Студопедия — Виробництво сірчаної кислоти
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Виробництво сірчаної кислоти






Сировиною для виробництва сірчаної кислоти є сірка, сірко­вий колчедан та сірководень, спалюючи які одержують оксид сірки (IV) SO .

Схему одержання сірчаної кислоти наведено на рис. 1. Сірча­ний колчедан подають стрічковим конвейєром до бункера, а потім до печі, в яку безперервно вдувається повітря. Температу­ра в печі повинна бути на менш ніж 800 °С.

Хімічна промисловість випускає тисячі хімічних продуктів, один з яких — сірчана кислота — відіграє важливу роль. Завдя­чуючи її властивостям, а також у зв'язку з тим що вона значно де­шевша інших кислот, сірчану кислоту широко використовують як в хімічній промисловості, так і в металообробній, нафтопере­робній та в інших галузях промисловості (виробництво мінераль­них добрив, синтез барвників і лікарських речовин, металургія, виробництво солей та кислот та ін.). Сірчану кислоту справедли­во називають фундаментом хімічної промисловості.

Сірчана кислота реагує з багатьма органічними сполуками. Цю властивість використовують для очищення бензину і гасу від шкідливих домішок, які утворюють з сірчаною кислотою сполу­ки, які не розчинюються в нафтопродуктах. Сірчану кислоту ши­роко використовують в виробництві багатьох хімічних волокон, миючих засобів, вибухових речовин, барвників, її використову­ють для сушки газів, для очищення поверхні металів від окислів металів перед нікелюванням та іншими подібними процесами.

Протягом двохсот років, які промайнули від початку промис­лового виробництва сірчаної кислоти, область її застосування змінилась. Обсяги виробництва сірчаної кислоти безперервно зростають.

Формула сірчаної кислоти H SO . Сірчана кислота — рідина, яка не має кольору, важка (майже вдвічі важча за воду) і в'язка, як олія. При кімнатній температурі вона нелетка, тому не має за­паху. Під час контакту з водою відбувається дуже сильне розігрівання. Концентрована сірчана кислота поглинає з повітря водяні пари. Тому її використовують для висушування речовин. Гази осушають, шляхом пропускання їх через промивні склянки з концентрованою сірчаною кислотою. При потраплянні на шкіру викликає сильні опіки.

Рис. 10.7. Виробництво сірчаної кислоти

 

Солі сірчаної кислоти (Na SO , K SO , NaHSO , KHSO ) розчи­няються у воді за виключенням сульфату барію BaSO (а також SrSO , RaSO , PbSO ). А звідси якісна реакція на сірчану кислоту:

H SO + ВаСІ = BaSO + 2НС1 (випадає осад).

Сировина для виробництва сірчаної кислоти. Сірку відносять до числа найбільш розповсюджених хімічних елементів. Відомі

великі родовища самородної сірки, сірчаного колчедану FeS і сульфату кальцію. Всі ці види сировини використовують для ви­робництва сірчаної кислоти, але використовують не лише їх.

Сірчану кислоту отримують з оксиду сірки, що є відходом ви­робництва багатьох відомих металів. При виробництві міді відхо­дом є руда, містить сірчаний колчедан FeS з якого теж отримують сірчану кислоту. При отриманні коксу з кам'яного вугілля утво­рюється коксовий газ, з якого отримують сірку, або оксид сірки. При очищуванні природних горючих газів від сірководню краще виробляти з останнього сірку, чи сірчану кислоту. Таким чином поряд з природною сировиною для виробництва сірчаної кислоти можливе використання також різних відходів інших виробництв.

Перша стадія виробництва сірчаної кислоти — отримання оки­су сірки (IV)

Першою стадією виробництва сірчаної кислоти з сірки, сірча­ного колчедану та сірководню є їх обпалювання для отримання газу оксиду сірки (IV).

4FeS + 11О = 2Fe O + 8SO + Q

Сірчаний колчедан подають стрічковим конвейєром до бун­кера, а потім до печі, в яку безперервно вдувається повітря. Ога­рок частково відноситься пічним газом, частково відводиться че­рез отвір в печі.

Температура в печі повинна бути на менш ніж 800 °С, так як при більш високій температурі частинки твердого матеріалу по­чинають спікатися і утворюють грудочки. Температуру регулю­ють, проводячи реакцію з деяким надлишком повітря. Окрім то­го поміщають в реакційний апарат трубки парового котла. Утво­рена водяна пара використовується для виробництва електрое­нергії, або для інших цілей.

Сучасні потужні установки обладнані автоматично діючими і записуючими контрольно — вимірювальними апаратами, через які можна отримати всі необхідні дані. Оптимальний режим підтримується на основі даних цих приборів, автоматичними за­собами, які, наприклад, можуть знизити температуру в зоні ре­акції, збільшити подачу повітря.

Друга стадія — окислення оксиду сірки (IV)

Оксид сірки (IV) потрібно окислити в окис сірки (VI):

2SO + О = 2SO + Q

При 400 °С може окислюватись максимально 99,2% окису сірки (IV), при

600 °С — лише 73%. Для збільшення швидкості

цієї реакції використовують в якості каталізатора (найбільш ефективного) окис ванадію (V).

При обпалюванні ванадію отримують газову суміш, яка наси­чена пилом та отруйними речовинами. Цю газову суміш очищу­ють циклотроном і електрофільтром. В циклотроні частинки пи­лу видаляються із газової суміші під дією відцентрової сили. Цик­лотрон складається з двох циліндрів, які вставлені один в другий. Газ поступає збоку в зовнішній циліндр і рухається зверху вниз по спіралі. Частинки пилу під дією відцентрової сили подають в конічну частину апарату, звідки вони і видаляються. Але в газі все ще залишаються найменші пилинки.

В електрофільтрі під дією сильного електричного поля моле­кули газу іонізуються. Пилинки, які зіткнулись з іонами пе­ревтілюють заряд, притягуючись до одного із електродів, розря­джаються і осідають. В кінці кінців газ осушують, шляхом взаємодії з концентрованою H SO .

Сушильна вежа наповнена керамічними кільцями. Зверху до башти безперервно подається рідина, яка стікає вниз, утворюю­чи плівку на поверхні кілець. Знизу до вежі безперервно по­дається газ. В такій башті рідина і газ рухаються протитечійно. Кислота зв'язується з водою і тому ступінь сушіння газу високий.

Очищений газ нагрівають до температури початку реакції. Доцільно використовувати теплоту окислення окису сірки (IV). Таке підігрівання газу відбувається в трубчастому теплообмінни­ку. По трубкам проходить гарячий газ, а в міжтрубному про­сторі — протитечією нагріваємий.

Окис сірки (VI), який утворився в контактному апараті, потрібно витягнути із газової суміші в якій об'ємна доля складає 7%, і отримати концентровану H SO , або розчин окису сірки (VI) в сірчаній кислоті — олеум.

H SO утворюється з окису сірки (VI): SO + Н О = H SO + Q

Реакція відбувається при температурі 300 °С. В якості ре­акційного апарату використовують башту з насадкою із з проти-вотечійним рухом газової суміші і поглинаючою окис сірки (VI) рідиною. При цьому миттєво утворюється пара сірчаної кислоти. Газова суміш виявляється перенасиченою пароподібною H SO . Можливо і потрібно поглинати окис сірки (VI) сірчаної кислоти, в якій є мало води — масова доля 2%. Над таким розчином тиск пари води дуже малий і пара H SO не утворюється. В башті, яка поглинає концентрація кислоти трохи підвищується, частина її

відправляється на склад, а частина після розмішування повер­тається в башту для зрошення насадки.







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 918. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Ситуация 26. ПРОВЕРЕНО МИНЗДРАВОМ   Станислав Свердлов закончил российско-американский факультет менеджмента Томского государственного университета...

Различия в философии античности, средневековья и Возрождения ♦Венцом античной философии было: Единое Благо, Мировой Ум, Мировая Душа, Космос...

Характерные черты немецкой классической философии 1. Особое понимание роли философии в истории человечества, в развитии мировой культуры. Классические немецкие философы полагали, что философия призвана быть критической совестью культуры, «душой» культуры. 2. Исследовались не только человеческая...

Виды нарушений опорно-двигательного аппарата у детей В общеупотребительном значении нарушение опорно-двигательного аппарата (ОДА) идентифицируется с нарушениями двигательных функций и определенными органическими поражениями (дефектами)...

Особенности массовой коммуникации Развитие средств связи и информации привело к возникновению явления массовой коммуникации...

Тема: Изучение приспособленности организмов к среде обитания Цель:выяснить механизм образования приспособлений к среде обитания и их относительный характер, сделать вывод о том, что приспособленность – результат действия естественного отбора...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.023 сек.) русская версия | украинская версия