SE464299B - Foerfarande foer avfaergning av svavelsyra framstaelld enligt kontaktmetoden - Google Patents

Description

464 299 10 15 20 25 30 35 för avfärgning inte är tillräckligt effektiv, med resultat att svavelsyra med allt- för kraftig mörkfärgning tidvis kan komma att produceras trots överdosering av väteperoxid. Tillförsel av väteperoxid i överskott medför även att det kommer att finnas rester av peroxid kvar i syran vilket även detta gör syran oacceptabel för vissa förbrukare. Detta gör marknadssituationen besvärlig, då avsättnings- möjligheterna för mörkfärgad syra är mycket begränsad och intäktsbortfallet blir stort. I princip accepteras mörkfärgad syra endast för konstgödseltillverk- ning. Höjning av produktionssyratemperaturen för att påskynda reaktionen har visat sig ge problem med korrosion av materialet i pumpar och ledningar, varför syran måste renas även från korrosionsprodukter.

Det japanska företaget Mitsubishi har föreslagit ett sätt att förbättra och effek- tivisera avfärgningen med väteperoxid. Avfärgningen av den färdiga syran sker i en anläggning bestående av tre seriekopplade tankar som är teflonklädda.

Dimensioneringen ger syran en uppehållstid av ca 30 min ivarje tank. Den färga- de syran värmes först genom ånga till ca 10S°C och pumpas till botten på den första tanken efter att ha blandats med väteperoxid som ca 35-procentig lösning.

Efter passage genom tankarna kyles syran i en kylare till lämplig temperatur före tillförseln till lagringstankarna. Även om Mitsubishis metod torde vara effektiv för avfärgningen är den i de fles- ta fall inte attraktiv för praktiskt bruk. Det ställer sig komplicerat och dyrbart att installera extra tankar för avfärgningsbehandlingen samt nödvändiga värme- växlare och kylare före och efter avfärgningsenheterna.

Det finns således ett behov av en effektiv avfärgningsmetod anpassad till befint- liga kontaktsvavelsyraanläggningar, som kan genomföras utan några väsentliga investeringskostnader och extra driftskostnader och som inte medför några ökade miljö- eller arbetsplatsrisker eller någon kontaminering av framställd svavelsyra.

Det har nu överraskande visat sig möjligt att anvisa ett förfarande för avfärgning av producerad svavelsyra som uppfyller de önskemål och krav som kan ställas och som här tidigare diskuterats. Förfarandet enligt föreliggande uppfinning kännetecknas av de steg som framgår av patentkraven. 10 15 20 25 30 35 464 299 Enligt det nya förfarandet tillsättes således väteperoxid till den i slutabsorp- tionskretsen cirkulerande svavelsyran under det att syran hålles vid en tempera- tur av över ca 80°C. Koncentrationen för svavelsyran i absorptionskretsarna är väsentlig för absorptionen och hålles alltid inom ytterst snäva gränser, och bör vara över 98,3°/o, vanligen nära 99%.

Temperaturen i absorptionskretsen hålles vid avfärgningen företrädesvis inom intervallet 80-lO0°C.

Genom tillsats i absorptionskretsen erhålles fördelen med ökad uppehållstid för HZOZ.

Det har även visat sig fördelaktigt att tillföra väteperoxiden i finfördelat till- stånd, exempelvis genom doseringsrör av dysmodell.

Väteperoxidtillsatsen regleras med fördel automatiskt med avseende på den pro- ducerade syran. Det är således möjligt att kontinuerligt uppfölja avfärgnings- effekten och därigenom bestämma tillsatsmängden peroxid. Det har även visat sig fördelaktigt att intensivt omröra syran i samband med peroxidtillsatsen.

Väteperoxiden kan tillsättas tillsammans med övriga ingående flöden till slut- absorptionssteget, exempelvis svavelsyra från andra steg i processen. Peroxiden kan också tillsättes ingående i andra kemikalier, ur vilka peroxid frigöres vid kontakt med svavelsyra, exempelvis som monopersvavelsyra, även om dettai de flesta fall är mindre effektivt än tillsats av peroxiden självt.

För att uppnå en tillfredsställande färgreduktion hos syran samtidigt som man säkerställer att restperoxid inte finns i spårbara mängder krävs vanligen en dose- ring av 0,5 - 0,6 kg HZOZ/ton svavelsyra (HZOZ här räknat som 100% HZOZ).

Den nödvändiga HZOZ-mängden är bl a beroende på syrans svärtningsgrad.

Uppfinningen skall nu närmare beskrivas, delvis i form av utföringsexempel.

Mörkfärgning av svavelsyra kan mätas på olika sätt, men en standardmetod är den s k APHA-metoden, varvid resultaten kallas "färgtal" och anges i APHA eller mg Pt/l. t. on n 464 299 10 15 20 25 30 35 Bxemgl 1 Vid en svavelsyrafabrik, där avfärgning genomfördes med väteperoxid, som till- sattes i ett pumpförlag mellan slutabsorptionssteget och syralagertankarna, erhölls alltmer förhöjda färgtal trots ökning av den normala doseringen av väte- peroxid. För att söka åstadkomma en förbättring av färgtalet ändrades driftsför- hållandena för de rostningsprocesser varifrån svaveldioxidgasen härrörde. Bland annat ändrades såväl kvantiteter som kvaliteter för de olika rostningsmaterial som behandlades. Inga av de vidtagna åtgärderna förbättrade dock syrafärgtalet.

Genom att flytta tillsatsen av väteperoxid från pumpförlaget, där koncentration av H2SO4 var 94-9796 och temperaturen 60-70°C, till syraförlaget i slutabsorp- tionskretsen, där svavelsyrakoncentrationen är 98,596 och temperaturen 70-80°C, erhölls omedelbart en väsentlig förbättring av syrakvaliteten genom att färgtalet sjönk från i genomsnitt 1140 mg Pt/1 (med vissa toppar upp till ca 4000 mg Pt/l) ned till 400 mg Pt/l. För att ytterligare förbättra kontakten väteperoxid-svavel- syra insattes ett särskilt doseringsrör av teflon i dysmodell. Färgtalet sjönk där- vid ytterligare till intervallet 50-200 mg Pt/l och detta upprätthölls under tre produktlonsmånader. Därefter höjdes slutabsorptionssyrans temperaturområde från 70-80°C till 80-lO0°C, varvid färgtalet sjönk ytterligare för att ligga inom intervallet 15-50 mg Pt/l. En syra med ett färgtal på 50 API-IA uppfattas av ögat som färglös.

Exemæl 2 Absorptionssvavelsyra med 98,996 H2SO4 och ett färgtal = 1250 API-IA behandla- des med 50% väteperoxidlösning vid olika temperaturer, reaktionstider och dose- ringar för att utröna kinetiken vid väteperoxidavfärgningen. Målet var en till- fredsställande färgreduktion samt en resthalt HZOZN 0. Några typiska resultat från försöken visas i tabellerna 1 och 2 nedan, i vilka 11202 räknas som 100% HZOZ. 'rabeu 1 Färgen och fescnairer H20; vid dosering 0,6 kg H20; per mn Hzso., vid l00°C Tid Med omröring Utan omröring min APHA HZOZ g/ l ÅPHÅ HZOZ g/ l 5 50 0, 25 100 0,3 20 40 0, 02 50 O, 05 40 40 0, 01 40 0, 02 60 40 0 ' 40 0 10 15 20 25 30 35 464 299 Tabell 2 Färgtal och resthalter H2O2 vid varierande temperatur och H2O2- -tillsats Temp Tid H2O2 Rest H2O2 Färgtal °C min kg/ton g/ 1 APHA 80 5 0,3 650 20 " 435 40 " 260 60 " 0,03 200 80 5 0,6 650 20 " 360 40 " 260 60 " 0,3 125 80 5 0,9 580 20 " 290 40 " 260 60 “ 0,5 100 90 5 0,6 0,6 275 20 " 0,3 100 40 " 0,1 75 60 " 0,01 50 100 5 0,4 0,2 175 20 " 0,03 75 40 " 0 75 60 " 0 75 100 - 5 0,6 0,25 50 20 " 0,12 40 40 " 0,01 40 60 " 0 40 Exemæl 3 Försök enligt Exempel 2 men med tillsats av H2O2 doserat i form av monoper- svavelsyra (1 vikt% I-1202, 27 vikt% H2SO5) visade att färgreduktionen var sämre än vid motsvarande försök med väteperoxid. Vid en dosering av 0,6 kg H2O2 i form av H2SO5 erhölls färgtalet 320 efter 60 min. Motsvarande färgtal vid ren väteperoxidlösning var 125.

Claims (6)

464 299 10 15 20 6 PATENTKRÅV
1. l. Förfarande för avfärgning av svavelsyra framställd enligt kontaktmetoden innefattande en eller flera absorptionskretsar, varvid för avfärgningen tillsättes väteperoxid till den producerade svavelsyran, k ä n n e t e c k n a t av att väte- peroxiden tillsättes svavelsyran i slutabsorptionskretsen och att temperaturen i kretsen samtidigt hålles över ca 80°C.
2. 2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att temperaturen hålles inom intervallet 80-l0O°C.
3. 3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att väteperoxi- den tillsättes svavelsyran i finfördelat tillstånd.
4. 4. Förfarande enligt kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t av att väteperoxid- tillsatsen regleras automatiskt med avseende på den producerade syran.
5. 5. Förfarande enligt kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a t av att svavelsyran omröres intensivt i samband med tillsatsen.
6. 6. Förfarande enligt kraven l-5, k ä n n e t e c k n a t av att väteperoxiden tillsättes tillsammans med övriga ingående flöden till slutabsorptionssteget.