PL114608B1 - Method of manufacture of sulfuric acid,especially for phosphatic fertilizers manufacture - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia kwasu siarkowego, przeznaczonego zwlaszcza do produkcji nawozów fosforowych.We wszystkich znanych sposobach wytwarzania kwasu siarkowego, jako pólprodukt stosuje sie dwutlenek siarki, którego przeróbka na trójtlenek siarki wymaga uzycia katalizatorów, dzialajacych jako nosniki tlenu. W zwiazku z tym, waznym zagadnieniem w produkcji kwasu siarkowego jest dobranie odpowiedniego katalizatora, który bylby jednoczesnie tani, wytrzymaly na dzialanie trucizn kontaktowych oraz zapewnial wysoka wydajnosc procesu i szybkosc techniczna w calym zakresie stosowanych stezen dwutlenku siarki.Oprócz stosowanych w metodzie wiezowej tlen¬ ków azotu, znanymi katalizatorami sa dzialajace w wysokich temperaturach: rozdrobniona platyna, tlenek zelaza, kontakty wanadowe, chromowo- strontowe i inne, stosowane przy wytwarzaniu kwasu siarkowego metoda kontaktowa.Z literatury wiadomo, ze równiez siarczan man- ganawy stosowano jako katalizator utleniania dwu¬ tlenku siarki w srodowisku kwasnym. Jest on efektywny w roztworowym procesie utleniania, jednak jedynie w skali laboratoryjnej, bowiem w warunkach przemyslowych szybkosc procesu jest tak mala, ze wzgledu na trudne do usuniecia inhi¬ bitory, ze zastosowanie siarczanu manganawego Jest nieoplacalne.W celu podwyzszenia szybkosci procesu do war- 10 20 25 30 2 tosci uzasadnionych ekonomicznie proponowano na przyklad dodawanie ozonu do roztworu siar¬ czanu manganawego, przez który przepuszcza sie gazy zawierajace dwutlenek siarki lub oddzialywa¬ nie na roztwór promieniowaniem jonizujacym (opis patentowy RFN nr 2442748). Oba te sposoby sa jednak niebezpieczne dla srodowiska.Znane jest równiez, na przyklad wedlug opisu patentowego nr 107500 zastosowanie zwiazków ze- lazawo-zelazowych jako katalizatora reakcji utle¬ niania dwutlenku siarki w procesie wytwarzania kwasu siarkowego, przeznaczonego zwlaszcza do produkcji nawozów fosforowych. Sposób ten pro¬ wadzi do otrzymania kwasu siarkowego o malych i srednich stezeniach. Polega on na intensywnym przeplywie mieszaniny gazów zawierajacych dwu¬ tlenek siarki, tlen i ewentualnie inne gazy obojetne przez roztwór wodny zawierajacy rozpuszczony katalizator. Poniewaz proces wedlug tego sposobu prowadzi sie w podwyzszonej temperaturze 40— 85°C, jego stosowanie wymaga dostarczania do instalacji energii cieplnej. Stanowi to duza niedo¬ godnosc, szczególnie, w zakladach nie dysponuja¬ cych nadmiarowa para grzejna. Poza tym zasto¬ sowane jako katalizator zwiazki zelazawo-zelazowe musza byc rozpuszczalne w wodzie.Okazalo sie, ze proces wytwarzania kwasu siar¬ kowego, przeznaczonego zwlaszcza do produkcji nawozów fosforowych, polegajacy na intensywnym przeplywie dwutlenku siarki w mieszaninie z tle- 114 608114 603 3 nem i ewentualnie innymi obojetnymi gazami przez roztwór wodny wobec katalizatora, moze byc prowadzony w temperaturze otoczenia, jezeli jako katalizator zastosuje sie zwiazki manganowe, za¬ wierajace niewielkie ilosci zwiazków zelazowych.W sposobie wedlug wynalazku, jako katalizator reakcji utleniania dwutlenku siar'ki stosuje sie zwiazki manganawo-zelazowe w stosunku molo¬ wym Mn+2 : Fe+8, co najmniej jak 1 : 0,1, korzyst¬ nie 1 : 0,01 — 1 : 0,05.Jako zwiazki manganawe i zelazowe wedlug wynalazku stosuje sie zwiazki rozpuszczalne w wodzie i/lub trudno rozpuszczalne w wodzie i/lub rOT9irnrrtgriym kwasie siarkowym.$ Vt i &tzy%aóilf\\ zastosowania katalizatora trudno ijozpuszczalnego w pyodzie i/luD rozcienczonym Jtwasie siarkowym silosuje sie go korzystnie w po- rozpuszczanie zachodzi pod- ca»Hwwe^u^cz%rttfe; przez roztwór gazów reakcyj¬ nych.Proces wedlug wynalazku prowadzi sie w tem¬ peraturze 5—40°C, zarówno w sposób periodyczny,- jak tez ciagly.Dwutlenek siarki moze pochodzic z gazów odlo¬ towych z procesów chemicznych, energetycznych, petrochemicznych i hutniczych w mieszaninie z innymi gazami. Mieszanina ta oprócz dwutlenku siarki i tlenu moze dodatkowo zawierac gazy obo¬ jetne, takie jak JNT2, S03, CO, C02, COS, H^O i in¬ ne.Sposób wedlug wynalazku prowadzi do wytwa¬ rzania kwasu siarkowego o róznych stezeniach, w zaleznosci od czasu prowadzenia procesu i ilosci uzytego katalizatora.W zaleznosci od stezenia jest stosowany jako taki lub sluzy do rozcienczania stezonego kwasu siarkowego.Kwas siarkowy wytwarzany sposobem wedlug wynalazku znajduje zwlaszcza zastosowanie w pro¬ dukcji nawozów fosforowych, ze wzgledu na wy¬ stepowanie w nim niewielkich ilosci manganu, be¬ dacego szczególnie pozadanym mikroelementem nawozów.. Cenna zaleta sposobu wytwarzania kwasu siar¬ kowego wedlug wynalazku jest to, ze umozliwia on wykorzystanie gazów o bardzo malych steze¬ niach dwutlenku siarki, których w sposób ekono¬ micznie uzasadniony nie mozna wykorzystac do produkcji kwasu siarkowego innymi metodami. W zwiazku z tym nieprzereagowane gazy opuszcza¬ jace instalacje do otrzymywania kwasu siarkowe¬ go sposobem wedlug wynalazku maja znacznie nizsze stezenie dwutlenku siarki, niz gazy opusz¬ czajace na przyklad wieze absorpcyjne systemów kontaktowych w produkcji stezonego kwasu siar¬ kowego, co ma istotne znaczenie dla ochrony sro¬ dowiska.Sposób wedlug wynalazku jest blizej wyjasnio- 5 ny w nastepujacych przykladach, które jednakze nie ograniczaja jego zakresu.Przyklad I. Przygotowana zawiesine wo¬ dorotlenku zelazowego w ilosci odpowiadajacej zawartosci 0,10 g Fe8+ w 1 1 roztworu siarczanu io manganawego o stezeniu Mn2+ 1,27 g/l, podaje sie do zbiornika o pojemnosci 3 m8. Zawartosc miesza sie przy uzyciu powietrza zawierajacego 5 g S02/Nm8, dopóki zawiesina nie ulegnie zupelnemu rozpuszczeniu. Otrzymany roztwór kieruje sie do 15 zbiornika, w którym w kontakcie z gazami odlo¬ towymi z fabryki kwasu siarkowego zawierajacy¬ mi 11 g S02/Nm* oraz 10% 02 i przeplywajacymi przez ten zbiornik z predkoscia 0,5 m/s, zachodzi dalszy proces wytwarzania kwasu siarkowego. Po 20 2 godzinach przepuszczania gazów w temperaturze otoczenia w zbiorniku uzyskuje sie 5,34% H2S04.Przyklad II. Do 100 ml wody destylowa¬ nej o temperaturze 17°C wprowadza sie 6 g Mn/l w postaci tlenku manganawego oraz tlenek zela~ 25 zowy w ilosci odpowiadajacej Mn/Fe = 15. Przez zawiesine przepuszcza sie nastepnie powietrze za¬ wierajace pare wodna (nasycone), 1% S02 oraz okolo 0,1% H2S z predkoscia 0,02 m/s. Po 4,5 go¬ dzinach uzyskuje sie 100 ml klarownego roztworu 30 zawierajacego 30% H2SO4.Przyklad III. 8 g produktu technicznego o nazwie „nawóz paszowy" (producent: Fabryka Su- pertomasyny BONARKA) zawierajacego 31,74% Mn i 0,8(1% Fe jako siarczany .miesza sie z 250 ml wo¬ dy, a nastepnie przez roztwór o temperaturze 20°C przepuszcza wilgotne gazy zawierajace 0;5% S02 i okolo 20% 02 z .predkoscia 0,03 m/s w ciagu 6,5 godzin. Otrzymuje sie 16% H2S(04. 35 40 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania kwasu siarkowego 45 zwlaszcza do produkcji nawozów fosforowych na drodze intensywnego przeplywu dwutlenku siarki w mieszaninie z tlenem i ewentualnie innymi obo¬ jetnymi gazami przez roztwór wodny wobec ka¬ talizatora, znamienny tym, ze jako katalizator so stosuje sie zwiazki manganawo-zelazowe w sto¬ sunku molowym Mri+2 : Fe+« co najmniej 1 : 0,1, korzystnie 1 : 0,01 — 1 : 0,05. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze katalizator stosuje sie w postaci zawiesiny.PZGraf. Koszalin D-310 95 egz. A-4 Cena 45 zl PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania kwasu siarkowego 45 zwlaszcza do produkcji nawozów fosforowych na drodze intensywnego przeplywu dwutlenku siarki w mieszaninie z tlenem i ewentualnie innymi obo¬ jetnymi gazami przez roztwór wodny wobec ka¬ talizatora, znamienny tym, ze jako katalizator so stosuje sie zwiazki manganawo-zelazowe w sto¬ sunku molowym Mri+2 : Fe+« co najmniej 1 : 0,1, korzystnie 1 : 0,01 — 1 : 0,05.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze katalizator stosuje sie w postaci zawiesiny. PZGraf. Koszalin D-310 95 egz. A-4 Cena 45 zl PL