Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к способам получения серной кислоты по циклической схеме. Способ включает стадии сжигания серы в атмосфере технического кислорода, окисления полученного диоксида серы до триоксида, абсорбцию последнего, рециркуляцию отходящих газов со стадии абсорбции на стадию сжигания серы и/или стадию окисления SO2 и отдувку части рециркулируемого газа. При этом содержащийся в отдуваемом газе SO2 подвергают сжиганию, отделяют и возвращают в процесс. Способ позволяет снизить выброс SO2 в атмосферу. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2027665
Класс(ы) патента: C01B17/76
Номер заявки: 93002793/26
Дата подачи заявки: 12.01.1993
Дата публикации: 27.01.1995
Заявитель(и): Кобяков Анатолий Иванович; Кобяков Антон Анатольевич
Автор(ы): Кобяков Анатолий Иванович; Кобяков Антон Анатольевич
Патентообладатель(и): Кобяков Анатолий Иванович; Кобяков Антон Анатольевич
Описание изобретения: Изобретение относится к технологии получения серной кислоты и может быть использовано в химической промышленности.
Известен способ получения серной кислоты путем сжигания серы или серосодержащего сырья, а далее окисления диоксида серы, абсорбции триоксида серы и с очисткой отходящих (отработанных) газов от диоксида серы путем улавливания их содовыми растворами, известковым молоком [1].
Однако в известных способах получения серной кислоты отработанные газы, содержащие диоксид серы, выбрасываются в атмосферу, в результате чего наносится ущерб окружающей среде.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ получения серной кислоты по циклической схеме, включающий стадии сжигания серы с подачей кислорода, окисления полученного диоксида серы до триоксида серы, абсорбции последнего, возврата (рециркуляции) отходящих газов со стадии абсорбции на стадию сжигания серы и (или) на стадию окисления диоксида серы и отдувки части рециркулируемого газа в выхлопную трубу [2]. Поскольку из-за накопления в цикле инертных газов отдувочные газы, содержащие диоксид серы, непрерывно удаляются в атмосферу, то и в данном способе происходит загрязнение окружающей среды.
Целью изобретения является повышение экологической безопасности сернокислотного производства.
Для этого в способе получения серной кислоты, включающем стадии сжигания серы (серосодержащего сырья) с подачей кислорода, окисления диоксида серы до триоксида серы, абсорбции последнего, рециркуляцию отходящих газов со стадии абсорбции на стадию сжигания серы и (или) на стадию окисления диоксида серы и отдувку части рециркулируемого газа, дополнительно в отдуваемом газе сжижают диоксид серы, отделяют его и возвращают на переработку. При этом отдуваемый газ перед сжижением охлаждают до температуры ниже 157оС.
Обеспечение экологической безопасности сернокислотных производств является актуальной задачей. Недостаток известных способов получения серной кислоты предопределен сбрасыванием отработанных газов, содержащих диоксид серы, в атмосферу.
В предлагаемом способе производства серной кислоты повышение экологической безопасности достигается за счет замыкания по диоксиду серы технологии получения серной кислоты, что основано на выделении из отдувочных газов путем сжижения и сепарации от инертных газов диоксида серы и возврате его в систему на переработку. Предложенная технологическая операция обработки отдувочных газов придает сернокислотному производству новое свойство - полное замыкание технологии производства по диоксиду серы. Такое замыкание повышает экологическую безопасность системы как в режимах нормальной эксплуатации, так и в пусковых режимах.
На основании изложенного заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками предлагаемого способа получения серной кислоты с замкнутым по диоксиду серы газооборотом, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".
На фиг.1 для наиболее распространенной технологии получения кислоты из серы контактным методом приведена схема сернокислотного производства, в которой реализован предлагаемый способ. Технологическая схема содержит следующие элементы: А - стадия сжигания серы; В - стадия окисления диоксида серы; С - стадия абсорбции триоксида серы; К - компрессор; S - сепаратор; Р - линия рецикла отработанных газов; Х - холодильник; I - линия подачи серы; II - линия подачи кислорода; III - линия подачи воды; IV - линия отвода кислоты.
В таблице приведен материальный баланс (на тонну моногидрата) для типовой нитки сернокислотного производства (базовый объект) и для предлагаемого способа. Баланс показан для случая использования чистого кислорода. При использовании технического кислорода степень чистоты последнего определяет величину потока отдувки из С на вход К.
Способ осуществляют следующим образом.
На стадию А подают серу 335,8*П кг/ч, где П - заданная производительность производства по моногидрату. Сюда со стадии абсорбции подают отработанный газ (2774,4*П кг/ч), содержащий 311,6*П кг/ч кислорода, и дополнительно подают кислород (503,7-311,6)*П кг/ч. Подачу свежего кислорода определяют из материального баланса процессов сжигания серы и окисления диоксида серы по формуле
Gk = Gc*Mк/Mc + Go*Co*Mк/Mд -
-Gp*(Cк - Cк3), (1) где Gк, Gc, Go, Gp - расход соответственно кислорода, серы, обжигового газа и рециркулируемого газа, кг/ч; Мк, Мс, Мд - молекулярный вес соответственно кислорода, серы и диоксида серы;
Со, Ск - концентрация соответственно диоксида серы в обжиговом газе и кислорода в рециркуляте, мас.%; Ск3 - заданная концентрация кислорода в рециркулируемом газе, мас.%.
Управляют подачей кислорода по величине Gк, значение которой формируют в схеме управления, приведенной на фиг.2. Данная схема включает вычислительное устройство 1, датчики 2-4 расхода серы, рециркулируемого и обжигового газа соответственно, датчики 5 и 6 концентрации кислорода в отработанном газе и диоксида серы в обжиговом газе соответственно.
Рассчитывают расход Gк кислорода в вычислительном устройстве 1 по сигналам от датчиков 2-6. Определение расхода кислорода по формуле (1) исключает потери серы от неполноты сжигания серы и окисления диоксида серы, кроме того, накопление кислорода в замкнутой системе газооборота. Последнее возможно из-за ухудшения качества серы, снижения активности катализатора. В этом случае расход кислорода, определяемый по материальному балансу процессов сжигания серы и окисления диоксида серы, оказывается завышенным. Однако в формуле (1) предусмотрена коррекция Gк по информации от датчиков 3 и 5, установленных на линии рецикла.
Таким образом, управление подачей кислорода с использованием формулы (1) является необходимым условием стабильности работы замкнутой системы.
Обжиговый газ с выхода стадии А последовательно проходит стадии В и С, в которых газ подвергается такой же переработке, как и в аналогичных стадиях известных способов получения серной кислоты. С выхода стадии абсорбции отработанный газ по линии Р возвращают на стадию А, т.е. в начало системы. В реальных условиях из-за накопления инертных газов и нарушений под действием возмущений режимов стадий производства расход рециркулируемого газа увеличивается, что дестабилизирует работу системы.
Для предотвращения такой дестабилизации часть рециркулируемого газа отдувают, т. е. выводят из газооборота. В прототипе отдувку осуществляют непосредственно на выхлоп. Поскольку рециркулируемый газ содержит диоксид серы, то такой прием стабилизации режимов работы системы является источником загрязнения атмосферы диоксидом серы. В предлагаемом способе этот недостаток исключен тем, что отдуваемый газ вначале подают в компрессор К, а из него в сепаратор S. Давление компремирования устанавливают таким, чтобы обеспечивалось сжижение диоксида серы, а в сепараторе - его отделение от остальной части отводимого газа. Из сепаратора S газовую фазу (нейтральные газы) сбрасывают в атмосферу, а жидкий диоксид серы возвращают в систему на переработку, например дросселируют с низа сепаратора на стадию окисления.
Давление, при котором происходит сжижение диоксида серы, зависит от температуры. Например при температуре газа 20оС это давление не ниже 0,4 МПа, а при 50оС - не ниже 0,84 МПа. Однако существует критическая температура, т. е. температура, выше которой газ нельзя перевести в жидкое состояние при любом повышении давления. Для диоксида серы критическая температура равна 157,2оС. Поэтому тогда, когда температура рециркулируемого газа выше 157оС, отдуваемый газ перед сжижением, т.е. перед подачей в компрессор, охлаждают ниже 157оС. С этой целью отдуваемый газ подают вначале в холодильник Х, а затем направляют в компрессор К.
П р и м е р. На стадию окисления диоксида сере подают 1700 м3/ч SO2 и 850 м3/ч О2 [1]. При этом в прототипе в выхлопную трубу отдувается 50 м/ч циркулируемого газа, в том числе 0,17 м3/ч SO2 (при степени превращения диоксида серы 99,5% на стадии контактирования).
В предлагаемом способе 50 м3/ч отдуваемого газа подают на компрессор К, в котором сжимают газ до давления (не ниже 2 МПа при температуре отдуваемого газа 80оС), обеспечивающего сжижение 0,17 м3/ч диоксида серы, а в сепараторе S отделение SO2. Из сепаратора диоксид серы возвращают в систему, при этом 49,83 м3/ч инертных газов сбрасывают в атмосферу.
Величину отдувки Gs, определяют в вычислительном устройстве 1. Для этого сравнивают текущее (измеренное) и заданное значения расхода рецикла и вычисляют разность этих значений, т.е. искомое значение Gs.
Предлагаемый способ, кроме достижения поставленной цели, обладает следующими положительными свойствами.
В предлагаемом способе легко осуществить регулирование подачи диоксида серы из сепаратора, а также переключать подачу диоксида серы с одного слоя катализатора контактного аппарата на другой. В связи с этим такая организация отдувки содержит в себе новое управляющее воздействие работой контактного аппарата. Другое положительное свойство предлагаемого способа связано с периодами пуска и остановки производства. В эти периоды существенное повышение экологической безопасности производства достигается за счет возможности аккумулирования в сепараторе S выделяемого из выхлопных газов диоксида серы и его последующей переработки в режимах нормальной эксплуатации. Данное обстоятельство позволяет ослабить регламентные требования к технологическим режимам в периоды пуска и остановки производства.
Формула изобретения: 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ по циклической схеме, включающий сжигание серы в атмосфере кислорода, окисление полученного диоксида серы до триоксида, абсорбцию последнего, рециркуляцию отходящих газов со стадии абсорбции на стадию сжигания серы и/или на стадию окисления диоксида серы и отдувку части рециркуляционного газа, отличающийся тем, что содержащийся в отдуваемом газе диоксид серы подвергают сжижению и после отделения сжиженный диоксид серы возвращают в процесс.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отдуваемый газ перед сжижением охлаждают ниже 157oС.