Получение серной кислоты из серы методом двойного контактаирования

И в России, и за рубежом наибольшее количество устано­вок по производству серной кислоты использует в качестве сырья серу. Сера является побочным продуктом производства природно­го газа и некоторых других промышленных газов (генераторного, газов нефтепереработки). Такие газы всегда содержат какое-то ко­личество сернистых соединений. Сжигание неочищенного от серы природного газа приведет к загрязнению окружающей среды ок­сидами серы. Поэтому сернистые соединения обычно сначала уда­ляют в виде сероводорода, который затем частично сжигают до 8О₂, после чего смесь сероводорода и диоксида серы взаимодей­ствует на слое боксита при 270-300 °С, превращаясь в результате этого взаимодействия в 8 и Н₂О. Полученная таким образом сера называется «газовой». Кроме «газовой», в качестве сырья может использоваться самородная сера.

Рис. 2. Схема производства серной кислоты из серы по методу двой­ного контактирования и двойной абсорбции:

/ — печь для сжигания серы; 2 — котел-утилизатор; 3 -— экономайзер; 4 — пуско­вая топка; 5, 6 — теплообменники пусковой топки; 7— контактный аппарат; 8 — теплообменники; 9 ~ сушильная башня; 10, П — первый и второй моногидрат-ные абсорберы; 12 — сборники кислоты; 13 — выхлопная труба

Сера как сырье для производства серной кислоты имеет ряд преимуществ. Во-первых, она, в отличие от серного колчедана, почти не содержит примесей, которые могли бы представлять собой каталитические яды на стадии контактного окисления диоксида серы, например, соединений мышьяка. Во-вторых, при ее сжигании не образуется твердых и иных отходов, которые тре­бовали бы складирования или поиска методов их дальнейшей переработки (при обжиге колчедана на 1 т исходного колчедана образуется практически столько же твердого отхода — отарка). В-третьих, серу значительно дешевле транспортировать, чем кол­чедан, так как это концентрированное сырье.

Рассмотрим «короткую» схему получения серной кислоты из серы методом ДКДА {рис. 2).

Расплавленную серу пропускают через сетчатые фильтры для очистки от возможных механических примесей (сера плавится при температуре, немногим выше 100 "С, поэтому такой способ ее очист­ки наиболее простой) и направляют в печь 1, в которую в качестве окислителя подают воздух, предварительно осушенный продукци­онной серной кислотой в сушильной башне 9. Выходящий из печи обжиговый газ охлаждают в котле-утилизаторе 2 с 1100—1200 °С до 440—450 °С и направляют с этой температурой, равной тем­пературе зажигания промышленных катализаторов на основе пентоксида ванадия, на первый слой полочного- контактного ап­парата 7.

Температурный режим, необходимый для приближения рабо­чей линии процесса к линии оптимальных температур, регулиру-

ется пропусканием потоков частично вступившего в реакцию обжигового газа через теплообменники 8, где происходит его ох­лаждение нагреваемыми потоками газа после абсорбции (или осу­шенного воздуха). После третьей ступени контактирования об­жиговый газ охлаждают в теплообменниках 8 к направляют в промежуточный моногидратный абсорбер 10, орошаемый цирку­лирующей через сборник кислоты 12 серной кислотой с концент­рацией, близкой к 98,3%. После извлечения в абсорбере триоксида серы и достигнутого вследствие этого отклонения от почти достигнутого равновесия газ вновь нагревают до температуры за­жигания в теплообменниках и направляют на четвертую ступень контактирования.

В данной схеме для охлаждения газа после четвертой ступени и дополнительного смещения равновесия к нему добавляют часть осушенного воздуха. Прореагировавшие в контактном аппарате газы пропускают для охлаждения через экономайзер 3 и направ­ляют в заключительный моногидратный абсорбер 11, из которого не содержащие оксидов серы газы выбрасывают через выхлопную трубу 13 в атмосферу.

Для пуска установки (вывода ее на заданный технологический, в частности температурный, режим) предусмотрены пусковая топ­ка 4 и теплообменники пусковой топки 5 и 6. Эти аппараты от­ключаются после вывода установки в рабочий режим.