Способ термического разложения отработанной серной кислоты Советский патент 1983 года по МПК C01B17/92 

(5) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ ОТРАБОТАННОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

1

Изобретение относится к спосо- бам переработки отработанной серной кислоты (ОСК) и может быть использовано для разложения отработайной серной кислоты, содержащей углеводородные примеси ароматического ряда, например, для разложения сернокислотных отходов производства метилового эфира бенэосульфокислрты.

Известен способ регенерации разбавленной водой и загрязненной органическими и механическими примесями серной кислоты, заключающийся, в том, что водный раствор кислоты распыляют в испарительную часть аппарата, в которой находится в псевдоожиженном состоянии нагретый до 52 С кварцевый песок (или иной кислотоупорный материал). В отпарной части установки происходит ртдувка серной кислоты водяным , в в селарационнон устройстве

песок отделяется от пыли и дымовых газов LJ.

К недостаткам этого способа относятся многоступенчатость процесса, .затруднения, связанные сциркуляцией песка а установке, а также неполное окисление сч ганических примесей,

Наиболее близким по технической сущйости к, .предлагаемому изобретению является способ термического разложения отработанной серной кислоты, содержащей неррганические иоорганические примес | в ча€тност1«, кислые фракции дегтя, вкш)чаю111ий испарение кислоты и окисление ее органи меских примесей кислорсщом аоздуха в псевдосякиженном слое при 680750 С. Образующийся печной газ перерабатывают на серную кислоту по обычной схеме включающей окисление сернистого ангидрида на вана/1иевом катализаторе и получение сеонои кислоты из серного ангидрида 2 . При разложении по этому способу отработанной серной кислоты содержащей углеводородные примеси арома тического ряда, например, бензоле сульфокислоту, не достигается их полное окисление. Это связано с тем, что при испарении кислоты протекает интенсивное коксование содержащихся в ней углеводородных примесей, а высокая степень выгорания кокса достигается лишь при значительное.более высоких температурах. Наличие в печных газах несгореаших частиц кокса приводит к отложению их в коммуникациях и аппаратах, препятствует нормальной контактного аппарата и требует установки специальных очистных устройств. Целью изобретения является повышение степени окисления углеводородных примесей.- ароматическогог ряда, например, бензолсульфокислоты. Поставленная цель достигается тем, что в способе термического разложения отработанной серной кислоты, содержащей углеводородные примеси, включающем испарение ее и окисление углеводородных niAiMe-сей кислородом воздуха в псевдоожиженном слое, исходную кислоту испаряют при 530-610 0, а окисление образующихся при этом паров смолы ве дут при бЮ-бУО С в псевдоожиженном слое катализатора/ обладающего акти ностью по отношению кпарам смолы. В качестве катализатора используют окислы железа или хрома. При испарении в указанных уолови ях отработанной серной кислоты, содержащей углеводородные примеси аро матического ряда, происходит образо вание паров смолы всрезультате реэкций конденсации и уплотнения углеводородной части ОСК. Испарение кис лоты при температурах ниже 610 С пр пятствует протеканию дальнейшего пиролизе смолы с образованием трудн окисляемого кокса. Нижний предел температуры испарения () обус. ловлен необходимостью обеспечения а тотермичнрго протекания сюследующего окисления паров смолы. Окисление паров смолы проводят в псевдоожиженном слое катализатора в I-KH тервале температур 610-670 С, благо даря чему достигается достаточно полное выгорание углеводородных примесей, содержащихся в кислоте. П р и м е р 1. В кварцевый реактор, имеющий последовательно расположенные зоны испарения PI окисления, помещают катализатор на основе и приводят его в псевдоожиженное состояние за счет пропускания воздуха. 8 слой катализатора,находящийся в зоне испарения, подают отработанную серную кислоту, содержащую 66 мас.% моногидрата, 10 мас.% бензосульфокислоты и 2 мас. воды. На выходе из реактора располагают систему конценсации. Содержание органических примесей в -исходной кислоте и конденсате определяют бихроматным и весовым методами. В составе продуктов разложения кислород, азот и двуокись углерода определяют хроматографически} сернистый ангидрид - иодометрическим методом, серный ангидрид и воду - титрованием щелочью образовавшегося конденсата. Температура в зоне испарения кислоты составляет , в зоне окисления . Условное время контактирования (при нормальных условиях) равно 0,3 с. В газе и конденсате механические примеси отсутствуют. ;Степень окисления органических примесей составляет . Состав газовой фазы на выходе из реактора, мае 9, 50з; U,2 5,3 СО,; 51, 14,6 5,1 SO. П р и м e р 2. Опыт проводят дри температуре в зоне испарения 610 С, прочие условия аналогичны опыту 1. Степень окисления органических примесей -95.3% механические примеси не обнаружены. Состав газовой фазы на выходе из реактора, мае..%: 9,3 , 14,2 НаО;.5,3 51 г4 N 14,6. 5,2 SOi. При м е р 3. При температуре в зоне испарения , в зоне окисления и условном времени контактирования О,98 с степень окисления органичес ких примесей равна , механические прмеси отсутствуют. Катализатор и исходная кислота те же, что и в примере 1. Состав газовой базы на выходе из реактора, мас.%: 5,2 14,5 ; 5,5 CQ, ; 51,3 N, If 0, 5,6 SOi. Пример4. В опыте используют катализатор на основе . Температура в зоне испарения кислоты составляет , в зоне окисления бЮС Условное время контактирования равно 0,5 с. Исходная кислота та же, что и в примере 1. В газе и конденсате ме ханические примеси отсутствуют. Степень окисления органйчес1 их примесей составляет 97,. Состав газовой фазы на выходе из реактора, мае. : 9,7 SOj; 13,8 5,3 СО.; 51, 1,8 Oj.; 5,1 50. П р и м е р 5. Опыт проводят при температуре в зоне испарения и условном времени контактирования 0,73 с, прочие условия аналогичны примеру Ц, Степень окисления органических примесей сост-авляет 98,51. В газе и конденсате ; механические примеси не обнаружены. Состав газовой фазы на выходе из реактора, мае .%: 9,6 SO,; 13,9 НО; 5, 51, 1,8 Ог-, 5,2 SOJ. П р и м е р 6. При температуре е зоне испарения , в зоне окис;ления и условном времени контактирования 1,02 с степень окисления органических примесей составляет 99,8%, механические прииеси отсутствуют. Катализатор и исходная кислота те же, что и в примере 1. Совтав разовой фазы на выходе из реактора, масс. %: 9,2 SQ«; 1,5 H, ; 5,6 €0 51,3 -14 Оу,; 5,6 SO. Использование предлагаемого способа термического разложения отработанной еерной кислоты обеспечивает высокую степень окисления углеводе родных примесей ароматического ряда При более низких температурах по сравнению с прототипом, что.дает возможность снизить энергозатраты на проведение процесса. Полученный техм нологический газ не содержит механических и органических примесей и может быть переработан на серную кислоту известными способами. . . Формула изобретения 1. Способ термического разложения отработанной серной кислоты, содержащей углеводородные примеси, включающий испарение ее и окисление углеродородных примесей-кисе-л лородом воздуха в псевдоожиженном слое, отличающийся тем, что, с целью повышения степени окисления углеводородных примесей ароматического ряда, исходную кислоту испаряют при 530-6Ю С, а окисление , образующихся при этом паров смолы ведут при 610-670с в псевдоожиженном слое катализатора, обладающего активностью по отношению к парам смолы. 2, Способ по п. 1, от ЛИИ ч а юи и с я тем, что в качестве катаизатора используют окислы железа ли хрома. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 132201, кл. С 01 В 17/90, 1957, 2.Патент Японии If «9-38998, л. С 01 В 17/92, 197.