Производство серной кислоты контактным способом

    Дисциплина: Химия и физика
    Тип работы: Реферат
    Тема: Производство серной кислоты контактным способом

    МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

    БЕЛОРУСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

    Кафедра технологии

    Индивидуальная работа на тему:

    Производство серной кислоты контактным способом».

    Выполнил студент

    курса ФБД:

    Клименок

    М. А.

    Проверил преподаватель:

    Тарасевич В. А.

    Минск 2002г.

    План

    Реферат

    Описание контактного способа производства серной кислоты

    Принципиальная технологическая схема производства серной кислоты контактным способом

    Динамика трудозатрат при развитии технологического процесса

    Расчёт уровня технологии, тех вооруженности и производительности живого труда

    Заключение

    Литература и источники

    Реферат

    Данная работа состоит из 12 страниц.

    Ключевые слова: Серная кислота, Контактный способ, Реакция, Технология производства, Динамика трудозатрат, Технологический процесс.

    В данной работе изучена и описана технология производства серной кислоты контактным способом. Приведены иллюстрации, схемы, графики, и таблицы, отражающие суть

    технологического процесса. Выделены в

    ажнейшие тенденции развития производства серной кислоты контактным способом

    Проведён анализ динамики трудозатрат живого и прошлого труда а также динамика трудозатрат при развитии технологического процесса. Рассчитан уровень технологии, тех вооруженности

    и производительности живого труда. Сделаны соответствующие выводы и заключения.

    Описание контактного способа производства серной кислоты

    Контактным способом производится большое количество сортов серной кислоты, в том числе олеум, содержащий 20% свободной SO3, купоросное масло (92,5% Н

    4 и 7,5% Н

    2О), аккумуляторная кислота, примерно такой же концентрации, как и купоросное масло, но более чистая.

    Контактный способ производства серной кислоты включает три стадии: очистку

    газа

    от вредных для катализатора примесей; контактное окисление сернистого ангидрида в серный; абсорбцию серного ангидрида серной кислотой. Главной стадией является контактное окисление

    2 в SO

    3; по названию этой операции именуется и весь способ.

    Равновесие обратимой реакции

    2 + O

    2 2 SO

    3 + 2 x 96,7 кдж (500 оС)

    (а)

    в соответствии с принципом Ле-Шателье сдвигается в сторону образования SO

    3 при понижении температуры и повышении давления; соответственно увеличивается равновесная степень превращения SO

    2 в

    Следует отметить, что повышение давления естественно увеличивает и скорость реакции

    (а). Однако повышенное давление в этом процессе применять нерационально, так как кроме реагирующих газов пришлось бы сжимать балластный азот, составляющий обычно 80 % от

    всей смеси и поэтому в производственном цикле активно используют катализаторы.

    Наиболее активным катализатором является платина, однако она вышла из употребления вследствие дороговизны и легкой отравляемости примесями обжигового газа, особенно мышьяком. Окись

    железа дешевая, но при обычном составе газа - 7% SO2 и 11% О2 она проявляет каталитическую активность только при температурах выше 625 оС, т.е. когда хр 70%, и поэтому применялась лишь

    для начального окисления SO2 до достижения хр 50-60%. Ванадиевый катализатор менее активен, чем платиновый, но дешевле и отравляется соединениями мышьяка в несколько тысяч раз меньше,

    чем платина; он оказался наиболее рациональным и только он применяется в производстве серной кислоты. Ванадиевая контактная масса содержит в среднем 7% V2O5; активаторами являются

    окислы щелочных металлов, обычно применяют активатор К2О; носителем служат пористые алюмосиликаты. В настоящий момент катализатор применятся в виде соединения SiO2, K

    выбросам в атмосферу

    . Кроме того - такой катализ дешевле нежели калий/ванадиевый. Обычные ванадиевые контактные массы представляют собой пористые гранулы, таблетки или кольца

    (Рис. 1).

    При условиях катализа окись калия превращается в K2S2O7, а контактная масса в общем представляет собой пористый носитель, поверхность и поры которого смочены пленкой раствора

    пятиокиси ванадия в жидком пиросульфате калия.

    Ванадиевая контактная масса эксплуатируется при температурах от 400 до 600 оС. При увеличении температуры выше 600 оС начинается необратимое снижение активности катализатора

    вследствие спекания компонентов с образованием неактивных соединений, не растворимых в пиросульфате калия. При понижении температуры активность катализатора резко снижается вследствие

    превращения пятивалентного ванадия в четырехвалентный с образованием малоактивного ванадила VOSO4.

    Процесс катализа слагается из стадий: 1) диффузии реагирующих компонентов из ядер газового потока к гранулам, а затем в порах контактной массы; 2) сорбции кислорода катализатором

    (передача электронов от катализатора к атомам кислорода); 3) сорбции молекул SO2 с образованием комплекса SO2 * О * катализатор ; 4) перегруппировки электронов с образованием комплекса

    SO2 * катализатор; 5) десорбции SO3 из пор контактной массы и от поверхности зерен.

    При крупных гранулах контактной массы суммарная скорость процесса определяется диффузией реагентов (1-я и 6-я стадии). Обычно стремятся получить гранулы не более 5 мм в поперечнике;

    при этом процесс идет на первых стадиях окисления в диффузионной, а на последних (при х 80%) в кинетической области.

    Вследствие разрушения и слеживания гранул, загрязнения слоя, отравления катализатора соединениями мышьяка и температурной порчи его при случайных нарушениях режима ванадиевая

    контактная масса заменяется в среднем через 4 года. Если же нарушена очистка газа, получаемая обжигом колчедана, то работа контактного аппарата нарушается вследствие отравления первого

    слоя контактной массы через несколько суток. Для сохранения активности катализатора применяется тонкая очистка газа мокрым способом.

    Принципиальная технологическая схема производства серной кислоты контактным способом

    Лучшим сырьем для производства сернистого газа служит сера, которая выплавляется из природных пород, содержащих серу, а также получается как побочный продукт при производстве меди,

    при очистке газов и т.п. Сера плавится при температуре 113 градусов С, легко воспламеняется и сгорает в простых по устройству печах

    (Рис. 2). Получается газ высокой концентрации, с маленьким содержанием вредных примесей.

    Сжигание серы происходит по реакции S + O

    2 SO

    2 + 296 кДж Фактически сера перед горением плавится и испаряется (т. кип. ~444

    оС) и сгорает в газовой фазе. Таким образом, сам процесс горения гомогенный.

    Компрессор и камера сгорания

    технологическая схема производства серной кислоты

    1 - 1-я промывная башня; 2 - 2-я промывная башня с насадкой; 3 - мокрый электрофильтр; 4 - сушильная башня с насадкой; 5 - турбокомпресор; 6 - трубчатый теплообменник; 7 - контактный

    аппарат; 8 - трубчатый холодильник газа; 9 и 10 - абсорбционные башни с насадкой; 11 - центробежные насосы; 12 - сборники кислоты; 13 - холодильники кислоты

    Обжиговый газ после грубой очистки от пыли в огарковых электрофильтрах при температуре около 300 оС поступает в полую промывную башню

    (Рис. 3: 1,2), где разбрызгивается холодная серная кислота (75%-ная H

    4). При охлаждении газа имеющиеся ...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


    Добавить комментарий
    Старайтесь излагать свои мысли грамотно и лаконично

    Введите код:
    Включите эту картинку для отображения кода безопасности
    обновить, если не виден код



ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены