Способ абсорбции серного ангидрида Советский патент 1981 года по МПК C01B17/76 

Изобретение относится к химической техйологии и представляет собой усовершенствование стадии абсорбции серного ангидрида из газовой смеси. СпосоО может быть использован при по лучении серной кислоты из серы, ciepo водорода и других видов серосодержащего сырья. В промышленной практике серный ангидрид поглощают.растворами серной кислоты. Тепловой эффект абсорбции в зависимости от технологических ус ловий процесса составляет 350-660 Икал на каждую тонну продукционной серной кислоты. Реакционное тепло отводят путем охлаждения циркулирующей серной кислоты водой в выносных холодил никах. Использование тепла химической реакции абсорбции серного ангид рида невозможно из-за низкого температурного уровня циркулирующей кислоты (60-80°Cj. Известен способ абсорбции серного ангидрида из газовой смеси крепкой серной кислотой при температуре 150-80С и давлении 2-20 ата. Носителем реакционного тепла в данном способе является жидкая фаза (серная кислотаЛ тАк как теплосодержание выходящих со стадии абсорбции. газов из-за отсутствия в них паров воды низкое. Теплоту реакции абсорбции отводят через охлаждающие элементы в пенном слое абсорбера 1,1 j. Недостатком способа является невозможность утилизаци.и тепла реакции из-за низкого уровня температур процесса. Наиболееблизким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ а5сорбции серного ангидрида из газовой смеси водой в противоточном режиме при атмосферном давлении и температуре выходящей парогазовой смеси 60Ii2c . Носителем реакционного тепла в данном способе является парогазовая смесь, содержащая значительное количество водяных паров. Выходяпдую парогазовую смесь направляют в фильтрующий туманоуловитель для очистки от тумана серной кислоты, а затем выбрасывают в атмосферу 2. Недостатком способа является то, что тепло химических реакций, протекающих при абсорбции, не испо.га зуется. Цель изобретения - повышение экономичности процесса за счет использования тепла абсорбции.

Поставленная цель достигается тем что абсорбцию серного ангидрида из газовой смеси водой или разбавленной серной кислотой ведут в противоточном режиме при давлении 4-50 ата и температуре выходящей парогазовой смеси 100-225с с последующей очисткой последней от тумана серной кислоты.

В данном способе носителем реакционнЪго тепла является парогазовая смесь, насыщенная парами воды. Очищенную в фильтрующем туманоуловителе парогазовую смесь с высоким теплосодержанием паров воды охлаждают в поверхностном конденсаторе энергоносителем, циркулирующим через теплоиспользующую установку. Конденсат, воду ), образующийся в поверхностном конденсаторе при охлаждении газовой смеси, возвращают на стадию абсорбции, чем обеспечивается снижение расхода воды на получение серной кислоты.

Целесообразность выбранных интервалов Давлений и температур парогазовой смеси объясняется следующими причинами. Ведение процесса при низких температурах (менее 100°С требует большой поверхности конденсатора, а тепловая энергия в этом режиме имеет малую ценность. При высоких температурах (выше 225°С) пары кислоты диссоциируют, и возрастают трудности в реализации процесса, обусловленные опасностью проскока серной кислоты в конденсатор и отсутствием стойких материалов. Для обеспечения условий конденсации паров воды, выходящая со стадии абсорбции парогазовая смесь должна находиться в состоянии, близком к насыцен.ию. Этим условием определяется предпочтительная область давлений для осуществления процесса поглощения серного ангидрида,которая находится в пределах 4-50 ата.

П р и м.е р 1. Газовую смесь, со epжaщyю 50% 50я1,2% паров воды 1В количестве 47000 кг/ч при температуре 400с и давлении 30 ата подают в поглотительную колонну. На орошение поглотительной колонны подают 5800 кг/ч свежей воды при 20с, 28700 кг/ч конденсата из повеохностного конпенсатора при 180с и ;1030 кг/ч 55%-ной серной кислоты при из туманоуловителя

Раствор, образукадийся после смешения указанных тоех потоков, стекая сверху вниз, упаривается- за счет тепла газового потока, а в нижней чати насыпается сеоным ангидоидом. Из нижней части поглотительной колонны выводят 20%-ный олеум в количестве 39800 кг/ч пои . Паоогазовая смесь в количестве 41700 кг/ч, выводимая из поглотительной колонны пои температуря , содержит 79% паров воды, в туманоуловителе выделяется 99.9% тумана серной кислоты, а парогазовая смесь далее поступает в поверхностный конденсатоо, гле конденсируется 99,4% водяных паров. Из конденсатора выходит 13000 кг/ч па рогазовой смеси при темпеоатуре

и содержании водяных паров 2,4%. Охлаждение парогазовой смеси в повеохностном конденсаторе осуществляют вопой,. которая нагревается при этом

О от 30 до 105°С. Нагретую воду в количестве 192000 кг/ч направляют в теплоиспользующую установку. В конденсаторе парогазовая смесь отдает охлаждающей воде 14390 Мкал/м. Реализация

5 этого тепла в котле-утилизаторе позволит увеличить выход пара на 0,5 т на 1 т кислоты, что эквивалентно снижению себестоимости кислоты на 1,2 руб. на 1 т серной кислоты.

0 П D и м е р 2. Газовую смесь в количестве 190900 кг/ч, содержащую 7% SOg, 2,2% паров воды, при 220°С и давлении 4 ата подают в поглотительную колонну. Сверху на орошение тремя потоками поступает 10800 кг/ч

воды при 20 С, 1770 кг/ч 15%-ной

серной кислоты при 103 С и 36800 кг/ч конденсата пои 90°С. Из нижней части колонны выводят 44800 кг/ч 93%-ной серной кислоты. Выходящая из колонны

0 при 103 С парогазовая смесь в количестве 193700 кг/ч, содержащая 28% паров воды, очищается от тумана кислоты в туманоуловителе и охлаждается в поверхностном конденсаторе до 45 С. Охлаждающая вопа в

конденсаторе нагревается с 30 до . и в количестве 450000 кг/ч, направляется на теплоиспользующую установку. Реализуемое тепло (22552Мкал/ч)

0 позволит увеличить выход пара на 0,78т / на 1 т серной кислоты, что эквивалентно снижению себестоимости серной кислоты на 1,87 руб. на 1 т H2S04.j П м е р 3. Газовую смесь в количестве 418520 кг/ч, содержащую 3% 50-3, 0,4% паров воды, при и давлении 50 ата подают в прглотительную колонну. Сверху на орошение

-тремя потоками подают 21550 кг/ч воды при , 1741 кг/ч фильтрата 10%-ной серной кислоты при 159 С |и 32730 кг/ч конденсата при 105с. Из нижней части колонны выводят

- 55550 кг/Ч 75%-ноИ серной кислоты. Выходящая из колонны при 159с в количестве 417250 кг/ч парогазовая .смесь, содержащая 12% паров воды, очищается от тумана серной кислоты в туманоуловителе и охла51одаетс§ в поверхностном конденсаторе до 60 С. Охлаждающая вода в конденсаторе нагревается с-30 до и в количестве 396000 кг/ч направляется на теплоиспольэукядую установку. Реализуемое

5 тепло (127685 Мкал/ч) позволяет увели587460чить выход пара на 0,96 т на 1 т серной кислоты, что эквивалентно снижению себестоимости серной кислоты на 2,3 руб. на 1 т серной кислоты. Иэобретение позволяет за счет утилизации тепла процесса снизить, сеОестоимость получаемой серной кислоты от 1,2 до 2,3 руб. на 1 т серной кислоты. Формула изобретения Способ абсорбции серного ангидрида из газовой смеси водой или разбавленной серной кислотой в противоточ- 15 86 ном режиме с последукадеИ очисткой от тумана серной кислоты образующейся парогазовой смеси, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения экономичности процесса за счет использования тепла абсорбции, процесс ведут при температуре -выходящей парогазовой смеси. 100-225 С и давлении 4-50 ата. Источники информации/ принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 644726, кл. С 01 В 17/76, 1978. 2. Промышленность удобрений. Информационный бюллетень. М., НИУИФ, 1964, № 2, с. 50.