaktimenetelmällä käyttämällä väliabsorbtiota, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että SO^-pitoisten kaasujen tulolämpötila ensimmäiseen leijukerrosvaiheeseen on noin 300°C tai alle ja että toiseen kontaktivaiheeseen menevään, vähintään 60-#:isesti hapettuneeseen kaasuun puhalletaan kaasun jäähdyttämiseksi sinänsä tunnetulla tavalla sivuvirta kylmistä reaktioon menevistä kaasuista.A process has now been invented for producing SO 2 by a contact process using intermediate absorption, which process is characterized in that the inlet temperature of the SO 2 -containing gases to the first fluidized bed stage is about 300 ° C or less and that the gas in the second contact stage is blown at least 60 ° C. for cooling, in a manner known per se, a side stream of cold reaction gases.
Menetelmä on edullinen etenkin käytettäessä kaasuja, joissa SO^-pitoisuudet ovat suuret, koska leijukerroksessa kontaktimateriaalin tehokkaasta liikkeestä johtuen lämpötilaerot tasoittuvat ja säätämällä olosuhteet, kuten kaasujen esiläm-mitys, kaasujen nopeudet jne. reaktion kulku saadaan lähes isotermiseksi.The method is particularly advantageous when using gases with high SO 2 concentrations, because due to the efficient movement of the contact material in the fluidized bed, temperature differences are smoothed and by adjusting conditions such as gas preheating, gas velocities, etc. the reaction is almost isothermal.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä SC^-pitoisten kaasujen annetaan reagoida ensin leijukerroksessa. Leijukerroksessa käytetään katalysaattoriosasia, joiden läpimitta on 0,2 - k mm, lähinnä 0,1-2 mm, joiden mekaaninen lujuus on suuri ja etenkin hiertyminen vähäinen.In the process according to the invention, the SC 2 -containing gases are first reacted in a fluidized bed. Catalyst particles with a diameter of 0.2 to k mm, mainly 0.1 to 2 mm, with high mechanical strength and especially low abrasion are used in the fluidized bed.
Hiertymistä kestävien katalysaattorikantajien valmistus leijukerrosreak-tioita varten on tunnettua etenkin petrokemian aloilla. Erityisen sopivia huokosia, kulutusta kestäviä ja helmenmuotoisia katalysaattorien kantajia voidaan valmistaa suspendoimalla kiinteitä aineita vesipitoiseen säilyvään piihapposooliin, jonka ominaispinta-ala BET:n mukaisesti määritettynä on 150-1*00 m /g, ja geelaamalla saadut suspensiot sekoittamalla nämä hydratoituneen magnesiumoksidin vesilietteen kanssa siten, että MgO on vedettömän granulaatin painosta laskien 0,1-3 painoprosenttia, ja hajoittamalla tämä geeliutumiskykyinen seos pisaroiksi veden kanssa sekoittumattonassa nesteessä. Sen jälkeen saatu granulaatti erotetaan nesteestä ja kovetetaan termisen jälkikäsittelyn avulla 500-1000°C:n lämpötilassa. Piisooliin lisätään kiinteinä aineksina piihappo-täyteaineita, joiden ominaispinta-ala BET:n mukaisesti määritettynä on 20-200 m /g, 20-60 painoprosenttia sekä 5~30 painoprosenttia kaoliniitti-, montmorilloniitti- ja attapulgiitti-ryhmän savimaa-mineraaleja. Rikkihapon valmistusta varten katalysaattorin kantajat kastetaan sitten kalium- tai natriumvanadiittiliuoksiin, kuumennetaan tämän jälkeen noin 500°C:een ja sulfatoidaan lopuksi tavalliseen tapaan l*50°C:n lämpötilassa vähän SOg sisältävien kaasujen läsnäollessa. Tämän jälkeen katalysaattoreita voidaan sitten käyttää SO^-.n hapettamiseen SO^’.ksi. Erään toisen ehdotuksen mukaisesti parempia katalysaattoreita voidaan saada siten, että katalysaattorikantajia käsitellään ennen vanadii/-tiliuoksella impregnointia hapolla happoon liukenevien kationien poistamiseksi.The preparation of abrasion-resistant catalyst supports for fluidized bed reactions is known, especially in the fields of petrochemistry. Particularly suitable pores, wear-resistant and bead-shaped catalyst supports can be prepared by suspending solids in an aqueous preservative silica sol having a specific surface area of 150-1 * 00 m / g as determined by BET, and gelling the resulting suspensions by mixing these with hydrated magnesium oxide. that MgO is 0.1 to 3% by weight based on the weight of the anhydrous granulate, and by disintegrating this gelling mixture into droplets in a water-immiscible liquid. The obtained granulate is then separated from the liquid and cured by thermal treatment at a temperature of 500-1000 ° C. Silica fillers with a specific surface area of 20-200 m / g, determined according to BET, 20-60% by weight and 5 ~ 30% by weight of kaolinite, montmorillonite and attapulgite clay minerals are added to the silicon sol as solids. For the preparation of sulfuric acid, the catalyst supports are then immersed in potassium or sodium vanadium solutions, then heated to about 500 ° C and finally sulphated in the usual manner at a temperature of 1 * 50 ° C in the presence of low SO 2 gases. The catalysts can then be used to oxidize SO 2 to SO 2. According to another proposal, better catalysts can be obtained by treating the catalyst supports with an acid solution to remove acid-soluble cations before impregnation with the vanadium / solution.
57088 557088 5
Valmiissa katalysaattorissa on oltava hehkutetun katalysaattorin kantajan määrästä laskien noin 5~6 painoprosenttia V^O^. Käytettävän katalysaattorin määrä riippuu halutusta reagoitumisen määrästä ja lähtökaasun SO^-kon sent raat i o s t a. Jotta voitaisiin estää painehäviöiden kasvaminen liian suuriksi, ensimmäisessä vaiheessa tyydytään yleensä enintään 80-prosenttiseen reagoitumiseen. Kaasujen viipyessä reaktiotilassa 1,2-U sekuntia» katalysaattoreita tarvitaan tällöin 3 0,5 ~ 1,0 kg/m SOg-pitoista kaasua, jonka väkevyys on 10-16 t.The finished catalyst should contain about 5 ~ 6 weight percent V 2 O 2 based on the amount of annealed catalyst support. The amount of catalyst used depends on the desired amount of reaction and the SO 2 concentration of the feed gas. In order to prevent the pressure losses from becoming too large, a maximum of 80% reaction is generally satisfied in the first stage. When the gases remain in the reaction space for 1.2 U seconds, the catalysts then require 3 0.5 ~ 1.0 kg / m SOg-containing gas with a concentration of 10-16 t.
Keksinnön mukaista menetelmää selvennetään lähemmin edelleen seuraavassa piirrosten 1-3 yhteydessä:The method according to the invention is further clarified in the following in connection with Figures 1-3:
Piirros 1 esittää järjestelyjä menetelmän soveltamiseksi kiisunpasutus-kaasuja käsiteltäessä, piirroksen 2 esittäessä vastaavia järjestelyjä käytettäessä reaktiossa rikinpolttokaasuja. Piirroksessa 3 on valaistu eteen sijoitetun leijupatjakonvertterin avulla parannettua normaalilaitteistoa. Kuvien luvuilla on seuraavat merkitykset: 1. Lämmönvaiht aj a 2. Kontaktiuuni, 1. vaihe (pyörrekontakti) 3. Suodatin 1*. Väliabsorptiolaitetta edeltävä lämmönvaihtaja 5· Väliabsorptiolaite 6. Kontaktiuuni, 2. vaihe 7. Pääteabsorptiolaite 8. Rikinpolttouuni 9* Höyrykattila 10. Ensimmäisen kontaktiuunin kiintopatja-osa 11. Kontaktiuunin kerrosten välillä sijaitseva jäähdytyslaite (2. vaihe) 12. Kontaktiuuni, jossa on 1+ kiintopatjaa, näistä 2 ennen väliabsorptiolaitetta ja 2 tämän jälkeen.Figure 1 shows arrangements for applying the method to the treatment of combustion gases, while Figure 2 shows similar arrangements for using sulfur combustion gases in the reaction. Figure 3 illustrates an improved normal equipment by means of a front-mounted fluidized bed converter. The figures in the figures have the following meanings: 1. Heat exchanger 2. Contact furnace, phase 1 (vortex contact) 3. Filter 1 *. Heat exchanger upstream of the intermediate absorber 5 · Intermediate absorber 6. Contact furnace, stage 2 7. Final absorber 8. Sulfur incinerator 9 * Steam boiler 10. Fixed mattress part of the first contact furnace 11. Cooling device between the layers of the contact furnace (stage 2) 12. Contact furnace with 1+ , of which 2 before the intermediate absorber and 2 after this.
Piirros 1 esittää keksinnön mukaisen menetelmän suoritusmuotoa valmistettaessa SO^ tai rikkihappoa pyriitin pasutuskaasua käytettäessä. Tätä menetelmää voidaan soveltaa samalla tavalla myös käytettäessä sulattojäte- tai lohkaisu-kaasuja (spaltgasen). Kylmä puhdistettu pasutuskaasu kuumennetaan ensin tarvittavaan lämpötilaan lämmönvaihtajassa 1. Lämmönvaihtajaa lämmitetään kaasuilla, jotka poistuvat kiinteäkerroskonvertterista 6. Pasutuskaasujen SO^-pitoisuus voi olla välillä 10-16 tilavuusprosenttia. Pasutuskaasu saatetaan reagoimaan leijukerroskonvertteris8a 2 noin U80-580°C:n edullisimmin U90-530°C:n lämpötilassa 65~d5~prosenttisesti S0^:ksi. Reagoitumisen ollessa noin 75-prosenttinen, ensimmäisestä vaiheesta poistuva kaasu johdetaan kiinteäkerrosreaktoriin 10, jotta kokonaisreagoituminen saataisiin ennen väliabsorptiolaitetta vähintään 6 S7088 75-prosenttiseksi. Reaktiokaasut jäähdytetään sitten lämmönvaihtajassa 1* ja aikaisemmin muodostunut SO^ poistetaan kaasusta absorptiotomissa 5 pesemällä rikkihapolla. Tämän jälkeen SO^:sta vapautettu kaasu kuumennetaan sitten lämmönvaihtajassa uudelleen noin U20°C:n lämpötilaan ja ohjataan sen jälkeen kiinteä-kerroskontaktin 6 läpi. Käsiteltävänä olevassa tapauksessa kiinteäkerroskontakti 6 on rakennettu kaksivaiheiseksi välijäähdyttäjineen 11 . Kiinteäkerroskonvertte-rista 6 poistuva kaasu johdetaan lämmönvaihtajan 1 kautta, jossa sitä käytetään pasutuskaasujen esilämmitykseen, ja sen jälkeen siitä poistetaan SO^ pääteabsorptio-laitteessa 7* Tällä järjestelyllä reagoituminen saadaan sekä pyriitti- että myöskin rikinpolttokaasuja käytettäessä suuremmaksi kuin 99»8 %. Piirroksen 1 esittäessä järjestelyä pasutuskaasujen jalostamiseksi, piirros 3 esittää vastaavaa järjestelyä rikinpolttokaasujen jalostamiseksi.Figure 1 shows an embodiment of the process according to the invention for the preparation of SO 2 or sulfuric acid using pyrite roasting gas. This method can be applied in the same way when using smelting or splitting gases (spaltgasen). The cold purified roasting gas is first heated to the required temperature in the heat exchanger 1. The heat exchanger is heated by the gases leaving the fixed bed converter 6. The SO 2 content of the roasting gases can be between 10 and 16% by volume. The roasting gas is reacted in a fluidized bed converter 8a 2 at a temperature of about U80-580 ° C, most preferably U90-530 ° C, to 65 ~ 5-5% to SO 2. When the reaction is about 75%, the gas leaving the first stage is fed to the fixed bed reactor 10 in order to obtain a total reaction of at least 6 S7088 of 75% before the intermediate absorption device. The reaction gases are then cooled in a heat exchanger 1 * and the previously formed SO 2 is removed from the gas in the absorption atom 5 by washing with sulfuric acid. The gas released from SO 2 is then reheated in a heat exchanger to a temperature of about U20 ° C and then passed through a solid bed contact 6. In the present case, the fixed layer contact 6 is constructed in two phases with its intercoolers 11. The gas leaving the fixed bed converter 6 is passed through a heat exchanger 1, where it is used for preheating the roasting gases, and is then removed from the SO 2 in a terminal absorber 7. * With this arrangement, the reaction is greater than 99.8% when using both pyrite and sulfur combustion gases. While Figure 1 shows an arrangement for refining roasting gases, Figure 3 shows a corresponding arrangement for refining sulfur combustion gases.
Nykyisiäkin laitoksia voidaan huomattavasti parantaa kytkemällä eteen leijukerroskontakti. Piirros 3 esittää järjestelyä rikkihapon valmistamiseksi pyriittikaasuja pasutettaessa, jolloin käytettäessä nelivaiheista kontaktilaitetta, johon toisen kontaktivaiheen jälkeen on sijoitettu väliabsorptiolaite. sijoittamalla ensimmäisen vaiheen eteen leijukerroskontakti, kokonaisreagoituminen saadaan 99,8-prosenttiseksi. Vastaavalla tavalla voidaan käyttää myöskin rikinpoltosta saatavia kaasuja. Jos kytkemällä eteen leijukerroskontakti, aikaisemmalla tavalla rakennetun kiinteäkerroskonvertterin ensimmäiseen vaiheeseen johdetaan osittain jo reagoi-tuneita kaasuja, kiinteäkerroskonvertterin ensimmäisestä vaiheesta poistuvien kaasujen lämpötilaa voidaan alentaa huomattavasti, minkä ansiosta säästetään rakennusmateriaalia ja myöskin katalysaattorin toimintakelpoisuusaika pitenee.Even existing plants can be greatly improved by connecting a fluidized bed contact to the front. Figure 3 shows an arrangement for the production of sulfuric acid during roasting of pyrite gases, using a four-stage contact device in which an intermediate absorption device is placed after the second contact stage. by placing a fluidized bed contact in front of the first stage, the overall reaction is 99.8%. Gases from sulfur combustion can also be used in a similar way. If, by connecting the fluidized bed contact, partially reacted gases are introduced into the first stage of the previously constructed fixed bed converter, the temperature of the gases leaving the first stage of the fixed bed converter can be considerably reduced, thus saving the building material and also the catalyst life.
Keksinnön mukaista menetelmää selostetaan lähemmin seuraavassa esimerkkien yhteydessä:The method according to the invention is described in more detail in connection with the following examples:
Esimerkki 1Example 1
Piirroksen 1 mukaiseen laitteistoon johdetaan 50°C:n lämpötilassaThe apparatus according to Figure 1 is introduced at a temperature of 50 ° C
OO
50,000 Nm /h pasutuskaasua, jossa on 9»1 % SO^ ja noin 9 % 0Tämä kaasu lämmitetään lämmönvaihtajassa 1 300°C:een ja johdetaan sitten kuumailmalla yli UU0°C:ksi esilämmitettyyn pyörrelaitteeseen 2, jossa 33 to suuren hiertolujuuden omaavaa jyvamäistä vanadiinikatalysaattoria saatetaan pyörreliikkeeseen kaasu-virran avulla, jonka nopeus leijulaitteessa on 0,15 m/s. Katalysaattoripatjan lämpötila asettuu 520°C:een, ja sisään johdettu SO^ reagoituu 8U-prosenttisesti S0^:ksi.50,000 Nm / h roasting gas with 9 »1% SO 2 and about 9% 0This gas is heated in a heat exchanger to 1,300 ° C and then passed by hot air to a vortex device 2 preheated to over UU0 ° C with 33 to high friction granular vanadium catalyst is vortexed by a gas stream having a velocity of 0.15 m / s in a fluidized bed. The temperature of the catalyst bed is set at 520 ° C, and the introduced SO 2 reacts 8% to SO 4.
Pyörrelaitteesta 2 noin 520°C:na poistuva kaasu jäähdytetään noin U60°C:een puhaltamalla sisään 7300 Nm^/h kylmää kuivaa ilmaa ja johdetaan kiinto- patjakatalysaattoriin 10. SOg-osa reagoituu tässä 9U-prosenttisesti Sodiksi, pois-tumislämpötilan ollessa noin U80 C. Piirroksen 1 mukaisen kiintopatjakatalysaatto-rin asemesta voidaan käyttää myös toista leijupatjaa, jonka läpi kaasu virtaa normaaliolosuhteissa tyhjässä tilassa laskettuna 7 57088 nopeudella 0,17 m/s. Katalysaattorin määrä on 20 to. Toisen katalysaattorin läpi kulkenut kaasu johdetaan jo selostetulla tavalla väliabsorptiosysteemin ja kiintopatjakatalysaattorin läpi, väliabsorptiolaitteesta poistuvan kaasun SO^-pitoisuuden ollessa kuitenkin enää 0,55 %· Kiintokatalysaattoriin 6 tullessaan kaasun lämpötila on 4l0°C, poistumislämpötilan ollessa k26°C. Reagoituminen koko laitteistossa on yli 99,8-prosenttinen. Kaasu johdetaan, kuten edellä on selostettu, lämmönyaihtajan 1 kautta pääteabsorptiolaitteeseen 7, jossa loput S0^:sta saadaan talteen rikkihappona.The gas leaving the vortex device 2 at about 520 ° C is cooled to about U60 ° C by blowing in 7300 Nm ^ / h of cold dry air and passing it to the fixed bed catalyst 10. Here the SOg part reacts 9% as Sodium, with an outlet temperature of about U80 C. Instead of the fixed mattress catalyst according to Figure 1, a second fluidized bed can also be used, through which the gas flows under normal conditions in the empty state at a speed of 7 57088 at 0.17 m / s. The amount of catalyst is 20 to. The gas passing through the second catalyst is passed as described above through the intermediate absorption system and the fixed bed catalyst, however, the SO 2 content of the gas leaving the intermediate absorber is only 0.55%. · Upon entering the solid catalyst 6, the gas temperature is 410 ° C. The response across the entire hardware is over 99.8%. As described above, the gas is passed through a heat exchanger 1 to a terminal absorber 7, where the rest of the SO 4 is recovered as sulfuric acid.
Esimerkki 2 Määrältään 50,000 Nm^/h höyrykattilassa 230°C:een jäähdytettyä kaasua, jossa on li+ % SO,-, ja 7 % 0^, johdetaan piirroksen 2 mukaiseen laitteeseen ja annetaan reagoida edellä selostetulla tavalla leijulaitteessa 2 75-prosenttisesti, jolloin lämpötila on 5^5°C. Tämän jälkeen kuumaan kaasuun puhalletaan 8,800 Nm'Vh kylmää, s , , , ..... · i O · kuivattua ilmaa ja sen lämpötila laskee noin 470 C:een. Tämän jälkeen se kulkee kiintopatjakonvertterin 10 läpi, josta se poistuu 530°C:n lämpöisenä ja S02:n reagoiduttua noin 92-prosenttisesti SO^ksi. Sen jälkeen kaasu jäähdytetään lämmön-vaihtajassa 4 l60-220°C:een ja siitä poistetaan väliabsorptiolaitteessa (tai öljy-absorptiolaitteessa, jonka perään on kytketty rikkihappo-väliabsorptiolaite) SO^, joka johdetaan tuotettuna happona pois. Väliabsorptiolaitteessa 60°C:een jäähtynyt kaasu toimii jäähdyttimenä lämmönvaihtajassa U ja lämpiää tällöin l*20°C:een.Example 2 A gas cooled to 230 ° C in a steam boiler at a rate of 50,000 Nm 2 / h with 7% + SO 2 and 7% O 2 is introduced into the apparatus of Figure 2 and allowed to react as described above in a fluidized bed 2 at 75% temperature. is 5-4 ° C. The hot gas is then blown with 8,800 Nm'Vh of cold, s,,, ..... · i O · dried air and its temperature drops to about 470 ° C. It then passes through a fixed mattress converter 10, from where it exits at a temperature of 530 ° C and the reaction of SO 2 to about 92% SO 2. The gas is then cooled in a heat exchanger to 4-160-220 ° C and the SO 2 is removed in an intermediate absorber (or in an oil absorber followed by a sulfuric acid intermediate absorber) which is removed as the acid produced. In the intermediate absorber, the gas cooled to 60 ° C acts as a condenser in the heat exchanger U and then heats up to l * 20 ° C.
Kaasu johdetaan toisen kiintopatjakonvertterin 6 läpi, joka tässä tapauksessa on tehty yksivaiheiseksi. Kaasu reagoituu siinä 96-prosenttisesti ja sen poistumis-lämpötila kohoaa noin 450°C:een. Laitteistossa tapahtuva kokonaisreagoituminen on 99,7 %. Reagoitumista voidaan edelleen parantaa vaihtamalla yksivaiheinen toinen kontaktilaite 6 kaksipatjasysteemiin, jossa on välijäähdytys.The gas is passed through a second fixed mattress converter 6, which in this case is made single-stage. The gas reacts 96% in it and its outlet temperature rises to about 450 ° C. The overall response in the equipment is 99.7%. The response can be further improved by replacing the single-stage second contact device 6 with a two-mattress system with intercooling.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI783828A FI57391C (en) | 1969-06-10 | 1978-12-13 | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELTRIOXID |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1929388 | 1969-06-10 | ||
DE1929388A DE1929388C3 (en) | 1969-06-10 | 1969-06-10 | Process for the production of sulfur trioxide |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI57088B FI57088B (en) | 1980-02-29 |
FI57088C true FI57088C (en) | 1980-06-10 |
Family
ID=5736572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI1596/70A FI57088C (en) | 1969-06-10 | 1970-06-04 | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELTRIOXID |
Country Status (17)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5421317B1 (en) |
AT (1) | AT298515B (en) |
BE (1) | BE751766A (en) |
CA (1) | CA926088A (en) |
CH (1) | CH565112A5 (en) |
DE (1) | DE1929388C3 (en) |
EG (1) | EG10548A (en) |
ES (1) | ES380523A1 (en) |
FI (1) | FI57088C (en) |
FR (1) | FR2051041A5 (en) |
GB (1) | GB1316608A (en) |
NL (1) | NL7008316A (en) |
NO (1) | NO131068C (en) |
SE (1) | SE368189B (en) |
SU (1) | SU1079171A3 (en) |
YU (1) | YU138570A (en) |
ZA (1) | ZA703458B (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114210274B (en) * | 2021-11-30 | 2024-08-23 | 武汉搜优数字科技有限公司 | Sulfur trioxide gas generating device with determined concentration and generating method thereof |
-
1969
- 1969-06-10 DE DE1929388A patent/DE1929388C3/en not_active Expired
-
1970
- 1970-05-20 CA CA083143A patent/CA926088A/en not_active Expired
- 1970-05-20 CH CH746470A patent/CH565112A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1970-05-21 ZA ZA703458A patent/ZA703458B/en unknown
- 1970-05-22 GB GB2489470A patent/GB1316608A/en not_active Expired
- 1970-06-01 YU YU01385/70A patent/YU138570A/en unknown
- 1970-06-04 FI FI1596/70A patent/FI57088C/en active
- 1970-06-04 EG EG251/70A patent/EG10548A/en active
- 1970-06-05 SU SU701445821A patent/SU1079171A3/en active
- 1970-06-08 ES ES380523A patent/ES380523A1/en not_active Expired
- 1970-06-08 NL NL7008316A patent/NL7008316A/xx not_active Application Discontinuation
- 1970-06-09 NO NO2231/70A patent/NO131068C/no unknown
- 1970-06-10 BE BE751766D patent/BE751766A/en not_active IP Right Cessation
- 1970-06-10 FR FR7021345A patent/FR2051041A5/fr not_active Expired
- 1970-06-10 AT AT521870A patent/AT298515B/en not_active IP Right Cessation
- 1970-06-10 JP JP4978370A patent/JPS5421317B1/ja active Pending
- 1970-06-10 SE SE08050/70A patent/SE368189B/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1929388C3 (en) | 1979-06-21 |
YU138570A (en) | 1982-05-31 |
SE368189B (en) | 1974-06-24 |
FR2051041A5 (en) | 1971-04-02 |
ES380523A1 (en) | 1972-10-01 |
AT298515B (en) | 1972-05-10 |
FI57088B (en) | 1980-02-29 |
NO131068C (en) | 1975-04-02 |
ZA703458B (en) | 1971-01-27 |
JPS5421317B1 (en) | 1979-07-30 |
SU1079171A3 (en) | 1984-03-07 |
EG10548A (en) | 1976-07-31 |
DE1929388A1 (en) | 1971-01-07 |
BE751766A (en) | 1970-12-10 |
DE1929388B2 (en) | 1972-10-05 |
NL7008316A (en) | 1970-12-14 |
GB1316608A (en) | 1973-05-09 |
CH565112A5 (en) | 1975-08-15 |
CA926088A (en) | 1973-05-15 |
NO131068B (en) | 1974-12-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20090106459A (en) | Process and apparatus for the catalytic oxidation of so2-containing gases by means of oxygen | |
MXPA05004226A (en) | Process and plant for the manufacture of sulphuric acid from gases rich in sulphur dioxide. | |
US3536446A (en) | Production of sulfuric acid | |
GB1579805A (en) | Process for the preparation of conmcentrated sulphuric acid | |
US3147074A (en) | Sulfuric acid process | |
US3443896A (en) | Catalytic method for the recovery of sulphuric acid in a plurality of contact-and-absorption steps | |
EP0516001A1 (en) | Process for the regeneration of spent sulphuric acid | |
US3525586A (en) | Production of sulfur trioxide and sulfuric acid | |
US2471072A (en) | Manufacture of sulfuric acid | |
NL7604961A (en) | PROCESS FOR THE PREPARATION OF SULFURIC ACID. | |
US3350169A (en) | Production of sulfuric acid | |
FI57088C (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELTRIOXID | |
US5389354A (en) | Process for the production of oleum and sulfuric acid | |
US3404955A (en) | Process for producing sulfur trioxide and sulfuric acid | |
US4507273A (en) | Oxidation process for production of acidic ferric sulphate | |
CN110272027B (en) | Wet process system and process for waste sulfuric acid | |
FI57391C (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELTRIOXID | |
US3880985A (en) | Process for production of sulphur trioxide | |
US3455652A (en) | Process for the production of sulfur trioxide and sulfuric acid | |
US4088742A (en) | Contact sulfuric acid process employing double conversion/double absorption | |
US3653828A (en) | Dual absorption sulfuric acid process | |
GB2229430A (en) | Recovery of chlorine from hydrogen chloride by means of a transport catalyst process | |
JPS5943402B2 (en) | Method for producing sulfuric acid | |
FI69441B (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELTRIOXID | |
US2163371A (en) | Process of producing sulphuric acid |