2020-06-08
569
Производство серной кислоты
Ежегодно в мире получают свыше 150 тонн серной кислоты., основное количество которой расходуют на производство минеральных удобрений и на очистку нефти и нефтепродуктов. Серная кислота также находит применение в металлургии, при получении красителей и лекарств, других кислот и солей, как окислитель и водоотнимающее средство в лабораторной практике.
Схематично процесс производства серной кислоты можно выразить схемой:
или сульфиды других металловпечь для обжига в кипящем слоестадияFeS2(Sили сульфиды других металлов)→печь для обжига в кипящем слоеIстадия
циклон, электрофильтрочистка печного газасушильная башняосушение печного газаконтактный аппаратстадия→циклон, электрофильтрочистка печного газа→сушильная башняосушение печного газаSO2→контактный аппаратIIстадия
поглотительная башнястадияSO3→поглотительная башняIIстадияH2SO4
Основные характеристики процесса производства серной кислоты
Сырье: пирит FeS2, самородная сера, серосодержащие газы — отходы цветной металлургии, воздух.
|
|
|
Вспомогательные материалы: серная кислота (98%), катализатор — оксид ванадия (V).
| Аппарат | Назначение | Реакция |
| Печь для обжига «в кипящем слое» | Пирит подвергают обжигу кислородом воздуха | 4FeS2 + 11 O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 + 3310 кДж |
| Циклон | Тщательная очистка от крупных частиц пыли | - |
| Электрофильтр | Тщательная очистка от мелких частиц пыли | - |
| Сушильная башня | Осушение от водяных паров | - |
| Теплообменник | Очищенный обжиговый газ перед поступлением в контактный аппарат нагревают за счет теплоты газов, выходящих из контактного аппарата. | - |
| Контактный аппарат | Обжиговый газ в присутствии катализатора при 450 °С окисляется до оксида серы (VI) | 2SО2 + О2 = 2SО3 +197,8 кДж |
| Поглотительная башня | Оксид серы (VI) поглощают концентрированной серной кислотой. Образуется олеум, из которого можно приготовить серную кислоту любой концентрации. | SО3 + Н2О = Н2SО4 |
Особенности технологического процесса:
производство непрерывное, обжиг колчедана ведут в кипящем слое, продувая в печь воздух, нагретый отходящим обжиговым газом. Тщательно очищенный обжиговый газ перед поступлением в контактный аппарат нагревают за счет теплоты газов, выходящих из контактного аппарата. В поглотительных башнях оксид серы (VI) поглощают серной кислотой противотоком.
Основной продукт: олеум.
Общие научные принципы химического производства:
1. Непрерывность.
2. Противоток
3. Катализ
4. Увеличение площади соприкосновения реагирующих веществ.
5. Теплообмен
6. Рациональное использование сырья
«О промышленном развитии страны можно судить по количеству серной кислоты, которую она потребляет» (Ю.Либих)
