FR2514742A1 - Procede de preparation d'anhydride sulfurique - Google Patents

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Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE LE DOMAINE DE TRANSFORMATION DES GAZ SULFUREUX, ET PLUS PRECISEMENT, UN PROCEDE D'OBTENTION DU TRIOXYDE DE SOUFRE. LE PROCEDE D'OBTENTION DU TRIOXYDE DE SOUFRE CONSISTE EN L'OXYDATION DU BIOXYDE DE SOUFRE DANS UN LIT FIXE DE CATALYSEUR, EN CHANGEANT PERIODIQUEMENT, TOUTES LES 10-200MINUTES, LA DIRECTION DU COURANT D'UN MELANGE REACTIONNEL SE DEPLACANT DANS LE LIT DE CATALYSEUR ET CONTENANT LE BIOXYDE DE SOUFRE EN SENS INVERSE OU EN MODIFIANT LA TEMPERATURE DU MELANGE REACTIONNEL DEVANT LA COUCHE DE CATALYSEUR DE 20-200 A 350-600C PENDANT 10-200MINUTES. L'INVENTION PROPOSEE PEUT ETRE UTILISEE DANS LA FABRICATION DE L'ACIDE SULFURIQUE.

Description

La présente invention concerne le traitement des gaz sulfureux, et plus précisément, un procédé de préparation d'anhydride sulfurique.
L'invention proposée peut trouver une application dans la production de l'acide sulfurique.
On connut actuellement des procédés d'obtention d'anhydride sulfurique ou trioxyde de soufre par oxydation de l'anhydride sulfureux ou bioxyde de soufre (avec l'obtention subséquente de l'acide sulfurique) dans les appareils de contact contenant 4 ou 5 couches adiabatiques de catalyseur avec des échangeurs de chaleur incorporés ou autonomes entre les couches.
Le gaz de départ ayant une température de 20 a 100 OC est admis dans 1' appareil de contact et est chauffé dans les échangeurs de chaleur par le gaz entré en réaction jusqu'S la température de début de la réaction dans la première couche de catalyseur égale à 390-440 OC, La plus intense oxydation se produit dans la première couche de catalyseur dans laquelle le taux de conversion atteint 0,7-0,8 et le gaz sort du catalyseur a une température environ égale à 600 OC. Le régime de température dans l'appareil sur toutes les couches de catalyseur est maintenu constant.Par les procédés indiqués cn oxyde les gaz contenant 7,5 à 12 % en volume de bioxyde de soufre qu'on obtient par combustion du soufre élémentaire ou par grillage du minerai soufré (cf. Guide d'ouvrier travaillant dans l'industrie de 17acide sulfurique, ed. nKhimia", Moscou p. 481).
La réalisation des procédés indiqués exige des appareils de contact d'une conception compliquée. Les procédés connus permettent également d'obtenir le trioxyde de soufre à partir de gaz perdus, par exemple les gaz perdus de la métallurgie des métaux non ferreux contenant 3,5 à 7 % en volume de bioxyde de soufre, la surface des échangeurs de chaleur dans ces appareils de contact se voit sensiblement augmentée.
Pour l'oxydation des gaz contenant moins de 3,5 % en volume de bioxyde de soufre on a besoin d'une amenée constante de la chaleur, on utilise alors en tant que combustible le ma zout ou le gaz naturel. Le traitement des gaz å une teneur en bioxyde de soufre inférieure & 2-2,5 % en volume n'est le plus souvent pas réalisé, étant donné que le processus devient désavantageux au point de vue économique, les gaz sont alors rejetés dans l'atmosphère en polluant l'environnement.
Le traitement des gaz contenant plus de 12 % en volume de bioxyde de soufre sur les catalyseurs connus ntest pas réalisable par la suite des surchauffes prolongées et fortes des catalyseurs dans la zone de réaction (plus de 650 OC).
Il est pratiquement impossible, sans prendre des mesures spéciales, de traiter par les procédés connus les gaz perdus de la métallurgie des métaux non ferreux, étant donné que la composition du bioxyde de soufre se modifie durant de courtes périodes. De tout ce qui vient d'être dit il découle que les procédés connus sont très compliqués à réaliser au point de vue du matériel technique et ne permettent pas de traiter les gaz & teneur basse, variable et haute en bioxyde de soufre dans une large gamme de concentrations constantes et variables dans le temps.
On s'est donc proposé de mettre au point un procédé d'obtention du trioxyde de soufre par modification des paramètres technologiques du processus qui possèderait de hauts indices technico-économiques et qui permettrait de traiter des gaz ayant une composition constante ou variable dans le temps et une teneur en bioxyde de soufre égale & å 9,6-15 % en volume,
La solution consiste en un procédé d'obtention du trioxyde de soufre par oxydation du bioxyde de soufre dans la couche fixe de catalyseur dans lequel le processus s'effectue en changeant périodiquement, toutes les 10-200 minutes, la direction du mouvement dans la couche de catalyseur du courant d'un mélange réactionnel contenant le bioxyde de soufre en direction opposée ou en modifiant la température du mélange réactionnel devant la couche de catalyseur dans les limites comprises entre 20-200 et 390-600 OC pendant 10-200 minutes.
La réalisation du procédé dans les conditions indiquées permet de créer des constructions simples et bon marché des appareils de contact et de réduire de 10 à 20 fois la consommation du métal par comparaison avec celles des appareils connus et d'augmenter simultanément leur fiabilité. En outre il devient possible de traiter les gaz contenant le bioxyde de soufre dans une large gamme de concentrations constantes ou variables dans le temps.En effet, il est possible de traiter (sans amenée supplémentaire de la chaleur) les gaz avec une teneur en bioxyde de soufre égale à 0,6-2,5 % en volume rejietés dans l'atmosphère. I1 est avantageux de réaliser ledit procédé d'oxydation à une teneur variable dans le temps du mélange réactionnel en bioxyde de soufre allant de 0,6 & 5 % en volume ou de 2 b 9 % en volume à des températures initiales basses quelconques du mélange réactionnel de départ.
Ici et plus loin dans le texte on entend par mélange réactionnel initial le gaz à l'entrée dans l'appareil de con tact et à l'entrée dans la zcnede réaction et comprenant le bioxyde de soufre non entré dans la réaction ; par mélange réactionnel les gaz contenant tant le bioxyde de soufre que le trioxyde de soufre se trouvant dans le domaine de début et de fin de la réaction chimique ; par mélange réactionnel entré en réaction on entend les gaz a' la sortie de la zone de réaction et de l'appareil de contact et contenant essentiellement le trioxyde de soufre.
Le procédé est de préférence réalisé comme suit.-
On admet, par exemple, sur le catalyseur chauffé à une température de 500 OC un mélange réactionnel de départ contenant 1 ou 10 % en volume de bioxyde de soufre et ayant une température de 20 OC, Le mélange entré en contact direct avec le catalyseur réchauffé se chauffe et après avoir atteint la température de début de la réaction égale à 390 OC il se dro- le dans le mélange la réaction d'oxydation.Le catalyseur du côté de l'entrée du mélange réactionnel de départ en perdant sa chaleur se refroidit alors jusqu'à la température du mélange en jouant le rôle d'un échangeur de chaleur & régénération. Gr & ce à ce mécanisme du transfert de la chaleur suivant la longueur de la couche de catalyseur il se forme un front de chaleur (zone de réaction) dont le profil de températures est déterminé par la concentration initiale en bioxyde de soufre ainsi que par d'autres paramètres.
Pour que le front de chaleur de la réaction ne t'sortez pas de la couche de catalyseur, il est nécessaire de changer périodiquement la direction du mouvement du mélange réactionnel de départ en direction opposée pendant, par exemple, 60 minutes.
Le secteur de la couche de catalyseur adjacent à l'endroit d'admission du mélange réactionnel de départ commence à se refroidir et le front de chaleur commence & se déplacer dans le sens opposé. L'absence de surchauffe prolongée du catalyseur lors du traitement des gaz à teneur élevée en bioxyde de soufre, par exemple jusquwà 15 en volume ainsi qu'un déroulement intense de la réaction chimique lors du traitement des gaz avec une faible teneur en bioxyde de soufre, par exemple de 0,6 à 2,5 % en volume, sont assurés par choix des paramètres technologiques tels que la vitesse linéaire, la durée de commutation, etc.
Le procédé suivant l'invention permet d'exclure les échangeurs de chaleur et les sources de chaleur supplémentaires pour la chauffe du mélange réactionnel, étant donné que la couche de catalyseur lui-même joue le rale d'échangeurs de chaleur à régénération en chauffant alternativement le mélange réactionnel de départ et en refroidissant le mélange réactionnel entré dans la réaction.
Dans ce procédé d'oxydation du bioxyde' de soufre il s'établit dans la couche de catalyseur un régime de températures voisin du régime théorique optimal assurant un taux élevé de conversion du bioxyde de soufre en trioxyde de soufre dans une seule couche de catalyseur.
La seconde version proposée du procédé peut autre réalisée dans la couche de catalyseur en modifiant périodiquement la température du mélange réactionnel de départ dans les limites comprises entre 20-200 OC et 390-600 OC. Lorsque & l'entrée dans la couche de catalyseur arrive le mélange réactionnel ayant une haute température, par exemple, de 420 OC, dans le secteur initial de la couche de catalyseur s'établit un régime de températures dans lequel se déroule la transformation chimique. La baisse de la température du mélange réactionnel de départ jusqu'aulx valeurs minimales, par exemple à 20 OC, refroidit le catalyseur adjacent à l'endroit d'admission dudit mélange.Dans la couche de catalyseur il se forme un front de chaleur se déplaçant vers la sortie du mélange où se déroule la transformation chimique. Au moment de temps correspondant à la disposition du front de chaleur à la sortie du mélange réactionnel à partir de la couche, on augmente la température du mélange réactionnel de départ jusqu,à la température maximale et dans le secteur initial de la couche il se forme alors le domaine de hautes températures dans lequel se déroule la transformation chimique. Ensuite on baisse de nouveau la température initiale et dans la couche de catalyseur il se produit de nouveau un front de chaleur comme s' il remplaçait le front qui vient de "sortir" de la couche.Lors de la réalisation dudit procédé d'oxydation du bioxyde de soufre, dans la couche de catalyseur il s'établit un régime de températures proche en moyenne du régime théorique ce qui assure un taux de conversion du bioxyde de soufre en trioxyde de soufre égal à 0,9 dans une seule couche de catalyseur.
Ci-dessous on donne les schémas de principe de la réalisation du procédé suivant Invention représentés sur les figures 1, 2 et 3.
La figure 1 représente le schéma d'oxydation du mélange ge réactionnel de départ dans une seule couche, de catalyseur.
On admet, par exemple, sur le catalyseur porté au préalable à 500 OC un mélange réactionnel de départ contenant 3,5 % en volume de bioxyde de soufre et ayant une température de 20 OC dans le sens indiqué par les flèches continues. Les vannes 2 sont alors ouvertes et les vannes 3 sont fermées. Après l'admission du mélange réactionnel ayant une température de 20 OC sur le ca talyseur rechauffé, le mélange réactionnel de départ se rechauffe jusqutà la température de début de la réaction égale å 390 0C et suivant toute la longueur de la couche de catalyseur surgit le front de chaleur aI. 60 minutes après, le front de chaleur aI occupera la position a2.Devant le front de chaleur aI se déplaçant dans le sens de la filtration se forme une zone du catalyseur refroidi à la température initiale du mélange réactionnel égale à 20 OC. 60 minutes après, on réalise une commutation rapide et simultanée des vannes 2 et 3 en sens inverse et on change le mouvement du mélange réactionnel en direction opposée (flèches en pointillé). Le front de chaleur a2 se déplacera alors en direction opposée et 60 minutes après suivantes il occupera la position aI, ensuite le cycle complet égal à 120 minutes se répètera en assurant une évacuation continue du mélange réactionnel entré er réaction & partir de la couche de catalyseur.
On voit sur la figure 1 que lors des déplacements du front de chaleur a dans les positions al et a2 avant et après du front de chaleur restent les zones de catalyseur n'entrant pas dans la réaction chimique mais jouant le rôle d'échangeurs de chaleur & régénération chauffant en continu le mélange réac tionnel de départ ayant la température & 1' entrée égale à 20 OC jusqu'à la température de début de la réaction et en refroidissant en continu le mélange réactionnel entré dans la réaction pour le compte du transfert de la chaleur de la réaction au catalyseur refroidi à 20 OC,
La figure 2 représente le schéma d'oxydation qu'on réalise en changeant la température du mélange de 20-200 A 390-600 OC pendant 10-200 minutes.Selon le schéma indiqué 1' ad- mission du mélange réactionnel de départ dans la couche de catalyseur se fait dans une direction. Dans le catalyseur divisé en deux parts égales A1 et A2 le front de chaleur se déplace de la position aI en position a2 et plus loin d'après le schéma a2- aI- a2- aI- a2- aI, etc. Le déplacement du front de chaleur aI en position a2 et en sens inverse s'effectue par une commuta- tion alternative des vannes I-6. Le mélange réactionnel ayant réagi est évacué de la couche de catalyseur dans le sens indiqué par les flèches.Par exemple, sur la partie de la couche AI du catalyseur porté préalablement à 500 OC on admet le mélange réactionnel de départ avec une teneur en bioxyde de soufre égale à 9 % en volume et à une température de 70 OC dans le sens indiqué par les flèches continues. Le front de chaleur formé commence à se déplacer de la position aI en position a2. Les vannes 1, 3 et 5 sont alors ouvertes, les vannes 2, 4 et 6 étant fermées. Dans un intervalle de temps égal à 100 minutes (durée de demi-cycle) le mélange réactionnel ayant une température de 500 0C passe dans la partie non chauffée de la couche
A2. A ce moment on commence à fermer les vannes 1, 3 et à ouvrir simultanément la vanne 2 et on commence à admettre le mélange réactionnel de départ ayant une température de 70 0C dans la partie de couche A2.Après la fermeture complète des vannes 1, 3 et l'ouverture complète de la vanne 2, les vannes 4, 5 et 6 commencent à fonctionner simultanément. La vanne 5 se ferme et les vannes 4, 6 s'ouvrent et le mélange réactionnel ayant réagi est admis de la partie de couche A2 dans la partie de couche AI et ensuite est évacué à partir du catalyseur (flèches en pointillé).Lors du passage du front de chaleur de la position aI en position a2 (et inversement) alternativement tant dans les zones supérieures que dans les zones inférieures des parties de couche AI et A2 on observé leur balayage par le front de chaleur et leur température monte de 70 OC à la température maximale de 600 OC ou baisse de 600 OC jusqutà 70 OC. Le mécanisme de déplacement du front de chaleur dans la couche de catalyseur avec une formation alternative des zones chaude et froide de catalyseur servant d'échangeurs de chaleur se réalise comme montré par le schéma de la figure 1. Par commutation successive des vannes 1-6 on réalise un déplacement continu du front de chaleur selon le schéma a1- a2- a1- a2, etc. dans un seul sens en assurant également l'évacuation continue du mélange réactionnel entré dans la réaction à partir de la couche de cata lyseur.
Sur la figure 3 est représenté un autre schéma d'oxydation réalisé aussi par changement de la température du mélange de 20-200 OC à 390-600 Drr pendant 10-200 minutes. Suivant ce schéma l'admission du mélange réactionnel de départ dans la couche de catalyseur divisée en deux parties inégales AI et
A2 est réalisée périodiquement dans deux directions. La partie de couche A2 joue périodiquement le rale d'une namorcen de la partie essentielle de couche AI, la température du mélange à l'entrée dans cette couche change périodiquement.Par exemple, sur les parties de couche de catalyseur AI et A2 préalablement portées à 500 OC le mélange réactionnel de départ contenant 0,6% en volume de bioxyde de soufre et ayant une température de 2000C est admis dans le sens indiqué par les flèches (fig.3a). Dans chaque partie de couche AI et A2 se forment deux fronts de chaleur aI et bI qui commencent à se déplacer dans les sens opposés. La vanne I est fermée, la vanne 3 est ouverte, on ouvre incomplètement la vanne 2 en réglant un mouvement lent du front de chaleur b1 (par rapport à la vitesse du mouvement du front de chaleur aI). Pendant un délai de temps égal à 60 minutes les fronts de chaleur occupent les positions a2 et b2 (fig.3b) puis on ferme les vannes 2 et 3 et on ouvre la vanne I et le mélange réactionnel de départ est admis dans le sens indiqué par les flèches.Le bioxyde de soufre contenu dans le mélange réactionnel de départ bioxyde alors dans la zone de réaction b2 et comme il n1 arrive pas dans la zone de réaction a2, la réaction dans cette zone starrête et le front a2 "sort" de la couche de catalyseur. Lorsque le front de chaleur b2 dans 10 minutes occupe la position indiquée sur la figure 3a il se sépare en deux fronts de chaleur aI et bI. Dans cette position les vannes I, 2 et 3 sont commutées et le cycle égal à 70 minutes se répète. Devant la partie, de couche AI du catalyseur & l'endroit de l'admission du mélange la température du catalyseur change périodiquement de 200 & 390-600 OC toutes les 70 minutes.Une commutation successive des vannes I, 2 et 3 permet de réaliser un amorçage pulsatoire et l'extinction du front de chaleur aI ce qui permet une évacuation continue du mélange réactionnel entré dans la réaction à partir de la couche de catalyseur. La partie de couche A2 du catalyseur joue périodiquement le rôle d'une "amorce".
EXEMPLE 1
Un mélange réactionnel de départ résultant de la combustion du soufre et contenant 10,5 % en volume de bioxyde de soufre, 10,5 % en volume d'oxygène et 79 % en volume d'azote est admis dans un appareil de contact avec une seule couche adiabatique de catalyseur (fig.I).
Le catalyseur a une composition suivante (% en poids):
v205 6-9
K20 10-16
3 8-12
support SiO2 complément à 100.
La température du mélange réactionnel de départ est de 20 OC, la durée de contact conventionnelle estd'environ 6s.
Avant l'admission du mélange réactionnel de départ la couche de catalyseur avait la température de 500 OC.
Dans cet exemple on change la direction du courant de mélange réactionnel (fig.I) en direction inverse en changeant l'endroit de son admission en celui de son évacuation 40 minu- tes après. Après encore 40 minutes, on change de nouveau la direction du mouvement du mélange réactionnel de départ, etc.
La durée d'un cycle est de 80 minutes. Un taux moyen (durant un cycle) de conversion du bioxyde de soufre en trioxyde de soufre est de 98,3 % ce qui correspond à une opération équivalente sous un régime stationnaire d'un appareil de contact avec 5 couches adiabatiques de catalyseur avec les échangeurs de chaleur intermédiaires.
EXEMPLE 2
Un mélange réactionnel provenant de la cuisson de la pyrite FeS2 et contenant 7,5 % en volume de bioxyde de soufre, 10,5 % en volume d'oxygène et 82 % en volume d'azote est admis dans un appareil de contact avec une seule couche adiabatique de catalyseur (Fig.l). On utilise le mEme catalyseur que dans l'exemple 1. La température du mélange réactionnel de départ est de 150 OC, le temps de contact conventionnel de 5 s. Avant l'admission du mélange réactionnel de départ, on porte la couche de catalyseur & une température de 550 OC, 55 minutes après on change la direction du déplacement du mélange réactionnel, la durée d'un cycle étant de 110 minutes. Le taux de conversion moyen (pour un cycle) du bioxyde de soufre en tri oxyde de soufre est de 98,5 %.
EXEMPLE 3
Un mélange réactionnel obtenu à la suite de la combustion du soufre et constitué par 12 % en volume de bioxyde de soufre, 11 % en volume d'oxygène et 78 % en volume d'azote est admis dans un appareil de contact ayant une seule couche adiabatique de catalyseur (Fig.I). On utilise le catalyseur ayant la mtme composition que dans l'exemple I. La température du mélange réactionnel de départ 20 OC, le temps de contact conventionnel est de 6 s environ. Avant l'admission du mélange réactionnel la couche de catalyseur est chauffée & une température de 500 OC. 30 minutes après on change la direction du déplacement du mélange réactionnel en direction inverse, la durée du cycle étant de 60 minutes. Le taux de conversion moyen du bioxyde de soufre en trioxyde de soufre est égal & 98,1 %.
EXEMPLE 4
Cet exemple est analogue & l'exemple 1, A cette différence près que le temps de contact conventionnel est de 7 secondes et la durée d'un cycle est de 200 minutes. Le taux de conversion moyen est de 98,0 %.
EXEMPLE 5
L'exemple 5 est analogue & l'exemple 1, & cette diffé- rence près que le temps de contact conventionnel est de 5 secondes, la durée d'un cycle étant de 10 minutes. Le taux de conversion moyen est de 98,5 %0
EXEMPLE 6
L'exemple 6 est analogue à l'exemple 1, å cette différence près qu'on admet un mélange réactionnel constitué-par 0,6 % en volume de bioxyde de soufre, 5 % en volume d'oxygène et 94,4 % en volume d'azote dans un appareil de contact avec une seule couche de catalyseur. Durée du cycle 60 minutes, taux de conversion moyen durant un cycle 99,3 %.
EXEMPLE 7
Le mélange réactionnel et le catalyseur sont les mê- mes que dans 1'exemple 1. La couche de catalyseur est divisée en deux parties égales, le principe de fonctionnement de la couche étant celui décrit pour la figure 2. Dans cet exemple on change la température du mélange réactionnel devant la couche de catalyseur et ses parties Ai et A2 (fig.2). La quantité totale de catalyseur dans les deux parties correspond & un temps de contact conventionnel égal à 8.La partie de couche A1 est préalablement réchauffée à 500 OC. La température du mélange réactionnel de départ & l'entrée dans la partie de couche A1 est de 20 OC. Le mélange réactionnel ayant passé les parties de la couche Ai et A2 sort à partir de la dernière et de l'appareil avec une température changeant successivement de 20 à 350 OC pendant le demi-cycle égal à 55 minutes, ensuite on réalise la commutation des vannes dans la mAme succession qu'on donne dans la description de la figure 2, 35 minutes après le début du cycle la température du mélange réactionnel à l'entrée dans la partie supérieure de couche Ai atteint 250 OC, dans les 10 minutes suivantes 280 OC, encore après 10 minutes 320 OC et vers le temps de demi-cycle égal å 55 minutes elle atteint 350 OC. Après le temps de demi-cycle indiqué (55 min) on réalise la commutation des vannes et on admet le mélange réactionnel de départ dans la partie de couche A2 dans le sens indiqué par les flèches en pointillé. Dans les 55 minutes suivantes le front de chaleur passe complètement de la position a2 en position aI et le cycle se poursuivant pendant 110 minutes se répète.Le taux de conversion moyen pour un cycle est de 98,4 X ce qui cor respond au fonctionnement d'un appareil de contact avec 5 couches de catalyseur disposées successivement ayant des échangeurs de chaleur intermédiaires.
EXEMPLE 8
Les données de départ sont les mimes que dans les exemples 7 et I, à cette différence près quton effectue la commutation des vannes au bout, de 55 minute-s et la redistribution du mélange réactionnel de départ admis entre les parties des couches AI et A2 du catalyseur (la fig.2) s'effectue quand les fronts de chaleur a1 et a2 se trouvent successivement au milieu des partiés de couches q et A2. La suite de la commutation des vannes est celle décrite pour la fig.2.Le demi-cycle (55 minutes) commence à partir du moment où le front de chaleur al occupe la position au milieu de la partie de couche Ai et le mélange réactionnel de départ & une température de 20 OC est admis dans la direction indiquée par les flèches continues (fig.2).
Le front de chaleur passe par la partie supérieure de la couche A2 avec les mêmes températures que dans l'exemple 7 et après 55 minutes (temps de demi-cycle) il occupe la position a2 au milieu de la couche A2 On réalise la commutation des vannes et on admet le mélange réactionnel de départ ayant une température de 20 OC sur la partie supérieure de la couche A2 dans la direction indiquée par les flèches en pointillé (fig.2).
Dans les 55 minutes suivantes, c ctest-à-dire pendant le temps de demi-cycle de 110 minutes, le front de chaleur a2 occupe la position al (au milieu de la partie de couche A1) et le cycle se répète. Dans chaque demi-cycle le mélange réactionnel réagi est successivement évacué à partir des parties de couche
AI et A2 et de 1 'appareil avec une température se modifiant progressivement de 20 jusqu'à 350 OC.
EXEMPLE 9
L'exemple 9 est analogue à l'exemple 7, à cette différence près qu'on admet successivement un mélange-réactionnel de départ constitué par 0,6 - % en volume de bioxyde de soufre, 15 % en volume d'oxygène et 84 % en volume d' azote dans les par ties de couche A1 et A2 (fig.2) avec une température de 200 OC.
Durée du cycle 75 minutes. Du cycle au cycle à l'endroit d'admission du mélange dans les parties de couche Ai et A2 la température change successivement de 200 à 600 OC et baisse jus qu' & 200 OC. Le taux de conversion moyen durant un cycle est de 99,4 %.
EXEMPLE 10
Ltexemple 10 est analogue à l'exemple 7,à cette différence près qu'un mélange réactionnel de départ d'une concentration en bioxyde de soufre se modifiant dans le temps de 0,6 jusqu' & 7 % en volume et d'une teneur en oxygène de 9 à 10 % en volume et qui a une température de 100 OC est successivement admis dans les parties de couche A1 et A2 du catalyseur (fig.2). La durée du cycle est de 80 minutes. Le taux de conversion moyen par cycle est de 98,7 %.
EXEMPLE 11
Un mélange réactionnel de départ formé à la suite de la combustion du soufre est constitué par 12 % en volume de bioxyde de soufre, 9 % en volume d'oxygène et 79 % en azote est admis dans un appareil de contact avec une "amorce" comme cela est montré sur la figure 3. Le catalyseur est préalablement réchauffé jusqu' & 500 OC, le temps de contact conventionnel est de 9 secondes. La température du mélange réactionnel de départ est de 20 OC. Le mélange réactionnel de départ est admis dans la partie de couche q du catalyseur et dans la partie "amorce" A2 du catalyseur (fig. 3a) pendant 170 minutes, ensuite les fronts de chaleur al et bl occupent les positions a2 et b2.Pendant 30 minutes suivantes le mélange réactionnel de départ est admis dans la partie de couche AI A travers la partie "amorce" A2 comme cela est montré sur la figure 3b durant lesquelles le front de chaleur b2 occupe les positions al et bl et le front de chaleur a2 est balayé & partir de la partie de couche A1. Lorsque le front de chaleur b2 se dédouble, la température dans la partie supérieure de couche A2 du catalyseur est égale à 20 OC au moment de la commutation de la van ne à 180 OC après 15 minutes, à 350 OC après 5 minutes et encore après 30 minutes à 600 OC. A ce moment (30 minutes après) on effectue la commutation des vannes dans la même séquence qui est décrite pour la figure 3 et le mélange réactionnel de départ est admis avec une température de 20 OC entre les parties de couches Ai et A2 du catalyseur. Le système occupe la position montrée sur la figure 3a ce qui correspond au temps du cycle égal å 200 minutes. Le taux de conversion moyen par cycle est de 98,1 % ce qui est équivalent au fonctionnement d'un appareil de contact ayant 5 couches adiabatiques de catalyseur avec les échangeurs de chaleur intermédiaires.
EXEMPLE 12
Cet exemple est analogue à l'exemple 11, à cette différence près qu'on admet le mélange réactionnel de départ à une température de 200 OC sur le catalyseur. La durée du cycle est de 150 minutes. Le taux moyen de conversion par cycle est de 98,2 %.
EXEMPLE 13
L'exemple 13 est analogue à l'exemple 11, & cette différence que le mélange réactionnel de départ constitué par 1,5 % en volume de bioxyde de soufre, 15 % en volume d'oxygène et 83,5 ffi en volume d'azote est traité pendant un cycle qui dure 130 minutes. Le taux de conversion moyen par cycle est de 99,3 %.
EXEMPLE 14
Un mélange réactionnel de départ obtenu après la combustion du soufre et composé de 15 % en volume de bioxyde de soufre, 11 % en volume d'oxygène et de 74 % en volume d'azote est admis dans un appareil de contact avec une seule couche de catalyseur et peut être traité suivant le schéma quelconque indiqué sur les figures 1, 2 et 3. La température du mélange réactionnel de départ au premier stade est de 50 OC, le temps de contact conventionnel est 5 secondes. Avant l'admission du mélange réactionnel de départ on porte la couche de catalyseur à une température de 500 OC, Le taux de conversion moyen du bio xyde de soufre en trioxyde de soufre après le premier stade est de 94 %, la durée du cycle étant de 110 minutes.Ce taux de conversion est relativement bas et on a besoin d'une oxydation complémentaire du bioxyde de soufre qui reste. A cet effet le mélange réactionnel obtenu est envoyé au premier stade d'absorption, après quoi le mélange réactionnel constitué par 0,75% en volume de bioxyde de soufre, 3,6 % en volume d'oxygène, le reste étant constitué par de l'azote, ayant une température de 60 OC et un temps de contact conventionnel de 5 secondes, est introduit dans la seconde couche de catalyseur qui joue le rale de second stade de contact. Dans cette couche le mélange réactionnel est complémentairement oxydé jusqu'à un taux élevé de conversion, notamment de 99,8 %, la durée du cycle étant égale à 80 minutes.
Le schéma de l'appareil de contact peut être analogue à celui choisi pour le premier stade ou peut Xetre un autre suivant les figures 1, 2 et 3.
Le catalyseur pour le premier et le second stades est le même que dans l'exemple 1.
EXEMPLE 15
Un mélange réactionnel de départ obtenu à la suite de la combustion du soufre dans l'air saturé en oxygène et composé de 15 % en volume de bioxyde de soufre, 12 % en volume d'oxygène et de 73 % en volume d'azote est admis au premier-stade de contact. Les autres conditions sont analogues à celles indiquées dans l'exemple 14. Après le premier stade de contact le taux de conversion est de 94,2 %, la durée du cycle étant de 160 minutes. Le mélange réactionnel après le premier stade d'absorption est admis au second stade de contact, sa teneur en bioxyde de soufre étant de 0,886 % en volume, en oxygène de 4,07 % en volume (le reste étant de l'azote), la durée du cycle est de 80 minutes, le taux total de conversion est de 99,87 S.
EXEMPLE 16
L'exemple 16 est analogue à lexenpZe 1, A cette différence près que la teneur du mélange réactionnel de départ en bioxyde de soufre change dans le temps(de façon aléatoire) de 0,6 à 5 %, la teneur en oxygène reste identique et environ égale à 9 %. La durée d'un cycle est 80 minutes, le taux de conversion moyen est 98,6 %.
EXEMPLE 17
L'exemple 17 est analogue à l'exemple 7, à cette différence près que la teneur du mélange réactionnel de départ en bioxyde de soufre se modifie dans le temps de 2 à 9 % en volume, la teneur en oxygène reste à peu près identique et égale à 12 % en volume. La durée d'un cycle est de 90 minutes, le taux de conversion moyen est de 98,2 %.
EXEMPLE 18
Lt exemple 18 est analogue à l'exemple 14, il diffère en ce que la teneur en bioxyde de soufre est de 11,5 % en volume, la teneur en oxygène est de 9,5 % en volume, le reste étant l'azote. Le taux de conversion du bioxyde de soufre après le premier stade de contact est de 94,6 %, après le second stade est de 99,9 %.

Claims (3)

R E V E N D I C A T I ON S
1 - Procédé de préparation d'anhydride sulfurique par oxydation d'anhydride sulfureux dans un lit fixe de catalyseur, caractérisé en ce que le procédé est réalisé en changeant pé riodiquement, toutes les 10-200 minutes, la direction du courant d'un mélange réactionnel se déplaçant dans la couche dudit catalyseur et contenant de l'anhydride sulfureux, en sens inverse ou en modifiant la température dudit mélange réactionnel devant la couche de catalyseur dans les limites comprises entre 20-200 et 350-6C0 OC pendant 10-200 minutes.
2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on opère avec une teneur variable dans le temps du mélange réactionnel en anhydride sulfureux allant de 0,6 & 5 % en volume.
3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on opère avec une teneur variable dans le temps du mélange réactionnel en anhydride sulfureux allant de 2 A 9 % en volume.
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