Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Химия / Конспекты / Конспект по химии на тему "Производство серной кислоты"

Конспект по химии на тему "Производство серной кислоты"

  • Химия

Поделитесь материалом с коллегами:

Производство серной кислоты

Серная кислота принадлежит к числу сильных кислот и является самой дешевой из них (она более чем в два раза дешевле азотной и соляной). Серная кислота удобна для использования, она не дымит, не имеет запаха, при комнатной температуре находится в жидком состоянии и в концентрированном виде не разрушает черные металлы. Этими достоинствами объясняется широкое распространение серной кислоты. Мировое производство серной кислоты превышает 100 млн. т в год; это больше, чем вырабатывается азотной, соляной, уксусной и других кислот вместе взятых. Подобно хлебу в нашем пищевом рынке, серная кислота является самым необходимым и самым дешевым химическим продуктом, поэтому ее часто называют «хлебом» химии. Серная кислота применяется в производстве самых разнообразных веществ: минеральных солей и кислот, всевозможных органических соединений, красителей, дымообразующих и взрывчатых веществ и т.д. Особенно большое количество серной кислоты потребляется в производстве минеральных удобрений (около 40 %). Безводная 100 %-ная серная кислота (моногидрат) представляет собой тяжелую, маслянистую и бесцветную жидкость, которая смешивается с водой во всех соотношениях с выделением большого количества тепла. Плотность H2SO4 при 20 °С равна 1,83 г/см3 , температура кипения 286 °С, температура замерзания 10,5 °С. Серную кислоту, в которой растворено избыточное количество серного ангидрида SО3, называют олеумом H2SO4 ⋅ nSO3. Температура кристаллизации серной кислоты зависит от ее концентрации. Кривая, характеризующая зави- симость температуры кристаллизации серной кислоты от ее концентрации, имеет максимумы, соответствую- щие определенным соединениям серной кислоты и воды. Аналогичная кривая имеется и для системы H2SO4 ⋅ NSO3. Температура кипения серной кислоты также зависит от ее концентрации. При этом состав пара жидкой и паровой фаз неодинаковый. Пары серной кислоты при повышении температуры диссоциируют H2SО4 Н2О + SО3 и при температурах выше 400 °С основное количество H2SO4 находится в диссоциированном состоянии. Даль- нейшее нагревание вызывает диссоциацию SО3 по уравнению 2SO3 2SO2 + O2. При температуре выше 1000 °С серный ангидрид диссоциирует почти полностью. Степень диссоциации меняется при изменении давления. Техническая серная кислота слегка окрашена примесями в темный цвет вследствие обугливания органиче- ских веществ, которые попадают в нее с пылью.

. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Исходным веществом для производства серной кислоты служит сернистый ангидрид SO2, который полу- чают обжигом различного серосодержащего сырья. Переработка сернистого ангидрида в серную кислоту за- ключается в его окислении и присоединении воды: 2SO2 + O2 = 2SO3; SO3 + H2O = H2SO4. Скорость взаимодействия сернистого ангидрида с кислородом в обычных условиях очень мала. Поэтому в про- мышленности эту реакцию проводят либо в присутствии катализатора – контактный метод производства серной кислоты, – или же в качестве окислителя (передатчика кислорода) применяют нитрозу – нитрозный метод производства серной кислоты. Основным сырьем для получения сернистого ангидрида и, следовательно, серной кислоты являются фло- тационный колчедан, содержащий пирит FeS2, элементарная сера (S) и отходящие газы цветной металлургии, содержащие SO2. Из флотационного колчедана получают 45 % серной кислоты, из серы – 25 %, из отходящих газов – 25 % и из разного сырья – 5 %. На практике для окисления сернистого ангидрида используют контактный метод, по этомуме- тоду получают 85 % всей серной кислоты. 7.3. ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ КОНТАКТНЫМ МЕТОДОМ ИЗ ФЛОТАЦИОННОГО КОЛЧЕДАНА

7.3.1. Химическая и принципиальная схемы производства

Химическая схема включает три основных химических процесса: 1) окисление пирита кислородом воздуха, т.е. получение сернистого ангидрида: 4FeS2 + 11О2 = 2Fe2O3 + 8SO2 + Q; (7.1) 2) окисление сернистого ангидрида в серный ангидрид на катализаторе: SO2 + 1 /2O2 SO3 + Q; (7.2) 3) соединение серного ангидрида с водой и образование серной кислоты абсорбцией серного ангидрида: SO3 + Н2О → H2SO4 + Q. (7.3) Принципиальная схема производства серной кислоты из флотационного колчедана является схемой с от- крытой цепью, т.е. проточной, когда газ последовательно проходит все аппараты; схема включает семь опера- ций (рис. 7.1).

Операция 1 – обжиг сырья, в процессе обжига содержащийся в флотационном колчедане пирит вступает во взаимодействие с кислородом воздуха по реакции (7.1). В результате образуется сернистый ангид- рид, содержащий 12…15 % SO2, и огарок Fe2O3. Сернистый ангидрид охлаждают с использованием тепла для по- лучения пара (операция 2), а затем освобождают от пыли (операция 3) и подвергают специальной очистке (опе- рация 4 – газ охлаждают, промывают, сушат). Очищенный сернистый ангидрид нагревают теплом отходящих газов (операция 5) и в присутствии катализатора окисляют до серного ангидрида по реакции (7.2) (операция 6). После катализатора газ охлаждают (операция 5) и направляют на выделение серного ангидрида абсорбцией 98,3 %-ной серной кислотой (операция 7), при этом серный ангидрид соединяется с водой (избыток ее имеется в серной кислоте) по реакции (7.3). Образующуюся серную кислоту выводят из процесса в качестве готового продукта. 1 Флотационный колчедан 2 3 4 5 6 7 Воздух Пар (побочный продукт) Огарок (побочный продукт) Селеновый шлам (побочный продукт) H2SO4 (целевой продукт) H2O Рис. 7.1. Принципиальная схема производства серной кислоты контактным методом: 1 – обжиг флотационного колчедана и получение обжигового газа; 2 – охлаждение газа в котле-утилизаторе; 3 – очистка газа от пыли; 4 – промывка и осушка газа; 5 – подогрев газа; 6 – окисление сернистого ангидрида в серный на катализаторе; 7 – абсорбция серного ангидрида и образование серной кислоты

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ОТДЕЛЬНЫХ СТАДИЙ ПРОИЗВОДСТВА

Из принципиальной схемы видно, что производство серной кислоты контактным методом из флотационного колчедана можно разделить на четыре основные стадии: получение сернистого ан- гидрида, очистка газа от примесей, окисление сернистого ангидрида на катализаторе, абсорбция серного ангидрида. Получение сернистого ангидрида. Флотационный колчедан содержит кроме пирита сульфи- ды других металлов, небольшое количество мышьяка, селена и другие примеси. При нагревании флотационного колчедана до 500 °С происходит диссоциация пирита на сульфид железа (сернистое железо) и серу: 2FeS2 → 2FeS + S2. (7.4) При этом сера быстро сгорает в газовой фазе: S2 + 2O2 → 2SO2. (7.5) При дальнейшем повышении температуры сульфид железа окисляется по уравнению 4FeS + 7O2 → 2Fe2O3 + 4SO2. (7.6) При обжиге флотационного колчедана одновременно с окислением пирита происходит также окисление содержащихся в нем сульфидов других металлов, а мышьяк и селен образуют газообразные окислы (As2O3 и SeO2), попадающие в состав обжигового газа; в состав этого газа входит также влага колчедана. Окислы железа, неокисленное сернистое железо, а также инертные примеси флотационного колчедана составляют огарок. В огарке остается от 0,5 до 2 % серы. Для обжига флотационного колчедана применяются печи различных конструкций: механические печи, пе- чи пылевидного обжига и печи со взвешенным (кипящим) слоем флотационного колчедана. В механических печах пиритный концентрат находится на нескольких подах и сгорает по мере перемеще- ния его гребками с одного пода на другой. В печах пылевидного обжига частицы пиритного концентрата сго- рают во время падения в полой камере. В печах обжига в кипящем слое частицы пиритного концентрата под- держиваются во взвешенном (псевдоожиженном) состоянии поступающим снизу воздухом и сгорают при ин- тенсивном перемешивании. Механические полочные печи и печи пылевидного обжига малоинтенсивны, поэтому в новых сернокислотных цехах устанавливают, главным образом, печи кипящего слоя (КС). В связи с этим приведем данные об обжиге флотационного колчедана в печах КС. Обжиг пирита – гетерогенный процесс. Он может быть описан с достаточной степенью точности с помо- щью модели частицы с невзаимодействующим ядром. В зависимости от условий обжига каждая из стадий, со- ставляющих эту модель (кинетика, внешняя и внутренняя диффузии), могут лимитировать процесс. В соответ- ствии с установленными ранее зависимостями процесс обжига ускоряется при повышении температуры, увели- чении концентрации кислорода, уменьшении размера частиц и увеличении интенсивности перемешивания фло- тационного колчедана с воздухом. Скорость процесса обжига пирита FeS2 определяется скоростью окисления односернистого железа FeS по реакции (7.6), так как разложение пирита по реакции (7.4) и окисление серы по реакции (7.5) протекают со зна- чительно большей скоростью, чем окисление FeS. Поэтому влияние различных факторов на скорость горения пирита исследуют на реакции окисления FeS. Результаты исследований, проведенных в условиях, близких к производственным, показывают, что при низкой температуре процесс обжига пирита в кипящем слое протекает в кинетической области, а при высокой темпе- ратуре – в диффузионной области (рис. 7.2). Из рис. 7.2 следует, что энергия активации процесса в соответствии с уравнением Аррениуса составляет: в кинетической области Ек = 295, в переходной области Eп = 152, а в диффузионной области Ед = 17,5 кДж⋅моль–1. 9 10 11 12 13 14 А Б Г В –3 –2 –1 0 1 lg K 1/T · 104 , К Рис. 7.2. Зависимость константы скорости реакции (lg k) от температуры (1/T) для процесса горения односернистого железа в кипящем слое (степень выгорания 50 %): АБ – кинетическая область; БВ – переходная область; ВГ – диффузионная область Процесс обжига флотационного колчедана в печах КС ведут при температуре около 800 °С (1/T⋅10–4 = 9,5), поэтому, в соответствии с данными рис. 7.2, процесс протекает в диффузионной области. Следовательно, для интенсификации процесса целесообразно повышать скорость газового потока в кипящем слое флотационного колчедана. Однако возможности для использования этого мощного фактора интенсификации ограничены тем, что в печи КС поддерживается такая скорость газа, при которой частицы находятся во взвешенном состоянии. Увеличение скорости потока приводит к выносу частиц из печи, поэтому интенсивность печи КС зависит также от размера частиц флотационного колчедана: чем крупнее частицы, тем большую скорость газового потока можно допустить в печи и тем интенсивнее будет процесс обжига. Однако при увеличении размера частиц уменьшается их общая поверхность (в единице объема), что снижает интенсивность процесса. Поэтому при расчете оптимальных условий процесса обжига флотационного колчедана следует учитывать его дисперсный состав. Благодаря интенсивному перемешиванию частиц колчедана воздухом процесс окисления пирита протекает в печи КС (рис. 7.3) с большой скоростью. Для снижения температуры в кипящем слое размещают охлаждаю- щие элементы, в которые либо подается вода и при этом образуется пар, либо подается пар и образуется пере- гретый пар. Рис. 7.3. Схема печного отделения производства серной кислоты: 1 – нагнетатель; 2 – печь КС; 3 – котел-утилизатор; 4 – циклон; 5 – сухой электрофильтр Состав газа, получаемого при обжиге флотационного колчедана в печах КС, зависит от состава сырья и режима работы печи: SO2 – 13,8 %, SO3 – 0,1 %, O2 – 2,0 %, N2 – 79,0 %, H2O – 5,1 %. Содержание As, Se и F в газе колеблется в широких пределах в зависимости от содержания их в сырье и режима обжига, в среднем оно составляет (в мг/м3 ): As – 50, Se – 25 и F – 15. На выходе из печи КС в газе содержится до 300 г⋅м–3 пыли. Наличиепыли в газе, поступающем на катали- затор, недопустимо, так как пыль засоряет аппаратуру, загрязняет кислоту и снижает активность катализатора. Очистка газа от пыли осуществляется в два этапа. Огарок 3 4 5 2 1 После котла-утилизатора газ поступает в циклон, где осаждается основная часть пыли (содержание пыли в газе снижается до 10…20 г/м3 ). Из циклона газ направляют в сухой электрофильтр, состоящий из четырех последова- тельных секций (ступеней). В сухом электрофильтре достигается высокая степень очистки газа – в нем остается пы- ли 0,05…0,1 г/м3 . Очистка обжигового газа. После выделения пыли обжиговый газ подвергается специальной очистке для удаления примесей, присутствие которых недопустимо в газе, поступающем на катализатор, так как они сни- жают его активность, – это остатки пыли, мышьяк, фтор и др. Одновременно из газа извлекают и такие ценные примеси, как селен, теллур и др. Такая очистка газа проводится в башнях с насадкой и в полых башнях (рис. 7.4), орошаемых серной кислотой раз- личной концентрации. Рис. 7.4. Схема очистного отделения: 1, 2 – промывные башни; 3 – мокрый электрофильтр; 4 – сушильная башня; 5 – холодильник кислоты; 6 – вы- тяжной вентилятор Обжиговый газ направляется в первую промывную полую башню 1, в верхней части которой разбрызгивается 50 %-ная серная кислота; затем газ проходит вторую промывную башню с насадкой, орошаемой 10…20 %- ной серной кислотой. В результате соприкосновения газа с кислотой он охлаждается, при этом из него вы- деляются остатки пыли, соединения мышьяка и селена, а также серный ангидрид и некоторые другие при- меси. Однако при охлаждении часть серного ангидрида образует пары серной кислоты, которые конденси- руются в объеме в виде мельчайших капелек кислоты (туман). Для выделения этого тумана газ направляют в мокрые электрофильтры (рис. 7.4), а затем в сушильные башни для выделения влаги. Во второй промыв- ной башне газ практически полностью насыщается парами воды, поэтому содержание водяных паров в га- зе, поступающем в сушильные башни, велико и оно тем больше, чем выше температура газа во второй промывной башне и ниже концентрация кислоты, орошающей эту башню. Осушка газа производится в насадочной (скрубберной) башне (рис. 7.4), где пары воды абсорбируются 93…95 %-ной серной кислотой, орошающей эти башни. Содержание влаги в газе, выходящем из сушильных башен, не должно превышать 0,01 % (об.) (0,08 г/м3 ). Процесс осушки газа рассчитывают по уравнению, которое для практических расчетов имеет вид Q = KF∆p, (7.7) где Q – масса паров воды, поглощаемых из газа (скорость процесса); K – коэффициент массопередачи; F – по- верхность соприкосновения фаз (поверхность насадки); ∆p – среднелогарифмическая разность давлений паров воды в начале и в конце процесса (движущая сила процесса). Коэффициент массопередачи определяют по уравнению K = K0ωm, где ω – фиктивная скорость газа в башне (без учета в ней насадки); K0 – константа, численно равная K при m = 1; m – коэффициент, равный 0,5 при ламинарном потоке и 0,8 при турбулентном потоке. Окисление сернистого ангидрида на катализаторе. Окисление сернистого ангидрида проводится в при- сутствии ванадиевого катали-затора. Основные характеристики реакции окисления описываются следующими уравнениями: • тепловой эффект в интервале 400…700 °С (в кДж⋅моль–1) Q = 101420 – 9,6Т; (7.8) • константа равновесия Газ из печного отделения 1 2 3 5 5 5 4 6 Газ в кон- тактное отделение ( )0,5 * SO * SO * SO 2 3 3 p pp K p = , (7.9) где значения Kp в интервале 390…650 °С можно определить по уравнению 4,6455 4905,5 = + = − T B T A K p ; (7.10) • равновесная степень превращения * O * SO * * SO 2 2 3 p pp X + = , (7.11) где * O * SO * SO2 3 2 p , p , p – равновесные парциальные давления SO2, SО3, О2. Из уравнения (7.9) следует * O * O * 2 2 1 1 1 1 p K KK p X p pp + = + = . (7.12) Для окисления SО2 применяются два типа ванадиевой контактной массы (катализатора) – БАВ и СВД. В состав контактной массы БАВ входит барий, алюминий, ванадий, в состав контактной массы СВД входит суль- фованадат на диатолите. Контактную массу формуют, придавая ей вид таблеток, гранул и т.д. (рис. 7.5). а) б) в) г) д) Рис. 7.5. Формы контактной массы: а – таблетки; б, в – гранулы; г – кольца; д – гранулы для кипящего слоя В соответствии с ГОСТ каталитическая активность массы БАВ в стандартных условиях (485 °С и объем- ная скорость S = 4000 ч–1) должна обеспечивать степень превращения не менее 86 %. Средний диаметр гранул массы БАВ равен 5 мм, длина 7…15 мм. Скорость реакции окисления SO2 в SО3 на ванадиевом катализаторе (в неподвижном слое) определяется уравнением Борескова: T aX b X XX a k d dX r 273 2 0,8 *       −         − = τ = , (7.13) где X – степень превращения, доли единицы; τ – время контакта, с; k – константа скорости реакции, с –1 атм–1; а – начальная концентрация сернистого ангидрида, доли единицы; b – начальная концентрация О2, доли единицы. Имеются и другие, более точные, но сложные уравнения. При осуществлении процесса в неподвижном слое катализатора применяют контактные аппараты, в кото- рых газ охлаждается в теплообменниках, вмонтированных внутри контактного аппарата, в выносных теплооб- менниках или с помощью поддува холодного газа. SO3 в абсорбционное отделение SO2 2 2 2 Рис. 7.6. Схема контактного отделения производства серной кислоты: 1 – нагнетатель; 2 – теплообменники; 3 – контактный аппарат Контактные аппараты с выносными теплообменниками просты, удобны для регулирования процесса и позво- ляют использовать тепло реакции, поэтому в последние годы контактные отделения сернокислотных уста- новок оборудуются преимущественно такими контактными аппаратами (рис. 7.6). Число слоев катализато- ра в аппаратах с промежуточным теплообменом от трех до пяти. В четырехслойном контактном аппарате с промежуточным теплообменом, который наиболее часто применяется в промышленности фактическая сте- пеньпревращения составляет 0,97…0,98. В контактном аппарате КС охлаждающие элементы (теплообменники) размещены в самом слое массы. Сюда направляют исходную, более холодную газовую смесь, воду или другой какой-либо хладоагент. Контактные аппа- раты КС только начинают применяться в производстве серной кислоты. Контактное отделение любой сернокислотной системы оборудуется подогревателем, контактными аппаратами и теплообменниками. Абсорбция серного ангидрида. Последней стадией процесса производства серной кислоты контактным методом является извлечение серного ангидрида из газовой смеси и превращение его в серную кислоту. Этот процесс проводят в башне с насадкой. В нижнюю часть башни направляется газовая смесь, а на верхнюю часть насадки подается серная кислота, которая, стекая вниз, смачивает поверхность насадки (рис. 7.7), При соприкосновении газовой смеси с серной кислотой ангидрид абсорбируется ею, а затем взаимо- действует с содержащейся в кислоте водой по реакции mSO3 + Н2О = H2SO4 ⋅ (т–1)SO3. В зависимости от количественного соотношения воды и серного ангидрида (значения m) получают серную кислоту различной концентрации. При m = 1 образуется моногидрат (100 %-ная серная кислота); при m < 1 об- разуется водный раствор кислоты, т.е. разбавленная серная кислота; при m > 1 образуется олеум H2SO4 ⋅ nSO3 (где n = m – 1). После абсорбции SO3 газовая смесь вместе с непоглощенным серным ангидридом удаляется в атмосферу. В сернокислотной промышленности принято называть кислоту, орошающую абсорбционную башню, мо- ногидратом, несмотря на тo, что содержание H2SO4 в ней менее 100 %, а башню – моногидратным абсорбером. Рис. 7.7. Схема абсорбционного отделения производства серной кислоты: 1 – абсорбер; 2 – сборник; 3 – холодильник; 4 – насос В тех случаях, когда требуется обеспечить выпуск олеума, перед моногидратным абсорбером устанавли- ваютолеумный абсорбер с соответствующей вспомогательной аппаратурой (сборником, холодильником, насо- сом). Олеумный абсорбер устроен примерно так же, как и моногидратный абсорбер, но орошается олеумом, со- держащим 18,5…20 % SO3 (изб). В олеумном абсорбере поглощается часть SО3 (40…60 %), остальное количест- во абсорбируется в моногидратном абсорбере. По мере повышения концентрации олеума его разбавляют моно- гидратом, а накапливающийся избыток олеума отводят на склад. Ввиду использования контактных сернокислотных установок большой единичной мощности количество SO2, выбрасываемого с отходящими газами, очень велико даже при пятислойном контактном аппарате, при X = 98 %. Поэтому для снижения концентрации SO2 в отходящих газах их подвергают специальной химической очистке либо применяют двойное контактирование. В основе процесса двойного контактирования лежит прием, когда увеличение выхода целевого продукта (в данном случае SO3) достигается за счет вывода его из зоны реакции. Таким образом, двойное контактирование включает два этапа окисления SO3 на катализаторе. На первом этапе процесса степень превращения составляет около 0,90. Перед вторым этапом контактирования из газовой смеси выделяют серный ангидрид. В результате этого равновесие реакции сдвигается в сторону образования SО3, т.е. повышается равновесная степень превращения, что соответственно приводит к увеличению фактической степени превращения. При двойном контактировании фактическая степень превращения составляет 0,995…0,997. Общая схема производства серной кислоты контактным методом из флотационного колчедана с окислени- ем SO2 на основе двойного контактирования показана на рис. 7.8. Из нагнетателя 10 газ проходит теплообмен- ники 11 и поступает на первый, а затем на второй и третий слои контактной массы аппарата 7. После третьего слоя газ подают в промежуточный моногидритный абсорбер 13, а затем в теплообменник и в четвертый слой контактной массы. Охлажденный в теплообменнике газ проходит абсорбер 14 и далее выводится в атмосферу. Показатели работы различных промышленных установок по производству серной кислоты существенно различа- ются, они зависят от качества используемого сырья, мощности установки, совершенства технологического процесса и его аппаратурного оформления, а также от многих других факторов.

7.4. ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ КОНТАКТНЫМ МЕТОДОМ ИЗ СЕРЫ

Процесс получения серной кислоты контактным методом из элементарной серы отличается от описанного про- цессаполучения серной кислоты из флотационного колчедана тем, что сжигание серы производится в бо- лее простых печах и протекает легче, чем сжигание флотационного колчедана. Кроме того, поступающая на сернокислотные заводы элементарная сера представляет собой высококачественное сырье с малым со- держанием примесей, сгорающее практически полностью. Получаемый при этом сернистый ангидрид со- держит мало примесей, поэтому отпадает необходимость его очистки от пыли. Такой газ без промывки на- правляют непосредственно в контактное отделение (рис. 7.9). Окисление серного ангидрида на катализаторе и абсорбция серного ангидрида при работе на сере осуществляются так же, как и при работе на флотацион- ном колчедане. Одно из наиболее интересных направлений состоит в следующем. Поскольку на производство серной ки- слоты поступает очень чистая сера, а теплотворная способность серы достаточно высокая и составляет около 10000 кДж·кг–1, представляется возможным рассматривать ее как топливо и сжигать в тепловой турбине (генератор электроэнергии), а отходящие газы направлять для получения серной кислоты (рис. 7.10). Такое производство на- зывается энерготехнологическим, так как одновременно с серной кислотой получают товарную электроэнер- гию. На склад 98,3 % H2SO4 с − SO3 H2O 2 4 1 2 воздух 1 2 3 4 5 H2SO4 (целевой продукт) вода вода сера пар (побочный продукт) Рис. 7.9. Принципиальная схема производства серной кислоты контактным методом из серы: 1 – осушка воздуха; 2 – сжигание серы; 3 – охлаждение газа с использованием тепла; 4 – окисление SО3 на катализаторе; 5 – абсорбция SО3 и образование серной кислоты Рис. 7.10. Энерготехнологическая схема производства серной кислоты из серы: 1 – камера сжигания серы; 2 – воздушный компрессор; 3 – тепловая турбина; 4 – генератор электроэнергии; 5 – контактный аппарат; 6 – пароперегреватели; 7 – конденсатор 7.5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Одним из наиболее эффективных мероприятий, обеспечивающих значительное улучшение технико- экономических показателей производства серной кислоты, является повышение давления процесса. Реакция окисления SО3 протекает с уменьшением объема, поэтому при повышении давления равновесие будет сдви- гаться вправо, т.е. в сторону образования SО3. Следующее важное направление в усовершенствовании процесса производства серной кислоты состоит в замене воздуха, используемого для обжига сырья, кислородом или воздухом, обогащенным кислородом. Ак- тивным компонентом воздуха, в котором сжигается серосодержащее сырье, является кислород, но его в воздухе только 21 %, а азота, являющегося балластом, 79 %. Этот балласт приходится перекачивать через всю аппара- туру, в результате снижается производительность установок и увеличивается расход электроэнергии. Примене- ние технического кислорода или воздуха, обогащенного кислородом, позволяет резко увеличить интенсивность процесса (примерно в 4–5 раз)

Краткое описание документа:

Серная кислота принадлежит к числу сильных кислот и является самой дешевой из них (она более чем в два раза дешевле азотной и соляной). Серная кислота удобна для использования, она не дымит, не имеет запаха, при комнатной температуре находится в жидком состоянии и в концентрированном виде не разрушает черные металлы. Этими достоинствами объясняется широкое распространение серной кислоты. Мировое производство серной кислоты превышает 100 млн. т в год; это больше, чем вырабатывается азотной, соляной, уксусной и других кислот вместе взятых. Подобно хлебу в нашем пищевом рынке, серная кислота является самым необходимым и самым дешевым химическим продуктом, поэтому ее часто называют «хлебом» химии. Серная кислота применяется в производстве самых разнообразных веществ: минеральных солей и кислот, всевозможных органических соединений, красителей, дымообразующих и взрывчатых веществ и т.д. Особенно большое количество серной кислоты потребляется в производстве минеральных удобрений (около 40 %). Безводная 100 %-ная серная кислота (моногидрат) представляет собой тяжелую, маслянистую и бесцветную жидкость, которая смешивается с водой во всех соотношениях с выделением большого количества тепла

Автор
Дата добавления 04.08.2015
Раздел Химия
Подраздел Конспекты
Просмотров605
Номер материала ДA-000728
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх