[發明專利]操作硫酸設備的方法

有效

• 申請號: 201380080420.9
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN105722786B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: K-H·道姆;H·施托雷赫;R·諾依曼;W·斯查爾克
• 申請（專利權）人: 奧圖泰(芬蘭)公司
• 主分類號: C01B17/765
• 分類號: C01B17/765;C01B17/80;F01K17/06;F01K23/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 王剛

本發明涉及操作用于生產硫酸的設備的方法，其中將含三氧化硫的氣體供給到中間吸收系統，或者供給到最終吸收器，以至少部分地吸收在硫酸中，其中中間吸收系統包括第一級并流吸收器和第二級逆流吸收器，和其中該設備進一步包括熱回收系統以通過使用由硫酸中三氧化硫的放熱吸收產生的熱來產生低壓蒸汽。

硫酸通常由所謂的雙吸收方法來生產，如Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第5版，第A25卷，第635-700頁中所述。作為冶煉設備的廢氣或者通過燃燒硫獲得的二氧化硫(SO₂)，依靠例如以五氧化二釩為活性組分的固體催化劑在多級轉化器中轉化為三氧化硫(SO₃)。在轉化器的接觸階段之后將獲得的SO₃取出，并供給到中間吸收器，或者在轉化器的最終接觸階段之后供給至最終吸收器，在這里引導含SO₃氣體與濃硫酸逆流或并流，并吸收在濃硫酸中。

SO₃在硫酸中的吸收是強放熱過程，因此酸被加熱，并且需要再次冷卻。同時，酸的熱，其明顯>140℃，可以用來產生蒸汽和回收能量。本領域中已知和應用各種熱回收系統，例如由本申請人實施的所謂HEROS系統(參見例如WO2005/095272A或WO2011/091950A)或者EP0499290B1中所述的Monsanto的所謂HRS系統。在HEROS系統中，中間吸收系統包括文丘里吸收器和中間吸收塔，其中在文丘里吸收器中通常供應的SO₃的主要量(80-90％)吸收在硫酸中，并且僅剩余量的SO₃進料至中間吸收塔中。

但是，硫酸設備的中間吸收階段中現有的熱回收系統，在不使用加壓蒸汽時，或者在熱回收系統失效時，存在不足。如果這發生在HRS系統中，整個硫酸設備必須關閉。在HEROS系統中，文丘里吸收器可以用作氣道，沒有硫酸引入該氣道中，但是由于中間吸收塔中的低灌注速率(irrigation rate)，必須降低設備容量。

發明概述

本發明的目的是使硫酸設備即使在熱回收系統不運轉的情況中也能滿負荷操作。

根據本發明，這個問題通過根據權利要求1所述的方法來解決，該方法允許硫酸設備的雙模式操作。當熱回收系統在操作中并且產生低壓蒸汽時，將從第一階段吸收器和從第二階段取出的全部酸循環到第一階段吸收器的酸回路中，而當熱回收系統沒有運轉時，不將酸進料到第一階段吸收器，并且第二階段優選地專門從獨立的酸循環系統進料，例如最終吸收器的酸循環系統或者常規硫酸設備中具有的干燥塔的交叉流。

根據本發明的優選實施方案，第一階段設計為文丘里型吸收器，和第二階段設計為填料床吸收器。

當熱回收系統運轉時，優選將第二階段吸收器的灌注速率調節為吸收供應到中間吸收系統的含三氧化硫的氣體中所含的全部SO₃所需的總酸流的5-30％，優選10-20％。在這種操作模式中，根據本發明，從最終吸收器的酸回路取出供應到第二階段吸收器的酸。第二階段吸收器的酸泵優選沒有運轉。填料下面的溫度高于130℃，優選高于150℃。在熱回收系統中回收中間吸收系統中產生的全部熱能。

另一方面，如果熱回收系統沒有運轉，第二階段吸收器的灌注速率增大到吸收供應到中間吸收系統的含三氧化硫的氣體中所含的全部SO₃所需的總酸流的>90％，優選100％，而不將硫酸供應到第一階段吸收器。

如果第一階段吸收器未起作用，在現有技術設備中，第二階段吸收器中不會提供足夠的硫酸來吸收進料到該吸收器中的全部SO₃。所以，設備容量必須降低。與此相反，本發明計劃保持設備容量。出于此目的，將全部SO₃進料到第二階段吸收器，增加向第二階段吸收器的酸供應，由此甚至大量的SO₃仍能夠被吸收。由此，即使熱回收系統沒有運轉，硫酸裝置也能夠繼續滿負荷操作。

本發明還涉及根據權利要求8所述的生產硫酸的設備，其適于實施如上所述的方法。該設備由中間吸收系統和用于產生低壓蒸汽的熱回收系統組成，中間吸收系統具有第一階段吸收器，優選為文丘里型吸收器，和第二階段吸收器，優選為填料床吸收器，其中第二階段吸收器包括用于將硫酸供應到填料上的分配器系統，在該填料中酸與含三氧化硫的氣體逆流地從頂部滴流到底部。分配器系統包括用于將酸供應到第二階段吸收器的兩個單獨的集管，其中第一集管的尺寸大于第二集管，以向第二階段吸收器供應更大量的酸。