Расчет технологических параметров производства серной кислоты

Курсовая работа

По дисциплине «Общая химическая технология»:

Расчет материального и теплового баланса печи для обжига серного колчедана

 

 

Выполнил: Иванчиков Е.А. 270 гр.                                                                                                                     Проверила: Балдаев Н.С.

 

Улан Удэ

2013

 

Содержание

Реферат …………………………………………………………………………....

Введение……………………………………………………………………..…….

1 Серная кислота: применение, свойства, получение…………………………

1.1 Применение серной кислоты и олеума ……………………………………

1.2 Физические свойства серной кислоты……………………………………...

1.3 Химические свойства концентрированной серной кислоты……………...

1.4 Химические свойства разбавленной серной кислоты…………………….

1.5 Получение серной кислоты…………………………………………………

1.5.1 Сырье для производства серной кислоты………………………………..

1.5.1.1 Железный колчедан……………………………………………………...

1.5.1.2 Сера……………………………………………………………………….

1.5.1.3 Сероводород…………………………………………………………….....

1.5.2 Этапы получения серной кислоты…………………………………………

1.5.3 Методы получения серной кислоты…………………………………….....

1.5.3.1 Нитрозный метод………………………………………………………….

1.5.3.2 Контактный метод………………………..………………………………

1.5.4 Производство серной кислоты из серы…………………………………..

1.5.5 Производство серной кислоты из железного колчедана……………….

1.5.6 Производство серной кислоты из сероводорода………………………..

2 Разработка принципиальной технологической схемы производства серной кислоты со схемой КиП и А…………..…….............................................................

2.1. Описание разработанной технологической схемы…………………………..

Расчет технологических параметров производства серной кислоты............

3.1 Материальный баланс …………………………………………….…..…….

3.2 Тепловой баланс……………………………………………………………..

 

 

4 Основные требования к упаковке, транспортировке и хранению серной кислоты…………………………………………………………………………..

Выводы…..…………………………………………………………………….....

Список литературы………………………………………………………....…....

 

 

 

 

Введение

Актуальность работы. Серная кислота – важнейший продукт основой  химической промышленности. Среди минеральных кислот она по объему производства и потребления занимает первое место, поэтому изучение свойств и методов получения серной кислоты весьма актуально.

Серную кислоту применяют в различных отраслях народного хозяйства, поскольку она обладает комплексом особых свойств, облегчающих ее технологическое использование. Серная кислота не дымит, в концентрированном виде не корродирует черные металлы, способна образовывать многочисленные устойчивые соли и является дешевым сырьем для различных производств.

Крупнейшим потребителем серной кислоты в настоящее время является промышленность фосфорных и азотных минеральных удобрений, таких как сульфат аммония, аммофос, суперфосфат и др. Простой суперфосфат получают обработкой апатитов и фосфоритов серной кислотой. Применение минеральных удобрений способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур и содержания в них полезных веществ. Кроме того, серная кислота применяется для производства некоторых кислот (фосфорной, соляной, уксусной), сульфатов, искусственных волокон, лаков, красок, пластмасс, моющих средств, взрывчатых веществ, лекарственных препаратов, ядохимикатов, а также при производстве цветных и редких металлов, спиртов, эфиров.  Она расходуется на очистку нефтепродуктов, в качестве электролита в кислотных аккумуляторах, в машиностроении – на подготовку поверхности металлов при нанесении гальванических покрытий. В металлообрабатывающей промышленности серная кислота и ее соли применяют для травления стальных изделий.

Цель работы – описание схем производства серной кислоты. Расчет технологических параметров производства серной кислоты.

Основные задачи данной работы:

1. Рассмотреть технологическую схему производства серной кислоты;

2. Выполнить расчет и составить таблицу материального и теплового баланса обжига серного колчедана;

3. Рассмотреть мероприятия по безопасности труда и охране окружающей среды.

Экономические аспекты. Развитие человечества в прошлом веке было ориентировано на быстрое развитие экономики, что привело к беспрецедентному по масштабам вредному воздействию на биосферу. Возникли противоречия между возраставшими потребностями мирового сообщества и ограниченными возможностями биосферы по их удовлетворению. Устранение возникших противоречий и дальнейшее улучшение качества жизни людей возможно только в рамках стабильного социально-экономического развития, не нарушающего механизм саморегуляции природы. Именно осознание необходимости адаптации экономического развития к природным закономерностям требует скорейшего перехода к новому экологически оптимизированному типу производства и потребления. Несмотря на это, в настоящее время в большинстве стран независимо от типа экономической системы сложился природоемкий тип производства, основанный на использовании природных ресурсов без учета экологических ограничений. 

Серная кислота, используемая практически во всех отраслях промышленности, является своеобразным индикатором экономического развития в стране. Количество производимой серной кислоты показывает уровень развития государства. В условиях непрерывно возрастающих потребностей общества мировое производство серной кислоты за последние 25 – 30 лет выросло более чем в 3 раза, составляя в настоящее время более 160 млн.т в год. Индустриально развитые страны производят серной кислоты больше, чем каких-либо других химикатов. Почти треть этого количества уходит на производство удобрений.

Несмотря на увеличение объема сернокислотного производства, в  последнее десятилетие в России сложилась критическая ситуация в вопросах применения минеральных удоб­рений и плодоро­дия почв. Использование удобрений в сельском хозяй­стве с 1990 года снизилось более чем в 10 раз. Для обеспечения продовольственной безопасности необходимо иметь столько удобрений, сколько позволило бы обеспечить сбор зерновых на уровне 600 – 1000 кг на одного человека. В последние годы темпы роста производства удоб­рений несколько снизились. Так, в 1999 г. рост составил 23,3 %, в 2000 г. – 6,5, а в 2001 г. – всего 3,6 %.

Социально-политические аспекты. Экономический рост начала 21века характеризуется ведущей ролью научно-техническо­го прогресса и интеллектуализацией всего процесса промышленного развития. В связи с этим одной из важнейших задач руководящих органов России на ближайшие годы должна быть поддержка процесса перевода высокотехнологичных и перспективных научных разработок в области химии и химической техно­логии в конкурен­тоспособную наукоемкую продукцию.

В настоящее время научно-технические дости­жения России не оказывают существенного влия­ния на изменение технологического уклада хими­ческой индустрии. Так, доля производства прогрес­сивных материалов ниже, чем в развитых капита­листических странах в 2-3 раза, качество около 70% отечественной химической продукции не отвечает требованиям мировых стандартов, доля продук­ции, выпускаемой по устаревшим технологиям, составляет около 60%, что приводит к дополнитель­ным издержкам производства и ухудшению уров­ня экологической безопасности. Такое состояние технического уровня привело к падению эффек­тивности и конкурентоспособности химической продукции.

Стабильность развития отрасли, в конечном ито­ге, зависит как от стабильности развития экономики региона в целом, так и от государственного регули­рования развития отрасли. На раннем этапе государ­ственная поддержка развития данного комплекса должна быть сведена к разработке целе­вой программы развития химического и нефтехими­ческого комплекса, кото­рая бы в полной мере учитывала современные тен­денции развития региональной экономики, специ­фику и важнейшие факторы развития отрасли в начале XXI века.

Аспект охраны окружающей среды. Основные положения государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития являются основой для конструктивного взаимодействия органов государственной власти Российской Федерации и ее субъектов, органов местного самоуправления, предпринимателей и общественных объединений по обеспечению комплексного решения проблем сбалансированного развития экономики и улучшения состояния окружающей среды.

Осуществление государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития предусматривает реализацию закрепленного в Конституции Российской Федерации права граждан на благоприятную окружающую среду, прав будущих поколений на пользование природно-ресурсным потенциалом в целях поддержания устойчивого развития, а также решение текущих социально-экономических задач в неразрывной связи с осуществлением адекватных мер по защите и улучшению окружающей среды, сбережению и восстановлению природных ресурсов.

1.Обеспечение экологически безопасного устойчивого развития в условиях рыночных отношений.

2.Охрана среды обитания человека.

3.Оздоровление (восстановление) нарушенных экосистем в экологически неблагополучных регионах России.

4.Участие в решении глобальных экологических проблем.

 

Этические аспекты. Назревший еще на пороге третьего тысячелетия глобальный экологический кризис современной технологической цивилизации вынуждает человечество создать систему непрерывного экологического воспитания и образования, результатом которых являлось бы формирование экологического мышления – способности оценивать результаты своей деятельности с точки зрения воздействия на природу. При этом должны оцениваться и отдаленные последствия этого воздействия, сказывающиеся на последующих поколениях.

Экологическая нравственность и экологическая этика будущих поколений формируется сегодня. В настоящее время происходит формирование и экологической культуры, которая, по определению Н.Ф.Реймерса, является составной частью развития общемировой культуры, характеризуемой острым, глубоким и всеобщим осознанием насущной важности экологических проблем в жизни и будущем развитии человечества.

Руководствуясь современными знаниями о науке и технике, экологическая культура должна способствовать гармоничному существованию антропогенных и природных экосистем.

В последние годы во многих развитых странах произошла экологизация морального сознания, изменились ценностные ориентации; была создана такая система ценностей, в которую вошли как социальные, так и природные элементы. Природа в этом случае получила статус самостоятельной ценности в силу ее уникальности, единственности и неповторимости.