Способ получения серной кислоты Советский патент 1981 года по МПК C01B17/86 

Изобретение относится к технике получения серной кислоты нитрозным способом. Известен нитрозный способ получе ния серной кислоты, осуществляемый на основе обжигового газа, поступаю щего в начало процесса при 350-400° и содержащего в среднем 9% 50/2, и 9% Oft, 80% NQ и 2% Н2р, включающий стадии денитрации продукционной кислоты, окисления и абсорбции tl3 Недостатком известного способа являются значительные выбросы в атмосферу с выхлопным газом окислов азота и двуокиси серы, что приводит к увеличению расходов азотной кисло ты в процессе получения серной кислоты, а также к отравлению окружающей среда указанными токсичными оки лами кислых газов. Цель изобретения - уменьшение потерь окислов азота и ликвидация выбросов в атмосферу токсичных примесей. Поставленная цель достигается те что очистку отходящих газов осущест вляют путем пропускания их через спой адсорбента с последующей десорбцией поглощенных окислов азота и двуокиси серы обжиговым газом, который затем возвращают в начешо процесса. На чертеже изображена схема предлагаемого способа. Схема содержит блок 1, включаюв 1й стадии гидролиза, окисления и абсорбции; адсорберы 2 и газодувки 3 и 4. Процесс осуществляется следующим образом. Обжиговый газ, содерясаияй в среднем 9% S02. 9% О/г., при 350-400 С поступает в блок 1, включающий стадии денитрации продукционной кислоты, окисления и абсорбции. На стадии гидролиза в продукционные башни (их обычно две) сверху навстречу движению обжигового газа подают на орошение воду и заотную кислоту, а также нитрозилсерную кислоту, получаемую на последней стадии способа - стадии абсорбции. Под влиянием высокой тем-. ператуЕ обжигового газа и разбавления кислоты водой происходит гидролиз нитрозилсерной кислоты с образованием .. Одновременно здесь же происходят поглощение S Oj водой и реакция образования в ж какой фазе.

Частично окисление S0,j и образование происходит в газовой фазе. Из первой башни стадии гидролиза отводится в виде готового продукта, а из второй башни N,50. отводится, в качестве обсорбента для последней стадии способа - стадии абсорбции. Получающаяся в процессе окись азота плохо растворима. Она дасорбируется из кислоты и окисляется кислородом на стадии окисления (обычно одна башня). Окисление сопровождается при понижении тe лпepaтypы соединением молекул окиси и двуокиси азота с образованием ,,, которая затем на стадии абсорбции поглощается серной кислотой, подаваемой на орошение в башни, работающие последовательно (обычно их две) . Получающаяся при этом нитрозилсерная кислота направляется на стадию гидролиза, а отработанный обжиговый газ - в выхлопную трубу в виде так называемого выхлопного газа (отходящий газ) .

Выходящий из блока 1 выхлопной газ, содержащий окислы азота и окислы серы (целевые компоненты), направляются на стадию адсорбции в адсорбенды 2 (на схеме показано 3 адcop6epat , где происходит глубокая очистка выхлопных газов от токсичных кислых газов. Очищенный газовый поток выбрасывается в атмосферу.

Пока в одном из адсорберов 2 протекает процесс адсорбции (одновременное поглощение слоем адсорбента окислов азота и сернистого ангидрида) , в других, соответственно, осуществляются стадии десорбции (выделение окислов азота и сернистого ангидрида из слоя адсорбента) и охлаждения адсорбента, т.е. осуществляется регенерация адсорбента. После того, как в аппарате, где протекает процесс ощсорбции, за слоем адсорбента произойдет проскок целевого компонента, прекращается автоматически подача выхлопного газа в этот аппарат и поток выхлопного газа переключается на второй аппарат, в котором уже осуществлена регенерация адсорбента. Десорбция осуществляется частью обжигового газа, подаваемого в блок 1,, при 35 О-4 00°С (в качестве одсорбента здесь можно использовать цеолит типа клиноптилолит отечественных месторождений).

I На выходе из аппарата десорбирующий -газ имеет в своем составе окислы азота и двуокись серы, выделенные из слоя адсорбента, который газодувкой 3 направляется в начало процесса перед блоком 1 в общую линию подачи обжигового газа. Для охлаждения слоя адсорбента после десорбции через слой адсорбента пропускают часть очищенного газа (на схеме показано пунктирной линией) , взятого из линии

очищенного газа и имеющего температуру порядка б . Отработанный на стадии охлаждения адсорбента газ газодувкой 4 направляется в линию очищенного газа. После регенерации адсорбента в адсорбер вновь подается выхлопной газ из блока 1 для адсорбционной глубокой очистки от окислов азота и серы, а два других адсорбента автоматически переключаются на стадии десорбции и охлаждения. Указанные стадии в аппаратах последовательно повторяются для осуществления непрерывной очистки выхлопного газа.

Пример . Выхлопной газ,

5 содержащий 0,5% 50 и 0,2%

N0,

с температурой 25°С подают в адсорбер с неподвижным слоем гщсорбента зернением 3-4 мм со скоростью 0,5м/с,

Для очистки от указанных веществ применяют кислотостойкие адсорбенты - природные цеолиты различных месторождения, которые имеют одинаковую адсорбционную способность к этим веществам. Например, динамическая активность клиноптилолита месторождения Хекордзула Грузинской ССР составляет при 25°С по отношению к SO. 20 мг/г, а по отношению к окислам азота 22 мг/г. Насыпная плотность его 800 кг/м.

После того, как за слоем адсорбента произойдёт проскок целевого компонента, прекращается атоматически подача газа в этот аппарат и поток выхлопного газа переключается на второй аппарат, в котором уже осуществлена регенерация адсорбента. А в первом адсорбере отработанный адсорбент продувают частью обжигового газа, имеквдего со скоростью 0,5 м/с, после чего подвергают охлаждению. Время десорбции и охлаждения адсорбента составляет 7,8 i. Пока в одном адсорбере идет адсорбция 502 и окислов азота до проскока в течение 8 ч, в другом - его регенерация в течение этого же времени. Охлаждение слоя адсорбента можно проводить в верхней его части до 120°С, так- как для клиноптилолита адсорбционная активность при этом падает незначительно. На выходе из аппарата десорбирукхдий газ имеет в своем составе окислы азота и сернистый ангидрид, выделенные из слоя адсорбента, которые газодувкой направляют в начало процесса.

Таким образом происходит полное извлечение из выходящего газа окислов азота и двуокиси серы и возвращение их в начало процесса, что влечет за собой сокращение расхода ценной азотной кислоты и получение дополнительного количества серной кислоты и ликвидацию вредных выбросов в атмосферу окислов азота и двуокиси серы.

Формула изобретения

Способ получения серной кислоты из обжигового газа нитрозным методом, включающий стадии денитрации продукционной кислоты, окисления, абсорбции окислов азота и очистку отходящих газов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь окислов азота и ликвидации выбросов в атмосферу токсичны примесей, очистку отходящих газов

осуществляют путем пропускания их через слой адсорбента с последующей десорбцией поглощенных окислов азота и двуокиси серы обжиговым газом, который затем возвращают в начало процесса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. А.Г.Амелин. Технология серной

кислоты. М., Химия, 1971, с. 3230325.

Об кмго8ый газ 7ir Выхлопной газ