Установка для получения серной кислоты

 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению производства серной кислоты. Установка для получения серной кислоты из серы включает контактный аппарат с тремя ступенями конверсии: начальной, промежуточной и конечной, абсорбер начальной ступени, 3-промежуточной ступени и 4-конечной ступени абсорбции, газовые теплообменники и теплоиспользующие устройства. Установка работает следующим образом: обжиговый газ при 390-430^oС поступает на первый слой катализатора начальной ступени конверсии контактного аппарата, а затем после охлаждения в газовом теплообменнике на 2-й слой. Выходящий из начальной ступени конверсии газ охлаждают до 160-200^oС последовательно в теплообменнике и теплоиспользующем устройстве и подают в абсорбер начальной ступени абсорбции. Далее газ при 60-100^oС поступает непосредственно на промежуточную ступень конверсии в слой нестационарного окисления. Отсюда газ с температурой 130-160^oС непосредственно поступает в абсорбер промежуточной ступени, представляющий собой аппарат прямоточного типа в виде трубы Вентури. Из него газ с температурой 130^oС по трубопроводу горячего газа попадает в теплообменники, где нагревается до 430-450^oС. Нагретый газ далее поступает в контактный аппарат на коночную ступень конверсии, а затем после охлаждения до 130-160^oС в теплоиспользующем устройстве уходит на конечную ступень абсорбции в абсорбер. В установке достигается степень конверсии 99,9% и абсорбции 99.99%. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области аппаратурного оформления производства серной кислоты по схеме многоступенчатой конверсии и абсорбции и может быть использовано для переработки газов с широким диапазоном концентраций диоксида серы, особенно слабых газов. Цель изобретения снижение поверхности теплообмена и обеспечение автотермичности работы установки при переработке слабых газов. На фиг. 1 представлена схема установки для производства серной кислоты на сере. Установка включает контактный аппарат 1 с З-мя ступенями конверсии: начальной, промежуточной и конечной, абсорбер 2 начальной ступени, 3-промежуточной ступени, 4-конечной ступени абсорбции, газовые теплообменники 5 и 6, теплоиспользующие устройства 7 и 8. Установка работает следующим образом. Обжиговый газ с температурой 390-430^oС поступает на 1-й слой начальной ступени конверсии контактного аппарата 1, а затем, после охлаждения в газовом теплообменнике 5, на 2-й слой. Выходящий из начальной ступени конверсии газ охлаждают до 160-200^oС последовательно в теплообменнике 6 и теплоиспользующем устройстве 7 и подают в абсорбер 2 начальной ступени абсорбции. Далее газ с температурой 60-100^oС поступает непосредственно на промежуточную ступень конверсии в слой нестационарного окисления. Отсюда газ с температурой 130- 160^oС непосредственно поступает в абсорбер 3 промежуточной ступени, представляющей собой аппарат прямоточного типа, например в виде трубы Вентури, и работающий в горячем режиме. Из него газ с температурой 130^oС по трубопроводу горячего газа попадает в теплообменники 6 и 5, где нагревается до 430-450^oС. Нагретый газ далее поступает в контактный аппарат 1 на конечную ступень конверсии, а затем, после охлаждения до 130-160^oС в теплоиспользующем устройстве 8 уходит, на конечную ступень абсорбции в абсорбер 4. В установке достигается степень конверсии более 99,9% и абсорбции более 99,99% Необходимое охлаждение и нагрев газа обеспечивается всего 2-мя теплообменниками (по прототипу, установке с З ступенчатой конверсией, четырьмя), поверхность теплообмена при этом сокращается в 3,5 раза. Установка позволяет перерабатывать газ с концентрацией 7-12 об. S0₂ при сохранении автотермичности ее работы, чего невозможно достичь по прототипу, перерабатывающему лишь 12%-ный диоксид серы. На фиг. 2 представлена установка для получения серной кислоты из колчедана или другого серосодержащего сырья. Установка включает контактный аппарат с тремя ступенями конверсии, абсорберы 2, 3, 4 соответственно начальной, промежуточной и конечной ступеней абсорбции, газовые теплообменники 5, 6, 7, 8, теплоиспользующее устройство 9. Несмотря на необходимость использования по этой схеме дополнительных теплообменников 7 и 8 для подогрева обжигового газа после промывного отделения перед контактным аппаратом 1, общее число теплообменников по сравнению с прототипом на колчедане сокращается на 2 аппарата, а поверхность теплообмена снижается в 1,4 раза. В остальном установка для производства серной кислоты на колчедане работает в аналогичном режиме, что и на сере, используя газ с нижним пределом концентрации до 7% S0₂ при сохранении автотермичности процесса. Обжиговый газ, полученный при сжигании серы или колчедана в кислороде с концентрацией 12-60% S0₂ также может быть переработан на предлагаемой установке при использовании на начальной ступени конверсии реактора "кипящего слоя". При этом число необходимых газовых теплообменников сокращается до одного (поз.5). Ниже приводится таблица сравнения величины условной поверхности теплообмена для различных систем и концентраций перерабатываемого газа. Как видно из таблицы, уменьшение концентрации перерабатываемого газа ведет к значительному росту необходимой поверхности теплообмена по прототипу. Значительная величина поверхности теплообмена делает установку неконструктивной и неработоспособной, а при концентрации газа ниже 10 об% SO₂ теоретически расчетный тепловой баланс не сходится, т.е. по прототипу не достигается автотермичность работы установки. Использование предлагаемой установки З ступенчатой конверсии и абсорбции с расположением слоя нестационарного окисления на промежуточной ступени конверсии и заявленными функциональными связями между аппаратами позволяет упростить аппаратурное оформление за счет сокращения числа газовых теплообменников на системах на колчедане и на сере до 4-х и 2-х соответственно (по прототипу 6 и 4) и при этом уменьшить необходимую поверхность теплообмена, соответственно, в 1,4-3,5 раза. При этом установка способна перерабатывать слабый газ в преимущественном диапазоне концентраций 7-12% S0₂ при сохранении автотермичности работы. По простоте аппаратурного оформления и по числу аппаратов предложенная установка аналогична системе двойного контактирования, но при этом обладает высокой степенью конверсии и абсорбции 99,9% и 99,99% соответственно характерной для тройного контактирования.

Формула изобретения

Установка для получения серной кислоты из серосодержащего сырья методом трехступенчатой конверсии и абсорбции, включающая контактный аппарат и абсорберы начальной, промежуточной и конечной ступеней, теплообменники, теплоиспользующие устройства, соединительные трубопроводы, причем выход из начальной ступени конверсии контактного аппарата через теплообменники соединен трубопроводом с входом абсорбера начальной ступени, выход из абсорбера промежуточной ступени соединен через теплообменники с входом на конечную ступень конверсии контактного аппарата, а выход из конечной ступени конверсии контактного аппарата соединен трубопроводом через теплоиспользующее устройство и теплообменники с входом абсорбера конечной ступени, отличающаяся тем, что, с целью снижения поверхности теплообмена и обеспечения автотермичности установки при переработке слабых газов, выход абсорбера начальной ступени соединен непосредственно с входом на промежуточную ступень конверсии контактного аппарата с переключателем подачи газа на слой катализатора, а выход с промежуточной ступени конверсии контактного аппарата соединен непосредственно с входом абсорбера промежуточной ступени.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000        

---