Способ получения серного ангидрида Советский патент 1983 года по МПК C01B17/79 

Изобретение относится к химической технологии регенерации отработанной серной кислоты и может быть использовано на предприятиях,имеющих отходы,включающие органические примеси, например при регенерации отработан ной .серной кислоты (ОСК) процесса сернокислотного алкилировайия в среде расплавов окислителей. Известен способ регенерации ОСК при контактировании ее при 450 -бОСР с расплавом-окислителем, содержащим пиросульфат калия и пятиокись ванадия, в котором кислоту и воздух одно временно барботируют через расплав l Недостатком данного способа является трудность подвода кислоты под слой расплава, поскольку в подводящ трубе происходит образование кокса, вследствие разложения при нагревани органических примесей, содержащихся в исходной кислоте. . . Наиболее близким является способ получения серного ангидрида из отработанной серной кислоты, в котором сырье непрерывной струей подается по оси подводящей трубы на зеркало расплава окислителя, содержащего пиросульфат калия и пятиокись ванадия при 450-бОО°С, уровень которого .поддерживается давлением воздуха, подаваемого совместно с сырьем, на нижнем срезе .подводящей тру;бы. При осуществлении известного способа предотвращается закоксовывание подводящей трубы и обеспечивается подвод кислоты под слой расплава. При этом в месте попадания струи кислоты на зеркало расплава при высоких температурах происходит интенсивное испарение кислоты, сопровождающееся ее разложением Н. Процессы испарения и разложения являются сильно, эндотермичными, поэтоМу при больших расходах кислоты температура поверхности расплава в месте попадания кислоты становится ниже температуры застывания, в следств чего на нижнем срезе подводящей тру бы образуются настыли, препятствующие подводу кислоты и воздуха в сло расплава, что и является основным недостатком известного способа. Появление настылей способствует также накоплению в нижней части под&одящв труб кокса, образующегося при испарении ОСК, поскольку затруднено попадание.:его в слой расплава реакционной зоны. Локальное застывание расплава в месте попадания ОСК и на копление кокса в зоне подачи кислоты приводят к нарушению нормальной работы реактора. Цель изобретения - предотвращени застываний расплава и накопления коАа в зоне подйчи кислоты. Указанная цель достигается.тем, что в способе получения серного ангидрида из отработанной серной кислоты-, например ОСК алкилирования, включающем непрерывную подачу исходной кислоты на поверхность расплава-окислителя, содержащего пиросульфат калия и пятиокись ванадия, и взаимодействие продуктов испарения кислоты с расплавом при 450-бОО С, исходную кислоту подают на движущуюся в реакционную зону поверхность расплава при удельной нагрузке по кислоте до 2,0 м/ч-м движущейся поверхности расплава и линейной скорости движения расплава в зоне подачи кислоты 0,2-1,4 м/с. Направленное движение расплава в зоне подачи кислоты создается за счет циркуляции расплава в реакторе. Перемещение расплава в обратном направлении из реакционной зоны в зону подачи кислоты, может производиться путем газлифтной циркуляции, либо с помощью насоса. Благодаря направленному движению расплава в зоне подачи кислоты, поверхность его, соприкасающаяся с подаваемой сверху кислотой, непрерывно обновляется и локального застывания расплава при попадании кислоты на его поверхность не происходит. Не наблюдается также накопления кокса на поверхности расплава в зоне подачи кислоты. Кокс, образовавшийся при разложении отработанной серной кислоты, вместе с движущимся слоем расплава попадает в реакционную зону, где происходит полное окисление кокса с образованием газообразных продуктов. За счет протекания экзотермических реакций в реакционной зоне расплав, возвращающийся в зону подачи OCKj имеет температуру выше тем пературы застывания. Удельная нагрузка по отработанной кислоте должна быть не более 2 м/ч- м движущейся поверхности расплава при линейной скорости движения расплава в зоне подачи кислоты О,21,4 м/с. Скорость движения расплава менее 0,2 м/с недостаточна для непрерывного перемещения плавающего на поверхности кокса из зоны подачи кислоты в реакционную зону, кокс постепенно накапливается на поверхности расплава. Для создания скорости движения расплава в зоне подачи кислоты более 1,4 м/с необходимо обеспечить высокую кратность циркуляции расплава, что связано со значительными затратами энергии. Увеличение yдeль ной нагрузки по отработанной кислоте, свыше 2 М/ЧМ приводит к локальному застыванию поверхности расплава в месте попадания, кислоты. Пример 1. Исходным серьем является оа работанная серная кислота процесса сернокислотного алкилирования состава, вес.% . моногидрат) 84,0; НгО-11,0; органические примеси 4,8; минеральные примеси 0,2. Исходную кислоту непрерывно подают на движущуюся из зоны подачи кислоты в реакционную зону поверхнос расплава-окислителя, содержащего 70 вес.% пиросульфата калия и 30% пятиокиси ванадия. Удельная нагрузка по кислоте составляет 1,9 движуицБйся поверхности расплава, линейная скорость движения расплава в зоне подачи кислоты 0,8 м/с. Перемещение расплава в аппарате осуществ ляют путем газлифтной циркуляции. Воздух подают в 1,5-кратном избытке по отйошению к стехиометрически необходимому для окисления органических примесей, содержащихся в кислоте. В рес1кционной зоне продукты ис парения кислоты контактируют -с расплавом при б20с, благодаря чему достигается полное окисление органических примесей и разложение серной кис лоты с образованием сернистого газа, пригодного для дальнейшей переработки по методу мокрого катализа. При длительной (120 ч)работе установки не происходит застывания поверхности расплава в зоне подачи кислоты и накопления кокса. Пример2. Условия те же, что и в примере 1. Удельная нагрузт а по кислоте составляет 0,5 , ли нейная скорость движения расплава в зоне подачи кислоты 1,3 м/с. Застывания расплава и накопления кокса в зоне подачи кислоты не наблюдается, однако гидравлическое сопротивление аппарата возрастает в 3°, 4 раза. П р и м е р 3. Условия те же, что в примере 1. Удельная нагрузка по кислоте составляет 2,4 к /Чн}. линейная скорость движения расплава в зоне подачи кислоты 1,1 м/с. Вследствие высоких удельных нагрузок по кислоте происходит локаЛьное застывание поверхности расплава в зоне подачи кислоты, приводящее к нарушению циркуляции расплава в аппарате, изменению температурного режима процесса, накоплению кокса в зоне подачи кислоты, и в конце концов процесс регенерации кислоты осуществить не удается. Процесс прекращают через 5 ч, после начала работы. П р и м е р 4. Условия те же, что и в примере 1. Удельная нагрузка по кислоте составляет-0,9 м/ч-м линейная скорость движения расплава в зоне подачи кислоты 0,1 м/с. Вследствие малой скорости движения расплава образующийся кокс накапливается на поверхности расплава в зоне подачи кислоты и не попадает в слой расплава реакционной зоны.ОкисЛение органических примесей, содержащихся в отработанной кислоте, не достигается. Процесс прекращают через 11 ч йосле начала работы. .Предлагаемый способ позволяет предотвратить застывание расплава и накопление кокса в зоне подачи кислоты при достаточно высоких удельных нагрузках по отработанной кислоте и осуществить бесперебойное проведение процесса разложения ОСК при полном окислении органических примесей.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОГО АНГИДРИДА КЗ отработанной серной кислоты, включаюпщй подачу исходной кислоты на поверхность расплава-окислителя, содержащего пиросульфат калия и пятиокись ванадия, при 45060о С, отличающийся тем, что, с целью предотвращения застывания расплава и накопления кокса в зоне подачи, кислоты, исходную кислоту подают на движущуюся в реакционную зону поверхность расплава при удельной нагрузке по кислоте до 2,0 м/ЧМ движущейся поверхности расплава и линейной скорости движения расплава в зоне подачи кислоты 0,2-1,4 м/с.g