Способ регенерации ванадиевого катализатора для окисления сернистого ангидрида

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

< 719687 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.01.78 (21) 2567585/23-04 (51) М,К . с прйсоееедийеенйЬФХаявки №вЂ” (23) Приоритет: " Опублиекавано 05.0380. Бюллетень №9

:- .,",""" Дата опублйковайияе описания 15.03.80

В 01 J 23/92

Гасударственный камнтет

СССР на делам нзаарвтеннй н атнрытнй (53) УДК66.097..3 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. P Бабенко, Л. Я. Живайкин и В. И. Малкиман (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ВАНАДИЕВОГО

КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ СЕРНИСТОГО

АНГИДРИДА

1

Изобретение относится к способам регенерации катализаторов для процессов окисления сернистого ангидрида в серный при производстве серной кислоты из сернистых газов обжиговых печей и других агрегатов металлургического и химического производства.

Известен способ регенерации твердофазного ванадиевого катализатора для окисления сернистого ангидрида в серный, заключающийся в размельчении отработанного tв катализатора до частиц размером 1 — 0,07 мм с последующим добавлением измельченного плава пиросульфованадата калия в избытке гидросульфата калия до содержания

V@Oq 5 — 9% при соотношении КвО: T20 ——

= 2: 4 и формированием с добавкой 0,5 — 2

15 вес. % измельченного графита, предварительно смешанного с высокомолекулярным органическим соединением, с последующим прокаливанием при 400 †6 С (1).

Способ пригоден для регенерации всех 2о типов твердофазных ванадиевых катализаторов для окисления сернистого ангидрида в серный.

Однако он не. пригоден для регенерации расплавленных ванадиевых катализаторов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ регенерации ванадиевого катализатора для окисления сернистого ангидрида путем введения в отработанный расплав сульфата или окиси трехвалентного железа при 450 — 600 С с последующим отделением путем отстаивания образующегося твердого осадка (2).

Недостаток способа состоит в том, что он позволяет очистить (регенерировать) катализатор только от мышьяка, а выделение из расплава уловленных примесей путем простого отстаивания приводит к значительным потерям катализатора.

Цель изобретения — упрощение способа и снижение потерь компонентов катализатора.

Указанная цель достигается способом регенерации, заключающимся в том, что отработанный расплав катализатора подвергают неполному восстановлению элементарной серой, или пиритом, или газом-восстановителем при 650 †8 С с одновременным раз719687

3 делением получающихся сульфатного расплава катализатора и сульфидного расплава примесей.

При обработке отработанного расплава катализатора элементарной серой, йли пиритом, или газом-восстановителем при 650—

800 С сульфаты и различного рода сульфат "ные растворы компонентов примесей (РЬ

263%, Zll 14;2%, Сп 86%, R 28%, AS

3,4%, SO4 38,9% и пр. 5,8%) воСстанавливаются до жидкофазных сульфидов. Восстановление сульфатов и ванадатов щелочных, ""щелочно-земельнйх металлов не происходит, так как в расплаве катализатора остается достаточное количество сульфатов железа и цветных металлов.

В результате такого восстановительносульфирующего процесса образуются две несмешивающиеся (нерастворимые друг в друге) жидкие фазы различной плотности: расплав сульфа гов и ванадатов щелочных металлов и раСплав сульфидов. Две " несмешивающиеся жидкости различной плотности достаточно легко расслаиваются и разделяются. Расплав сульфатов и ванадатов щелочных металлов (регенерированный жидкостный катализатор) возвращают в процесс очистки газа и каталитического окисления сернистого ангидрида.

Расплав сульфидов направляют в металлическое производство с целью йзвлечения - "ценных составляющих, например, меди, свинца, цинка и серы. При необходимости производят извлечение благородных металлов.

Регенерацию жидкофазного катализатора проводят с использованием в качестве. восстановителя природную серу или пирит, так как образующийся в этом "случае серный ангидрид направляется в сернокислотное производство.

По мере накопления в расплаве примесей каталитическая активность расплавленного катализатора несколько снижается.

Например, при максимальном содержании примесей в расплаве 30 — 40% активность катализатора падает на 15 — 25% (в зависимости от состава примесей). Активность регенерированного расплава (с остаточным содержанием примесей 3 — 5%) практически восстанавливается, а многократная регенерация расплава не ухудшает ее свойств.

Пример 1. Расплав обработанного катализатора, содержащий 60% катализаторной массы (14SpO 80% и VgO 20%) и 40% растворенных компонентов примесей (Pb

263%; Zn 142%; Cll 86%; Ге 28%; As

3 4%; SO4 38 9%; пр. 5;8%) восстанавливают элементарной серой при 700 С. На

100 г исходного расплава расходуют 12,5 г серы или 95% от теоретически потребного. Образуется 28,1 r сульфидного расплава и 62,0 r сульфатного расплава, в котором содержится до 3,2% составляющих компонентов йримесеи.

Пример 2. Состав отработанного расплава катализатора тот же, что и в примере 1, температура 700 С. На 100 r исходного расплава расходуют 11,2 r элемен тарной серы или 85% от теоретически потреб ного. Образуется 25 r сульфидного расплава и 66,2 r сульфатного расплава, в котором содержится 9,03% составляющих компонентов примесей.

Пример 3. Состав расплава тот же, что . и в примере 1. Температура 650 С. На 100 г

10 исходного расплава расходуют 12,5 г серы или 95% от теоретически потребного. Образуется 27,5 г сульфидного расплава и 62,9 сульфатного расплава, в котором содержится 3,5% составляющих компонентов при15 месей

Пример 4. Расплав отработанного катализатора, содержащий 35% растворенных компонентов пыли, восстанавливают элементарйой серой при 700 С. На 100 г исхЬдного расплава расходуют 10,9 г серы

26 или 95% от теоретически потребного. Образуется 24,5 г сульфидного расплава и

67,2 г сульфатного расплава, в котором cbдержится 2,7% состаыяющих компонентов примесей.

Пример 5. Состав регенерируемого расплава катализатора, что и в примере 1.

Восстановление производят пиритом при

750 С. На 100 г расплава расходуют 46,8 г пирита или 95% от теоретически потребно.го. Образуется 62,5 r сульфидного расплазе ва и 62,0 г сульфатного расплава, в котором содержится до 3,2% составляющих компонентов примесей.

Пример б. Состав регенерируемого расплава катализатора, что и в примере 1.

Восстанбвление производят пиритом при

750 С. На 100 r расплава расходуют 41,6 r пирита или 85 o от теоретически потребного. При этом получается 55,7 r сульфидного расплава и 67,1 r сульфатного расплава, в котором содержится 8,9% составляю4а щих компонентов примесей.

Пример 7, Состав регенерируемого расплава катализатора тот же, что в примере 1. Восстановление осуществляют водородом при 700 С. На 100 r расплава расходуют 13,710 нм водорода или 95% от

4 теоретически потребного. Образуйся 27,9 r сульфидного расплава и 62,5 г сульфатного расплава, в котором содержится 3,4% составляющих примесей.

Пример 8. Состав генерируемого расплава катализатора тот же, что и в примере 1.

Восстановление осуществляют водородом при 700 С. При 100 г расплава расходуют

12,2 10 нм водорода или 85% от теоретически потребного. Образуется 25,2 г сульфидного расплава и 65,8 г сульфатного расплава, в котором содержится 9,0% состав° ляющих комйонентов примесей.

Пример 9. Состав регенерируемого расплава катализатора тот же, что и в при6

Формула изобретения

Способ регенерации в анадиевого катализатора для окисления сернистого ангидрида в расплаве, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и снижения потерь компонентов катализатора, отработанный расплав катализатора подвергают неполному восстановлению элементарной серой, или пиритом, или газом-восстановителем при

650 †8 С с одновременным разделением получающихся сульфатного расплава катализатора и сульфидного расплава примесей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 311656, кл. В 01 J 23/92, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2364381/23-04, кл. В Ol J 23/92, 1977 (прототип) .

719687 мере 1. Восстановление осуществляют окисью углерода при 800 С. На 100 г расплава расходуют,13,5.10 нм газа или 92% от теоретически потребного. Образуется

27,1 г сульфидного расплава и 60 5 г сульфатного расплава, и котором содержится

4,2% составляющих примесей.

Использование способа регенерации жидкофазного ванадиевого катализатора для окисления сернистого ангидрида обеспечивает возможность переработки сернистых газов не только от обжига колчедана, но и 4в агрегатов цветной метаЛлургии; возможность очистки катализатора не только от соединений мышьяка; использование принципа разделения двух несмешивающихся жидких фаз (расплав) вместо разделения жидкого расплава и твердой фазы в известных способах, обеспечивает упрощение аппаратурно-технологического процесса регенерации и снижение потерь расплава катализатора.

Редактор Н. Кравцова

Заказ 253/3

Составитель Н. Путова

Техред К. Шуфрич Корректор Ю.Макаренко

Тираж 809 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П ПП с Harem г. Ужгород, ул. Проектная, 4