Способ окисления двуокиси серы в трехокись серы Советский патент 1983 года по МПК C01B17/76 

(5) СПОСОБ ОКИСЛЕНИЯ .ДВУОКИСИ СЕРЫ В ТРЕХОКИСЬ СЕРЫ

1

Изобретение относится к способу ,окисления двуокиси серы в трехокись серы при высоких начальных концентрациях двуокиси серы и может быть использовано в производстве серной кислоты.

Известен способ каталитического описания двуокиси серы, который осуществляют в стационарном режиме в нескольких последовательно расположенных адиабатических слоях катализатора и промежуточным охлаждением реакционной смеси 1,

Этот способ позволяет перерабатывать газ с начальным содержанием двуокиси серы не выше 12% и требует значительных капитальных затрат на сооружение реактора.

Известен также способ получения трехокиси серы путем окисления двуоккси серы кислородом воздуху при повышенной температуре в адиабатическом реакторе с несколькими слоями катализатору, где промежуточное

охлаждение реакционной смеси осущестт вляют между слоями катализатора, а стабилизацию наивысшей допустимой температуры реакционной смеси проводят на выходе из первого слоя катализатора путем раздельного или одновременного изменения температуры и количества реакционной смеси на входе в первый слой. Температура реакционIQ ной смеси на входе в первый слой кат тализатора составляет и . увеличивается к выходу из слоя 2J.

Этот способ позволяет перерабатывать газ с содержанием двуокиси серы

15 до 12% об. и требует сложной системы автоматического управления процессом.

Целью изобретения является упрощение и интенсификация процесса

20 каталитического окисления двуокиси серы в трехокись.

Поставленная цель достигается тем, что кат алитический процесс

i окисления двуокиси серы в нёподвижном слое Katannaaropa проводят в нестационарном режиме при циклическом попеременном изменении мест ввода и вывода реакционной смеси из слоя катализатора при длительности цикла 10-200 мин и при этом начальную температуру реакционной смеси прд ерживают в пределах 20-200 С в зависимости от начального состава смеси и требуемой продолжительности цикла. При циклическом осуществлении про цесса благодаря тепловой емкости катализатора температура реакцион;ной смеси уменьшается к выходу из . ,слоя, что обеспечивает поддержание режима, близкого к оптимальному с высокими.степенями превращения в одном слое катализатора. Предлагаемый способ позволяет окислить в одном слое катализатора до 15 об. двуокиси серы при заданных-начальных температурах реакционной смеси и газы с более высокой кон центрацией двуокиси серы в нескольких последовательно расположенных адиабатических слоях катализатора с добавлением кислорода или какой-либо другой кислородсодержащей смеси к реакционному газу между слоями. В предлагаемом способе проведения каталитического процесса макА1мальная температура не превышает максимально допустимую по условиям термостойкости катализатора и начальная температура реакционной смеси постоя на, что не требует разработки сложной системы автоматического управле ния процессом. Пример 1. Реакционную смесь, образуюи уюся при сжигании серы и состоящую из 12% двуокиси серы, 10% кислорода и 79% азота подают в реакт тор с одним адиабатическим слоем кат лизатора. Высота слоя катализатора 1,7 и, . линейная скорость реакционной смеси 0,17 им/с, температура смеси . На фиг. 1 приведены профили температур Т по длине слоя .йатализатора Е в различные моменты времени t для указанных выше условий работы. До ввода реакционной смеси в реак тор при t 0 слой катализатора разог рет до температуры (прямая 1). В момент времени t 0 в слой вводят реакционную смесь с температурой 20®С. Линии 2 и 3 соответственно показывают профили температур по длине слоя в моменты времени t 5 мин и мин. При мин переключают место ввода реакционной смеси на точку, соответствующую E L. Линии и 5 показывают профили температур в моменты времени мин, .t 152 мин. При достижении температуры на выходе из слоя (линия 5) переключают подачу реакционной смеси в место с координатой f 0. Профили температур в последующие моменты времени t «157 мин, t- 228 мин показаны на фиг. 1 линиями 6 и 7. В момент времени мин снова переключают место ввода реакционной смеси на противоположное и т.д. Продолжительность одного цикла 1 ч 20 мин. Средняя за цикл степень превращения двуокиси серы., в трехокись серы достигает 98,0, что эквивалентно работе реактора с пятью адиабатическими слоями катализатора в стационарном режиме по известному способу. П р и м е р 2. Реакционную смесь, образующуюся при сжигании сернистого колчедана и состоящую из 7,5% двуокиси серы, 10,5% кислорода и 82% азота подают в реактор с одним адиабатическим слоем катализатора высотой 1,7 м. Линейная скорость реакционной смеси 0,17 нм/с,-температура смеси 150 С. На фиг. 2 приведены профили темпергтур Т по длине слоя катализатора 2 в различные моменты времени t До ввода реакционной смеси в реактор слой катализатора разогрет до температуры (прямая 1). Линии 2 и 3 соответственно показывают профили температур по длине слоя в моменты t 10 мин и мин. При времени °121 мин переключают место ввода t, реакционной смеси. Линии и 5 показывают профили температур в момент времени мин и t 22 мин. При достижении температуры на выходе из слоя катализатора (линия 5) переключают подачу реакционной смеси и т.д. Продолжительность одного цикла после установления периодического режима 1 ч 50 мин. Средняя за цикл степень превращения двуокиси серы в трехокись серы достигает 98,5% П р и м е р 3. Аналогичен примеру 1, отличается тем, что процесс осуществляют при темпе ратуре смеси на входе в слой катализатора . В этом случае переключение направления подачи реакционной смеси в реактор проводят при температуре на вы- . ходе из слоя катализатора 520-530 С. Продолжительность цикла 60 мин. Сред няя за цикл степень превращения двуокиси серы в трехокись серы

Л р и м е о t. Аналогичен примеру t, отличается тем, что процесс осуществляют при высоте слоя каталиэатора 3 м и.линейной скорости реакционной смеси 0,13 им/с. Продолжительность цикла 190-200 мин. Средняя за цикл степень превращения двуокиси серы 98,0%.

Пример 5. Аналогичен примеру t отличается тем, что процесс осуществляют при высоте слоя катализатора 0,8 м. Продолжительность цикла to мин. Средняя за цикл степенд превращения двуoioicH серы в трехокись серы достигает 98,0-98,5%.

Формула изобретения

ц и и с я тем, что, с целью упрощения и интенсификации процесса, окисление двуокиси серы осуществляют при циклическом попеременном изменении мест ввода и вывода реакционной смеси из слоя катализатора при длительности цикла 10-200 мин.

ИСТОЧМ1КИ информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР v IT 301985, кл. С 01 В 17/76. 13.0.6Ч|.