Производство серной кислоты
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
лавливаются в брызгоуловителе.
Для достижения хорошей осушки газа необходимо, чтобы сушильные башни непрерывно и равномерно по всему сечению орошались кислотой требуемой концентрации (92,5-95,0 % в летний период и 92,5-94,0 % в зимний). Для поддержания концентрации орошающей кислоты в цикл сушильной кислоты непрерывно добавляется моногидрат. Одновременно избыток сушильной кислоты откачивается на склад, как готовый продукт. При поглощении воды из газа кислота разогревается, что ухудшает ее гигроскопические свойства, поэтому необходимо ее охлаждение.[3]
Охлаждение кислоты проводится в кожухотрубных нержавеющих холодильниках с поверхностью охлаждения 350 м2 и 445 м2, на 3 системе в теплообменниках 1200 ТКГ (F=402 м2), на 4-й и 5-й системах в пластинчатых теплообменниках из нержавеющей стали, в которые кислота поступает под давлением. Вода на входе в сушильно-абсорбционное отделение 4-й системы проходит очистку от механических примесей, фракцией более 50 мкм в щелевых автоматических фильтрах.
Из сборника кислота насосами подается вновь на орошение башни и частично выводится на склад готовой продукции. Часть кислоты поступает в цикл моногидратного абсорбера для разбавления моногидрата.
Кислота, уловленная в брызгоуловителе, стекает в сборник сушильной кислоты. Газ, освобожденный от брызг, поступает на всас нагнетателя, который протягивает его через аппаратуру отделений очистки газа и продавливает через аппаратуру отделений контактирования и абсорбции.
В качестве брызгоуловителей на 3-й системе установлена система предварительной очистки Munfers Euroform и демистер Becoil, на 4-й и 5-й системах установлен демистер Becoil.
После нагнетателя газ проходит так называемый маслоотделитель, работающий по принципу циклона, где осаждаются брызги серной кислоты и сульфата железа, на 3-й системе установлен маслоотделитель с фильтрующим элементом из кварцевой крошки, на 4-й системе - кольца Рашига 50х50 мм, на 5-й системе - кольца Рашига 25х25мм. После маслоотделителя газ поступает в контактное отделение. [1]
Окисление диоксида серы в триоксид серы.
В производстве серной кислоты применяется отечественный катализатор марок СВД, СВС, СВНТ.
Очень важным показателем качества контактной массы является температура зажигания, при которой начинается разогрев катализатора. Температура зажигания ванадиевой контактной массы зависит не только от качества катализатора, но и от состава газовой смеси. Она повышается с уменьшением содержания кислорода в газе.
Активность катализаторов оценивается константой скорости процесса окисления в изотермических условиях.
С течением времени температура зажигания контактной массы в промышленных аппаратах повышается, поэтому постепенно увеличивают и температуру газа на входе в первый слой катализатора.
В промышленных аппаратах активность ванадиевой контактной массы со временем снижается и особенно быстро при температуре более 6200С для отечественного катализатора марок СВД, СВС. Катализаторы марки VK более термостабильны и могут работать при температуре до 6300С. Снижение активности контактной массы при повышенных температурах происходит вследствие разрушения активного комплекса V2O5xK2S2O7, изменения структуры катализатора, уменьшения его пористости и активной поверхности.
Каталитическая активность контактной массы понижается в присутствии небольших количеств так называемых контактных ядов (As2O3, SiF4, HF и др.). Периодичность замены катализатора определяется из условий ведения технологического процесса. Контактная масса создает сравнительно большое гидравлическое сопротивление прохождения газа/
В результате коррозии внутренних стенок аппаратуры контактного отделения при недостаточно полной очистке газа от брызг и тумана серной кислоты может образоваться сульфат железа и твердые корки в верхних слоях катализатора, что ухудшает каталитическую активность катализатора и увеличивает гидравлическое сопротивление.[5]
Окисление диоксида серы проводится на ванадиевом катализаторе в две стадии по реакции:
SO2 + O2 SO3 + Q
Чистый осушенный газ с содержанием 710% SO2 после нагнетателя с температурой 60-700С последовательно проходит по межтрубному пространству двух выносных (одному на 5-й системе) теплообменников и трубному пространству верхнего встроенного теплообменника, нагревается до температуры 3904500С газом после 3-го слоя катализатора и поступает в контактный аппарат КЦТ на 1-й слой. После 1-го слоя газ, проходя через межтрубное пространство верхнего встроенного теплообменника, охлаждается и поступает на 2-й слой. После 2-го слоя газ охлаждается во 2-м (нижнем) встроенном теплообменнике, проходя по трубному пространству, и поступает на 3-й слой. После 3-го слоя газ проходит через трубное пространство 2-х внешних теплообменников, где охлаждается до температуры не более 2100С и поступает на 1-ю стадию абсорбции.
Три слоя контактной массы обеспечивает степень контактирования не менее 90% исходного объема SO2.
Контактный аппарат 5 системы имеет производительность 302,7 т/сутки (для 9% SO2), 4-й системы -378,4 т/сутки в моногидрате, 3-й системы - 396 т/сут.
На 3-й системе окисление газа осуществляется по схеме двойного контактирования. 1-я ступень контактирования осуществляется в трехслойном аппарате, 2-я в двухслойном. Газ из компрессорного отделения подается в трубное пространство фортеплообменника, где нагревается до температуры 1050С. После этого газ проходит через встро