Вопрос 16 производство серной кислоты из сероводорода

Сущность и особенности метода

Способ производства серной кислоты из сероводорода, получивший название «мокрого» катализа состоит в том, что смесь оксида серы (IV) и паров воды, полученная сжиганием сероводорода в токе воздуха, подается без разделения на контактирование, где оксид серы (IV) окисляется на твердом ванадиевом катализаторе до оксида серы (VI). Затем газовая смесь охлаждается в конденсаторе, где пары образующейся серной кислоты превращаются в жидкий продукт.

Таким образом, в отличие от методов производства серной кислоты из колчедана и серы, в процессе мокрого катализа отсутствует специальная стадия абсорбции оксида сера (VI) и весь процесс включает только три последовательных стадии:

1. Сжигание сероводорода:

2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O (), с образованием смеси оксида серы (IV) и паров воды эквимолекулярного состава (1:1).

2. Окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI):

2SO₂ + O₂ 2SO₃ (), с сохранением эквимолекулярности состава смеси оксида серы (VI) и паров воды (1:1).

3. Конденсация паров и образование серной кислоты:

SO₃ + H₂O H₂SO₄ (

Таким образом, процесс мокрого катализа описывается суммарным уравнением:

H₂S + 2O₂ = H₂SO₄  (

Процесс необратимый, некаталитический, гомогенный, экзотермический. Используется большой избыток воздуха.

Технологическая схема производства серной кислоты из сероводорода

В качестве сырья в методе мокрого катализа используют высококонцентрированный сероводородный газ, содержащий до 90% об.сероводорода, являющийся отходом некоторых производств. Так как газ при выделении подвергается промывке, то не нуждается в особой стадии очистки, а продукты его сжигания не содержат вредных примесей и не требуют очистки. Наряду с отсутствием в технологической схеме стадии абсорбции это существенно упрощает процесс производства.

Технологическая схема производства включает следующие операции:

- сжигание сероводородного газа при большом избытке воздуха для исключения перегрева вследствие выделения большого количества тепла;

- охлаждение газопаровой смеси от 1000⁰ до 400⁰С в котле-утилизаторе;

- разбавление газопаровой смеси воздухом до оптимального для контактирования состава;

- контактирование в контактных аппаратах, термостатируемых введением воздуха между слоями катализатора;

- охлаждение конвертированного газа в башнях, орошаемых серной кислотой с образованием продукционной серной кислоты и сернокислотного тумана, улавливаемого в электрофильтрах.

Теоретически, при абсолютно сухих сероводородном газе и воздухе, должна образоваться 100% серная кислота. На практике, за счет присутствия в воздухе паров воды, концентрация получаемой кислоты не превышает 96%. Производительность существующих установок, работающих по методу мокрого катализа, достигает 300т/сут по моногидрату серной кислоты.