NO321958B1 - Fremgangsmate for fremstilling av svovelsyre fra gasser som inneholder SO<N>3</N> og gassformig nitrosylsvovelsyre - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fremstilling av svovelsyre fra gasser som inneholder SO3 og gassformig nitrosylsvovelsyre ved sammenblanding med høykon-sentrert svovelsyre.

Fremgangsmåter for fremstilling av svovelsyre er kjent. I Rompps kjemileksikon, 8. utgave, 1987, sidene 3760 til 3764, blir en fremgangsmåte for fremstilling av svovelsyre beskrevet. Som råmateriale blir det anvendt svoveldioksid som blir brakt i kontakt med en katalysator og blir katalytisk omsatt til SO3. Det dannede SO3 blir deretter ledet inn i en 98% svovelsyre hvorved deretter disvovelsyre (H2S2O7) dannes, som ved tilsetning av vann blir overført til svovelsyre. På denne måten kan det utvinnes særlig høykon-sentrerte svovelsyrer så vel som flere oleumsorter. Ulempen ved denne fremgangsmåten er imidlertid at avhengig av nitrogenoksidinnholdet i SCh-produktet blir det ved den katalytiske omsetningen fra SO2 til SO3 også dannet nitrosylsvovelsyre som likeledes fåes i den høykonsentrerte svovelsyren, og som må fjernes på en teknisk sett relativt kostbar måte. IDE-OS 17 92 348 blir en fremgangsmåte for fremstilling av ammoniakk-og nitrosefri svovelsyre beskrevet hvor det forutsettes at svovelsyren blandes med hydrazinforbindelsene for denitrering. Disse fremgangsmåtene er imidlertid relativt kostbare. IDE-195 16 303 blir en fremgangsmåte for nedsettelse av Nox-innholdene i svovelsyre beskrevet ved at NOx reduseres til N2 ved SO2 og N2 føres vekk, hvorved også SO2 blir anvendt for denitrering. Ulempen ved disse fremgangsmåtene er at nitrosylsvovelsyren som forekommer i absorpsjonstårnene ikke kan fjernes på grunn av den høye konsentrasjonen av svovelsyre.

Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er en fremgangsmåte for fremstilling av svovelsyre fra gasser som inneholder SO2 og gassformig nitrosylsvovelsyre ved sammenblanding med høykonsentrert svovelsyre, hvorved det ikke anrikes nitrosylsvovelsyre i absorpsjonstårnet.

Oppgaven som ligger til grunn for oppfinnelsen vil derigjennom løses ved at gassene før sammenblanding med høykonsentrert svovelsyre ledes gjennom minst en kjøler og blir avkjølt ved fra 160 til 130°C.

Med begrepet "nitrosylsvovelsyre" forstås nitrosylhydrogensulfat (NCHSO4' eller HO3SONO) som foreligger i gassform. Konsentrasjonen av den høykonsentrerte svovelsyren er som regel mellom 94 og 98%. Som kjøler kan det anvendes vanlige gasskjølere eller varmeutvekslere som f.eks. rørbuntvarmeveksler eller riflet rørslange-varmeveksler. Det har overraskende vist seg at gassene som inneholder SO3 og gassformig nitrosylsvovelsyre, kan avkjøles på en fordelaktig måte i minst en kjøler slik at nitrosylsvovelsyren i gassene blir kondensert ut og følgelig ikke mer kommer i kontakt med den høykonsentrerte svovelsyren i absorpsjonstårnet. Det nitrosylsvovelsyre-holdige konsentratet kan på fordelaktig måte bli denitrert ved den beskrevne fremgangsmåten i DE-195 16 303.

Således angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for fremstilling av svovelsyre fra gasser, som inneholder SO3 og gassformig nitrosylsvovelsyre, ved sammenblanding med høykonsentrert svovelsyre, kjennetegnet ved at gassene før sammenblanding med høykonsentrert svovelsyre blir ledet gjennom minst en kjøler og blir avkjølt til 160 til 130°C slik at nitrosylsvovelsyren blir kondensert ut fra gassen.

En foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen består i at gassene blir avkjølt til 160 til 150°C. Samtidig er det fordelaktig at nesten utelukkende nitrosylsvovelsyre blir utkondensert i kjøleren. Da gassene som inneholder SO2 og gassformig nitrosylsvovelsyre som regel inneholder en andel vanndamp, foreligger som regel også alltid en andel av gassformig svovelsyre i gassene, som ved lavere kjøletemperaturer blir utkondensert sammen med nitrosylsvovelsyren, som imidlertid ikke er ønsket. Blir imidlertid gassene avkjølt til 160 til 150°C, så er det garantert at svovelsyren som foreligger i gassform kan ledes inn i absorpsjonstårnet, ikke med utkondensert.

Ifølge en videre foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen ser man for seg at gassene etter sammenblanding med høykonsentrert svovelsyre blir katalytisk oksydert ved anriking av SO3, og deretter igjen ledet gjennom minst en kjøler og avkjølt ved 160 til 130°C og deretter sammenblandet en gang til med høykonsentrert svovelsyre. Det er dessuten fordelaktig at gassene som føres ut av absorpsjonstårnet og enda inneholder større mengder SO2 kan bli anvendt for ny fremstilling av svovelsyre. Videre blir konsentrasjonen av SO2 i den rene gassen nedsatt.

Oppfinnelsen blir ved hjelp av den etterfølgende tegningen (fig. 1 og 2) nærmere og eksempelvis forklart: Fig. 1 viser fremgangsmåteflytskjemaet til fremgangsmåten ved fremstilling av svovelsyre fra gasser som inneholder SO3 og gassformig nitrosylsvovelsyre. Fig. 2 viser fremgangsmåteflytskjemaet for en variant av fremgangsmåten for fremstilling av svovelsyre fra gasser, som inneholder SO3 og gassformig nitrosylsvovelsyre.

I fig. 1 er fremgangsmåteflytskjemaet til fremgangsmåten for fremstilling av svovelsyre fra gasser som inneholder SO3 og gassformig nitrosylsvovelsyre vist forenklet og som eksempel. Den SCVholdige gassen 1 blir ledet inn i reaktoren 2, hvori det gjennomføres en omsetning av SO2 til SO3. Denne omsetningen finner sted ved ca. 500°C, hvorved eksempelvis vanadiumpentoksid kan anvendes som katalysator. I reaktor 2 finner det imidlertid sted, avhengig av nitrogenoksidinnholdet i S03-gassen, dannelse av nitrosylsvovelsyre som foreligger i gassform. Gassene, som inneholder SO3 og gassformig nitrosylsvovelsyre, blir ført ut av reaktoren 2 og ledet gjennom en varmeveksler 3, i hvilken det finner sted en forkjøling av gassene ved 340 til 250°C. Deretter blir gassene ledet gjennom kjøleren 4 og nedkjølt til 160 til 130°C. Som kjølemedium 5 kan det likeledes anvendes gasser som går ut gjennom ledningen 6 til kjøleren 4. Den utkondenserte nitrosylsvovelsyren blir ført ut gjennom ledningen 7. De frigjorte gassene fra nitrosylsvovelsyren fåes deretter i absorpsjonstårnet 9, i hvilket omsetningen av SO3 til svovelsyre finner sted, som deretter føres ut av absorpsjonstårnet 9 (ikke vist). Gassene forlater absorpsjonstårnet 9 som rene gasser gjennom ledningen 8.

I fig. 2 er det vist en variant av fremgangsmåten for fremstilling av svovelsyre fra gasser som inneholder SO3 og gassformig nitrosylsvovelsyre. Den SC^-holdige gassen 1 blir

først ledet inn i reaktoren 2, i hvilken dannelsen av SO3 finner sted. Samtidig dannes gassformig nitrosylsvovelsyre. Gassene som inneholder SO3 og gassformig nitrosylsvovelsyre gjennomgår en forkjøling i en ytterligere varmeveksler 10 og kommer deretter til en ytterligere kjøler 11. Som kjølemedium 12 kan det fordelaktig bli anvendt gasser som forlater den ytterligere kjøleren 11 gjennom ledningen 13. Den gassformige nitrosylsvovelsyren kondenserer i den ytterligere kjøleren 11 og føres ut gjennom ledningen 14. De frigjorte gassene fra nitrogensvovelsyren føres gjennom ledningen 15 i et ytterligere absorpsjonstårn 16, i hvilket det finner sted en omsetning av SO3 til svovelsyre. Gassene som forlater det ytterligere absorpsjonstårnet 16 inneholder enda større mengder av SO2 og blir gjennom ledningen 19 deretter ført i motstrøm en gang til gjennom den ytterligere varmeveksleren 10 og når deretter en gang til reaktoren 2.1 reaktor 2 følger en ny omsetning av SO2 til SO3, hvorved likeledes også gassformig nitrosylsvovelsyre blir dannet. Gassene som inneholder SO3 og gassformig nitrosylsvovelsyre blir deretter ledet gjennom varmeveksleren 3 og får en tilsvarende behandling i den etterkoblede kjøleren 4 og absorpsjonstårnet 9. Den rene gassen som

forlater absorpsjonstårnet 9 inneholder bare små mengder av SO2 og blir ført ut av systemet gjennom ledningen 8.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av svovelsyre fra gasser, som inneholder SO3 og gassformig nitrosylsvovelsyre, ved sammenblanding med høykonsentrert svovelsyre, karakterisert ved at gassene før sammenblanding med høykonsentrert svovelsyre blir ledet gjennom minst en kjøler (4,11) og blir avkjølt til 160 til 130°C slik at nitrosylsvovelsyren blir kondensert ut fra gassen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at gassene blir avkjølt til 160 til 150°C.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at gassene etter sammenblanding med høykonsentrert svovelsyre blir katalytisk oksydert for anriking av SO3, og deretter ledet en gang til gjennom minst en kjøler (4) og blir avkjølt til 160 til 130°C og deretter blir en gang til blandet sammen med høykonsentrert svovelsyre.