Способ окисления двуокиси серы

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

А2

09) 01) 15ц 4 С 01 В 17/76

ВСЕСО ".. оМя

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 994400 (21) 2813254/23-26 (22) 27.08.79 (46) 23.02.88. Бюл. 11 7 (72) Г.К.Боресков, Ю.Ш.Матрос, В.С.Епифанов, А.В.Чекалов, Ю.В.Филатов, А.В.Сафонов, Г.А.Бунимович, А.Е.Попов, В.П.Козлов, А.А,,Балашов и М.К.Булычев (53) 661.257 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11- 994400, кл. С 01 В 17/76, 1975. (54)(57) I.ÑÏÎÑÎÁ ОКИСЛЕНИ11 ДВУОКИСИ

СЕРЫ в трехокись по авт.св. Ф 994400, о т л и ч а io шийся тем, что, с целью повыщения эффективности использования катализатора и сокращения его удельного расхода, реакционную газовую смесь подают в слой инертного материала, расположенного в верхней и нижней частях слоя катализатора.

2. Способ по 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что инертный материал используют в виде кусков с размером

3-50 мм и загружают его в количестве

0,05-1,50 от объема катализатора..

1 106

Изобретение относится к способу окисления двуокиси серы и может быть использовано при производстве серной кислоты контактным методом.

По основному авт.св. Р 994400 известен способ окисления двуокиси серы и трехокись в одном слое катализатора в нестационарном режиме при циклическом попеременном изменении мест ввода и вывода реакционной смеси из слоя катализатора. При этом температура слоя катализатора превышает 500 С, а температура подаваемой реакционной смеси 20-200 С.

Недостатки способа — невысокая эффективность использования катализатора и повышенный удельный расход его вследствие того, что граничные участки слоя катализатора выполняют лишь роль теплоносителей и служат для нагревания холодного газа до температуры начала реакции. При этом подача холодной реакционной смеси на разогретый слой катализатора сопровождается процессом конденсации серного ангидрида на этих участках слоя, что резко снижает его каталитическую активность, ухудшает физико-механические свойства и снижает срок службы.

Цель изобретения — повышение эффективности использования катализато-. ра и, сокращение его уцельного расхода.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе реакционную газовую смесь без предварительного подогрева при 20-50 С подают в слой инертного материала, расположенного в верхней и нижней частях слоя катализатора.

Инертный материал используют в виде частиц с размером 3-50 мм и загружать его в количестве 0,05-1,50 от объема катализатора.

Подача реакционной смеси в слой инертного материала позволяет нагреть ее при прохождении через последний до температур выше точки конденсации паров серной кислоты. Загрузка инертного материала на верх и низ слоя катализатора позволяет накопить в этом материале столько тепла, сколько необходимо для нагревания исходного холодного газа до температуры начала реакции.

Применение гранул размером менее

3 мм увеличивает гидравлическое сопротивление реактора, при использова1386 2

55 нии гранул размером более 50 мм возникают неоднородности скоростей газовой смеси по сечению слоя. Кроме того, существенно уменьшается интенсивность теплообмена в единице объема инертного материала. Выбранный интервал объема инертного материала от объема катализатора зависит от состава перерабатываемой газовой смеси и определен, исходя из технологической необходимости получения внутри слоя катализатора температуры выше о

200 С, что исключает возможность конденсации серного ангидрида на катализаторе и, в то же время, обеспечивает условия для достижения высокой степени превращения двуокиси серы.

Пример

Реакционную смесь, образующуюся при сжигании. серы и состоящую из 13 двуокиси серы, S кислорода и 79 азота, подают в реактор диаметром

2,8 м. В реактор загружено 5 м катализатора, что соответствует удельной загрузке 113 л кат./т мнг/сут. По торцам катализатора помещен кусковой кварц с размером частиц 3-50 мм. Количество инертного материала составляет 0,25 от объема катализатора. Линейная скорость реакционной смеси при прохождении через слой катализатора 0,15 км/с, температура газа на входе в реактор 40 С, переключение направления фильтрации газа производят через каждые 40 мин. В установившемся режиме температура внутри слоя катализатора на границе с кварцем периодически изменяется в течение цикла во времени в пределах 360о

600 С. Температура на выходе (входе) из кварцевой засыпки изменяется от о о

40 С до 520 С. Средняя степень превращения двуокиси серы 98%.

Пример2.

Реакционную смесь, состаящую из

0,7% двуокиси серы, 15 кислорода и 84,3% азота, подают в реактор диаметром 1,6 м. В реактор загружено

2 и катализатора, что соответствует удельной загрузке 910 л кат/т, мнг/

/сут. По торцам слоя катализатора помещен кварц с размером частиц 350 мм. Количество инертного материала составляет 1,5 от объема катализатора. Линейная скорость реакционной смеси при прохождении через слой катализатора 0,4 км/с, температура газа на входе в реактор 40 С, переклю10Ь1386

Редактор Н.Сильнягина Техред Л.Олийнык Корректор А.Зимокосов

Заказ 774 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чение направления фильтрации газа производят через каждые 20 мин. Температура внутри слоя катализатора на границе с кварцем колеблется в пределах 360-520 С. Температура на вхоо

5 де (выходе) из кварцевой засыпки изменяется от 40 С до 360 С. Средняя степень превращения двуокиси серы составляет 99,57.

ПримерЗ.

Реакционную смесь с концентрацией двуокиси серы 4Х подают в реактор диаметром 1 6 м. В реактор загружено

4 м катализатора, что соответствует удельной загрузке 333 л кат./т мнг/

/сут. По торцам слоя катализатора помещен кварц с размером частиц 350 мм. Количество инертного материала составляет 0,05 от объема катализатора. Линейная скорость реакционной смеси при прохождении через слой катализатора 0,4 км/с, температура о газа на входе 40 С, переключение направления фильтрации газа производят 25 через каждые 40 мин. Температура внутри слоя катализатора на границе

0 б с кварцем колеблется от 390 С до 580 С.

Температура на входе (выходе) из о кварцевой засыпки изменяется от 40 С до 520 С. Средняя степень превращения двуокиси серы 98,57.

Использование данного способа окисления двуокиси серы в слое катализатора с инертной добавкой на торцевых частях при нестационарном режиме позволяет сократить расход катализатора на 5-502 н увеличить продолжительность его работы за счет ликвидации процесса конденсации в самом слое катализатора, сдвига этого процесса на граничные участки из инертного материала. При этом достигается более эффективное использование катализатора в процессе окисления, а также сокращается удельный расход его на производство тонны серной кислоты на 5-60 .