FI57391C - FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELTRIOXID - Google Patents

FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELTRIOXID Download PDF

Info

Publication number
FI57391C
FI57391C FI783828A FI783828A FI57391C FI 57391 C FI57391 C FI 57391C FI 783828 A FI783828 A FI 783828A FI 783828 A FI783828 A FI 783828A FI 57391 C FI57391 C FI 57391C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
gases
gas
contact
temperature
fluidized bed
Prior art date
Application number
FI783828A
Other languages
Finnish (fi)
Other versions
FI783828A (en
FI57391B (en
Inventor
Harke Haeseler
Ludwig Dorn
Wilhelm Moeller
Juergen Wokulat
Franz Ruebsam
Gerhard Heinze
Original Assignee
Bayer Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE1929388A external-priority patent/DE1929388C3/en
Application filed by Bayer Ag filed Critical Bayer Ag
Publication of FI783828A publication Critical patent/FI783828A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI57391B publication Critical patent/FI57391B/en
Publication of FI57391C publication Critical patent/FI57391C/en

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Description

Uja^-1 rBl m KUULUTUSJULKAISU [577Λ4 fgfiA IBJ (11) UTLAGG N I NGSSKRI FT 0 f 0 * 1 c (4S) '··' ^ ' (51) Kv.lk.3/lnt.CI.3 C 01 B 17/77» 17/80 SUOMI — FINLAND (21) PtunttHmlwmu» — Pat«ntaiw6knln| 783028 (22) Hakamltpilvi — AiMttknlngtdtf 13 · 12.7 8Uja ^ -1 rBl m ADVERTISEMENT [577Λ4 fgfiA IBJ (11) UTLAGG NI NGSSKRI FT 0 f 0 * 1 c (4S) '··' ^ '(51) Kv.lk.3 / lnt.CI.3 C 01 B 17/77 »17/80 FINLAND - FINLAND (21) PtunttHmlwmu» - Pat «ntaiw6knln | 783028 (22) Hakamltpilvi - AiMttknlngtdtf 13 · 12.7 8

(23) Alkuptlvt — Glltl|h*t*d»* OI+.O6.7O(23) Alkuptlvt - Glltl | h * t * d »* OI + .O6.7O

(41) Tullut julklMktl — Bllvlt offmtllf 13.12.78(41) Tullut julklMktl - Bllvlt offmtllf 13.12.78

Patentti· ja rekisterihallitu. Nlhttvlkalpwon ja kuul.Julk.taun pvm._Patent and Registry Office. Nlhttvlkalpwon and heard public date_

Patent- och registerstyrelsen ' Anattkan utligd och utl.ikrlfun publkarad 30. Ol. 80 (32)(33)(31) Pyydetty etuolkeui—Begird prlorltet 10.06.69Patent and registration authorities Anattkan utligd och utl.ikrlfun publkarad 30. Ol. 80 (32) (33) (31) Requested in front of office — Begird prlorltet 10.06.69

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) P 1929388.0 " (71) Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen, Saksan Liittotasavalta-Förbundsre- publiken Tyskland(DE) (72) Harke Haeseler, Leverkusen, Ludwig Dorn, Köln, Wilhelm Möller, Leverkusen, Jurgen Wokulat, Leverkusen, Franz Rubs am, Leverkusen, Gerhard Heinze, Schildgen, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7M Oy Kolster Ab (5M Menetelmä rikkitrioksidin valmistamiseksi - Förfarande för framställning av svaveltrioxid (62) Jakamalla erotettu hakemuksesta 1596/70 (kuulutusjulkaisu 57088) -Avdelad frän ansökan 1596/70 (utläggningsskrift 57088)Federal Republic of Germany Förbundsrepubliken Tyskland (DE) P 1929388.0 "(71) Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen, Federal Republic of Germany Förbundsreepubliken Tyskland (DE) (72) Harke Haeseler, Leverkusen, Ludwig Dorn, Möln, Cologne Leverkusen, Franz Rubs am, Leverkusen, Gerhard Heinze, Schildgen, Federal Republic of Germany Förbundsrepubliken Tyskland (DE) (7M Oy Kolster Ab (5M Process for the production of sulfur trioxide - Förfarande för framställning av svaveltrioxid (62) -Avdelad frän ansökan 1596/70 (utläggningsskrift 57088)

Keksinnön kohteena on menetelmä SO^n valmistamiseksi hapettamalla katalyyttisesti SC^rta leiju- ja kiinteäkerrosreaktoreissa kytkemällä mukaan välillä muodostuneen SO.j:n väliabsorptio.The invention relates to a process for the preparation of SO 2 by catalytic oxidation of SO 2 in fluidized bed and solid bed reactors, including the intermediate absorption of SO 2 formed.

Valmistettaessa rikkitrioksidia katalyyttisesti SC^JSta teknisessä suurtuotannossa käytetään kiinteäkerroskontakteja. SOj-- pitoiset kaasut saatetaan tällöin tunnetulla tavalla kahdessa tai kolmessa vaiheessa kosketuksiin katalysaattorimassojen kanssa, jolloin pääasiallisesti käytetään vanadiinioksidikontakteja. Jotta reaktio tapahtuisi riittävällä nopeudella SC^-pitoiset kaasut on esiläm-mitettävä yli 400°C:n lämpötilaan. Varsinkin silloin kun kysymyksessä ovat hyvin väkevät SC^-pitoiset kaasut, vapautuu reaktion tapahtuessa sekunnin murto-osien aikana suuria energiamääriä, jotka on pystyttävä poistamaan kontrolloidusti, jotta voitaisiin välttää kaasujen sekä myöskin kontaktimassojen ja kontaktikammion ylikuumeneminen. Huomattavasti yli 600°C:n kohoavia lämpötiloja on vältettävä, 2 57391 jotta kontaktimateriaalia ei vahingoitettaisi. Koska kaasujen SC^-ja happipitoisuuksista riippuen optimaalinen tasapainolämpötila on oleellisesti alhaisempi kuin edellä mainittu lämpötila, viimeisen kontaktivaiheen työskentelylämpötila on pyritty laskemaan mahdollisimman alhaiseksi (420-460°C) , jotta S02:n kokonaiskonversio saataisiin suureksi. Etenkin ensimmäisessä vaiheessa konversioasteen on oltava pieni, koska tällöin korkeissa lämpötiloissa esiintyvillä reaktionopeuksilla on tärkeämpi merkitys.In the large-scale technical production of sulfur trioxide for the catalytic production of sulfur trioxide, solid-layer contacts are used. The SO 2 -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, the SC4-containing gases must be preheated to a temperature above 400 ° C. Especially in the case of very concentrated SC 2 -containing gases, large amounts of energy are released during fractions of a second, 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, 2 57391 to avoid damaging the contact material. Since, depending on the SC 2 and oxygen contents of the gases, the optimum equilibrium temperature is substantially lower than the above-mentioned temperature, an attempt has been made to keep the working temperature of the last contact stage as low as possible (420-460 ° C) in order to maximize the total SO 2 conversion. Especially in the first step, the degree of conversion must be small, because then the reaction rates occurring at high temperatures are more important.

Lämpötilojen säätämiseksi kaasuja jäähdytetään eri vaiheiden välillä lämmönvaihtoa käyttäen. Lisäksi tunnetaan menetelmiä, joissa jäähdytetään myös kontaktimassaa. Tämä voi tapahtua joko puhaltamalla kontaktikammioon kylmiä kaasuja tai myös sovittamalla kontak-tikattilaan jäähdytyssysteemejä. Suurtuotantolaitoksissa edellä selostetuilla menetelmillä konversio saadaan pitkäaikaisessa ajossa tapahtumaan tavallisesti 98-prosenttisesti.To control the temperatures, the gases are cooled between different stages using heat exchange. In addition, methods are 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 fitting cooling systems to the contact boiler. In large production plants, the methods described above usually lead to a 98% conversion in the long run.

Saantoa voidaan kohottaa poistamalla välillä muodostunut rik-kitrioksidi. Siten viime vuosina on otettu käyttöön useita rikki-happolaitoksia, joissa ensimmäisissä vaiheissa muodostunut rikkitri-oksidi poistetaan noin 90-prosenttisen esikonversion jälkeen rikkihappoon absorboimalla, minkä jälkeen jälellä olevan, vielä SC>2-pitoisen kaasun annetaan reagoida viimeisessä vaiheessa suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa lähes kvantitatiivisesti SO^ksi (DE-patenttijulkaisut 1 136 988 ,ia 1 181 181 ). Edellä, selostetun tapaisissa suurtuotantolaitoksissa konversio on pitkäaikaisissa-kin ajoissa 99,6-prosenttinen ja tätäkin suurempi. Niin sanotuissa kaksoiskontaktilaitoksissa voidaan käsitellä mitä erilaisimmista lähteistä peräisin olevia SC^-pitoisia kaasuja, so. jalostuskelpoisia ovat rikinpolttokaasut, pyriittien pasutuskaasut samoin kuin muutkin sulattokaasut ja sulfaattipitoisista jätetuotteista lohkeavat kaasut.The yield can be increased by removing the sulfur sulfur oxide formed in between. Thus, in recent years, several sulfuric acid plants have been introduced in which the sulfur trioxide formed in the first stages is removed by sulfuric acid after about 90% pre-conversion by absorption, after which the remaining SC> 2-containing gas is reacted almost quantitatively in the final stage at relatively low temperatures. (DE Patent Publications 1,136,988 and 1,181,181). In large production plants such as those described above, the conversion is 99.6% and even higher in the long run. In the so-called double-contact plants, SC 1 -containing gases from a wide variety of sources can be treated, i.e. sulfur fuel gases, pyrite roasting gases as well as other smelting gases and gases cleaving from sulphate-containing waste products are recyclable.

Koska väliabsorboinnissa tarvitaan normaalikatalysointiin verrattuna lisäenergiaa - ensimmäisen kontaktivaiheen reaktiokaasut jäähdytetään ennen väliabsorbointia ja kuumennetaan uudelleen viimeisen kontaktivaiheen käynnistyslämpötilaan välivaiheessa muodostuneen rikkitrioksidin poistamisen jälkeen - niin sanotussa kaksois-kontaktimenetelmässä on tarkoituksenmukaista käyttää suhteellisen suuriväkevyisiä SC^-pitoisia kaasuja, koska menetelmä voidaan näitä kaasuja käytettäessä saada erityisen taloudelliseksi. Sen lisäksi, 3 57391 että erittäin väkevät kaasut vaikuttavat suuremman enthalpian muodossa edullisesti menetelmän lämpötalouteen, väkevien S02-pitoisten kaasujen käyttämisen ansiosta myös laitoksen rakenteet ja käyttötavat muodostuvat taloudellisemmiksi.Since the intermediate absorption requires additional energy compared to normal catalysis - the reaction gases of the first contact stage are cooled before the intermediate absorption and reheated to the start temperature of the last contact stage after removal of the sulfur trioxide formed in the intermediate stage. . In addition to the fact that 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 modes more economical.

Edellä mainitut laskelmat energiankäytön edullisuudesta pätevät pääasiallisesti vain siinä tapauksessa, että tarkastellaan kon-taktisysteemin energiatasetta sellaisenaan. Mikäli S02:n tuotannossa syntyvä energia on ainakin osittain käytettävissä kontaktisysteemis-sä olevien keasujen lämmittämiseen, käsittelykelpoisia ovat myös suh-' teellisen laimeat S02-pitoiset kaasut. Kuitenkin on huomioitava, et tä kaasutilavuuksien kasvaessa myös vaihdettava lämpömäärä kasvaa.The above-mentioned calculations of the advantage 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 SO2 is at least partially available for heating the cauldrons in the contact system, relatively dilute SO2-containing gases are also processable. However, it should be noted that as the gas volumes increase, so does the amount of heat exchanged.

On keksitty, että niin sanotulla kaksoiskontaktimenetelmällä ^ voidaan vaikeuksitta käsitellä S02~pitoisia kaasuja, joiden väkevyys on 8,5 % ja tätä suurempi, etenkin jos ensimmäisessä vaiheessa käytetään kontaktimateriaalia, joka on aktiivista olematta silti toisaalta arka lämpötilavaihteluille. Tämä pätee sekä rikinpolttokaa-sujen että myös pyriittikaasujen suhteen. Hyvin suurikonsentraatioi-sia kaasuja käytettäessä, jollaiset nykyään ovat mahdollisia teknisesti, ensimmäisessä kontaktivaiheessa esiintyy kuitenkin lämpötiloja, jotka rajoittavat suurikonsentratioisten kaasujen käyttöä, vaikkakin tämä sinänsä siihen liittyvien etujen - paremmat tilavuusaika-saannot - 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 still active but not sensitive to temperature fluctuations. This applies to both sulfur flue gases and pyrite gases. However, when using very high concentrations of gases, such as are currently technically possible, temperatures in the first contact phase are present which limit the use of high concentrations of gases, although this in itself would be desirable due to the associated advantages - better volume time yields.

Niin sanotun kylmäkaasusäädön liittäminen rikkihappovalmis-tustekniikkaan, so. kuivatun ilman johtaminen osittain kontaktilait-teen uunien väliin, mahdollistaa yhä suurempien laitosten rakentamisen. Nyt jo on rakennettu reaktoreita, joiden kapasiteetti on suurempi kuin 900 tonnia SC>3 päivässä. Tämän suuruiset laitteistot ovat suhteellisen kompakteja laitteita, joten on jouduttu liittämään lei-jukerrostekniikka rikkihapon valmistukseen. Tunnetaan menetelmä, jolla kaasu, joka sisältää 12 % S02 ja vain 13 % happea, on saatu nelikerroksisessa reaktorissa reagoitumaan 98-prosenttisesti. Lämpö johdetaan pois jäähdyttämällä kerroksia vedellä tai johtamalla sisään kylmää kaasua. Edelleen on ehdotettu, leijukerros rajoitettaisiin yksivaiheiseksi esikontaktiksi, jossa konversio olisi 70-90-prosenttinen ja kaasujen annettaisiin sitten mukaan temoautuneen pölyn erottamisen jälkeen reagoida edelleen monivaiheisessa kiinteätä katalysaattoria sisältävässä reaktorissa.Integration of so-called cold gas control into sulfuric acid production technology, i. passing the dried air partially between the contactor furnaces, enables the construction of ever larger plants. Reactors with a capacity of more than 900 tonnes SC> 3 per day have already been built. Equipment of this size is a relatively compact device, so it has been necessary to incorporate Lei-layer technology into the production of sulfuric acid. A process is known in which a gas containing 12% SO 2 and only 13% oxygen is reacted 98% in a four-stage reactor. 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% conversion and that the gases are then allowed to react further in a multi-stage solid catalyst reactor after separation of the darkened dust.

It 57391It 57391

Leijukerrostekniikan liittämisellä saavutetaan joukko etuja. Reaktorit voivat olla pienempiä. Ensimmäisessä vaiheessa voidaan käsitellä väkeviä kaasuja, jolloin reaktiolämmön poisjohtaminen ei tuota vaikeuksia. Kontaktmateriaalin tyypillinen myrkyttyminen arsenikkitrioksidin vaikutuksesta on vähäisempi. Edelleen vesihöyry ja kuivattuja kaasuja käytettäessä myöskään rautayhdisteet eivät vaikuta katalysaattorin aktiivisuuteen. Sen jälkeen kun uudenlaisten kontaktimassojen kehittämisen jälkeen käytettävissä on hiertymistä kestäviä katalysaattoreita, on kiinnostuttu taloudellisesti toimiviin rikkihappolaitoksiin, joissa käytetään liikkeessä olevia kontakteja.The integration of fluidized bed technology achieves a number of advantages. The reactors may be smaller. In the first stage, 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 steam and dried gases are used, the activity of the catalyst is not affected by the iron compounds either. Following the development of abrasion-resistant catalysts following the development of new types of contact masses, there has been interest in economically viable sulfuric acid plants using in-motion contacts.

Nyt on keksitty menetelmä SOyn valmistamiseksi hapettamalla katalyyttisesti 5-16 tilavuus-^ SO^ta sisältäviä kaasuja ensin leijukerrosreaktorissa 65-85 prosenttiseen reaktioon saakka, suorittamalla väliahsorptio ja hapettamalla SO^-vapaat kaasut edelleen yhdessä tai kahdessa kontaktivaiheessa kiinteäkerrosreaktorissa, joka menetelmä on tunnettu siitä, että tulokaasu viedään leijukerrosreaktoriin enintään 300°C:n lämpötilassa.A process has now been invented for the preparation of SO 2 by catalytic oxidation of gases containing 5 to 16 volumes of SO 4 in a fluidized bed reactor up to a reaction of 65 to 85%, by intermediate absorption and further oxidation of SO 4 free gases in one or two contact steps in a fixed bed reactor, that the feed gas is introduced into the fluidized bed reactor at a maximum temperature of 300 ° C.

Menetelmä on edullinen etenkin käytettäessä kaasuja, joissa SO^-pitoisuudet C.The method is particularly advantageous when using gases with SO 2 concentrations of C.

ovat suuret, koska leijukerroksessa kontaktmateriaalin tehokkaasta liikkeestä johtuen lämpötilaerot tasoittuvat, ja säätämällä olosuhteet, kuten kaasujen esiläm-mitys, kaasujen nopeudet jne. reaktion kulku saadaan lähes isotermiseksi.are large because, due to the efficient movement of the contact material in the fluidized bed, the temperature differences are smoothed out, and by adjusting conditions such as gas preheating, gas velocities, etc., the course of the reaction is made almost isothermal.

Teknisesti tuotettu kaasu, jonka SO^-pitoisuus oli 20 % saatiin keksinnön mukaisella menetelmällä reagoimaan 80-prosenttisesti yksivaiheisessa leijukerros-kontaktissa, jolloin leijukerroksen lämpötilaksi mitattiin noin 520°C. Kiintoker-roskontaktmenetelmiin verrattuna aikaansaadaan huomattavia energiasäästöjä tai voitetaan lisäenergiaa. Käytettäessä pasutuskaasuja, jotka puhdistusoperaatioiden . o . o kuluessa on jäähdytettävä 50 C:een, kuumentaminen 100-300 C:n lämpötilaan on valitettavasti välttämätöntä, kun taas rikinpolttokaasut voidaan jäähdyttää edellä mainittuihin lämpötila-rajoihin. Liikkeessä olevan katalysaattorikerroksen hyvän lämmönvaihdon ansiosta konversioaste saadaan hyvin suureksi yhdessä ainoassa kontaktivaiheessa.A technically produced gas with an SO 2 content of 20% was reacted 80% by the process of the invention in a single-stage fluidized bed contact, whereby the temperature of the fluidized bed was measured to be about 520 ° C. Compared to solid-layer waste contact methods, significant energy savings are achieved or additional energy is gained. When using roasting gases in cleaning operations. o. o must be cooled to 50 C, heating to 100-300 C is unfortunately necessary, while sulfur combustion gases can be cooled to the above temperature limits. Thanks to the good heat exchange of the moving catalyst bed, the degree of conversion is made very high in a single contact step.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä SO^-pitoisten kaasujen annetaan reagoida ensin leijukerroksessa. Leijukerroksessa käytetään 5 57391 katalysaattoriosasia, joiden läpimitta on 0,2-4 mm, edullisesti 0,4-2 mm, ja joiden mekaaninen lujuus on suuri ja etenkin hiertyminen vähäinen.In the process according to the invention, the SO 2 -containing gases are first reacted in a fluidized bed. The fluidized bed uses 5,539,391 catalyst particles with a diameter of 0.2-4 mm, preferably 0.4-2 mm, and high mechanical strength and in particular low abrasion.

Hiertymistä kestävien katalysaattorikantaja-aineiden valmistus-leijukerrosreaktioita varten on tunnettua etenkin petrokemian alalla.. Erityisen sopivia huokoisia, kulutusta kestäviä ja helmenmuotoisia katalysaattorien kantajia voidaan valmistaa suspendoimalla kiinteitä aineita vesipitoiseen stabiiliin piihapposooliin, jonka omi-naispinta-ala BET:n mukaisesti määritettynä on 150-400 m /g, ja gee-liyttämällä saadut suspensiot sekoittamalla nämä hydratoituneen mag-nesiumoksidin vesilietteen kanssa siten, että MgO on vedettömän gra-nulaatin painosta laskien 0,1-3 painoprosenttia, ja hajoittamalla " tämä geeliytymiskykyinen seos pisaroiksi veden kanssa sekoittumatto- massa nesteessä. Sen jälkeen saatu granulaatti erotetaan nesteestä ja kovetetaan termisen jälkikäsittelyn avulla 500-1000°C:n lämpötilassa. Piisooliin lisätään kiinteinä aineksina piihappo-täyte- aineita, joiden ominaispinta-ala BET-in mukaisesti määritettynä on 2 2-200 m /g, 20-60 painoprosenttia sekä 5-30 painoprosenttia kaoli-niitti-, montmorilloniitti- ja attapulgiitti-ryhmän savimaa-mineraaleja. Rikkihapon valmistusta varten katalysaattorin kantajat kastetaan sitten kalium- tai natriumvanadaattiliuoksiin, kuumennetaan tämän jälkeen noin 500°C:een ja sulfatoidaan lopuksi tavalliseen tapaan 450°C:n lämpötilassa vähän S02 sisältävien kaasujen läsnäollessa.The preparation of abrasion-resistant catalyst supports for fluidized bed reactions is known in particular in the field of petrochemistry. Particularly suitable porous, wear-resistant and bead-shaped catalyst supports can be prepared by suspending solids in an aqueous stable silica sol having a specific surface area of 150 m / g, and gelling suspensions by mixing these with an aqueous slurry of hydrated magnesium oxide such that MgO is 0.1 to 3% by weight based on the weight of the anhydrous granulate, and disintegrating this gelling mixture into droplets in a water-immiscible liquid. The granulate obtained is then separated from the liquid and cured by thermal treatment at a temperature of 500 to 1000 [deg.] C. Silicic acid fillers having a specific surface area of 2 to 200 m / g, determined according to BET, are added to the silicon sol. 60% by weight and 5-30% by weight of kaol clay minerals of the i-rivet, montmorillonite, and attapulgite groups. For the preparation of sulfuric acid, the catalyst supports are then immersed in potassium or sodium vanadate solutions, then heated to about 500 ° C and finally sulphated in the usual manner at 450 ° C in the presence of low-SO 2 gases.

Tämän jälkeen katalysaattoreita voidaan sitten käyttää S02:n hapetta-miseen soiksi. Erään toisen ehdotuksen mukaisesti parempia katalysaattoreita voidaan saada siten, että katalysaattori-kantajia käsitellään ennen vanadaattiliuoksella impregnointia hapolla happoon liukenevien kationien poistamiseksi.The catalysts can then be used to oxidize the SO 2 to the soils. According to another proposal, better catalysts can be obtained by treating the catalyst supports before impregnation with a vanadate solution with an acid to remove acid-soluble cations.

Valmiissa katalysaattoreissa on oltava hehkutetun katalysaattorin kantajan määrästä laskien noin 5-6 painoprosenttia V20^. Käytettävän katalysaattorin määrä riippuu halutusta konversiosta ja lähtökaasun SO~-pitoisuudesta. Kaasujen viipyessä reaktiotilassa 1,2- ^ 3 4 sekuntia, katalysaattoreita tarvitaan 0,5-1,0 kg/m S02~pitoista kaasua, jonka väkevyys on 10-16 %.The finished catalysts must contain about 5 to 6% by weight of V2O, based on the amount of annealed catalyst support. The amount of catalyst used depends on the desired conversion and the SO ~ content of the feed gas. With the gases remaining in the reaction space for 1.2- ^ 3 4 seconds, the catalysts require 0.5-1.0 kg / m 2 SO 2 -containing gas with a concentration of 10-16%.

Keksinnön mukaista menetelmää selvennetään lähemmin seuraavas-sa kuvioiden 1 ja 2 avulla:The method according to the invention is explained in more detail below with the aid of Figures 1 and 2:

Kuvio 1 esittää laitteita menetelmän soveltamiseksi kiisun-pasutuskaasuja käsiteltäessä, ja 57391 6 kuvio 2 esittää vastaavia laitteita käytettäessä reaktiossa rikinpoltto-kaasuja.Fig. 1 shows devices for applying the method in the treatment of kite-roasting gases, and 57391 6 Fig. 2 shows similar devices when using sulfur combustion gases in the reaction.

Kuvien luvuilla on seuraavat merkitykset: 1. Lämmön vaihtaja 2. Kontaktiuuni, 1. vaihe (pyörrekontakti) 3. Suodatin h. Väliabsorptiolaitetta edeltävä lämmönvaihtaja 5. Väliabsorptiolaite 6. Kontaktiuuni, 2. vaihe 7- Pääteabsorptiolaite 8. Rikinpolttouuni 9· HöyrykattilaThe figures in the figures have the following meanings: 1. Heat exchanger 2. Contact furnace, stage 1 (vortex contact) 3. Filter h. Heat exchanger upstream of the intermediate absorber 5. Intermediate absorber 6. Contact furnace, stage 2 7- End absorber 8. Sulfur incinerator 9 · Steam boiler

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen menetelmän suoritusmuotoa valmistettaessa SO^ tai rikkihappoa pyriitin pasutuskaasua käyttämällä. Tätä menetelmää voidaan soveltaa samalla tavalla myös käytettäessä sulattojäte- tai lohkaisukaasuja (spaltgasen). Kylmä puhdistettu pasutuskaasu kuumennetaan ensin tarvittavaan lämpötilaan lämmönvaihtimessa 1. Lämmönvaihdinta kuumennetaan kaasuilla, jotka poistuvat kiinteäkerrosreaktorista 6. Pasutuskaasujen SO^-pitoisuus voi olla 5-20 tilavuusprosenttia. Pasutuskaasu reagoi leijupatjakonvertterissa 2 noin H80-58O C:n edullisimmin !+90-530°C:n lämpötilassa 65-85-prosenttisesti SO^ksi. Kaasut johdetaan sitten suodattimen 3 läpi, jotta kehittynyt pöly, jota on muodostunut katalysaattorin hiertymisen seurauksena, saataisiin erotetuksi. Reaktiokaasut jäähdytetään sitten lämmönvaihtimessa U ja aikaisemmin muodostunut S0^ poistetaan kaasusta absorptiotornissa 5 pesemällä rikkihapolla. Tämän jälkeen S0^:sta vapautettu kaasu kuumennetaan sitten lämmönvaihtimessa U uudelleen noin !420°C:n lämpötilaan ja ohjataan senjälkeen yksivaiheisen tai monivaiheisen kiinteäkerroskontaktin 6 läpi. Kiinteäkerrosreaktorista 6 poistuva kaasu johdetaan lämmönvaihtimen 1 kautta, jossa sitä käytetään pasutuskaasujen esikuumennukseen, ja sen jälkeen siitä poistetaan S0^ pääteabsorptiolaitteessa 7· Jopa silloinkin kun kiinteäker- 7 57391 ro skontaktilaite on tehty vain yhden ainoan vaiheen käsittäväksi, konversio r.p.nil.tein 93,8-prosenttiseksi.Figure 1 shows an embodiment of the process according to the invention for producing 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 solid bed reactor 6. The SO 2 content of the roasting gases can be 5-20% by volume. In the fluidized bed converter 2, the roasting gas reacts to 65-85% SO 2, most preferably at a temperature of about +80-58 ° C! + 90-530 ° C. The gases are then passed through a filter 3 in order to separate the generated dust formed as a result of the abrasion of the catalyst. The reaction gases are then cooled in a heat exchanger U and the previously formed SO 4 is removed from the gas in the absorption tower 5 by washing with sulfuric acid. The gas released from SO 2 is then reheated in a heat exchanger U to a temperature of about 420 ° C and then passed through a single-stage or multi-stage solid bed contact 6. The gas leaving the solid bed reactor 6 is passed through a heat exchanger 1, where it is used to preheat the roasting gases, and then removed from the SO 2 in a terminal absorber 7 · Even when the solid bed contactor is made with only one stage, the conversion rpnil.te 93 -prosenttiseksi.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen menetelmän suoritusmuotoa rikinpolttokaasuja käsiteltäessä: Rikki poltetaan rikinpolttimessa 8. Polttokaasut jäähdytetään laitteessa 9, jolloin saadaan talteen höyryä ja sen jälkeen kaasut joutuvat leijukerroskontaktiin 2. Suodattimen 3 ja lämmönvaihtimen 4 kautta kaasut johdetaan sitten väli-absorptiolaitteeseen 5 ja sen jälkeen uudelleen lämmönvaihtimen 4 kautta. Uudelleen kuumentuneet kaasut joutuvat sitten kiinteäkerros-kontaktiin 6 ja sieltä ne johdetaan lämmönvaihtimen 1 kautta pääte-absorptiolaitteeseen 7. Polttoon tarvittava ilma esikuumennetaan lämmönvaihtimessa 1. Myöskin rikinpolttokaasuja käytettäessä kiinteä-kerrosreaktori 6 voi olla rakennettu yksi- tai useampivaiheiseksi.Figure 2 shows an embodiment of the method according to the invention for treating sulfur combustion gases: Sulfur is burned in a sulfur burner 8. The combustion gases are cooled in a device 9 to recover steam. 4 through. The reheated gases then enter the solid bed contact 6 and from there they are led via the heat exchanger 1 to the terminal absorber 7. The air required for combustion is preheated in the heat exchanger 1. Also when using sulfur combustion gases, the solid bed reactor 6 can be built in one or more stages.

Keksinnön mukaista menetelmää selostetaan lähemmin seuraavin esimerkein:The method according to the invention is described in more detail with the following examples:

Esimerkki 1Example 1

Kuvion 1 mukaiseen laitteistoon johdetaan 50°C:n lämpötilassa 50,000 Nm3/h pasutuskaasua, jossa on 9,1 % S02 ja noin 9 % 02· Tämä kaasu kuumennetaan lämmönvaihtimessa 1 300°C:een ja johdetaan sitten kuumailmalla yli 440°C:een esikuumennettuun leijukerroslaitteeseen 2, jossa 33 t suuren hiertolujuuden omaavaa jyvämäistä vanadiinikata-lysaattoria saatetaan pyörreliikkeeseen kaasuvirran avulla, jonka nopeus leijulaitteessa on 0,15 m/s. Katalysaattorikerroksen lämpötila asettuu 520°C:een, ja sisään johdettu S02 reagoi 84-prosenttises-ti SO^ksi. Kaasu kulkee sitten pölysuodattimen läpi ja jäähdytetään lämmönvaihtimessa 4 noin 160-220°C:een. Väliabsorptiolaitteessa 5 kaasusta poistetaan SO^, joka saadaan talteen rikkihappona. Tämän jälkeen kaasu sisältää vielä 1,75 % S02 ja noin 5,2 % C>2 ja sen lämpötila on 60°C. Se toimii lämmönvaihtimessa 5 väliabsorptiolaittee-seen menevän kaasun jäähdyttäjänä ja lämpiää itse noin 420°C:een. Tämän jälkeen se johdatetaan kiinteäkerroskontaktin 6 läpi, jolloin se kuumenee noin 470°C:een ja sen S02~osa reagoi 94-prosenttisesti Sodiksi. Konversio koko laitteessa on 99-prosenttinen. Kontakti-kerroksesta 6 poistuva kaasu toimii kuumentavana aineena lämmönvaihtimessa 1 ja jäähtyy siinä 160-220°C:een. Loput S03:sta poistuu kaasusta pääteabsorptiolaitteessa 7 ja saadaan talteen rikkihappona.At 50 ° C, 50,000 Nm 3 / h of roasting gas with 9.1% SO 2 and about 9% O 2 is introduced into the apparatus according to Figure 1. This gas is heated in a heat exchanger to 1,300 ° C and then led to hot air above 440 ° C. to a preheated fluidized bed apparatus 2, in which a 33 t high-friction granular vanadium catalyst is vortexed by a gas stream having a velocity in the fluidized bed of 0.15 m / s. The temperature of the catalyst bed reaches 520 ° C and the introduced SO 2 reacts 84% to SO 2. The gas then passes through a dust filter and is cooled in a heat exchanger 4 to about 160-220 ° C. In the intermediate absorption device 5, SO 2 is removed from the gas and recovered as sulfuric acid. The gas then still contains 1.75% SO 2 and about 5.2% C> 2 and has a temperature of 60 ° C. It acts as a cooler for the gas entering the intermediate absorber in the heat exchanger 5 and itself heats up to about 420 ° C. It is then passed through a solid bed contact 6, where it heats up to about 470 ° C and its SO 2 portion reacts 94% to Sod. The conversion on the entire device is 99%. The gas leaving the contact layer 6 acts as a heating substance in the heat exchanger 1 and cools there to 160-220 ° C. The rest of the SO 3 is degassed in the terminal absorber 7 and recovered as sulfuric acid.

β 57391β 57391

Esimerkki 2Example 2

Kuvion 1 mukaisen laitteiston leijukontaktilaitteen 2 läpi johdetaan kaasua, jonka SC^-pitoisuus on 12,3 % ja happipitoisuus 8,2 %, sisääntulolämpötilan ollessa 287°C, kontaktikerroksen lämpötilan ollessa 525°C ja kaasuvirran nopeuden ollessa leijulaitteen sisällä 0,3 m/a, vapaassa tilassa ja normaaliolosuhteissa laskettuna. Kaasun poistuessa leijulaitteesta, 63,7 % SC^rsta oli reagoinut SO^: ksi. Kaasun jatkokäsittely suoritetaan esimerkin 1 mukaisesti. Katalysaattorin 2 määrä on tämän esimerkin olosuhteiden vallitessa 20,5 kg/to S03 vuorokaudessa.A gas with an SC 2 content of 12.3% and an oxygen content of 8.2% is passed through the fluidized contact device 2 of the apparatus according to Fig. 1 at an inlet temperature of 287 ° C, a contact bed temperature of 525 ° C and a gas flow rate inside the fluidized device of 0.3 m / a, calculated in free space and under normal conditions. By the time the gas left the fluidized bed, 63.7% of the SC 2 had reacted to SO 2. Further treatment of the gas is carried out according to Example 1. The amount of catalyst 2 under the conditions of this example is 20.5 kg / to SO 3 per day.

Kuvion 2 mukaisessa laitteistossa voidaan samalla tavalla jatkokäsitellä kaasua, jota on tuotettu rikkiä polttamalla.In the apparatus according to Figure 2, gas produced by burning sulfur can be further processed in a similar manner.

Esimerkki 3Example 3

Kuvion 1 mukaisen laitteiston leijulaitteeseen 2 johdetaan kaasua, jossa on 5,0 % SO2 ja ylimäärin happea. Sisääntulolämpötila leijulaitteeseen on 302°C ja kontaktikerroksen lämpötila 531°C. Kaasun poistuessa lei julaitteesta, 85,3 % sisään johdetusta SC^sta on reagoinut S03:ksi. Kaasun nopeus leijulaitteessa on 0,16 m/s, vapaassa tilassa ja normaaliolosuhteissa laskettuna, katalysaattorin määrä leijulaitteessa 130 kg/to SO^ vuorokaudessa. Kaasun jatkokäsittely tapahtuu tunnetulla tavalla.A gas with 5.0% SO2 and an excess of oxygen is introduced into the fluidized bed 2 of the apparatus according to Figure 1. The inlet temperature to the fluidized bed is 302 ° C and the contact layer temperature is 531 ° C. As the gas leaves the Lei apparatus, 85.3% of the introduced SC 3 has reacted to SO 3. The gas velocity in the fluidized bed is 0.16 m / s, calculated in free space and under normal conditions, the amount of catalyst in the fluidized bed is 130 kg / to SO 2 / day. The further processing of the gas takes place in a known manner.

Kuvion 2 mukaisessa laitteistossa voidaan samalla tavalla käsitellä kaasua, jota on valmistettu rikkiä polttamalla.In the apparatus according to Figure 2, a gas produced by burning sulfur can be treated in the same way.

Esimerkki 4Example 4

Kuvion 1 mukaiseen laitteistoon johdetaan kaasua, jonka S02~ pitoisuus on 16,2 %. Sisääntulolämpötila leijulaitteeseen 2 on 210°C, ja kontaktikerroksen lämpötila 546°C. Saavutettu konversio on 68-prosenttinen. Kaasun nopeus leijulaitteessa on 0,15 m/s, leijuker-roksen katalysaattorimäärä 31 kg/to SO^ vuorokaudessa. Menetelmän jatkokäsittely vastaa esimerkissä 1 selostettua käsittelyä.A gas with a SO 2 content of 16.2% is introduced into the apparatus according to Figure 1. The inlet temperature to the fluidizing device 2 is 210 ° C, and the temperature of the contact layer is 546 ° C. The conversion achieved is 68%. The gas velocity in the fluidized bed is 0.15 m / s, the amount of fluidized bed catalyst is 31 kg / to SO 2 per day. The further treatment of the process corresponds to the treatment described in Example 1.

Kuvion 2 mukaista menetelmää voidaan käyttää samalla tavalla rikkiä polttamalla saatujen kaasujen käsittelyyn.The method according to Figure 2 can be used in the same way for the treatment of gases obtained by burning sulfur.

Claims (2)

57391 957391 9 1. Menetelmä SO^n valmistamiseksi hapettamalla katalyyttisesti 5-16 tilavuus-# SO^ita sisältäviä kaasuja ensin leijukerrosreaktorissa 65-85 prosenttiseen reaktioon saakka, suorittamalla väliabsorptio ja hapettamalla SO^-vapaat kaasut edelleen yhdessä tai kahdessa kontaktivaiheessa kiinteäkerrosreaktorissa, tunnettu siitä, että tulokaasu viedään leijukerrosreaktoriin enintään o .....A process for the preparation of SO 2 by catalytic oxidation of gases containing 5 to 16 volumes of SO 2 in a fluidized bed reactor up to a reaction of 65-85%, by intermediate absorption and further oxidation of SO 2 free gases in one or two contact stages in a fixed bed reactor, characterized in that the feed gas introduced into the fluidised bed reactor up to o ..... 300 C:n lämpötilassa.At a temperature of 300 ° C. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että väliabsorption jälkeen tapahtuva kiinteäkerroskontaktikäsittely suoritetaan kah- ' dessa vaiheessa ja että kaasut jäähdytetään molempien vaiheiden välillä.A method according to claim 1, characterized in that the solid bed contact treatment after intermediate absorption is performed in two steps and that the gases are cooled between the two steps.
FI783828A 1969-06-10 1978-12-13 FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELTRIOXID FI57391C (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1929388A DE1929388C3 (en) 1969-06-10 1969-06-10 Process for the production of sulfur trioxide
DE1929388 1969-06-10
FI159670 1970-06-04
FI1596/70A FI57088C (en) 1969-06-10 1970-06-04 FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELTRIOXID

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI783828A FI783828A (en) 1978-12-13
FI57391B FI57391B (en) 1980-04-30
FI57391C true FI57391C (en) 1980-08-11

Family

ID=25757474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI783828A FI57391C (en) 1969-06-10 1978-12-13 FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELTRIOXID

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI57391C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI783828A (en) 1978-12-13
FI57391B (en) 1980-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2007315318B2 (en) Process and apparatus for the catalytic oxidation of SO2-Containing gases by means of oxygen
AU2005238149B2 (en) Process and plant for producing sulfuric acid from gases rich in sulfur dioxide
DK2330075T3 (en) METHOD OF PRODUCING SULFURIC ACID
EP0134594B2 (en) Process for the oxidation of hydrogen sulphide to elemental sulphur and/or sulphur dioxide
EP0516001B1 (en) Process for the regeneration of spent sulphuric acid
US4520003A (en) Method of manufacturing sulphur-trioxide for the production of sulphuric acid
US3490868A (en) Method of recovery of sulphuric acid
NL7604961A (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF SULFURIC ACID.
US3259459A (en) Process for the production of sulfur trioxide
US3525586A (en) Production of sulfur trioxide and sulfuric acid
US3443896A (en) Catalytic method for the recovery of sulphuric acid in a plurality of contact-and-absorption steps
US3147074A (en) Sulfuric acid process
FI57391C (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELTRIOXID
US5389354A (en) Process for the production of oleum and sulfuric acid
US4507273A (en) Oxidation process for production of acidic ferric sulphate
FI57088B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELTRIOXID
US3454356A (en) Process for removing sulfur oxides from gases
US3875294A (en) Process for catalytically reacting gases having a high sulfur dioxide content
US3880985A (en) Process for production of sulphur trioxide
US4088742A (en) Contact sulfuric acid process employing double conversion/double absorption
GB2229430A (en) Recovery of chlorine from hydrogen chloride by means of a transport catalyst process
US3865927A (en) Method and apparatus for reacting sulfur dioxide and natural gas
US1695285A (en) Catalytic oxidation of sulphur dioxide
FI69441B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SVAVELTRIOXID
US3454360A (en) Process for sulfuric acid manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: BAYER AG