Технология контактного окисления so2.

Чаще всего в промышленности используют полочные аппараты со съемом тепла реакции между полками. Схема теплообменника предполагает максимальное использование тепла реакции для подогрева исходного газа. При этом съем тепла между полками осуществляют в той мере, которая позволяет приближать рабочую температуру к оптимальному значению этого параметра.

Одна из важнейших задач производства серной кислоты состоит в увеличении степени превращения диоксида серы и снижения его выбросов в атмосферу. Эта задача может быть решена несколькими методами.

Один из наиболее рациональных методов решения этой задачи – метод двойного контактирования и двойной абсорбции (ДКДА). Его сущность состоит в том, что реакционную смесь, в которой степень превращения SO₂ составляет 90 – 95%, охлаждают и направляют в промежуточный абсорбер для выделения SO₃; в оставшемся реакционном газе соотношение O₂ : SO₂ существенно повышается, что приводит к смещению равновесия реакции вправо. Вновь нагретый реакционный газ опять подают в контактный аппарат, где на достигается 95% степень превращения оставшегося SO₂. Суммарная степень превращения SO₂ в таком процессе достигает 99,5 – 99,8%.

Абсорбция триоксида серы.

Абсорбция триоксида серы – последняя стадия процесса на которой образуется серная кислота. Взаимодействие SO₃ с водой

протекает достаточно интенсивно как в жидкой, так и в газовой фазе. Кроме того H₂SO₄ может растворять в себе SO₃, образуя олеум. Этот продукт удобен для транспортировки, поскольку он не вызывает коррозии даже обычных сталей. В то же время растворы серной кислоты чрезвычайно агрессивны.

Равновесие «газ-жидкость» для «H₂O-H₂SO₄-SO₃» представлено на рисунке 1. Особенностью этой системы является то, что в широком интервале концентраций раствора серной кислоты в паровой фазе присутствуют чистые пары воды, а над олеумом – в газовой фазе преобладает SO₃. Одинаковый состав жидкой и паровой фаз (азеотропная точка) будет при концентрации серной кислоты 98,3%. Если SO₃ поглощать раствором с меньшей концентрацией, то реакция (3) будет протекать и в паровой фазе – будет образовываться туман серной кислоты, который уйдет из абсорбера с газовой фазой. А это – и потери продукта, и коррозия аппаратуры, и выбросы в атмосферу. Если SO₃ абсорбировать олеумом, то поглощение будет неполным.

Из этих двух свойств следует двухстадийная схема абсорбции (рисунок 2). Газ, содержащий SO₃ после реактора проходит последовательно олеумый (1) и моногидратный (2) абсорберы. Другой компонент реакции (H₂O) подается противотоком через сборник в моногидратный абсорбер. За счет интенсивной циркуляции жидкости (абсорбата) в ней можно поддерживать близкую к оптимальной концентрацию H₂SO₄ – 98,3% (увеличение к онцентрации за проход жидкости не более 1 – 1,5%). Концентрационные условия абсорбции обеспечиваю полное поглощение SO₃ и минимальное образование сернокислого тумана. Кислота из моногидратного абсорбера поступает в олеумный. В нем циркулирует 20% раствор Н₂SO₄, который частично отбирается как конечный продукт – олеум. Кислота из предыдущего абсорбера – моногидрат – также может быть продуктом. В системе циркуляции предусмотрены холодильники для съема тепла реакции и обеспечения более эффективной абсорбции. При температурах меньше 100С SO₃ поглощается практически полностью, диоксид серы – практически не поглощается.