Каталог Рефератов - Властивості сірчаної кислоти, її виробництво та застосування

	Информационно-образоательный портал
	Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,



МЕНЮ\|

поиск

Властивості сірчаної кислоти, її виробництво та застосування

аким чином, сировинні джерела виробництва сірчаної кислоти досить різноманітні, хоча до цих пір в якості сировини використовують пре-майново елементарну сірку і залізний колчедан. Обмежене ис-користування таких видів сировини, як топкові гази теплових електростанцій і гази мідеплавильного виробництва, пояснюється низькою концентрацією в них оксиду сірки (IV).

При цьому частка колчедану в балансі сировини зменшується, а частка сірки зростає.

У загальній схемі сірчанокислотного виробництва істотне значення мають дві перші стадії - підготовка сировини і його спалювання або випалення. Їх зміст і апаратурне оформлення істотно залежать від природи сировини, яка значною мірою, визначає складність технологічного ського виробництва сірчаної кислоти.

В якості сировини для виробництва сірчаної кислоти застосовуються елементарна сірка і сірчаний колчедан, крім того, широко використовуються сірковмісні промислові відходи.

Сірчаний колчедан характеризується вмістом сірки 35...50%. У покладах сірчаного колчедану часто присутні сульфідні руди, які використовуються у виробництві кольорових металів (Си, Zn, Pb і ін)

Сульфідні руди піддаються випалу, в процесі якого утворюються сірчисті гази, які використовуються для виробництва сірчаної кислоти. В даний час сировиною для її виробництва служать сірководневі гази, які утворюються при переробці нафти, коксуванні вугілля, а також одержувані в процесі очищення природного газу.

Найбільш просто виробництво сірчаної кислоти з сірки, що виділяється з самородних руд або з побічних продуктів ряду виробництв (газової сірки). Однак вартість кислоти, одержуваної з сірки, вище, ніж з колчедану. Крім того, сірка необхідна для виробництва гуми, сірників, сірковуглецю, отрутохімікатів, лікарських препаратів і т.д.

На сучасному етапі забезпечення промисловості серосо-тримає сировиною передбачається за рахунок розробки природної та отримання попутної сірки. У кольоровій і чорній металургії, газової та нафтохімічної промисловості сірку одержують з газоконденсатом. Тому збільшується випуск флотаційного колчедану на підприємствах кольорової металургії.

Розробляється технологія переробки нових видів сировини: сульфатізірующій випал колективного сульфідного концентрату Соколовсько-Сарбайського комплексу та випал некондиційного колчедану.

2. Отримання діоксиду сірки
Найбільш поширеним сировиною для отримання SO2 є пірит FeS2, який піддається випалу:

4FeS2 +11 O2 = 2FeO2 +8 SO2

Випал виробляють в спеціальній печі. В піч знизу під тиском подається повітря з такою швидкістю, щоб шар роздробленого піриту розпушується, але частки твердого речовини не неслися потоком повітря і випалювальних газів. Такий спосіб випалу називається випаленням в киплячому шарі, так як шар твердої речовини схожий на киплячу рідину.

У результаті випалу піриту виходить випалювальних газ, який, крім діоксиду сірки, містить кисень, азот, пари води та інші домішки. Деякі із цих домішок шкідливі для подальших процесів виробництва сірчаної кислоти, тому випалювальних газ піддається ретельному очищенню від твердих частинок (пилу) та вологи. Осушення газу проводиться концентрованої сірчаної кислотою.

3. Отримання триоксид сірки
Друга стадія виробництва сірчаної кислоти - окислювання діоксиду сірки киснем повітря до триоксиду. В даний час цей процес здійснюється контактниі способом: окислення проводиться при температурі 400 - 600 ° С в присутності каталізаторів (платина, оксид ванадію (V) V2O5 або оксид заліза (III) Fe2O3). Цей процес екзотермічний. Виділяється теплота використовується для підігріву обпалювальне газу.

4. Поглинання триоксид сірки
Отриманий оксид сірки (VI) надходить у поглинальну башту, стінки якої зрошуються концентрованої сірчаної кислотою (масова частка H2SO4 98%). Поглинання триоксид сірки водою неефективно: утворюється "туман" з дрібних крапельок сірчаної кислоти, який довго концентрується.

Кінцевий продукт виробництва - розчин SO3 в сірчаній кислоті, званий олеумом. Він може бути розбавлений водою до сірчаної кислоти потрібної концентрації.

5. Прогресивні способи і перспективи розвитку виробництва сірчаної кислоти
Процес отримання сірчаної кислоти контактним способом значно спрощується, якщо в якості сировини для отримання SO застосовувати сірку, майже не містить миш'яку, або сірководень, одержуваний при очищенні горючих газів і нафтопродуктів. При використанні в якості сировини виплавленої сірки процес виробництва сірчаної кислоти включає три стадії: спалювання сірки в форсункових печах; окислення діоксиду сірки в триоксид у контактних апаратах; абсорбцію триоксид сірки.

Спосіб отримання сірчаної кислоти з сірководню називається мокрим каталізом і складається з наступних основних етапів:

1) спалювання сірководню (2H2S + 302 - "2H2O + 2SO2),

2) окислення SO2 в SОз у присутності ванадієвого каталізатора і водяної пари, в результаті чого утворюється сірчана кислота у вигляді пари: 3) конденсації сірчаної кислоти при охолодженні парів.

Установка для отримання сірчаної кислоти за методом мокрого каталізу включає піч для спалювання сірководню, контактний апарат для окислення SO2 в SОз і башту з насадкою для конденсації утворюються пари кислоти. Такі установки будують на нафтопереробних заводах та інших підприємствах, що виробляють як відходи сірководневі гази.

Промисловість випускає технічну, акумуляторну та реактивну сірчану кислоту. Ці види кислоти відрізняються за призначенням і змістом основного компонента та домішок.

В даний час продуктивність типових технологічних ліній з виробництва сірчаної кислоти контактним способом складає 180 тис. т на рік. Заміна їх лініями потужністю 360 тис. т кислоти в рік дозволяє знизити питомі капітальні витрати на її виробництво на 30%, а собівартість продукції на 20%.

У значній мірі питомі капітальні витрати визначаються видом сировини: якщо при використанні природної сірки їх прийняти за 100%, то при використанні сірководню вони складуть 108%, газів, що відходять - 167, колчедану - 208%. Збільшення питомих капітальних витрат обумовлено головним чином витратами на спорудження очисних відділень. Подальше вдосконалення очисних операцій обумовлює зниження матеріаломісткості обладнання та зменшення капітальних витрат на виробництво сірчаної кислоти.

Перспективними щодо поліпшення техніко-економічних показників виробництва сірчаної кислоти є системи сухого очищення газу. Класичний контактний спосіб її виробництва включає низку протилежних процесів: гарячий випалювальних газ охолоджується в очисному відділенні, потім знову нагрівається в контактному; в промивних вежах газ зволожується, в сушильних - ретельно осушується. В СРСР на основі наукових досліджень створено новий процес виробництва сірчаної кислоти - суха очистка (СО). Основна особливість процесу СО полягає в тому, що після очищення від пилу гарячий випалювальних газ без охолодження, промивання і сушіння направляється безпосередньо в контактний апарат. Це забезпечується таким режимом роботи випалювальних печей зі зваженим (киплячим) шаром колчедану, при якому значна частина з'єднань миш'яку адсорбується недогарком. Таким чином, замість чотирьох етапів класичного процесу СО включає тільки три, за рахунок чого капіталовкладення знижуються на 15...25%, собівартість сірчаної кислоти - на 10...15%.

Намічено збільшення потужностей діючих та споруджуваних підприємств з виробництва сірчаної кислоти контактним способом при невеликих додаткових витратах. Це буде досягнуто за рахунок підвищення концентрації SO2 в перероблюваних газах, а також впровадження короткої схеми при переході з випалу колчедану на спалювання сірки. З метою вдосконалення апаратурного оформлення процесу розроблений контактний апарат з паралельними шарами каталізатора (металоємність його стала нижчою на 25%). Застосування кожухотрубних холодильників з анодної захистом дозволить продовжити термін їх служби до 10 років.

Технологія виробництва сірчаної кислоти нітрозні способом оновлюється за рахунок вдосконалення баштових систем. Розрахунки показують, що в порівнянні з контактним способом переробки газів, отриманих при випаленні колчедану в повітрі, при нітрозному спосіб і установці аналогічної потужності (180 тис. т на рік) капітальні витрати знижуються на 43,6%, собівартість переробки сірчистих газів - на 45, 5, наведені витрати - на 44,7 і трудомісткість - на 20,2%.

Великі споживачі сірчаної кислоти повинні виробляти її на своїх підприємствах незалежно від відомчої приналежності; це дозволить в 3 рази скоротити завантаження залізничного транспорту і потреба в цистернах.

Збільшиться використання у виробництві мінеральних добрив відпрацьованих сірчаних кислот після їх очищення і регенерації.

III. Застосування сірчаної кислоти
Легко переконатися, що області застосування сірчаної кислоти дуже великі. Однак деякі позиції у сірчаної кислоти відвойовані. Довгий час соду отримували з сульфату натрію Na2SO4 - продукту, одержуваного одночасно з соляною кислотою при дії сірчаної кислоти на кухонну сіль. До кінця XIX ст. здійснено інший, більш вигідний, так званий аміачний метод отримання соди:

NаCl СО2 NH3 Н2О = NаНСО3 NH4Cl.

Після цього содове виробництво перестало залежати від виробництва сірчаної кислоти.

Інша незалежна від сірчаної кислоти важлива велика галузь, яка виникла на початку XX ст. і колосально розрослася в даний час, - виробництво аміаку і азотної кислоти з повітря. До того часу азотну кислоту одержували з чилійської селітри з допомогою сірчаної кислоти:

NaNO3 H2SO4 = NaHSO4 HNO3.

Азотна кислота частково замінила сірчану у виробництві фосфорних добрив. Поширені методи очищення органічних продуктів, які не потребують сірчаної кислоти.

Таким чином, великі галузі хімічної галузі промисловості - содова і азотна - вийшли повністю з-під влади сірчаної кислоти, але в інших областях сірчана кислота продовжує в даний час панувати, тому величезне її значення для всієї нашої промисловості є безсумнівним.

Сірчана кислота - найважливіший продукт хімічної промисловості. Вона знаходить примерение у виробництві мінеральних добрив, волокон, пластмас, барвників, вибухових речовин, у металургії при отриманні міді, нікелю, урану та інших металів. Використовується ка осушувачі ь газів.

Велике практичне застосування з солей сірчаної кислоти мають різні сульфати. Мідний і залізного купоросу CuSO4 ? 5H2O і FeSO4 ? 7H2O використовуються в сільському господарстві для боротьби з шкідниками рослин, у виробництві фарб, для просочення деревини як антисептичний засіб. Купоросу називають кристалогідрати сульфатів деяких металів (міді, заліза, цинку, нікелю).

Гіпс CaSO4 ? 2H2O і сульфат кальцію СаSO4 використовують у будівництві, медицині та інших облостях. З гіпсу при прожарюванні отримують алебастр

СаSO4 ? 0,5 H2O: CaSО4 ? 2H2O = CaSO4 ? 0,5 H2O +1,5 H2O

Алебастр, смешааний з водою, швидко твердне, перетворюючись у гіпс:

СаSO4 ? 0,5 H2O +1,5 H2O = CaSO4 ? 2H2O

Сульфат натрію N2SO4 використовується у виробництві скла. Сульфат натрію входить до складу природного мінералу Na2SO4 ? 10H2O - глауберової солі, або мірабіліту. Сульфати калію або амонію застосовують як добрива. Алюмокаліевик галун КАI (SO4) 2 ? 11H2O виявляють дубящие своцства, і їх використовують у виробництві шкіри, а також як протравлення при фарбуванні тканин. Сульфат барію ВаSО4 застосовується у виробництві паперу, гуми та білих мінеральних фарб.

Література

1. Гуренко В.Д. Травлення смуг і листів в соляній кислоті / В.Д. Гуренко, В.М. Файнштейн. - М.: Металургія, 1971.

2. Травильному-регенераційні комплекси // Економіка пром Аксьонов і др. - М.: Теплотехніка, 2006.

3. Вайнштейн І.А. Очистка та використання стічних вод травильних відділень / І.А. Вайнштейн. - М.: Металургія, 1986.

4. Досвід очищення від парів соляної кислоти аспіраційного повітря травильного відділення / С.М. Колтишев и др. // Сталь. 2006. № 2. С.77-78.

5. Аксьонов В.І. Замкнуті системи водного господарства металургійних підприємств // Економіка пром Аксьонов. - М.: Металургія, 1991.

6. Кутєпов А.М. Бондарєва Т.І., Беренгартен М.Г. Загальна хімічна технологія.М. Вищ. школа. 1990.

7. Соколов Р.С. Хімічна технологія. - М: Гуманит. вид. Центр БЛАДОС, 2000.

8. Розрахунки хіміко-технологічних процесів // За заг. ред. І.П. Мухленова. - Л.: Хімія, 1976

9. Бєсков В.С., Сафронов В.С. Загальна хімічна технологія і основи промислової екології. - М.: Хімія, 1999.

10. Загальна хімічна технологія та основи промислової екології. // Під ред. В.І. Ксьонзенко. - М.: "Колос", 2003.

Страницы: 1, 2

© 2003-2013
Рефераты бесплатно, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.