книги из ГПНТБ / Амелин А.Г. Производство серной кислоты из сероводорода по методу мокрого катализа

К ЧИТАТЕЛЮ

Издательство просит присылать Ваши замечания и отзывы об этой книге по адресу: Москва, К-12, Новая площадь, 10, подъезд 11, Госхимиздат.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Семилетним планом развития народного хозяйства СССР

намечается увеличить в 1965 г. добычу горючих газов до 150 млрд, м3, т. е. почти в 5 раз по сравнению с уровнем 1958 г. Высокие темпы роста добычи газа будут сохранены и в последую­ щие годы, так как газ является весьма ценным исходным сырьем для производства многих химических продуктов, а также деше­ вым и удобным видом топлива.

Большинство горючих газов содержит сероводород, являющийся нежелательной примесью. Поэтому газы подвергаются специальной очистке, в результате которой побочно получается сероводород­ ный газ, используемый для производства серной кислоты—од­ ного из важнейших видов продукции химической промышлен­ ности.

Очистку горючих газов от сероводорода стали применять в широких масштабах в последние 20—30 лет, когда были раз­ работаны непрерывные и дешевые способы выделения сероводо­ рода из газов и освоены простые и эффективные методы его пере­ работки на серную кислоту. В настоящее время производство серной кислоты из сероводорода быстро развивается. В 1965 г. объем производства серной кислоты из H2S можно будет увели­ чить до 1,2—1,3 млн. т в год.

Приведенные данные подтверждают большое народнохозяйст­ венное значение проблемы выделения сероводорода из газов и использования его для получения серной кислоты.

УЦВ учебной и специальной литературе производство серной кислоты из сероводорода описывается лишь в общих чертах, без рассмотрения многих специфических особенностей, прису­ щих данному процессу.

• В настоящей работе автором сделана попытка обобщить и систематизировать опыт отечественной и зарубежной промышлен­ ности в области производства серной кислоты из сероводорода методом мокрого катализа. В книге сжато излагаются также теоретические основы данного процесса, описываются методы расчета основных его параметров и рассматриваются возмож­ ности усовершенствования методов производства. Приводимые в книге сведения помогут широкому кругу читателей—работни­ кам промышленности, научно-исследовательских и проектных организаций, преподавателям и учащимся вузов и техникумов— более широко ознакомиться с проблемой производства серной кис­

О

Г Л А В А 1

ГОРЮЧИЕ ГАЗЫ КАК ИСТОЧНИК СЕРЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

В СССР около 80/6 серной кислоты получают из серы, содер­ жащейся в уральском колчедане. Вследствие сложности его до­ бычи и дальности перевозок стоимость колчедана высока и со­ ставляет, в зависимости от места расположения сернокислотных заводов, до 50% стоимости серной кислоты.

В табл. 1 приводятся элементы себестоимости серной кислоты по данным одного из заводов Московской области, работающего на серном колчедане, и другого завода, применяющего в качестве сырья газовую серу.

Доля серы в общем балансе содержащего серу сырья для производства серной кислоты, составляющая в настоящее время около ,896, значительно увеличится в ближайшие годы за счет использования природной серы Роздольского месторождения. Однако предварительные расчеты показывают, что стоимость серы в себестоимости серной кислоты будет составлять также около 40%.

7

Из данных, приведенных в табл. 1, видно, что замена колче­ дана и серы другим более дешевым сырьем, содержащим серу, имеет большое народнохозяйственное значение, особенно если это сырье является отходом какого-либо производства.

Весьма перспективным источником получения серы являются промышленные и природные горючие газы. Содержание в них серы низкое, но вследствие очень больших масштабов производ­ ства и добычи этих газов использование содержащейся в них серы представляет большой практический интерес. Сера в горю­ чих газах находится главным образом в виде сероводорода, ко­ торый является весьма нежелательной примесью таких газов. Поэтому они почти всегда подвергаются специальной очистке от сероводорода. При этом побочно получается газообразный сероводород, являющийся очень ценным сырьем, так как в нем содержится 94% серы.

КОКСОВЫЙ ГАЗ

Большое количество горючих газов получается в результате термической обработки угля. Общее содержание серы в угле различных месторождений колеблется в широких пределах1:

Поскольку доля различных месторождений в общей добыче

личить до 600 млн. т в год. Тогда общее количество серы, содер­ жащейся в добываемом угле, выразится огромной цифрой— около 9 млн. т в год.

Непосредственное извлечение серы из угля в процессе его добычи или на местах потребления производится только при сравнительно большом содержании серы; в результате получается углистый колчедан. При обычном содержании серы (менее 3%) выделить ее из угля не представляется возможным, так как в на­ стоящее время отсутствуют экономичные методы извлечения

8

территории, прилегающей к месту вывода топочных газов в ат­ мосферу.

Таким образом, очистка коксового газа от сероводорода яв­ ляется необходимой операцией. В зависимости от способа очистки газа в виде побочных продуктов будут получаться сероводород, элементарная сера или другие ценные продукты, содержащие серу.

Использование серы коксового газа имеет важное значение для народного хозяйства. Если учесть, что на производство кокса расходуется около 20% всего добываемого угля, а в коксовый газ переходит 25% серы, содержащейся в угле, то к концу 1965 г. количество ее в коксовом газе составит:

600 • 0,2 ■0,015 • 0,25 = 0,45 млн. т в год

где 0,015—среднее содержание серы в угле (1,5%). Принимая суммарный коэффициент извлечения сероводорода

из газов и использования его в производстве серной кислоты за 0,85, нетрудно подсчитать, какое количество серной кислоты можно получить из серы коксового газа:

ГЕНЕРАТОРНЫЙ ГАЗ

Процесс получения генераторного газа состоит в термической обработке угля при 750—1000° в присутствии определенного количества воздуха, кислорода или смеси их с водяным паром. В результате генераторного процесса получается горючий газ, содержащий водород, окись углерода, метан и ряд других соеди­

и многих других продуктов6. В СССР в 1956 г..было переработано

вгенераторный газ свыше 8 млн. т угля7, что составляет около 2% от общей его добычи. Отсюда можно определить количество серы в генераторном газе применительно к объему производства его к концу 1965 г.:

600 • 0,02 ■0,8 • 0,015 = 0,14 млн. т в год

Количество сероводорода в генераторном газе также зависит от содержания серы в угле и колеблется в широких_ пределах. На ряде сероочистных установок3 среднее содержание серо­ водорода в генераторном газе составляет 7,3 г/нм3. По условиям потребления генераторного газа содержание в нем сероводорода в большинстве случаев не должно превышать 20 мг/нм3 (ГОСТ 5542—50). Поэтому генераторный газ тоже подвергается спе­ циальной сероочистке.

10