Отримання сірчаної кислоти

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Контактний метод отримання сірчаної кислоти.

Розглянемо процес отримання сірчаної кислоти контактним методом з двох видів сировини: сірчаного (залізного) колчедану і сірки.

Отримання H2SO4 з колчедану.

Першою стадією процесу є окислення сировини з отриманням обпалювальне газу, що містить діоксид сірки. Залежно від виду сировини протікають екзотермічні хімічні реакції випалу:

4FeS2 +11 O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (I)

S + O2 à SO2 (II)

При протіканні реакції (I) крім газоподібного продукту реакції SO2 утворюється твердий продукт Fe2O3, який може бути присутній в газовій фазі у вигляді пилу. Колчедан містить різні домішки, зокрема сполуки миш'яку та фтору, які в процесі випалу переходять в газову фазу. Присутність цих сполук на стадії контактного окиснення діоксиду сірки може викликати отруєння каталізатора. Тому реакційний газ після стадії випалу колчедану повинен бути попередньо спрямований на стадію підготовки до контактного окислення (друга стадія), яка крім очищення від каталітичних отрут включає виділення парів води (осушення), а також отримання побічних продуктів (Se і Te).

Якщо випалювальних газ отримують спалюванням сірки, то відпадає необхідність очищення від домішок. Стадія підготовки буде включати лише осушення газу та утилізацію теплоти.

На третій стадії протікає оборотна екзотермічна хімічна реакція окислення контактного діоксиду сірки:

SO2 + 1/2O2 ↔ SO3 (III)

Остання стадія процесу - абсорбція триоксид сірки концентрованої сірчаної кислотою або олеумом.

Найважливішим завданням у виробництві сірчаної кислоти є підвищення ступеня перетворення SO2 в SO3. Крім збільшення продуктивності щодо сірчаної кислоти виконання цього завдання дозволяє вирішити й екологічні проблеми - знизити викиди в навколишнє середовище шкідливого компонента SO2.

Підвищення ступеня перетворення SO2 може бути досягнуто різними шляхами. Найбільш поширений з них - створення схем подвійного контактування і подвійний абсорбції (ДКДА).

Отримання H2SO4 з сірки.

Процес виробництва сірчаної кислоти з елементарної сірки складається з наступних основних реакцій:

підготовка сировини: очищення і плавлення сірки; очищення, сушіння і дозування повітря;

спалювання сірки: S + O2 = SO2 (1). Процес ведуть з надлишком повітря;

контактна окиснення SO2 в SO3: SO2 + 0,5 O2 = SO3 (2). Процес йде на ванадієвої каталізаторі при температурі 420-550 ˚ C;

Абсорбція SO3: SO3 + H2O = H2SO4 (3). Абсорбційна колона зрошується 98,3% H2SO4. Перед відправкою на склад кислота розбавляється до ~ 93% H2SO4 відповідно до вимог ГОСТ'а.

Отримання обпалювальне газу з сірки.

При спалюванні сірки протікає необоротна екзотермічна реакція (II) з виділенням дуже великої кількості теплоти: ΔH = -362,4 кДж / моль, або в перерахунку на одиницю маси

362,4 / 32 = 11,325 кДж / т = 11325 кДж / кгS.

Розплавлена ​​рідка сірка, що подається на спалювання, випаровується (кипить) при температурі 444,6 ˚ C; теплота випаровування складає 288 кДж / кг. Як видно з наведених даних, теплоти реакції горіння сірки цілком достатньо для випаровування вихідної сировини, тому взаємодія сірки і кисню відбувається в газовій фазі (гомогенна реакція).

Спалювання сірки в промисловості проводять таким чином. Сірку попередньо розплавляють (для цього можна використовувати водяний пар, отриманий при утилізації теплоти основної реакції горіння сірки). Тому що температура плавлення сірки порівняно низька, то шляхом відстоювання і наступної фільтрації від сірки легко відокремити механічні домішки, що не перейдуть у рідку фазу, і отримати вихідну сировину достатньою мірою чистоти. Для спалювання розплавленої сірки використовують два типи печей - форсункові і циклонні. У них необхідно передбачити розпорошення рідкої сірки для її швидкого випаровування і забезпечення надійного контакту з повітрям у всіх частинах апарату.

Концентрація діоксиду сірки у випалювальних газі залежить від співвідношення сірки і повітря, що подаються на спалювання. Якщо повітря беруть у стехіометричному кількості, тобто на кожен моль сірки 1 моль кисню, то при повному згоряння сірки концентрація буде дорівнює об'ємній частці кисню в повітрі Cso2 max = 21%. Проте зазвичай повітря беруть у надлишку, тому що в противному випадку в печі буде занадто висока температура.

При адіабатичному спалюванні сірки температура випалу для реакційної суміші стехіометричного складу складе ~ 1500 º C. У практичних умовах можливості підвищення температури в печі обмежені тим, що вище 1300 º C швидко руйнується футеровка печі і газоходів. Зазвичай при спалюванні сірки одержують випалювальний газ, що містить 13 - 14% SО2.

При підготовці даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.studentu.ru


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Доповідь
9.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Безвідходна переробка відходів сірчаної кислоти для отримання добрив
Автоматизація процесу отримання сірчистого ангідриду при виробництві сірчаної кислоти
Виробництво сірчаної кислоти
Виробництво сірчаної кислоти 2
Властивості сірчаної кислоти її виробництво та застосування
Аналіз технічної сірчаної кислоти та олеуму
Отримання азотної кислоти
Отримання екстракційної фосфорної кислоти
Отримання метилового ефіру монохлороцтової кислоти
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru