[其他]从发烟硫酸发生三氧化硫

说明书

本发明涉及从发烟硫酸发生三氧化硫的过程和设备，特别是三氧化硫在有机化合物磺化作用中的使用。

有机化合物的磺化通常是使用含3-6%三氧化硫的干燥空气的气态混合物喷入装有含有机化合物的无水液态物系的反应器进行的。一般使用的三氧化硫稍微过量，这就需要在磺化反应器的下游清洗排出的废气。

在一种已知的系统里，磺化过程中使用的三氧化硫是“现场”提供的，即通过干燥的硫在空气中燃烧产生二氧化硫，在小型硫酸装置的转换器里二氧化硫转换成三氧化硫。从磺化反应器里排出的废气传送到吸收器以除去剩余的三氧化硫，然后排入大气。然而，这个系统有一些严重的缺点：由于包括多项贵重复杂的设备而使资本过于密集，难以启动和停车，在气体流量和三氧化硫浓度方面适应性也不很好。

另一些已知的系统是用发烟硫酸作为三氧化硫的来源。在其中一种方法中，含有35-40%游离三氧化硫的发烟硫酸进料在沸腾器里加热以提供纯三氧化硫，然后三氧化硫和空气的混合物送入磺化反应器。用完的发烟硫酸一般含有20-25%的三氧化硫，再返回供料单位去增加含量。虽然这一系统避免了使用元素硫燃烧变成二氧化硫及接着氧化变成三氧化硫的“现场”处理，但空气干燥和废气净化操作是复杂和昂贵的。而且，因为在发烟硫酸进料中相对来说仅有少量三氧化硫被磺化过程所利用，所以发烟硫酸物料用量较大。

这种发烟硫酸进料系统还有一种改变，就是使干空气通过发烟硫酸，利用质量传递作用使三氧化硫容易从发烟硫酸中脱出。与仅加热发烟硫酸相比，这个过程使三氧化硫的解吸较容易，解吸量也较大。然而在所有这些系统中，全部进料空气的干燥和废气中烟雾的清洗都是通过传统方法进行而后排入大气的。

烟雾清洗的一般做法包括使用碱性物料如苛性钠、苏打、石灰等等的水溶液。虽然这种处理可使烟雾减少到环境能接受的水平，但它产生的湿的酸性气体不容易作其他用途。另外，且不说废气不能利用的缺点，碱性清洗物料也是比较昂贵的，清洗操作难以控制，并产生一种废液，它本身的处理又构成了问题。

使发烟硫酸解吸三氧化硫的全部进料空气必须进行干燥，以防止三氧化硫空气混合物中生成硫酸。在磺化系统中，一般使用硅胶或类似的固体干燥物料，其中硅胶放在填充床里，气体从一个床可切换到另一个床，当床离线时，通过热空气解吸实现硅胶的再生。这样的干燥系统有严重的缺点，再生过程需要大量能量，干燥塔有降压，而连续地进行床之间的频繁切换又导致空气泄漏使干燥不够充分。

Л.B.Зайuева等在“石油加工与石油化学”杂志上发表的论文

提出一种由发烟硫酸制取作用磺化剂的三氧化硫的实验室装置，用干燥空气在100℃下吹脱而产生含三氧化硫的混合气。苏联发明人证书SU454193中述及自动控制气体三氧化硫磺化有机产品的方法，采用空气解吸发烟硫酸制取含三氧化硫的混合气，所用设备除解吸塔外，还有两个磺化反应器及其它设备。

本发明的主要目的是提供一种由发烟硫酸作为三氧化硫来源的简单的磺化设备，该设备能给出发烟硫酸进料中三氧化硫的高脱出率，从而节约能量，降低腐蚀费用。

本发明的另一个目的是提供一种更能为环境所接受的磺化过程，通过用循环干空气流的低温吹扫，从发烟硫酸中发生三氧化硫。

这样，本发明提供了一个过程，其主要特点是，来自磺化反应器的废气重新返回解吸塔，构成全部或大部分再循环干空气流。

因此，本发明在主要方面提供了适用于有机化合物磺化作用的发生三氧化硫的过程，该过程包括：

（a）连续地把发烟硫酸进料导入三氧化硫解吸塔;

（b）连续地把循环干空气流进料导入解吸塔，从而产生三氧化硫和空气的气态混合物;

（c）从解吸塔收集废发烟硫酸;

（d）把上述气态混合物导入磺化反应器;

（e）来自上述反应器的用过的气态混合物返回解吸塔，作为步骤（b）的空气流进料。

本法的好处是废气经过清洗，可以得到干的无三氧化硫的气体，适合于通过压缩机（也许是系统的一部分）再循环，或排入大气。

因此，作为一个优点，本发明提供的上述过程还包括在废气混合物返回解吸塔以前，基本上（如果不是全部的话）除去其中所存在的三氧化硫这一步骤。