Способ получения серной кислоты в тарельчатой тепло- массообменной аппаратуре

 

Союз Советских

Социапистическин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ») 904751 (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 060680 (21) 2936323/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 150Щ2 Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 150282 (51)М. Кл.

В 01 Р 53/18 .

В 01 D 3/00//

В 01 J 19/00

Государстеенный комитет да делам изобретений н открытий (53) УДК661.253, . 7(088. 8) (72) Авторы изобретения

О. С. Чехов, Н. Е. Николай кина, В. С. Епифанов,, Н.Е.Золотарев, А.В.Сафонов и А.Е.Попов

Иосковский институт химического машиностроения и Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им.проф. Я.В.Самойлова (7l ) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

В ТАРЕЛЬЧАТОЙ ТЕПЛО-ИАССООБИЕННОЙ

АППАРАТУРЕ

Изобретение относится к массообменным процессам и может быть использовано в химической промышленности при создании систем производства серной кислоты.

Известен способ организации пото. ков серной кислоты и газа в противоточных аппаратах для промывки и осушки газов, олеумных и моногидратных абсорберах j1 1.

При этом температура газа, поступающего в аппараты, значительно выше температуры кислоты, подаваемой на орошение, так температура газа, поступающего в первую промывочную 6 5 ню, 300-350ОС, а температура кислоты в момент первого контакта с газом

70-75 С, в олеумном абсорбере температура газа 100-200оС, а кислоты 5560 С. При контактировании газовой 1 смеси, содержащей пары НпО и имеющей более высокую температуру, с серной кислотой происходит образование большого количества конденсационного ту2 мана. Этот туман при прохождении газа через аппараты, осаждаясь на стенках, вызывает коррозию, повышает гидравлическое сопротивление, снижает коэффициенты теплопередачи, отрицательно сказывается на работе контактных аппаратов. Для улавливания тумана необходима установка специального оборудования - электрофильтров, увеличивающего стоимость системы в целом.

Известен способ получения серной кислоты в тарельчатой тепло-массообменной аппаратуре с противоточным движением кислоты и газа, по которому предусматривается для уменьшения количества конденсационного тумана в абсорбционном отделении проведение абсорбции в "горячем" режиме. При этом в противоточный тепло-массообменный аппарат на орошение подается кислота с температурой

80-90 С (на выходе из аппарата темпе:ратура кислоты 110-120 C) и газ с

90475

20 температурой l20-200 С. Повышение температуры кислоты ведет к снижению возникающего пересыщения и туман не о6разуется вообще или его количество значительно уменьшается j2).

Однако высокотемпературная серная кислота вызывает значительное ускорение коррозии металла аппаратуры, что особенно недопустимо при переходе к тарельчатой аппаратуре, об- 10 ладающей более высокой пропускной способностью и эффективностью по сравнению с насадочной, а также требует установки насосов в особом защитном исполнении. 15

Цель изобретения - обеспечение плавного изменения температурного режима по высоте аппарата, снижение туманообразования, уменьшение коррозии аппаратуры.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения серной кислоты в тарельчатой тепло-массообменной аппаратуре с противоточным движением кислоты и газа, поток серной 25 кислоты, поступающий на нижнюю тарелку, делят на ряд частей последовательно контактирующих с потоком газа, при этом по крайней мере первую, вступающую в контакт с газом, часть 50 нагревают до 90-120 С.

Интервал температур обеспечивает снижение возникающего пересыщения, способствуя тем самым предотвращению образования тумана.

Целесообразно производить повышение температуры частей потока серной кислоты, смешивая их с водой.

Возможно повышение температуры частей потока серной кислоты путем 40 смешивания их с байпасным потоком серной кислоты меньшей концентрации, подаваемой на орошение на верхнюю тарелку аппарата а также путем смешивания их с байпасным потоком кислоты выводимой из нижней части аппарата.

На фиг. 1 изображена схема способа получения серной кислоты в тарельча/ той тепло-массообменной аппаратуре, на фиг.2 - вариант способа с введением байпасного потока серной кислоты меньшей концентрации на фиг, 3 - вариант способа за счет смешивания байпасного потока кислоты, выводимой из нижней части аппарата.

Поток серной кислоты L поступает в

< верхнюю часть аппарата, контактирует с потоком газа G на установленных по высоте аппарата тарелках, делится на

1 4 ряд частей L,Е„,1. на нижней тарелке, причем эти части Ь,,h<,h поступае1 в контакт с потоком газа (последовательно. Температуру по крайней мере первой вступающей в контакт с газом части кислоты L повышают до 90-120 С„ смешивая ее с водой L (фиг.1). Возможно повышение температуры частей

11,1, Ь, h g потока серной кислоты пои ц смешивании с байпасным потоком 1, серной кислоты, меньшей концентрации, поступающей на орошение аппарата (фиг. 2) или при смешивании с байпас ным потоком L n серной кислоты, выводиой из нижней части аппарата (фиг.3).

Пример 1. В тарельчатом оле умном абсорбере в качестве нижнего контактного устройства используют ситчатую тарелку, сливной патрубок который выполнен в виде трехщелевого пленочного распределителя . На верхнюю тарелку аппарата подают 30 м /ч серной кислоты концентрацией 98,3Ф и температурой 55,60ОС В аппарат на обсорбцию поступает гаэ, содержащий 84 S0 > и имеющий температуру 160 С, Опытным путем установлено, что температура кислоты на ситчатом плато нижней тарелки достигнет 70-75 С, а концентрация д

99,54 при установке 3-х тарелок

С ситчатого плато кислота поступает s трехщелевой распределитель и вытекает из него в виде каскада пленок, перекрывающих поперечное сечение аппарата.

Для уменьшения разности температур кислоты и газа, а также количества образующегося тумана в нижнюю часть трехделевого пленочного Распределителя -одают поток воды с температурой 25 С. С учетом того, что концентрация кислоты на выходе из аппарата должна быть не менее 98,33 и что через нижнюю щель распределителя проходит 15 м /ч серной кислоты, количество воды, которое может быть введено, составит 0,33 м /ч.

При этом температура серной кислоты, вытекающей иэ нижней щели, повысится до 900С

В зависимости от концентрации и е температур можно подобрать наилучший температурный режим для всех пленок жидкости.

Таким образом, применение данного способа получения серной кислоты в тарельчатой тепло-массообменной аппаратуре позволяет предотвратить образование тумана, добиться плавного изменения температурного режима по высо9047 формула изобретения те аппарата, а также уменьшить коррозию аппаратуры.

Способ получения серной кислоты в тарельчатой тепло;массообменной аппаратуре с противоточным движением кислоты и газа преимущественно в про- ip мывных башнях, олеумных и моногидратных абсорберах, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью обеспечения плавного изменения температурного режима по высоте аппарата, уменьшения 1

51

6 туманообразования и коррозии аппаратуры, поток серной кислоты, поступающий на нижнюю тарелку, делят на ряд частей, последовательно контактирующих с потоком газа, при этом по крайней мере первую, вступающую в контакт с газом, часть нагревают до 90-120 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Амелин А.Г., Яшко E.В. Произн водство серной кислоты.М., Высшая школа", 1974, с. 92,96,125,135.

2. Справочник сернокислотчика.И., "Химия", 1971, с. 487-587.

904751

ЭИРе 5

Составитель Г.Урусова

Редактор Н.Киштулинец Техред Ж.Кастелевич КорректорМ.Шароши

Заказ 198/11 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4