SU1005654A3 - Способ получени серного ангидрида - Google Patents

Description

(Б) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОГО АНГИДРИДА

1

Изобретение относитс  к способам получени  серного ангидрида, используемого дл  производства серной кислоты.

Серный ангидрид обычно получают окислением двуокиси серы в присутствии катализатора, в качестве которого , в основном, используют п тиокись ванади .

Известен способ получени  серного ангидрида, включающий сжигание исходного серосодержащего сырь  при 600-1200 С и давлении до 50 атм с последующим окислением полученной двуокиси серы на катализаторе 1.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ; получени  серного ангидрида по циклической схеме , заключающийс  в том , что серосодержащее сырье сжигают в кислороде при 500-1500 С и давлении 3, кг/см. Полученный при этом газ далее конвертируют в присутствии катализатора в серный ангидрид,

который выдел ют из конвертированного газа конденсацией, а оставшийс  газ возвращают на стадию сжи гани  серосодержащего сырь . В ка5 честве последнего используют серу, пирит, сероводород, отработанную кислоту и т.д. i2j.

Недостатком известных способов  вл етс  необходимость осуществлено ни  процесса окислени  SO; в присутствии катализатора, что в значительной мере усложн ет процесс.

Цель изобретени  - упрощение проfj цесса за счет исключени  применени  катализатора.

Claims (1)

1. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  серного ангидрида сжигание исходного 20 серосодержащего сырь  осуществл ют под давлением Э кг/см, а сконденсированный из .продуктов обжига серный ангидрид подвергают дистилл ции и выделившиес  при этом сернистый ангидрид и кислород вместе с газами после конденсации серного ангидрида возвращают на стадию сжигани . Осуществление процесса при указанном давлении позвол ет окислить SOj. S0,| непосредственно на стадии сжигани  и тем самым, исключить стадию каталитического окислени  §0д в 50. По предложенному способу предпочтительно используют серу в качестве исходного материала. Эта сера обычно содержит некоторые примеси, в основном пор дка 0,5 вес. органических веществ. Однако этот способ может осуществл тьс  с использованием другого серосодержащего сырь , например использованной серной кислоты , сульфата аммони , , SO или смесей этих материалов. Отработанна  серна  кислота - это серна  кислота , котора  использовалась в промышленном процессе, она часто содержит органические вещества. Когда в качестве исходного материала используетс  элементарна  сера или SO, полученный продукт представл ет собой почти полностью 50. Когда используемый источник серы содержит водород в каком-либо виде , как, например, в отработанной серной кислоте, сульфат аммони  или , при использовании способа побоч но будет получатьс  серна  кислота. В некоторых случа х нежелательно использовать в качестве источника се ры смесь, например смесь 50, и H,j,S или элементарной серы и отработанной серной кислоты. Когда смесь элементарной серы и отработанной кислоты подаетс  в устройство дл  сжигани  желательно, чтобы количество отрабо танной кислоты (как эквивалент серы не превышало 15 вес. общей серы, подаваемой в реактор. Если така  смесь подаетс  в реактор, где приме н етс  косвенный или пр мой и косве ный нагрев, количество отработанной кислоты может превысить 15. N-3,5 или 50, которые используютс  S способе, об зательно обрабатывают с  дл  удалени  примесей , которые создают проблемы при разделении, на пример соли металлов должны быть уд лены. В качестве другого исходного материала согласно предложенному спо собу используют кислород. Этот кисл род может быть обычного качества, т может содержать небольшие количеств нертных веществ, например азот. Обее количество всего кислорода (как сходного сырь  и рециркулирующего атериала) должно превышать то коичество , которое необходимо дл  окисени  всей серы до 50. На чертеже представлена технологическа  схема предложенного способа. В реактор 1 по трубопроводу 2 поступает поток рециркулирующего газа, содержащего двуокись серы, верхний погон из сепаратора 3 и ректификационной колонны - дистилл тора , кислород и небольшие количества азота , окисей азота и серного ангидрида . Поток рециркулирующего материала, в основном,служит дл  поддержани  необходимой температуры в реакторе. Таким образом, количество двуокиси серы в рециркулирующем материале зависит от необходимых условий в реакторе и композиции продукта. Сера,подаваема  в реактор,находитс  при температуре выше ее точки плавлени . Любв  отработанна  кислота , в основном, находитс  прикомнатной температуре. Реактор 1  вл етс  устройством дл  сжигани ;которое может выдерживать высокие температуры и давлени  и выполнено,например, в виде корпуса с керамической футеровкой. Такое выполнение устройства  вл етс  предпочтительным ,однако в некоторых случа х желательно примен ть в реакторе косвенный нагрев. Внутри реактора сера , рециркулирующий поток и кислород реагируют при 500-1500°С и давлении 9 кг/см , в предпочтительном варианте, когда источником серы  вл етс  элементарна  сера, при 1000-1200С, лучше всего 1100 С. При этих услови х приблизительно 25-35, лучше всего приблизительно 30 Jвсей серы превращаетс  в реакторе в SO. Когда в качестве источника серы используетс  смесь элементарной серы и отработанной серной кислоты, предпочтительными температурами  вл ютс  1000-1200 с. . Продукты сжигани  из реактора 1 по трубопроводу 5 подают в конденсатор 6, где температура газов снижаетс  до, 50-100 с. Этот интервал температур необходим дл  обеспечени  лучшего выделени  SO-j на последующих ступен х, а также дл  обеспечени  высокой степени регенерации энергии, поскольку , если необходимо, поток сначала подаетс  в котел-утилизатор, чтобы восстановить часть тепла в потоке в виде параi Однако в некоторых случа х желательно использоёать холодильное охлаждение и примен ть тем пературы ниже 50 С. В предпочтительных вариантах продукт из реактора подаетс  в котлы-утилизаторы , чтобы восстановить сверхнагретый поток высокого давлени . В других вариантах этот продукт может подаватьс  в турбину, чтобы восстановить часть энергии, а затем в котлы-утилизаторы . Охлажденный поток газа затем подаетс  в сепаратор 3, где больша  часть непрореагировавшегр кислорода, азота, окисей азота, СО и часть 50 рециркулируетс  в устройство дл  сжигани . Часть этого потока может под- М вергатьс  очистке дл  удалени  инертных газов, которые в противном случае будут накапливатьс  в системе. Поток очистки может обрабатыватьс  различными известными способами, на- 25 пример в ректификационной колонне, конденсаторе или водой с перекисью водорода или каустической содой , что бы восстановй ть большее количество присутствующих . При желании осадки из ректификационной колонны могут рециркулироватьс  в реактор. Выделенна  в сепараторе 3 жидкост состо ща  в основном из , с небольшими количествами О . и CO-j, подаетс  в ректификационную колонну-дистилл тор А. Внутри дистилл тора поток нагреваетс  до отделени  SOj от других компонентов. Дис тилл тор работает при давлени х мень ше критического дл  компонентов, которые раздел ютс , что  вл етс  обыч ным дл  этих способов. Из верхней части днстилл тора отгон етс  поток, состо щий почти целиком из 50 с некоторым количеством кислорода и CQ2. Если необходимо, часть потока может подаватьс  в конденсатор , где он конденсируетс  и подаетс  обратно в дистилл тор. При желании S02 можно выделить в виде продукта из легкой фракцийдистилпйтора . Этот поток може т от гон  т ь с  и очищатьс  обычными средствами , чтобы удалить растворенные примеси и инертные вещества. Например, SOo можно удалить путем контактировани  потока с элементарной серой в насадочной колонке. Ю Б .6 ) Хидкость, накапливающа с  в нижней части дистилл тора , состоит в основном из SOj с некоторой примесью серной кислоты, например из сепаратора . Остатки могут разбавл тьс  водой и охлаждатьс  до получени  олеума и/или серной кислоты. Часть остатков может оп ть нагреватьс  в котле и рециркулироватьс  в дистилл тор дл  обеспечени  тепла дл  перегонки. Фракци  выводима  из дистилл тора по трубопроводу 7, состоит из почти чистой 50 и может охлаждатьс  и хранитьс  без дальнейшей обработки. Верхний поток из дистилл тора и верхний поток из сепаратора соедин ютс  в рециркулирующий поток и по трубопроводу 2 подаютс  в реактор. Этот рециркулирующий поток не только служит источником серы, но также по- могает поддерживать необходимую температуру в реакторе. Если в качестве компонента исходного сырь  используетс  отработанна  кислота, верхние потоки следуетобработать обычными средствами , чтобы предотвратить увеличение количества СОп в процессе. В реактор 1 с кераПример . мической футеровкой 1, который ра ,, , ботает при 1100 С и lijO ф/д ботает при 1100 С и ISjO ф/д CgtjO кг/см)подают вес.ч./ч свободной серы с температурой .C и с содержанием органических примесей 27 вес.ч., 8886 вес.ч. кислорода при Ф/дК9 «0 кг/см), содержащего 39 вес.ч. азота, рециркулирующий поток в количестве вес.ч/ч. Реакционный продукт из реактора находитс  при температуре 1100 С и давлении ф/дК9,2 кг/см и содержит , вес.ч./ч: кислород 17280; азот и окиси азота 1033 50 SO-i 17058; 35; СО 3672 и другие второстепенные компоненты, образующиес  в процессе. Этот реакционный Продукт охлаждаетс  до в котле-утилизаторе , а далее - в конденсаторе до 60-75 0. Поток затем подают в сепаратор 3. Верхний поток из сепаратора находитс  при 75С и содержит, вес.ч./ч: кислород 16538; азот-1015; SOj. 5б 3«55 и . Из верхнего потока вывод т часть газа дл  удалени  инертных веществ, точнее 739 вес.ч. чистки в час.Остальное составл ет части рециркулирующего потока. Продукт в нижней части сепаратора акже имеет температуру и содержит; вес,ч,/ч: кислород азот 17; , 22096; 50 192 и СО 977. Этот поток подаетс  в дистилл тор, где 50 и инер ные вещества отдел ютс  от 50. Остатки из дистилл тора содержат, .ч./ч: SO HiOSn N2804192,. Этот поток может быть разбавлен водой до получени  олеума или серной кислоты. Бокова  фракци  из дистилл тора состав л ет вес.ч./ч 50. Верхний погон из дистилл тора составл ет 2383 вес.ч./ч, из которых 22096 вес,ч./ч. Этот поток соедин етс  с верхним погоном из сепаратора , чтобы восполнить рециркулирующий поток. Предложенный способ позвол ет исключить стадию каталитического окислени  двуокиси серы в 50 и тем самы упростить процесс. Формула изобретени  Способ получени  серного ангидрида по циклической схеме, включающий сжигание серосодержащего сырь  в кислороде под давлением и при температуре 500-1500С, выделениецелевого продукта из конвертированного газа конденсацией, возврат оставшихс  после конденсации газов на стадию сжигани , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  процесса за счет исключени  применени  катализатора , сжигание исходного серосодержащего сырь  осуществл ют под давлением 9 кг/см , а сконденсированный из продуктов обжига серный ангидрид подвергают дистилл ции и выделившиес  при этом сернистый ангидрид и кислород вместе с газами после конденсации серного ангидрида возвращают на стадию сжигани . Источники информации , прин тые во внимание при экспертизе 1,Патент США № З«55б52, кл, 23-168, 1969. 2,Патент США № , кл, i 23-533, 1977,