Способ получения серной кислоты

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТи из серы, включакхций сжигание последней в осушенном воздухе, двухступенчатое окисление образующейся двуокиси серы с промежуточной абсорбцией , подачу продукционной кислоты из промежуточного абсорбера на орошение конечного абсорбера или сушильной башни, отличающийс я тем, что, с целью повьшения степени чистоты целевого продукта и увеличения срока служийл оборудования в сушильном и абсорбционном циклах, 20-70 об.% продукционной кислоты из промежуточного абсорбера направляют на разбавление при 110-140 С. ff/}7/fffc0e y

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

35П С 01 В 17/76

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3277900/23-26 (221 17. 04. 81 (46) 15.11.83. Бюл. Р 42 (72) В.П.Дроздовский, Н.П.Мухин, Р.II.Íåêoðûñòíîâ, B.È.Хорохорин и Н ° Ф.Хрипунов (71) Воскресенское ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции проиэводственное объединение "Минудобрения" (53) 661. 254 (088. 81 (56) 1. "Химическая проьишленность", 1980, 9 2, с. 84-87.

2. Амелин .А.Г, Технология серной кислоты. М., "Химия", 1971, с. 297301 .

„„SU„,, А (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ

КИСЛОТЫ из серы, включаюший сжигание последней в осушенном воздухе, двухступенчатое окисление образуюшейся двуокиси серы с промежуточной абсорбцией, подачу продукционной кислоты из промежуточного абсорбера на орошение конечного абсорбера или сушильной башни, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения степени чистоты целевого продукта и увеличения срока службы оборудования в сушильном и абсорбционном циклах, 20-70 об.В продукционной кислоты из промежуточного абсорбера направляют на разбавление при 110-140©С.

1054293

Изобретение относится к производству серной кислоты контактным методом преимущественно из серы по так называемой короткой схеме .(без отделения специальной очистки) с промежуточной абсорбцией и может быть использовано для получения серной кислоты высшего качества.

Известны схемы производства серной кислоты для повышения качества продукции и увеличения срока службы систем, в которых производится очистка сырья и (или1 газа; полученного ат,сжигания серосодержащего материала, от вредных примесей, а также применяются стойкие против коррозии 15 материалы для изготовления холодильников кислоты (11 .

Однако в данных способах получения серной кислоты из серы по короткой схеме не удается получить серную 7О кислоту высшего сорта по ГОСТ 2184-77 без,цополнительных операций и обеспечить достаточно длительный срок службы оборудования (холодильников, насосов, .коммуникаций кислоты и

T и ° I

Наиболее близ ким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ получения серной кислоты из.серы по короткой схеме, заключающийся в сжиraнии профильтрованной жидкой серы в токе профильтрованного осушенного серной кислотой воздуха с последующими двухступенчатыми конверсией сернистого ангидрида и абсорбцией сер- . ного ангидрида. Всю кислоту (100Ъ), образующуюся в циклах промежуточного

:и конечного абсорбера при взаимодействия серного ангидрида и воды, направляют в цикл сушильной башни, @ из которого выводят на склад всю кислоту в виде одного сорта (2) .

Известный способ не позволяет получать серную кислоту высшего сорта, так как все примеси, содер- 45 жащиеся в осушаемом воздухе, все ко- личество окислов азота, образовавшихся при сжигании серы, продукты коррозии оборудования и коммуникаций всех циклов попадают в кОнечном итоге в цикл сушильной башни и продукционную кислоту, загрязняя и увеличивая ее коррозионную способность.

Кроме того, в известном способе значительны затраты на ремонт и замену оборудования (холодильников, насосов и коммуникаций кислотыj в результате быстрого корроэионного износа. Это обусловлено тем, что в известном способе холодильники цик- 60 ла сушильной башни отводят тепло, выделяющееся не только при осушке воздуха, но и при раэбавлении водой моногидрата, выводимого иэ моногидратных абсорберов, до концентрации кислоты, ороыающей сушильную баыню.

В связи с этим доля поверхности холодильников, работающих в цикле сушильной башни, велика. Поскольку корроэионная способность кислоты, орошающей сушильные башни, значительно выше корроэионной способности кислот в моногидратных циклах, В известном способе усиленной коррозии подвергается значительная часть теплообменной поверхности холодильников кислоты .системы. Кроме того, наличие обмена кислотами между всеми циклами способствует попаданию з агрязненной примесями сушильной, кислоты, обладающей более высокой коррозионной способностью, в циклы моногидратных абсорберов, что вызывает повышение коррозии оборудования и в моногидратных циклах.

Цель изобретения - повышение степени чистоты кислоты и увеличение межремонтного пробега оборудования этих систем эа счет снижения доли оборудования, работающего в неблагоприятных в отношении коррозии условиях.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения серной кислоты из серы, включающему сжигание последней в осушенном серной кислотой воздухе, двухступенчатое окисление образующейся двуокиси серы с промежуточной абсорбцией серного ангидрида, подачу части продукционной кислоты (30-80Ъ) на орошение конечного абсорбера или сушильной башни, 20-70 об.Ъ продукционной кислоты из промежуточного абсорбера направляют на разбавление до необ.ходимой концентрации при 110-14D C.

Количество выводимой на установку для разбавления кислоты из цикла промежуточного абсорбера определяется влагосодержанием воздуха, поступающего в суыильную ба пню.

Нагрев кислоты при разбавлении до

110-140 С используется как дополнио

1 тельный прием для повышения качества кислоты вследствие десорбции иэ кислоты газообразных примесей, например окислов азота, и окисления веществ, повышающих востанавливающее число. Причем укаэанный интервал является оптимальным, так как не требует дополнительных энергоресурсов.

На чертеже представлена схема получения серной кислоты контактным методом по предлагаемому способу.

Атмосферный воздух, содержащий пары воды, очищенный от пыли в фильтре 1, воздуходувкой 2 подается в сушильную баыню 3, где осушается кислотой, а затем после подогрева в теплообменниках 4, газами, выходящими иэ первой ступени 5 конверсии, направляется в печь 6 на сжигание серы, 105429 3 абсорбера 9 и в цикл конечного абсорабсорбера 12.

Для предотвращения снижения концентрации кислоты в цикле конечного абсорбера 12 в него передается часть (30-80%) кислоты, образующейся в цикле промежуточного абсорбера 9. Кислота, получающаяся в конечно л абсорбере 12, вместе с кислотой, переданной в него иэ цикла.промежуточнрго абсорбера 9, поступает в сушильную башню 3, связывает влагу, содержацуюся в воздухе, и направляется из цикла суыильнай башни на склад для кислоты с больши л содержанием примесей.

Часть кислоты (20-70%}, получающейся в промежуточном абсорбере 9, выводится из цикла в смеситель-подогреватель 14, раэбавляется в нем водой до необходимой (стандартной) концентрации и нагревается до 110140ОC а затеи после охлаждения в холодильнике 15 до 30-800С направляется. на склад для серной кислоты с малы л содержанием примесей.

П р и и е р. Получение серной кислоты согласно предлагаемому способу проводят на установке производительностью 1515 т миг в сутки.

Атмосферный воздух после очистки от пыли в воэдуынои фильтре центробежным нагнетателем подают в насадоч ную "ушильную башню, орошаемую

93%-ной серной кислотой, в которой воздух осушается и очищается от ос40

Тираж 471 Подписное

Филиал ППЙ "Патент", г.У жгород,ул. Проектная, 4 профильтрованной в фильтре 7. После охлаждения в котле 8 газы сжигания поступают на первую ступень конверсйи 5, эатем, охладившись в теплообменник 4, — в промежуточный абсорбер 9. Далее после вторичного нагрева в промежуточных теплообменниках

10 их направляют на вторую ступень конверсии 11, а уже из нее после охлаждения в промежуточных теплообменниках 10 — в конечный абсорбер 12 и эатем в выхлопную трубу. Сушильная башня и оба абсорбера ииеют циклы . орошения серной кислоты. Выделяющееся в циклах тепло отводится в холодильниках 13. В цикл промежуточного бера 12 вводится вода. Для поддержания заданной концентрации кислоты в цикле сушильной башни 3 производится обмен кислотой с циклом конечного татков пыли и от следов проияаяенных выбросов (аммиака, окислов азота и т.д.} . Осушенный и очищенный воздух вводят в печь для сжигания профильтрованной жщдкой серы. Получекный в ,печи гаэ, содержащий 9,5% двуокиси, серы, охлаждают до 440вС и направляют в первую ступень контактного аппарата для окисления на катализаторе

ВНИИПИ Заказ 9021/27

После окисления двуокиси серы в трехокись на 95% в первой ступени гаэ направляют в промежуточный абсорбер, где трехокись серы практически полностью поглслцают 98,5%-ной серной кислотой. Из промежугочного абсорбера газ после нагрева в теплообменниках подают во вторую ступенЬ контактного аппарата для окисления двуокиси серы на катализаторе. После окисления 4,7% двуокиси серы (от полученной в печи) на второй ступени окисления гаэ охлаждают и падают в конечный абсорбер, где поглощают трехокись серы 98,5%-ной серной кислотой, а о=жавшийся гаэ выбрасывавт

В атмосферу.

Для связывания влаги, поглощаемой иэ воздуха в сушильной башне, в сушильную кислоту вводят всю продукционную 98,5%-ную кислоту, вырабатыэаемую в конечном абсорбере и имеющую самую высокую на установке концентрацию окислов азота, а также часть продукционной 98,5%-ной кислоты из промежуточного абсорбера в количестве необходлмом для поддержания концентрации сушильной кислоты на уровне 93%. Избыток кислоты из цикла сушильной башни выводят на склад в виде продукции — технической кислоты.

Доля продукционной кислоты промежу= точного абсорбера, передаваемая в сушильную башню, зависит от влагосодержания атмосферного воздуха и составляет от 30 (при температуре воздуха О C и относительной влажности

100%) до 80% (при температуре воздуха 27 С и относительной влажности

70%) .

Оставшуюся часть 70-20% продукционной кислоты выводят из промежуточного абсорбера и разбавляют при

110-140 водой до необходимой концентрации, а затем после охлаждения направляют на склад в виде продукции повышенной чистоты.

В результате применения предлага-, емого способа 40-80% от общего коли- чества продукции установки выпускается в виде улучшенной серной кислоты эа счет уменьшения содеркания окислов в 10 раз — с 0,0005 до

0,00005%. Кроме того, предложенный способ дает возможность сократить количество холодильников, работаю щих в цикле сушильной башни,. кислота которой вызывает повышенную коррозию оборудования и коляиуникаций, в . результате чего средний срок службы холодильников увеличивается в 1,5 ра,за.