RU2771415C1 - Plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum and a unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum of this plant - Google Patents

Plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum and a unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum of this plant Download PDF

Info

Publication number
RU2771415C1
RU2771415C1 RU2021124317A RU2021124317A RU2771415C1 RU 2771415 C1 RU2771415 C1 RU 2771415C1 RU 2021124317 A RU2021124317 A RU 2021124317A RU 2021124317 A RU2021124317 A RU 2021124317A RU 2771415 C1 RU2771415 C1 RU 2771415C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oleum
unit
sulfuric anhydride
pipeline
evaporating
Prior art date
Application number
RU2021124317A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Александрович Блохин
Сергей Максимович Стёпин
Александр Михайлович Неволин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Реиннольц ЛАБ"
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
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Реиннольц ЛАБ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Реиннольц ЛАБ"
Priority to RU2021124317A priority Critical patent/RU2771415C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2771415C1 publication Critical patent/RU2771415C1/en

Links

Images

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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

FIELD: sulfuric acid production.SUBSTANCE: invention relates to devices for producing sulfuric acid and can be used in the chemical industry. The plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum contains an oleum preheating unit connected in series by a pipeline, a pump and a unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum. The unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum consists of an oleum overheating unit and an overheated oleum expansion unit connected in series by a pipeline. At the same time, the pipeline has a narrowing or contains a throttling device, which makes it possible to increase the oleum pressure in the oleum overheating unit.EFFECT: reducing the risk of failure of the components of the plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum.9 cl, 1 dwg

Description

Группа изобретений относится к устройствам для получения серной кислоты и может быть использована в химической отрасли промышленности.The group of inventions relates to devices for producing sulfuric acid and can be used in the chemical industry.

В качестве прототипа выбрана установка для выпаривания серного ангидрида из олеума, которая состоит из последовательно соединенных трубопроводом блока предварительного нагрева олеума и блока выпаривания серного ангидрида из олеума [US 8580224, дата публикации: 12.11.2013 г., МПК: С01В 17/88].As a prototype, a plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum was chosen, which consists of a oleum preheating unit and a unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum [US 8580224, publication date: 11/12/2013, IPC: C01B 17/88].

Недостатком прототипа является высокий риск выхода из строя компонентов установки для выпаривания серного ангидрида из олеума из-за высокой коррозионной активности разогретого олеума в зоне кипения, которая периодически смещается из блока выпаривания серного ангидрида из олеума в блок предварительного нагрева олеума, вследствие чего испарение серного ангидрида происходит в блоке предварительного нагрева олеума или в трубопроводе соединяющим его с блоком выпаривания серного ангидрида из олеума, а не в блоке выпаривания, что ввиду воздействия горячих паров серного ангидрида приводит к снижению долговечности блока предварительного нагрева олеума и трубопровода, а также снижению надежности установки для выпаривания серного ангидрида в целом, в результате чего требуется разработка решения, которое позволило бы исключить указанный недостаток и обеспечить стабильность кипения олеума именно в блоке выпаривания серного ангидрида из олеума, а не в других частях этого устройства.The disadvantage of the prototype is the high risk of failure of the components of the installation for the evaporation of sulfuric anhydride from oleum due to the high corrosivity of the heated oleum in the boiling zone, which periodically shifts from the sulfuric anhydride evaporation unit from oleum to the oleum preheating unit, as a result of which the evaporation of sulfuric anhydride occurs in the oleum preheating unit or in the pipeline connecting it to the sulfuric anhydride evaporation unit from oleum, and not in the evaporation unit, which, due to the effect of hot sulfuric anhydride vapors, leads to a decrease in the durability of the oleum preheating unit and pipeline, as well as to a decrease in the reliability of the installation for sulfuric anhydride evaporation anhydride as a whole, which requires the development of a solution that would eliminate this drawback and ensure the stability of the boiling of oleum in the unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum, and not in other parts of this device.

Техническая проблема, на решение которой направлена группа изобретений, заключается в необходимости повышения надежности установки для выпаривания серного ангидрида из олеума.The technical problem to be solved by the group of inventions is the need to improve the reliability of the plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum.

Технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в снижении риска выхода из строя компонентов установки для выпаривания серного ангидрида из олеума.The technical result, to which the group of inventions is directed, is to reduce the risk of failure of the components of the plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum.

Сущность первого изобретения из группы изобретений заключается в следующем.The essence of the first invention from the group of inventions is as follows.

Установка для выпаривания серного ангидрида из олеума содержит последовательно соединенные трубопроводом блок предварительного нагрева олеума, насос и блок выпаривания серного ангидрида из олеума. В отличие от прототипа блок выпаривания серного ангидрида из олеума состоит из последовательно соединенных трубопроводом узла перегрева олеума и узла расширения перегретого олеума, при этом трубопровод, соединяющий их, выполнен с возможностью повышения давления олеума в узле перегрева олеума.The plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum contains an oleum preheating unit connected in series by a pipeline, a pump and a unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum. Unlike the prototype, the block for evaporating sulfuric anhydride from oleum consists of an oleum overheating unit and an overheated oleum expansion unit connected in series by a pipeline, while the pipeline connecting them is configured to increase the oleum pressure in the oleum overheating unit.

Сущность второго изобретения из группы изобретений заключается в следующем.The essence of the second invention from the group of inventions is as follows.

Блок выпаривания серного ангидрида из олеума установки для выпаривания серного ангидрида из олеума содержит подключенный к нему трубопроводом насос. В отличие от прототипа блок выпаривания серного ангидрида из олеума установки для выпаривания серного ангидрида из олеума содержит последовательно соединенные трубопроводом узел перегрева олеума и узел расширения перегретого олеума, при этом трубопровод, соединяющий их, содержит дросселирующее устройство, обеспечивающее возможность повышения давления олеума в узле перегрева олеума.The unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum of the plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum contains a pump connected to it by a pipeline. Unlike the prototype, the block for evaporating sulfuric anhydride from oleum of an installation for evaporating sulfuric anhydride from oleum contains an oleum overheating unit and an overheated oleum expansion unit connected in series by a pipeline, while the pipeline connecting them contains a throttling device that provides the possibility of increasing the oleum pressure in the oleum overheating unit .

Блок предварительного нагрева олеума обеспечивает возможность подогрева олеума, поступающего на вход установки. Блок предварительного нагрева олеума может быть представлен емкостью с погружным или наружным нагревательным элементом и входом, и выходом олеума. В наиболее предпочтительном варианте блок предварительного нагрева олеума может быть представлен рекуператором, обеспечивающим возможность передачи тепловой энергии от циркулирующего в установке теплоносителя в виде олеума к свежим его порциям через теплообменник, имеющий входы и выходы для циркулирующего олеума.The oleum pre-heating block provides the possibility of heating the oleum entering the plant inlet. The oleum preheater unit can be a vessel with an immersion or external heating element and an oleum inlet and outlet. In the most preferred embodiment, the oleum pre-heating unit can be represented by a heat exchanger that provides the possibility of transferring thermal energy from the coolant circulating in the plant in the form of oleum to its fresh portions through a heat exchanger having inlets and outlets for circulating oleum.

Блок выпаривания серного ангидрида из олеума обеспечивает возможность перегрева олеума с последующей выпарки из него серного ангидрида. Блок выпаривания серного ангидрида из олеума состоит из последовательно соединенных узла перегрева олеума и узла расширения олеума. Узел перегрева олеума работает под большим давлением, чем узел расширения, за счет чего узел перегрева обеспечивает возможность повышения температуры поступающего из блока предварительного нагрева олеума выше значения его температуры кипения в узле расширения, которая может изменяться в зависимости от содержания в нем серного ангидрида SO3.The block for evaporating sulfuric anhydride from oleum provides the possibility of overheating the oleum with subsequent evaporation of sulfuric anhydride from it. The unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum consists of an oleum overheating unit and an oleum expansion unit connected in series. The oleum superheat unit operates at a higher pressure than the expansion unit, due to which the superheat unit allows the temperature of the oleum coming from the preheater to rise above its boiling point in the expansion unit, which can vary depending on the content of sulfuric anhydride SO 3 in it.

Узел перегрева олеума может быть представлен емкостью с погружным или наружным нагревательным элементом, и входом и выходом олеума. При этом вход олеума может быть подключен к выходу олеума блока предварительного нагрева олеума. В наиболее предпочтительном варианте узел перегрева представлен кожухотрубным теплообменным аппаратом с теплообменными трубками, обеспечивающими циркуляцию и нагрев олеума и подключенными к входу и выходу кожухотрубного теплообменного аппарата. При этом для турбулизации потока олеума, снижения риска его закипания внутри теплообменных трубок и снижения риска выхода их из строя, трубки могут иметь накатку, образующую на их внутренней поверхности кольцевые выступы.The oleum overheating unit can be represented by a container with a submersible or external heating element, and an oleum inlet and outlet. In this case, the oleum input can be connected to the oleum output of the oleum preheater. In the most preferred embodiment, the overheating unit is represented by a shell-and-tube heat exchanger with heat-exchange tubes that circulate and heat the oleum and are connected to the inlet and outlet of the shell-and-tube heat exchanger. At the same time, in order to turbulize the oleum flow, reduce the risk of its boiling inside the heat exchange tubes and reduce the risk of their failure, the tubes can be knurled, forming annular protrusions on their inner surface.

Кольцевые выступы на внутренней поверхности трубок обеспечивают возможность повышения степени турбулизации потока олеума в пристеночном слое за счет циклического изменения давления во всем потоке олеума, движущегося через зоны трубки с кольцевыми выступами и через зоны трубки со впадинами между кольцевыми выступами, благодаря чему снижается риск закипания олеума в пристеночном слое. Высота кольцевых выступов может составлять от 0,01 до 0,08 наружного диаметра трубки, что обеспечивает снижение риска образования застойных зон потока олеума во впадинах между кольцевыми выступами. Выступы высотой менее 0,01 наружного диаметра трубки не оказывают существенного влияния на поток олеума, вследствие чего процесс его течения не отличается от процесса течения в гладкой трубе. Выступы высотой более 0,08 наружного диаметра трубки приводят к значительному росту гидравлического сопротивления и повышают риск закипания олеума внутри трубок.The annular protrusions on the inner surface of the tubes make it possible to increase the degree of turbulence of the oleum flow in the near-wall layer due to a cyclic change in pressure in the entire oleum flow moving through the zones of the tube with annular protrusions and through the zones of the tube with depressions between the annular protrusions, thereby reducing the risk of oleum boiling in wall layer. The height of the annular protrusions can be from 0.01 to 0.08 of the outer diameter of the tube, which reduces the risk of formation of stagnant oleum flow zones in the depressions between the annular protrusions. Protrusions with a height of less than 0.01 of the outer diameter of the tube do not have a significant effect on the oleum flow, as a result of which its flow process does not differ from the flow process in a smooth pipe. Protrusions with a height of more than 0.08 of the outer diameter of the tube lead to a significant increase in hydraulic resistance and increase the risk of oleum boiling inside the tubes.

Шаг кольцевых выступов может составлять от 0,1 до 10 наружных диаметров трубки, за счет чего в широком диапазоне режимов работы может быть обеспечено оптимальное соотношение высоты выступов к ширине впадин, что положительно сказывается на степени турбулизации потока олеума, позволяя дополнительно снизить риск его закипания в пристеночном слое. В случае, если шаг кольцевых выступов будет составлять менее 0,1 или более 10 наружных диаметров трубки, то, ввиду либо слишком малого, либо слишком большого расстояния между кольцевыми выступами по отношению к их высоте, степень турбулизации потока в пристеночном слое будет недостаточной, а характер движения потока будет ламинарным, вследствие чего увеличивается риск закипания олеума и коррозии стенки трубки.The step of the annular protrusions can be from 0.1 to 10 outer diameters of the tube, due to which, in a wide range of operating modes, an optimal ratio of the height of the protrusions to the width of the depressions can be ensured, which has a positive effect on the degree of turbulence of the oleum flow, making it possible to further reduce the risk of its boiling in wall layer. If the pitch of the annular protrusions is less than 0.1 or more than 10 outer diameters of the tube, then, due to either too small or too large a distance between the annular protrusions in relation to their height, the degree of flow turbulence in the near-wall layer will be insufficient, and the nature of the flow movement will be laminar, as a result of which the risk of boiling of the oleum and corrosion of the tube wall increases.

При этом трубки и корпус теплообменного аппарата могут быть выполнены из кислотостойкого металла, либо изнутри покрыты кислотостойким материалом. Для обеспечения перегрева олеума кожухотрубный теплообменный аппарат может содержать вход и выход теплоносителя межтрубного пространства. Теплоносителем межтрубного пространства может быть пар, в том числе водяной пар. При этом для обеспечения возможности поддержания заданной температуры олеума на выходе теплоносителя межтрубного пространства может быть установлен регулирующий клапан. При этом для дополнительного повышения точности регулирования температуры олеума на выходе, снижения риска его закипания внутри теплообменных трубок и снижения риска выхода их из строя, на выходе олеума может быть установлен датчик температуры олеума, а регулирующий клапан может быть снабжен контроллером, к которому подключен датчик температуры олеума на выходе. Вышеупомянутый контроллер может обеспечивать возможность открытия клапана в случае, если необходимо повысить температуру олеума на выходе и закрытия клапана в случае, если необходимо частично затопить межтрубное пространство и снизить температуру олеума на выходе. При этом для дополнительного повышения точности регулирования температуры олеума на выходе кожухотрубный теплообменный аппарат может содержать датчик температуры теплоносителя межтрубного пространства, подключенный к контроллеру регулирующего клапана.In this case, the tubes and the body of the heat exchanger can be made of acid-resistant metal, or coated with an acid-resistant material from the inside. To ensure overheating of the oleum, the shell-and-tube heat exchanger may contain an inlet and an outlet of the annulus coolant. The heat carrier of the annular space can be steam, including water vapor. At the same time, to ensure the possibility of maintaining the specified temperature of the oleum, a control valve can be installed at the outlet of the annulus coolant. At the same time, in order to further increase the accuracy of oleum temperature control at the outlet, reduce the risk of its boiling inside the heat exchange tubes and reduce the risk of their failure, an oleum temperature sensor can be installed at the oleum outlet, and the control valve can be equipped with a controller to which a temperature sensor is connected. oleum at the exit. The aforementioned controller may be able to open the valve in case it is necessary to increase the outlet oleum temperature and close the valve in case it is necessary to partially flood the annulus and reduce the outlet oleum temperature. At the same time, to further increase the accuracy of controlling the temperature of the oleum at the outlet, the shell-and-tube heat exchanger may contain a temperature sensor of the annulus coolant connected to the control valve controller.

Узел расширения перегретого олеума обеспечивает возможность снижения давления перегретого олеума и его закипания с целью отделения от него серного ангидрида. Узел расширения может быть представлен емкостью с входом для олеума и выходом для серного ангидрида SO3. Емкость может быть выполнена из кислотостойкого металла, либо изнутри может быть покрыта или футерована кислотостойким материалом.The superheated oleum expansion unit provides the possibility of reducing the pressure of the superheated oleum and boiling it in order to separate sulfuric anhydride from it. The expansion unit can be represented by a container with an inlet for oleum and an outlet for sulfuric anhydride SO 3 . The container can be made of acid-resistant metal, or it can be coated or lined with acid-resistant material from the inside.

Узлы перегрева и расширения последовательно соединены посредством трубопровода. При этом вышеупомянутый трубопровод выполнен с возможностью повышения давления олеума в узле перегрева олеума. Для этого он имеет сужение и/или содержит дросселирующее устройство, которое может быть представлено дроссельной заслонкой, краном, или клапаном. При этом для снижения риска выхода из строя компонентов установки для выпаривания серного ангидрида SO3 из олеума за счет упрощения ее конструкции дросселирующее устройство может быть представлено дроссельной шайбой.The overheating and expansion units are connected in series through a pipeline. At the same time, the aforementioned pipeline is made with the possibility of increasing the pressure of the oleum in the oleum overheating unit. To do this, it has a constriction and/or contains a throttling device, which can be represented by a throttle valve, cock, or valve. At the same time, in order to reduce the risk of failure of the components of the plant for evaporating sulfuric anhydride SO 3 from oleum by simplifying its design, the throttling device can be represented by a throttling washer.

Дополнительно для снижения риска выхода из строя компонентов установки для выпаривания серного ангидрида SO3. из олеума за счет повышения эффективности контроля производительности установки трубопровод, соединяющий блок предварительного нагрева и узел перегрева олеума, содержит насос, который может быть снабжен контроллером, а на выходе серного ангидрида из узла расширения могут быть установлены датчики температуры и давления, подключенные к контроллеру. Вышеупомянутый контроллер может обеспечивать возможность регулирования мощности насоса в зависимости от температуры и давления серного ангидрида на выходе узла расширения.Additionally, to reduce the risk of failure of the components of the plant for evaporation of sulfuric anhydride SO 3 . from oleum by increasing the efficiency of plant performance control, the pipeline connecting the preheater and the oleum superheat unit contains a pump that can be equipped with a controller, and temperature and pressure sensors connected to the controller can be installed at the outlet of sulfuric anhydride from the expansion unit. The above controller may provide the ability to control the power of the pump depending on the temperature and pressure of sulfuric anhydride at the outlet of the expansion unit.

Группа изобретений может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».A group of inventions can be made from known materials using known means, which indicates its compliance with the patentability criterion "industrial applicability".

Группа изобретений характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что блок выпаривания серной кислоты из олеума состоит из последовательно соединенных трубопроводом узла перегрева олеума и узла расширения перегретого олеума, что позволяет путем регулирования потока теплоносителя регулирующим клапаном и повышения давления олеума в трубопроводе, повысить температуру олеума до точки выше его температуры кипения и за счет резкого снижения его давления в узле расширения перенести зону его закипания из блока предварительного нагрева и трубопровода, соединяющего его с блоком выпаривания серного ангидрида из олеума, непосредственно в предназначенный для этого узел расширения, благодаря чему снизить риск возникновения локальных очагов закипания олеума в пространстве этих элементов и снизить негативное коррозионное влияние на них.The group of inventions is characterized by a set of essential features previously unknown from the prior art, characterized in that the block for evaporating sulfuric acid from oleum consists of an oleum overheating unit and an overheated oleum expansion unit connected in series by a pipeline, which makes it possible by regulating the coolant flow with a control valve and increasing the oleum pressure in the pipeline , raise the temperature of the oleum to a point above its boiling point and, by sharply reducing its pressure in the expansion unit, transfer its boiling zone from the preheating unit and the pipeline connecting it to the unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum directly to the expansion unit intended for this, thanks to how to reduce the risk of local foci of oleum boiling in the space of these elements and reduce the negative corrosive effect on them.

Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска выхода из строя компонентов установки для выпаривания серного ангидрида из олеума, тем самым повышается ее надежность.This ensures the achievement of the technical result, which consists in reducing the risk of failure of the components of the plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum, thereby increasing its reliability.

Группа изобретений обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».The group of inventions has a set of essential features previously unknown from the prior art, which indicates its compliance with the "novelty" patentability criterion.

Из уровня техники не известна установка для выпаривания серного ангидрида из олеума, имеющая представленную компоновку узлов в блоке выпаривания серного ангидрида из олеума. Ввиду этого группа изобретений соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».From the prior art is not known installation for the evaporation of sulfuric anhydride from oleum, having the presented layout of nodes in the block of evaporation of sulfuric anhydride from oleum. In view of this, a group of inventions meets the criterion of patentability "inventive step".

Изобретения из группы изобретений связаны между собой и образуют единый изобретательский замысел, который заключается в том, что блок выпаривания серного ангидрида из олеума является частью установки для выпаривания серного ангидрида из олеума, что свидетельствует о соответствии группы изобретений критерию патентоспособности «единство изобретения».The inventions from the group of inventions are interconnected and form a single inventive concept, which consists in the fact that the block for evaporating sulfuric anhydride from oleum is part of the installation for evaporating sulfuric anhydride from oleum, which indicates that the group of inventions complies with the patentability criterion "unity of invention".

Изобретение поясняется следующими фигурами.The invention is illustrated by the following figures.

Фиг. 1 - Схема установки для выпаривания серного ангидрида из олеума.Fig. 1 - Scheme of the installation for the evaporation of sulfuric anhydride from oleum.

Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути группы изобретений ниже представлен вариант его осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая группа изобретений ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом, а все параметры температуры и давления могут быть изменены в зависимости от компонентного состава олеума и концентрации в нем серного ангидрида.To illustrate the possibility of implementation and a more complete understanding of the essence of the group of inventions, an embodiment of its implementation is presented below, which can be modified or supplemented in any way, while the present group of inventions is by no means limited to the presented option, and all temperature and pressure parameters can be changed according to depending on the component composition of oleum and the concentration of sulfuric anhydride in it.

Установка для выпаривания серного ангидрида из олеума состоит из блока предварительного нагрева олеума, представленного рекуператором 1 и блока выпаривания, представленного подогревателем 2 в виде теплообменного аппарата, содержащего теплообменные трубки (не показаны на фигурах) с углублениями и выступами на внутренней поверхности, электрический клапан 3 регулирования уровня конденсата и датчик температуры 4, и расширительным баком 5. Рекуператор 1 и подогреватель 2 соединены трубопроводом 6, а подогреватель 2 и расширительный бак 5 соединены трубопроводом 7. Трубопровод 6 содержит циркуляционный насос 8, а трубопровод 7 содержит последовательно установленные датчик 9 температуры и дроссельную шайбу 10. Расширительный бак 5 соединен трубопроводом 11 с рекуператором 1 и трубопроводом 6 с подогревателем 2, а на выходе расширительного бака 5 установлены датчики 12 и 13 температуры и давления полученного серного ангидрида, которые подключены к циркуляционному насосу 8, а датчики температуры 4 и 9 подключены к электрическому клапану 3.The installation for the evaporation of sulfuric anhydride from oleum consists of an oleum preheating unit, represented by a recuperator 1 and an evaporation unit, represented by a heater 2 in the form of a heat exchanger containing heat exchange tubes (not shown in the figures) with recesses and protrusions on the inner surface, an electric control valve 3 condensate level and temperature sensor 4, and expansion tank 5. Heat exchanger 1 and heater 2 are connected by pipeline 6, and heater 2 and expansion tank 5 are connected by pipeline 7. Pipeline 6 contains a circulation pump 8, and pipeline 7 contains a temperature sensor 9 and a throttle installed in series. washer 10. Expansion tank 5 is connected by pipeline 11 to recuperator 1 and pipeline 6 to heater 2, and at the outlet of expansion tank 5 sensors 12 and 13 of temperature and pressure of the obtained sulfuric anhydride are installed, which are connected to circulation pump 8, and temperature sensors s 4 and 9 are connected to the electric valve 3.

Изобретение работает следующим образом.The invention works as follows.

Олеум подается на вход рекуператора 1 и подогревается в нем до температуры 100°С за счет части отведенного по трубопроводу 11 олеума из расширительного бака 5. Подогретый олеум направляется по трубопроводу 6 в точку смешивания, в которой происходит объединение потока свежего олеума и олеума, циркулирующего по трубопроводу 11. Смешанный поток олеума с температурой 104,7°С циркуляционным насосом 8 под давлением 0,53 МПа подается в подогреватель 2, в частности во внутреннее пространство теплообменных трубок, где происходит нагрев и турбулизация потока олеума в пристеночном слое за счет кольцевых выступов и углублений трубок. При этом за счет изменения уровня конденсата греющего пара в межтрубном пространстве теплообменного аппарата с помощью клапана 4 регулирования уровня конденсата осуществляется изменение температуры олеума за подогревателем 2. При снижении температуры олеума, зарегистрированной датчиком 9, электрический клапан 3 открывается, а при увеличении температуры олеума клапан 3 закрывается и межтрубное пространство теплообменного аппарата заполняется конденсатом пара, за счет чего нагрев олеума происходит менее интенсивно. Подогретый до температуры 112,3°С олеум пропускается через дроссельную шайбу 10, что обеспечивает снижение давления олеума до 0,28 МПа, вследствие чего происходит его вскипание в расширительном баке 5 и разделение серного ангидрида SO3 и олеума. Производительность установки обеспечивается степенью перегрева олеума и скоростью циркуляции за счет управляющих сигналов, получаемых от датчиков 12 и 13 контроллером циркуляционного насоса 8. При этом за счет переноса зоны кипения олеума в расширительный бак 5 снижается его негативное коррозионное влияние на компоненты установки, в том числе на теплообменные трубки теплообменного аппарата и элементы трубопровода установки.The oleum is supplied to the inlet of the recuperator 1 and heated in it to a temperature of 100°C due to part of the oleum withdrawn through the pipeline 11 from the expansion tank 5. The heated oleum is sent through the pipeline 6 to the mixing point, where the flow of fresh oleum and oleum circulating through the pipeline 11. A mixed flow of oleum with a temperature of 104.7 ° C is supplied by a circulation pump 8 under a pressure of 0.53 MPa to the heater 2, in particular, into the interior of the heat exchange tubes, where the heating and turbulence of the oleum flow in the near-wall layer occurs due to the annular protrusions and tube recesses. At the same time, due to a change in the level of condensate of the heating steam in the annulus of the heat exchanger, the oleum temperature behind the heater 2 is changed using valve 4 for regulating the level of condensate. When the temperature of the oleum recorded by sensor 9 decreases, the electric valve 3 opens, and when the temperature of the oleum increases, valve 3 closes and the annular space of the heat exchanger is filled with steam condensate, due to which the oleum is heated less intensively. Heated to a temperature of 112.3°C, the oleum is passed through the throttle washer 10, which reduces the pressure of the oleum to 0.28 MPa, as a result of which it boils in the expansion tank 5 and separates sulfuric anhydride SO 3 and oleum. The performance of the plant is ensured by the degree of oleum overheating and the circulation rate due to control signals received from sensors 12 and 13 by the controller of the circulation pump 8. heat exchanger tubes of the heat exchanger and elements of the installation pipeline.

Таким образом обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска выхода из строя компонентов установки для выпаривания серного ангидрида из олеума, тем самым повышается ее надежность.Thus, the technical result is achieved, which consists in reducing the risk of failure of the components of the plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum, thereby increasing its reliability.

Claims (9)

1. Установка для выпаривания серного ангидрида из олеума, содержащая последовательно соединенные трубопроводом блок предварительного нагрева олеума, насос и блок выпаривания серного ангидрида из олеума, отличающаяся тем, что блок выпаривания серного ангидрида из олеума состоит из последовательно соединенных трубопроводом узла перегрева олеума и узла расширения перегретого олеума, при этом трубопровод, соединяющий их, выполнен с возможностью повышения давления олеума в узле перегрева олеума, для чего он имеет сужение или содержит дросселирующее устройство.1. A plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum, containing an oleum preheating unit connected in series by a pipeline, a pump and a unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum, characterized in that the sulfuric anhydride evaporation unit from oleum consists of an oleum overheating unit and an overheated expansion unit connected in series by a pipeline. oleum, while the pipeline connecting them is made with the possibility of increasing the pressure of the oleum in the oleum overheating unit, for which it has a narrowing or contains a throttling device. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что блок предварительного нагрева олеума представлен рекуператором, обеспечивающим возможность передачи тепловой энергии от циркулирующего в установке теплоносителя в виде олеума к свежим его порциям через теплообменник, имеющий входы и выходы для циркулирующего олеума.2. The installation according to claim 1, characterized in that the oleum preheating unit is represented by a heat exchanger that provides the possibility of transferring thermal energy from the coolant circulating in the installation in the form of oleum to its fresh portions through a heat exchanger having inlets and outlets for circulating oleum. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что насос содержит контроллер, а на выходе серного ангидрида узла расширения установлены датчики температуры и давления, подключенные к контроллеру.3. Installation according to claim 1, characterized in that the pump contains a controller, and temperature and pressure sensors connected to the controller are installed at the outlet of sulfuric anhydride of the expansion unit. 4. Блок выпаривания серного ангидрида из олеума установки для выпаривания серного ангидрида из олеума, содержащий подключенный трубопроводом к его входу олеума насос, отличающийся тем, что содержит последовательно соединенные трубопроводом узел перегрева олеума и узел расширения перегретого олеума, при этом трубопровод, соединяющий их, содержит дросселирующее устройство, обеспечивающее возможность повышения давления олеума в узле перегрева олеума.4. The unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum of an installation for evaporating sulfuric anhydride from oleum, containing a pump connected by a pipeline to its oleum inlet, characterized in that it contains an oleum overheating unit and an overheated oleum expansion unit connected in series by a pipeline, while the pipeline connecting them contains a throttling device that provides the possibility of increasing the oleum pressure in the oleum overheating unit. 5. Блок по п. 4, отличающийся тем, что дросселирующее устройство, обеспечивающее возможность повышения давления олеума в узле перегрева олеума, представлено дроссельной шайбой.5. The block according to claim 4, characterized in that the throttling device, which provides the possibility of increasing the pressure of the oleum in the oleum overheating unit, is represented by a throttle. 6. Блок по п. 4, отличающийся тем, что узел перегрева олеума представлен кожухотрубным теплообменным аппаратом с теплообменными трубками, обеспечивающими циркуляцию и перегрев олеума и подключенными к входу и выходу кожухотрубного теплообменного аппарата.6. Block according to claim 4, characterized in that the oleum overheating unit is represented by a shell-and-tube heat exchanger with heat-exchange tubes that provide circulation and overheating of the oleum and are connected to the inlet and outlet of the shell-and-tube heat exchanger. 7. Блок по п. 6, отличающийся тем, что трубки имеют накатку, образующую на их внутренней поверхности кольцевые выступы.7. The block according to claim 6, characterized in that the tubes have a knurling that forms annular protrusions on their inner surface. 8. Блок по п. 7, отличающийся тем, что высота кольцевых выступов составляет от 0,01 до 0,08 наружного диаметра трубки.8. The block according to claim 7, characterized in that the height of the annular protrusions is from 0.01 to 0.08 of the outer diameter of the tube. 9. Блок по п. 7, отличающийся тем, что шаг кольцевых выступов составляет от 0,1 до 10 наружных диаметров трубки.9. Block according to claim 7, characterized in that the step of the annular protrusions is from 0.1 to 10 outer diameters of the tube.
RU2021124317A 2021-08-17 2021-08-17 Plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum and a unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum of this plant RU2771415C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021124317A RU2771415C1 (en) 2021-08-17 2021-08-17 Plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum and a unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum of this plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021124317A RU2771415C1 (en) 2021-08-17 2021-08-17 Plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum and a unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum of this plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2771415C1 true RU2771415C1 (en) 2022-05-04

Family

ID=81459008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021124317A RU2771415C1 (en) 2021-08-17 2021-08-17 Plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum and a unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum of this plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2771415C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU51601A1 (en) * 1936-04-29 1936-11-30 Э.К. Зепберлих Installation for high-grade oleum
SU1433892A1 (en) * 1986-05-06 1988-10-30 Березниковский химический завод Method of producing high-concentration oleum
CN2863760Y (en) * 2005-09-27 2007-01-31 上海宁松热能环境工程有限公司 Apparatus for preparation liquid sulfur trioxide from oleum
US8580224B2 (en) * 2010-11-22 2013-11-12 Teijin Aramid B.V. Method for increasing the sulfuric acid concentration of a sulfuric acid solution

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU51601A1 (en) * 1936-04-29 1936-11-30 Э.К. Зепберлих Installation for high-grade oleum
SU1433892A1 (en) * 1986-05-06 1988-10-30 Березниковский химический завод Method of producing high-concentration oleum
CN2863760Y (en) * 2005-09-27 2007-01-31 上海宁松热能环境工程有限公司 Apparatus for preparation liquid sulfur trioxide from oleum
US8580224B2 (en) * 2010-11-22 2013-11-12 Teijin Aramid B.V. Method for increasing the sulfuric acid concentration of a sulfuric acid solution

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112013005291A2 (en) PROCESS FOR THE PROCESS WATER STEAM GENERATION AND BOILER FEED WATER STEAM IN A HEATED REFORM REACTOR FOR THE PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS AND APPARATUS FOR THE PROCESS WATER STEAM GENERATION AND WATER STEAM BOILER FEEDER IN A HEATED REFORM REACTOR FOR SYNTHESIS GAS PRODUCTION
US9718717B2 (en) Optimised hydrothermal carbonisation method and facility for implementing same
RU2771415C1 (en) Plant for evaporating sulfuric anhydride from oleum and a unit for evaporating sulfuric anhydride from oleum of this plant
RU209511U1 (en) Oleum superheating unit of sulfuric anhydride evaporation unit from oleum of plant for sulfuric anhydride evaporation from oleum
HRP20010152A2 (en) Absorption refrigeration machine
WO2010133010A1 (en) Conversely heating method with discontinuous temperature area and at atmospheric pressure and device thereof
Rakhimov et al. Increasing the efficiency of heat exchange by changing the construction of a shell-and-tube heat exchanger
CN105509083A (en) Flue gas waste heat recovery system for gas thermal equipment
CN100572920C (en) Flue gas heater by evaporative cooling
CN109297312A (en) A kind of separated phase transition smoke heat exchanging system
CN102345997B (en) Dew point corrosion resistant method for flue gas heat exchanger
CN206130943U (en) Clean steam generator
CN211811343U (en) Process device for preventing storage tank material from crystallizing by utilizing thermosiphon principle
CN207365092U (en) A kind of preheater in the technology based on MVR
CN205979693U (en) Low temperature steam generator
JPH0317443A (en) Heat exchanger
JP2002372311A (en) Latent heat recovery type heat exchanger
CN212390884U (en) Regulation type phase transition heat medium heat transfer device
CN100357659C (en) Coupled and heat-exchange heat supply with wide-range output
JPS6324382Y2 (en)
CN210070689U (en) Composite phase change heat exchanger
RU2327096C1 (en) Universal heater
JP2002340301A (en) Once-through type waste heat boiler
CN202452865U (en) Distributed control and phase change type heat exchange system based on classification heat exchange
RU2278333C2 (en) Steam-water boiler