MINISTERYO NG EDUKASYON NG REPUBLIKA NG BELARUS

BELARUSIAN STATE UNIVERSITY OF ECONOMY

Kagawaran ng Teknolohiya

Indibidwal na gawain sa paksa:

"Paggawa ng sulfuric acid sa pamamagitan ng paraan ng pakikipag-ugnay".

Nakumpleto ng isang mag-aaral ng 1st year ng FBD: Klimenok M.A.

Sinuri ng guro: Tarasevich V.A.

Minsk 2002

· Abstract

Paglalarawan ng paraan ng pakikipag-ugnay para sa paggawa ng sulfuric acid

· Schematic diagram ng produksyon ng sulfuric acid sa pamamagitan ng contact method

Ang dinamika ng mga gastos sa paggawa sa pagbuo ng proseso ng teknolohikal

Pagkalkula ng antas ng teknolohiya, mga armament at produktibidad ng buhay na paggawa

· Konklusyon

Panitikan at mga mapagkukunan

Ang gawaing ito ay binubuo ng 12 pahina.

Mga pangunahing salita: Sulfuric acid, Paraan ng pakikipag-ugnay, Reaksyon, Teknolohiya ng produksyon, Dynamics ng mga gastos sa paggawa, Prosesong teknolohikal.

Sa papel na ito, ang teknolohiya para sa paggawa ng sulfuric acid sa pamamagitan ng paraan ng pakikipag-ugnay ay pinag-aralan at inilarawan. Ang mga ilustrasyon, mga diagram, mga graph, at mga talahanayan na nagpapakita ng kakanyahan ng teknolohikal na proseso ay ibinigay. Ang pinakamahalagang uso sa pagbuo ng produksyon ng sulfuric acid sa pamamagitan ng paraan ng pakikipag-ugnay ay naka-highlight.

Ang pagsusuri ng dinamika ng mga gastos sa paggawa ng pamumuhay at nakaraang paggawa, pati na rin ang dinamika ng mga gastos sa paggawa sa panahon ng pag-unlad ng proseso ng teknolohikal, ay isinagawa. Ang antas ng teknolohiya, ang mga armament na iyon at ang pagiging produktibo ng buhay na paggawa ay kinakalkula. Ang mga angkop na konklusyon at konklusyon ay ginawa.

Paglalarawan ng paraan ng pakikipag-ugnay para sa paggawa ng sulfuric acid

Ang isang malaking bilang ng mga grado ng sulfuric acid ay ginawa sa pamamagitan ng paraan ng pakikipag-ugnay, kabilang ang oleum na naglalaman ng 20% ​​​​free SO3, vitriol (92.5% H 2 SO 4 at 7.5% H 2 O), acid ng baterya, halos kapareho ng konsentrasyon ng at vitriol oil, ngunit mas dalisay.

Ang paraan ng pakikipag-ugnay para sa paggawa ng sulfuric acid ay kinabibilangan ng tatlong yugto: paglilinis ng gas mula sa mga impurities na nakakapinsala sa katalista; contact oxidation ng sulfur dioxide sa sulfuric anhydride; pagsipsip ng sulfuric anhydride ng sulfuric acid. Ang pangunahing hakbang ay ang contact oxidation ng SO 2 hanggang SO 3 ; ang pangalan ng operasyong ito ay tinatawag ding buong pamamaraan.

Ang contact oxidation ng sulfur dioxide ay isang tipikal na halimbawa ng heterogenous oxidative exothermic catalysis. Ito ay isa sa mga pinaka pinag-aralan na catalytic syntheses.

Reversible reaction equilibrium
2SO 2 + O 2 >< 2 SO 3 + 2 x 96,7 кдж (500 оС) (а)
alinsunod sa prinsipyo ng Le Chatelier, lumilipat ito patungo sa pagbuo ng SO 3 na may pagbaba sa temperatura at pagtaas ng presyon; naaayon, ang antas ng ekwilibriyo ng conversion ng SO 2 hanggang SO 3 ay tumataas

Dapat pansinin na ang pagtaas ng presyon ay natural na nagpapataas ng rate ng reaksyon (a). Gayunpaman, hindi makatwiran na gumamit ng mas mataas na presyon sa prosesong ito, dahil, bilang karagdagan sa mga gumagalaw na gas, kinakailangan na i-compress ang ballast nitrogen, na kadalasang bumubuo ng 80% ng buong pinaghalong, at samakatuwid ang mga catalyst ay aktibong ginagamit sa ikot ng produksyon.

Ang pinakaaktibong katalista ay platinum, ngunit ito ay hindi na ginagamit dahil sa mataas na halaga at madaling pagkalason ng mga dumi sa litson na gas, lalo na ang arsenic. Ang iron oxide ay mura, ngunit sa karaniwang komposisyon ng gas - 7% SO2 at 11% O2, ito ay nagpapakita ng catalytic activity lamang sa mga temperatura sa itaas 625 ° C, i.e. kapag xp 70%, at samakatuwid ay ginagamit lamang para sa paunang oksihenasyon ng SO2 hanggang umabot sa xp 50-60%. Ang vanadium catalyst ay hindi gaanong aktibo kaysa sa platinum, ngunit ito ay mas mura at nalason ng mga arsenic compound nang ilang libong beses na mas mababa kaysa sa platinum; ito pala ang pinaka makatuwiran at ito lamang ang ginagamit sa paggawa ng sulfuric acid. Ang masa ng contact ng Vanadium ay naglalaman ng average na 7% V2O5; Ang mga activator ay mga oxide ng alkali metal, ang K2O activator ay karaniwang ginagamit; ang carrier ay porous aluminosilicates. Sa ngayon, ang katalista ay ginagamit sa anyo ng isang tambalang SiO2, K at/o Cs, V sa iba't ibang sukat. Ang nasabing tambalan ay naging pinaka-lumalaban sa acid at ang pinaka-matatag. Sa buong mundo, ang mas tamang pangalan nito ay "vanadium-containing". Ang nasabing catalyst ay partikular na idinisenyo upang gumana sa mababang temperatura, na nagreresulta sa mas mababang mga emisyon sa atmospera. Bilang karagdagan, ang naturang catalysis ay mas mura kaysa sa potassium / vanadium. Ang mga conventional vanadium contact compound ay porous granules, tablets o rings (Fig. 1).

Sa ilalim ng mga kondisyon ng catalysis, ang potassium oxide ay na-convert sa K2S2O7, at ang contact mass ay karaniwang isang porous carrier, ang ibabaw at mga pores na kung saan ay nabasa ng isang pelikula ng isang solusyon ng vanadium pentoxide sa likidong potassium pyrosulfate.
Ang masa ng contact ng Vanadium ay pinapatakbo sa mga temperatura mula 400 hanggang 600 °C. Sa pagtaas ng temperatura sa itaas 600 °C, ang isang hindi maibabalik na pagbaba sa aktibidad ng katalista ay nagsisimula dahil sa sintering ng mga sangkap na may pagbuo ng mga hindi aktibong compound na hindi matutunaw sa potassium pyrosulfate. Habang bumababa ang temperatura, ang aktibidad ng catalyst ay bumababa nang husto dahil sa conversion ng pentavalent vanadium sa tetravalent vanadium na may pagbuo ng low-activity vanadyl VOSO4.

Ang proseso ng catalysis ay binubuo ng mga sumusunod na yugto: 1) pagsasabog ng mga tumutugon na bahagi mula sa mga core ng daloy ng gas hanggang sa mga butil, at pagkatapos ay sa mga pores ng contact mass; 2) oxygen sorption sa pamamagitan ng catalyst (paglipat ng mga electron mula sa catalyst sa oxygen atoms); 3) sorption ng SO2 molecules na may pagbuo ng complex SO2 * O * catalyst; 4) muling pagsasaayos ng mga electron na may pagbuo ng kumplikadong SO2 * katalista; 5) desorption ng SO3 mula sa mga pores ng contact mass at mula sa ibabaw ng mga butil.

Sa malalaking butil ng contact mass, ang kabuuang rate ng proseso ay tinutukoy ng pagsasabog ng mga reagents (ika-1 at ika-6 na yugto). Karaniwang nagsusumikap na makakuha ng mga butil na hindi hihigit sa 5 mm ang lapad; sa kasong ito, ang proseso ay nagpapatuloy sa mga unang yugto ng oksihenasyon sa rehiyon ng pagsasabog, at sa huli (sa x 80%) sa kinetic na rehiyon.

Dahil sa pagkasira at pag-caking ng mga butil, kontaminasyon ng layer, pagkalason ng katalista na may mga arsenic compound at pagkasira ng temperatura nito sa kaso ng hindi sinasadyang mga paglabag sa rehimen, ang vanadium contact mass ay pinalitan sa average pagkatapos ng 4 na taon. Kung ang paglilinis ng gas na nakuha sa pamamagitan ng pag-ihaw ng mga pyrite ay nabalisa, kung gayon ang operasyon ng contact apparatus ay nagambala dahil sa pagkalason ng unang layer ng contact mass pagkatapos ng ilang araw. Upang mapanatili ang aktibidad ng katalista, ang paglilinis ng pinong gas ay ginagamit sa pamamagitan ng wet method.

Schematic diagram ng produksyon ng sulfuric acid sa pamamagitan ng contact method

Ang pinakamahusay na hilaw na materyal para sa paggawa ng sulfur dioxide ay sulfur, na natunaw mula sa mga natural na bato na naglalaman ng asupre, at nakuha din bilang isang by-product sa paggawa ng tanso, paglilinis ng gas, atbp. Ang sulfur ay natutunaw sa temperatura na 113 degrees C, madaling nag-apoy at nasusunog sa mga simpleng hurno (Larawan 2). Ito ay lumalabas na isang gas na may mataas na konsentrasyon, na may maliit na nilalaman ng mga nakakapinsalang impurities.

Ang sulfur combustion ay nangyayari ayon sa reaksyon S + O 2 > SO 2 + 296 kJ. Sa katunayan, ang sulfur ay natutunaw at sumingaw bago ang pagkasunog (bp ~ 444 ° C) at nasusunog sa gas phase. Kaya, ang proseso ng pagkasunog mismo ay homogenous.

Compressor at combustion chamber

Hindi nasusunog na asupre
Hangin para sa pagkasunog at afterburning ng asupre
likidong asupre
Naka-compress na hangin
Produkto - litson gas

flow chart ng paggawa ng sulfuric acid

1 - 1st washing tower; 2 - 2nd washing tower na may nozzle; 3 - basa electrostatic precipitator; 4 - drying tower na may nozzle; 5 - turbocharger; 6 - tubular heat exchanger; 7 - contact device; 8 - pantubo na gas cooler; 9 at 10 - mga tore ng pagsipsip na may nozzle; 11 - mga sentripugal na bomba; 12 - mga kolektor ng acid; 13 - acid refrigerator

Ang pag-ihaw ng gas pagkatapos ng magaspang na paglilinis mula sa alikabok sa cinder electrostatic precipitators sa temperatura na humigit-kumulang 300 ° C ay pumapasok sa guwang na washing tower (Larawan 3: 1.2), kung saan ang malamig na sulfuric acid (75% H 2 SO 4) ay na-spray. Kapag ang gas ay pinalamig, ang sulfuric anhydride at singaw ng tubig na naroroon dito ay lumalamig sa anyo ng maliliit na patak. Ang arsenic oxide ay natutunaw sa mga droplet na ito. Ang isang arsenic acid mist ay nabuo, na bahagyang nakuha sa unang tore at sa pangalawang tore na may ceramic nozzle. Kasabay nito, ang mga labi ng alikabok, siliniyum at iba pang mga dumi ay nakuha. Ang maruming sulfuric acid ay nabuo (hanggang sa 8% ng kabuuang output), na ibinibigay bilang hindi karaniwang mga produkto. Ang pangwakas na paglilinis ng gas mula sa mailap na arsenic acid mist ay isinasagawa sa mga wet filter (Larawan 3: 3), na naka-install sa serye (dalawa o tatlo). Ang mga basang filter ay gumagana sa parehong paraan tulad ng mga tuyong filter. Ang mga patak ng fog ay idineposito sa tubular collecting electrodes na gawa sa lead o ATM plastic at dumadaloy pababa. Ang paglilinis ng gas ay nakumpleto sa pamamagitan ng pagpapatuyo nito mula sa singaw ng tubig na may vitriol oil sa isang tore na may packing (Larawan 3: 4). Kadalasan ay naka-install ang dalawang drying tower. Ang mga tore, gas duct at acid collector sa seksyon ng paggamot ay karaniwang bakal, na may linya na may acid-resistant na mga brick o diabase tile. Ang dry sulfur dioxide at sulfuric anhydride ay hindi kinakaing unti-unti, kaya ang lahat ng kasunod na kagamitan hanggang sa monohydrate absorber ay maaaring i-mount mula sa ordinaryong carbon steel na walang proteksyon sa kaagnasan.

Ang isang malaking bilang ng mga kagamitan ay lumilikha ng makabuluhang pagtutol sa daloy ng gas (hanggang sa 2 m w.c.), kaya ang isang turbocharger ay naka-install upang maghatid ng gas (Larawan 3: 5). Ang compressor, na sumisipsip ng gas mula sa mga hurno sa lahat ng kagamitan, ay nagbo-bomba nito sa contact assembly.

Ang contact assembly (Fig. 3: 6,7,8) ay binubuo ng isang contact apparatus, isang shell-and-tube heat exchanger at hindi ipinapakita sa diagram (Fig. 4). pampainit ng gas na nagsisimula ng apoy. Sa heat exchanger ng panimulang heater, ang gas ay pinainit bago pumasok sa apparatus sa panahon ng start-up o kapag ang temperatura sa apparatus ay bumaba sa ibaba ng normal.
Karaniwang ginagamit ang mga shelf contact device. Ang nasabing apparatus ay may cylindrical body na may diameter na 3 hanggang 10 m at taas na 10-20 m. Apat o limang gratings ang naka-install sa loob ng katawan na may isang layer ng contact mass granules sa bawat isa sa kanila. Ang mga intermediate tubular o box-shaped heat exchangers ay naka-install sa pagitan ng mga layer ng contact mass. Ang diagram ay nagpapakita ng isang apat na layer na contact apparatus, kahit na ang limang-layer na apparatus ay mas madalas na ginagamit, ngunit ang prinsipyo ng kanilang operasyon ay ganap na katulad, ang pagkakaiba ay nasa isa pang layer ng katalista. Ang sariwang gas ay pinainit ng init ng reacted na mainit na gas, una sa isang panlabas na heat exchanger, pagkatapos ay bahagyang o ganap na pumasa sa tatlo o apat na panloob na heat exchanger para sa sunud-sunod na pagpainit, sa 440-450 ° C ito ay pumapasok sa unang layer ng contact mass. Ang temperatura na ito ay kinokontrol sa pamamagitan ng pagbubukas ng mga balbula. Ang pangunahing layunin ng mga panloob na heat exchanger ay upang palamig ang bahagyang oxidized at pinainit na gas sa catalyst bed, upang ang rehimen ay unti-unting lumalapit sa pinakamabuting kalagayan na curve ng temperatura.

Mga shelf contact device - isa sa mga pinakakaraniwang uri ng contact device. Ang prinsipyo ng kanilang operasyon ay ang pag-init at paglamig ng gas sa pagitan ng mga layer ng catalyst na nakahiga sa mga istante ay isinasagawa sa mismong contact apparatus gamit ang iba't ibang mga heat carrier o mga paraan ng paglamig. ang layer ay mas mataas kaysa sa matatagpuan sa itaas nito, ibig sabihin, .e. tumataas kasama ang daloy ng gas, at bumababa ang taas ng mga heat exchanger, dahil habang tumataas ang kabuuang antas ng conversion, bumababa ang rate ng reaksyon at, nang naaayon, bumababa ang dami ng inilabas na init. Sa annular space ng mga heat exchanger, ang sariwang gas ay dumadaan nang sunud-sunod mula sa ibaba hanggang sa itaas, pinapalamig ang mga produkto ng reaksyon at umiinit hanggang sa temperatura ng simula ng reaksyon.

Ang pagiging produktibo ng mga contact device sa mga tuntunin ng H 2 SO 4, depende sa kanilang laki, ay umaabot mula 50 hanggang 500 tonelada bawat araw ng H 2 SO 4 . Ang mga disenyo ng mga contact device na may kapasidad na 1000 at 2000 tonelada bawat araw ay binuo. 200-300 litro ng contact mass bawat 1 tonelada ng pang-araw-araw na output ay na-load sa apparatus. Ang mga tubular contact apparatus ay ginagamit para sa SO 2 oxidation na mas madalas kaysa sa mga shelf. Para sa oksihenasyon ng mataas na konsentrasyon ng sulfur dioxide, makatuwirang gumamit ng mga contact apparatus na may fluidized catalyst bed.

Ang pagsipsip ng sulfuric anhydride ayon sa reaksyon SO 3 +H 2 O = H 2 SO 4 +9200 J ay karaniwang isinasagawa sa mga tower na may packing (Larawan 3: 9.10), dahil ang mga bubbling o foam absorbers na may mataas na intensity ng trabaho ay nadagdagan ang hydraulic resistance. Kung ang bahagyang presyon ng singaw ng tubig sa ibabaw ng sumisipsip na acid ay makabuluhan, ang SO 3 ay nagsasama sa H 2 O sa bahagi ng gas at bumubuo ng maliliit na patak ng isang mailap na sulfuric acid mist. Samakatuwid, ang pagsipsip ay isinasagawa gamit ang mga puro acid. Ang pinakamainam sa mga tuntunin ng kapasidad ng pagsipsip ay isang acid na naglalaman ng 98.3% H 2 SO 4 at pagkakaroon ng hindi gaanong pagkalastiko ng parehong singaw ng tubig at SO 3. Gayunpaman, sa isang cycle sa tore imposibleng ayusin ang acid mula sa 98.3% hanggang sa karaniwang oleum na naglalaman ng 18.5-20% na libreng sulfuric anhydride. Dahil sa malaking thermal effect ng pagsipsip sa panahon ng proseso ng adiabatic sa tore, ang acid ay pinainit at humihinto ang pagsipsip. Samakatuwid, upang makakuha ng oleum, ang pagsipsip ay isinasagawa sa dalawang sunud-sunod na naka-install na mga tore na may nozzle: ang una sa kanila ay pinatubigan ng oleum, at ang pangalawa ay may 98.3% sulfuric acid. Upang mapabuti ang pagsipsip, ang gas at ang acid na pumapasok sa absorber ay pinalamig, kaya pinatataas ang puwersa ng pagmamaneho ng proseso.

Sa lahat ng mga contact production tower, kabilang ang mga absorbers, ang dami ng reflux acid ay maraming beses na mas malaki kaysa sa kinakailangan upang sumipsip ng mga bahagi ng gas (H 2 O, SO 3) at tinutukoy ng balanse ng init. Upang palamig ang mga nagpapalipat-lipat na acid, ang mga refrigerator ng irigasyon ay karaniwang naka-install, sa mga tubo kung saan, pinatubig mula sa labas na may malamig na tubig, ang cooled acid ay dumadaloy.

Ang produksyon ng sulfuric acid ay lubos na pinasimple sa pamamagitan ng pagproseso ng gas na nakuha sa pamamagitan ng pagsunog ng pre-melted at na-filter na natural na asupre, na halos walang arsenic. Sa kasong ito, ang purong asupre ay sinusunog sa hangin na dati nang natuyo ng sulfuric acid sa isang naka-pack na tore. Ito ay lumiliko ang isang gas na 9% SO2 at 12% O2 sa temperatura na 1000 ° C, na unang nakadirekta sa ilalim ng steam boiler, at pagkatapos ay walang paglilinis sa contact apparatus. Ang intensity ng apparatus ay mas malaki kaysa sa pyrite gas, dahil sa tumaas na konsentrasyon ng SO2 at O2. Walang mga heat exchanger sa apparatus, dahil ang temperatura ng mga gas ay nababawasan sa pamamagitan ng pagdaragdag ng malamig na hangin sa pagitan ng mga layer. Ang pagsipsip ng SO3 ay isinasagawa sa parehong paraan tulad ng sa flow chart.

Ang pinakamahalagang uso sa pagbuo ng paggawa ng sulfuric acid sa pamamagitan ng paraan ng pakikipag-ugnay:

1) pagpapatindi ng mga proseso sa pamamagitan ng pagdadala sa kanila sa isang suspendido na layer, ang paggamit ng oxygen, ang paggawa at pagproseso ng puro gas, ang paggamit ng mga aktibong catalyst;

2) pagpapasimple ng mga pamamaraan ng paglilinis ng gas mula sa alikabok at mga lason sa pakikipag-ugnay (mas maikling teknolohikal na pamamaraan);

3) pagtaas ng lakas ng kagamitan;

4) kumplikadong automation ng produksyon;

5) pagbabawas ng mga koepisyent ng pagkonsumo para sa mga hilaw na materyales at ang paggamit ng mga basurang naglalaman ng asupre mula sa iba't ibang industriya bilang hilaw na materyales;

6) neutralisasyon ng mga basurang gas.

Ang dinamika ng mga gastos sa paggawa sa panahon ng pag-unlad ng proseso ng teknolohikal

Sa pangkalahatang mga termino, ang lahat ng materyal sa itaas ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod:

Ito ay kilala na ang teknolohikal na proseso at ang dinamika ng mga gastos sa paggawa ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na formula:

Tf = ----------------------- Tp = 0.004 * t 2 +0.3 Tc = Tf + Tp

Ang ugnayan sa pagitan ng mga formula na ito ay ganito ang hitsura:

Tp \u003d 0.004 * - 75 +0.3 at Tf \u003d 21 * Tp-0.3 +1575

Batay sa mga formula sa itaas, isasagawa namin ang mga kalkulasyon at ibuod ang mga ito sa isang pangkalahatang talahanayan (Talahanayan 1):

(Talahanayan 1): Dynamics ng mga gastos sa paggawa sa produksyon ng sulfuric acid sa loob ng 15 taon
t (Oras, taon)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Mga gastos sa pamumuhay sa paggawa	0,78	0,75	0,71	0,654	0,595	0,54	0,48	0,43	0,38	0,34	0,3	0,27	0,24	0,22	0,198
Mga nakaraang gastos sa paggawa	0,3	0,32	0,34	0,364	0,4	0,44	0,496	0,56	0,62	0,7	0,78	0,88	0,98	1,08	1,2
Kabuuang gastos	1,09	1,07	1,04	1,018	0,995	0,98	0,976	0,98	1,01	1,04	1,09	1,15	1,22	1,3	1,398

Batay sa talahanayan, ilalagay namin ang mga dependences ng Tf, Tp, Ts sa oras (Fig. 7) at ang dependences ng Tf sa Tp (Fig. 6) at Tp sa Tl (Fig. 8).

Mula sa graph na ito makikita na ang prosesong teknolohikal na ito ay limitado sa pag-unlad nito.

Ang pang-ekonomiyang limitasyon ng akumulasyon ng nakaraang paggawa ay darating sa pitong taon.

Mula sa mga graph 7 at 8 makikita na ang uri ng teknolohikal na proseso ay labor-saving.

Pagkalkula ng antas ng teknolohiya, mga armament at produktibidad ng buhay na paggawa.

Ang antas ng teknolohiya ay kinakalkula gamit ang formula:

Kaginhawahan \u003d 1 / Tzh * 1 / TP

Produktibo ng buhay na paggawa:

L = Y mga * B

Kinakalkula ang mga teknikal na kagamitan:

B \u003d Tp / Tzh

Kaugnay na antas ng teknolohiya:

Watnos = Comfort / L

Isagawa natin ang mga kalkulasyon gamit ang mga formula sa itaas at ipasok ang data sa talahanayan (Talahanayan 2):

T Oras (taon)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Mga gastos sa pamumuhay sa paggawa	0,78	0,75	0,71	0,654	0,595	0,54	0,48	0,43	0,38	0,34	0,3	0,27	0,24
Mga nakaraang gastos sa paggawa	0,3	0,32	0,34	0,364	0,4	0,44	0,496	0,56	0,62	0,7	0,78	0,88	0,98
Kabuuang gastos	1,09	1,07	1,04	1,018	0,995	0,98	0,976	0,98	1,01	1,04	1,09	1,15	1,22
Antas ng teknolohiya	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2
Yung. armament	0,39	0,42	0,47	0,556	0,672	0,83	1,033	1,3	1,64	2,058	2,58	3,22	4
Produktibo Tzh	1,28	1,33	1,41	1,529	1,68	1,86	2,083	2,34	2,62	2,94	3,29	3,68	4,1
Kamag-anak na antas ng teknolohiya	3,29	3,16	2,98	2,747	2,5	2,25	2,016	1,8	1,6	1,429	1,28	1,14	1,02

Mula sa talahanayang ito makikita na ang rasyonalistikong pag-unlad ay kapaki-pakinabang lamang sa loob ng pitong taon, dahil sa panahong ito ang relatibong antas ng teknolohiya ay mas malaki kaysa sa produktibidad ng buhay na paggawa.

Konklusyon

Sa papel na ito, ang teknolohiya para sa paggawa ng sulfuric acid sa pamamagitan ng paraan ng pakikipag-ugnay ay pinag-aralan at inilarawan, ang isang pagsusuri ay ginawa ng dinamika ng mga gastos sa paggawa ng pamumuhay at nakaraang paggawa, pati na rin ang dinamika ng mga gastos sa paggawa sa panahon ng pagbuo ng teknolohikal na proseso. Batay sa gawaing ginawa, ang mga sumusunod na konklusyon ay nakuha: Ang pag-unlad ng mga prosesong iyon ay limitado, ang pang-ekonomiyang limitasyon ng akumulasyon ng nakaraang paggawa ay pitong taon, ang teknolohikal na prosesong ito ay labor-saving at rationalistic development ay kapaki-pakinabang para sa pitong taon.

Literatura at mapagkukunan:

1. PAG-PRODUKSYON NG SULPHURIC ACID / Baranenko D. http://service.sch239.spb.ru:8101/infoteka/root/chemistry/room1/baran/chem.htm

2. Teknolohiya ng pinakamahalagang industriya: Proc. Para sa eq. Espesyalista. Mga unibersidad / A.M. Ginberg, B.A. Khokhlov. - M .: Mas mataas na paaralan, 1985.

Mga yugto - paghahanda ng mga hilaw na materyales at ang kanilang pagsunog o pag-ihaw. Ang kanilang nilalaman at instrumento ay makabuluhang nakasalalay sa likas na katangian ng hilaw na materyal, na sa isang malaking lawak ay tumutukoy sa pagiging kumplikado ng teknolohikal na produksyon ng sulfuric acid. 1. Iron pyrites. Ang natural na pyrite ay isang kumplikadong bato na binubuo ng iron sulfide FeB2, sulfides ng iba pang mga metal (tanso, sink, tingga, atbp.), ...

Hindi palaging magagawa. Kasabay nito, ang mga maubos na gas ay ang pinakamurang hilaw na materyal, ang mga pakyawan na presyo para sa mga pyrite ay mababa rin, habang ang sulfur ay ang pinakamahal na hilaw na materyal. Samakatuwid, upang ang produksyon ng sulfuric acid mula sa sulfur ay maaaring mabuhay sa ekonomiya, ang isang pamamaraan ay dapat na binuo kung saan ang halaga ng pagproseso nito ay makabuluhang mas mababa kaysa sa gastos ng pagproseso ng pyrite o basura ...

Para sa awtomatikong kontrol, kinakailangang malaman hangga't maaari ang mga kinakailangan ng iba't ibang proseso ng kemikal-teknolohiya. 1. Pangunahing bahagi 1.1 Teknolohikal na proseso ng pagkuha ng sulfuric anhydride sa paggawa ng sulfuric acid. Ang paggawa ng sulfuric acid sa pamamagitan ng paraan ng pakikipag-ugnay ay binubuo ng mga sumusunod na hakbang: 1. Pagbaba, pag-iimbak at paghahanda ng mga hilaw na materyales...

Ang nitric acid ay nabuo: NO(HSO4) + H2O®H2SO4 + HNO2 Ito ay nag-oxidize ng SO2 ayon sa equation: SO2 + 2HNO2®H2SO4 + 2NO Sa ilalim ng tower 1 at 2, 75% sulfuric acid ay naiipon, natural, sa mas malaking halaga kaysa sa ginugol sa paghahanda ng nitrose (pagkatapos ng lahat, idinagdag ang "newborn" sulfuric acid). Ang nitric oxide NO ay ibinalik muli para sa oksihenasyon. Dahil ang ilang...

Ang contact sulfuric acid ay makikita sa teknolohikal na pamamaraan, kung saan ang mga pyrite ay nagsisilbing feedstock (classic scheme) (Fig. 34). Kasama sa scheme na ito ang apat na pangunahing yugto: 1) pagkuha ng sulfurous anhydride, 2) purification ng gas na naglalaman ng sulfurous anhydride mula sa mga impurities, 3) oxidation (sa isang catalyst) ng sulfurous anhydride hanggang sulfuric anhydride, 4) absorption ng sulfuric anhydride.

Kasama sa mga apparatus ng unang yugto ng proseso ang isang tapahan 2, kung saan ang sulfur dioxide ay ginawa, at isang tuyong electrostatic precipitator 5, kung saan ang gas ng tapahan ay nililinis ng alikabok. Sa ikalawang yugto ng proseso - paglilinis ng litson gas mula sa mga impurities na nakakalason sa katalista, ang gas ay pumapasok sa 300-400 ° C. Ang gas ay nalinis sa pamamagitan ng paghuhugas nito ng sulfuric acid na mas malamig kaysa sa gas mismo. Upang gawin ito, ang gas ay sunud-sunod na dumaan sa mga sumusunod na device: washing tower 6 at 7, ang unang basa na electrostatic precipitator 8, ang humidifying tower 9 at ang pangalawang wet electrostatic precipitator 8. Sa mga apparatus na ito, ang gas ay dinadalisay mula sa arsenic, sulfuric at selenium anhydride, pati na rin mula sa mga labi ng alikabok. Susunod, ang gas ay inilabas mula sa kahalumigmigan sa drying tower 10 at mga splashes ng sulfuric acid sa

Sprinkler 11. Parehong hinuhugasan ang 6 at 7, humidifying 9 at pagpapatuyo ng 10 tower ay pinatubigan ng umiikot na sulfuric acid. Mayroong 20 collectors sa irigasyon cycle, mula sa kung saan sulfuric acid ay pumped sa irigasyon tower. Sa kasong ito, ang acid ay pre-cooled sa refrigerators 18, kung saan ang pisikal na init ng litson gas ay pangunahing inalis mula sa mga washing tower, at ang init ng pagbabanto ng drying sulfuric acid na may tubig ay inalis mula sa drying tower.

Ang Supercharger 12 sa scheme na ito ay inilagay humigit-kumulang sa gitna ng system; lahat ng mga aparato na matatagpuan sa harap niya ay nasa ilalim ng vacuum, pagkatapos niya - kumanta siya sa ilalim ng presyon. Kaya, ang mga apparatus ay nagpapatakbo sa ilalim ng presyon upang matiyak ang oksihenasyon ng sulfur dioxide sa sulfur dioxide at ang pagsipsip ng sulfur dioxide.

Kapag ang sulfurous anhydride ay na-oxidize sa medium, isang malaking halaga ng init ang inilabas, na ginagamit upang painitin ang purified roasting gas na pumapasok sa contact apparatus 14. Ang mainit na sulfuric anhydride sa pamamagitan ng mga dingding ng mga tubo kung saan ito dumadaan sa heat exchanger 13 ay naglilipat. init sa mas malamig na sulfurous anhydride na dumadaan sa annulus ang espasyo ng heat exchanger 13 at pumapasok sa contact apparatus 14. Ang karagdagang paglamig ng sulfuric anhydride bago ang pagsipsip sa oleum 16 at monohydrate 17 absorbers ay nangyayari sa anhydride refrigerator (economizer) 15.

Kapag ang sulfuric anhydride ay nasisipsip sa absorption compartment, ang isang malaking halaga ng hepl ay inilabas, na inililipat sa circulating acid, na nagdidilig sa oleum 16 at monohydrate 17 absorbers, at pinalabas sa mga refrigerator 19 at 18.

Ang konsentrasyon ng oleum at monohydrate ay tumataas dahil sa pagsipsip ng mas maraming bahagi ng sulfuric anhydride. Ang drying acid ay natutunaw sa lahat ng oras dahil sa pagsipsip ng singaw ng tubig mula sa nasusunog na gas.Samakatuwid, upang mapanatili ang matatag na konsentrasyon ng mga acid na ito, may mga cycle ng pagbabanto na may olsumsі monohydrate, monohydrate na may drying acid at isang cycle ng pagtaas ng konsentrasyon ng pagpapatuyo ng acid na may monohydrate. Dahil ang tubig na pumapasok sa monohydrate absorber na may drying acid ay halos palaging hindi sapat upang makuha ang nais na konsentrasyon ng SOUR!, ang tubig ay idinagdag sa monohydrate absorber collector.

Sa unang washing tower 6, tumataas ang konsentrasyon ng acid dahil sa pagsipsip ng isang maliit na halaga ng sulfuric anhydride mula sa gas, na nabuo sa panahon ng pag-ihaw ng pyrites sa mga hurno. Upang mapanatili ang isang matatag na konsentrasyon ng wash acid sa unang wash tower, ang acid mula sa pangalawang wash tower ay inililipat sa kolektor nito. Upang mapanatili ang kinakailangang konsentrasyon ng acid sa pangalawang washing tower, ang acid mula sa humidification tower ay inililipat dito. Kung sa parehong oras ay walang sapat na tubig upang makakuha ng isang karaniwang konsentrasyon ng acid sa unang washing tower, pagkatapos ay ipinakilala ito sa kolektor ng alinman sa humidifier o ang pangalawang washing tower.

Ang contact sulfuric acid plants ay karaniwang gumagawa ng tatlong uri ng mga produkto: oleum, commercial sulfuric acid at dilute sulfuric acid mula sa unang washing tower (pagkatapos ng paghihiwalay ng selenium mula sa acid).

Sa ilang mga halaman, ang paghuhugas ng acid pagkatapos ng paglilinis mula sa mga impurities ay ginagamit upang palabnawin ang monohydrate o upang maghanda ng puro sulfuric acid sa pamamagitan ng pagtunaw ng oleum. Minsan ang oleum ay natunaw lamang ng tubig.

Ayon sa scheme na ipinapakita sa Fig. 34, ang isang gas na naglalaman ng 4-7.5% SO2 ay naproseso. autothermicity ng proseso.) Sa isang mas mataas na konsentrasyon ng SO2, ang antas ng contact ay bumababa.

Sa kasalukuyan, isinasagawa ang trabaho upang mapabuti ang pamamaraan para sa produksyon ng contact sulfuric acid sa pamamagitan ng muling pagdidisenyo ng mga indibidwal na yugto ng prosesong ito at paggamit ng mas makapangyarihang mga device na nagbibigay ng mataas na pagganap ng system.

Sa maraming halaman, ang mga drying tower at monohydrate absorbers ay gumagamit ng mga acid distributor, pagkatapos nito ang gas ay naglalaman ng pinakamababang halaga ng spatter. Bilang karagdagan, ang mga aparato para sa paghihiwalay ng mga patak ng ambon at splashes ay direktang ibinibigay sa mga tore o pagkatapos nito. Sa isang bilang ng mga halaman, ang humidification tower ay hindi kasama sa teknolohikal na pamamaraan; ang kawalan nito ay binabayaran ng pagtaas ng lakas ng wet electrostatic precipitators o ilang pagbabago sa operating mode ng washing tower para sa mas masinsinang gas humidification sa pangalawang washing tower, na ginagawang posible na bawasan ang gastos ng kuryente para sa wet cleaning.

Sa industriya ng sulfuric acid, ang mga masinsinang at mas advanced na mga device ay nagsisimula nang malawakang gamitin, na pinapalitan ang mga naka-pack na tower, mga irrigation cooler, mga centrifugal pump, atbp. na na-spray ng gas.

Bilang resulta ng paggamit ng oxygen blowing sa panahon ng pag-ihaw ng mga hilaw na materyales sa non-ferrous na metalurhiya, ang konsentrasyon ng SO2 sa mga tambutso na gas ay tumataas, na ginagawang posible na patindihin ang mga sistema ng sulfuric acid na tumatakbo sa mga gas na ito. Ang paggamit ng mga materyales na lumalaban sa acid sa paggawa ng mga kagamitan para sa paggawa ng sulfuric acid sa pamamagitan ng paraan ng pakikipag-ugnay ay maaaring makabuluhang mapabuti ang kalidad ng produkto at mapataas ang produksyon ng reaktibong sulfuric acid.

Ang teknolohikal na proseso para sa paggawa ng sulfuric acid mula sa elemental na asupre sa pamamagitan ng paraan ng pakikipag-ugnay ay naiiba sa proseso ng paggawa mula sa pyrites sa isang bilang ng mga tampok:

espesyal na disenyo ng mga furnace para sa produksyon ng furnace gas;

nadagdagan ang nilalaman ng sulfur oxide (IV) sa furnace gas;

walang pre-treatment ng furnace gas. Ang produksyon ng sulfuric acid mula sa sulfur gamit ang double contact at double absorption method (Fig. 1) ay binubuo ng ilang yugto:

Ang hangin pagkatapos ng paglilinis mula sa alikabok ay ibinibigay ng isang gas blower sa drying tower, kung saan ito ay tuyo na may 93-98% sulfuric acid sa isang moisture content na 0.01% sa dami; Ang pinatuyong hangin ay pumapasok sa sulfur furnace pagkatapos ng preheating sa isa sa mga heat exchanger ng contact unit.

Ang pagkasunog (pagkasunog) ng asupre ay isang homogenous na exothermic na reaksyon, na nauuna sa paglipat ng solidong asupre sa isang likidong estado at ang kasunod na pagsingaw nito:

S TV → S AT → S SINGAW

Kaya, ang proseso ng pagkasunog ay nagaganap sa gas phase sa isang stream ng pre-dried air at inilalarawan ng equation:

S + O 2 → KAYA 2 + 297.028 kJ;

Para sa nasusunog na asupre, ginagamit ang burner at cyclone furnaces. Sa mga spray furnaces, ang nilusaw na asupre ay sinasabog sa combustion chamber sa pamamagitan ng compressed air sa pamamagitan ng mga nozzle na hindi makapagbibigay ng sapat na paghahalo ng sulfur vapor sa hangin at ang kinakailangang combustion rate. Sa cyclone furnaces, na tumatakbo sa prinsipyo ng centrifugal dust collectors (cyclones), ang isang mas mahusay na paghahalo ng mga bahagi ay nakakamit at isang mas mataas na intensity ng sulfur combustion ay ibinigay kaysa sa nozzle furnaces.

Pagkatapos ang gas na naglalaman ng 8.5-9.5% SO 3 sa 200°C ay pumapasok sa unang yugto ng pagsipsip sa absorber na pinatubigan ng oleum at 98% sulfuric acid:

KAYA 3 + H 2 O→N 2 KAYA 4 +130.56 kJ;

Susunod, ang gas ay nililinis mula sa mga splashes ng sulfuric acid, pinainit hanggang 420°C, at pumapasok sa ikalawang yugto ng conversion, na nagaganap sa dalawang layer ng katalista. Bago ang ikalawang yugto ng pagsipsip, ang gas ay pinalamig sa isang economizer at pinapakain sa ikalawang yugto ng absorber, na sinabugan ng 98% sulfuric acid, at pagkatapos, pagkatapos na i-splash, ito ay inilabas sa atmospera.

Ang furnace gas mula sa sulfur combustion ay may mas mataas na nilalaman ng sulfur oxide (IV) at hindi naglalaman ng malaking halaga ng alikabok. Kapag nagsusunog ng katutubong asupre, ganap din itong kulang sa arsenic at selenium compound, na mga catalytic poison.

Ang circuit na ito ay simple at tinatawag na "short circuit" (Fig. 2).

kanin. 1. Scheme para sa paggawa ng sulfuric acid mula sa sulfur sa pamamagitan ng DK-DA method:

1 sulfur furnace; 2-heat recovery boiler; 3 - economizer; 4-starter na firebox; 5, 6-heat exchangers ng panimulang pugon; 7-pin na aparato; 8-mga palitan ng init; 9-oleum absorber; 10 drying tower; 11 at 12 ayon sa pagkakabanggit. una at pangalawang monohydrate absorbers; 13-mga kolektor ng acid.

Fig.2. Paggawa ng sulfuric acid mula sa sulfur (short scheme):

1 - natutunaw na silid para sa asupre; 2 - likidong sulfur filter; 3 - pugon para sa pagsunog ng asupre; 4 - basura init boiler; 5 - contact device; 6 - sistema ng pagsipsip ng sulfur oxide (VI); 7- sulfuric acid refrigerator

Ang mga umiiral na halaman para sa produksyon ng sulfuric acid mula sa sulfur, na nilagyan ng cyclone-type furnaces, ay may kapasidad na 100 tonelada ng sulfur o higit pa bawat araw. Ang mga bagong disenyo ay binuo na may kapasidad na hanggang 500 t/araw.

Pagkonsumo bawat 1 tonelada ng monohydrate: sulfur 0.34 tonelada, tubig 70 m 3, kuryente 85 kWh.

Ang sulfuric acid ay ginawa sa malalaking dami sa mga halaman ng sulfuric acid.

I. Mga hilaw na materyales na ginagamit para sa paggawa ng sulfuric acid:

II. Paghahanda ng mga hilaw na materyales.

Suriin natin ang paggawa ng sulfuric acid mula sa pyrite FeS2.

1) Paggiling ng pyrite.

Bago gamitin, ang malalaking piraso ng pyrite ay dinurog sa mga pandurog. Alam mo na kapag ang isang sangkap ay durog, ang rate ng reaksyon ay tumataas, dahil. tumataas ang surface area ng contact ng mga reactant.

2) Paglilinis ng pyrite.

Pagkatapos durugin ang pyrite, dinadalisay ito mula sa mga dumi (basura at lupa) sa pamamagitan ng lutang. Upang gawin ito, ang durog na pyrite ay ibinaba sa malalaking vats ng tubig, halo-halong, lumulutang ang basurang bato, pagkatapos ay aalisin ang basurang bato.

III. Produksyon ng kimika.

Ang produksyon ng sulfuric acid mula sa pyrite ay binubuo ng tatlong yugto.

UNANG YUGTO - pyrite roasting sa isang "fluidized bed" tapahan.

Unang yugto ng equation ng reaksyon

4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 + Q

Ang durog, nilinis, basa (pagkatapos ng flotation) pyrite ay ibinubuhos mula sa itaas sa isang pugon para sa pagpapaputok sa isang "fluidized bed". Mula sa ibaba (counterflow prinsipyo) ang hanging pinayaman ng oxygen ay dinadaanan para sa mas kumpletong pagpapaputok ng pyrite. Ang temperatura sa tapahan ay umabot sa 800°C. Ang pyrite ay pinainit hanggang pula at nasa "suspinde na estado" dahil sa hangin na ibinuhos mula sa ibaba. Ang lahat ay tila isang kumukulong pulang mainit na likido.

Dahil sa init na inilabas bilang resulta ng reaksyon, ang temperatura sa hurno ay pinananatili. Ang labis na init ay inalis: ang mga tubo na may tubig ay tumatakbo sa kahabaan ng perimeter ng pugon, na pinainit. Ang mainit na tubig ay ginagamit pa para sa sentral na pagpainit ng mga katabing lugar.

Ang nabuong iron oxide Fe2O3 (calcine) ay hindi ginagamit sa paggawa ng sulfuric acid. Ngunit ito ay kinokolekta at ipinadala sa isang planta ng metalurhiko, kung saan ang bakal na metal at ang mga haluang metal nito na may carbon ay nakuha mula sa iron oxide - bakal (2% carbon C sa haluang metal) at cast iron (4% carbon C sa haluang metal).

Kaya, ang prinsipyo ng paggawa ng kemikal ay natutupad - produksyon na walang basura.

Ang gas ng hurno ay lumalabas sa hurno, ang komposisyon nito ay: SO2, O2, singaw ng tubig (basa ang pyrite!) At ang pinakamaliit na particle ng cinder (iron oxide). Ang nasabing furnace gas ay dapat linisin mula sa mga impurities ng solid particles ng cinder at water vapor.

Ang paglilinis ng furnace gas mula sa mga solidong particle ng cinder ay isinasagawa sa dalawang yugto - sa isang bagyo (ginagamit ang puwersa ng sentripugal, ang mga solidong particle ng cinder ay tumama sa mga dingding ng bagyo at bumagsak) at sa mga electrostatic precipitator (ginagamit ang electrostatic attraction, mga particle ng cinder stick sa electrified plates ng electrostatic precipitator, na may sapat na akumulasyon ng sa ilalim ng mga ito ay nahuhulog sa kanilang sariling timbang), upang alisin ang singaw ng tubig sa furnace gas (pagpatuyo ng furnace gas), ang puro sulfuric acid ay ginagamit, na isang napakagandang desiccant, dahil sumisipsip ito ng tubig.

Ang pagpapatayo ng furnace gas ay isinasagawa sa isang drying tower - ang furnace gas ay tumataas mula sa ibaba hanggang sa itaas, at ang puro sulfuric acid ay dumadaloy mula sa itaas hanggang sa ibaba. Sa labasan ng drying tower, ang kiln gas ay hindi na naglalaman ng anumang cinder particle o water vapor. Ang furnace gas ngayon ay pinaghalong sulfur oxide SO2 at oxygen O2.

IKALAWANG YUGTO - oksihenasyon ng SO2 hanggang SO3 ng oxygen.

Ito ay dumadaloy sa contact device.

Ang equation ng reaksyon para sa yugtong ito ay: 2SO2 + O2 2SO3 + Q

Ang pagiging kumplikado ng ikalawang yugto ay nakasalalay sa katotohanan na ang proseso ng oksihenasyon ng isang oksido patungo sa isa pa ay nababaligtad. Samakatuwid, kinakailangang piliin ang pinakamainam na kondisyon para sa direktang reaksyon (pagkuha ng SO3).

Ang temperatura:

Ang direktang reaksyon ay exothermic +Q, ayon sa mga patakaran para sa paglilipat ng balanse ng kemikal, upang ilipat ang balanse ng reaksyon patungo sa isang exothermic na reaksyon, ang temperatura sa system ay dapat ibaba. Ngunit, sa kabilang banda, sa mababang temperatura, ang rate ng reaksyon ay bumaba nang malaki. Sa eksperimento, itinatag ng mga chemist-technologist na ang pinakamainam na temperatura para sa direktang reaksyon upang magpatuloy sa maximum na pagbuo ng SO3 ay isang temperatura na 400-500 ° C. Ito ay medyo mababang temperatura sa mga industriya ng kemikal. Upang mapataas ang rate ng reaksyon sa mababang temperatura, ang isang katalista ay ipinakilala sa reaksyon. Ito ay eksperimento na itinatag na ang pinakamahusay na katalista para sa prosesong ito ay vanadium oxide V2O5.

b) presyon:

Ang direktang reaksyon ay nagpapatuloy sa isang pagbawas sa mga volume ng mga gas: sa kaliwa, 3V gas (2V SO2 at 1V O2), at sa kanan, 2V SO3. Dahil ang direktang reaksyon ay nagpapatuloy sa isang pagbawas sa dami ng mga gas, kung gayon, ayon sa mga patakaran para sa paglilipat ng balanse ng kemikal, ang presyon sa sistema ay dapat tumaas. Samakatuwid, ang prosesong ito ay isinasagawa sa mataas na presyon.

Bago ang pinaghalong SO2 at O2 ay pumasok sa contact apparatus, dapat itong painitin sa temperatura na 400-500°C. Ang pag-init ng halo ay nagsisimula sa heat exchanger, na naka-install sa harap ng contact apparatus. Ang halo ay dumadaan sa pagitan ng mga tubo ng heat exchanger at pinainit mula sa mga tubo na ito. Sa loob ng mga tubo, ang mainit na SO3 ay dumadaan mula sa contact apparatus. Pagpasok sa contact apparatus, ang pinaghalong SO2 at O2 ay patuloy na umiinit hanggang sa nais na temperatura, na dumadaan sa pagitan ng mga tubo sa contact apparatus.

Ang temperatura ng 400-500 ° C sa contact apparatus ay pinananatili dahil sa pagpapalabas ng init sa reaksyon ng conversion ng SO2 sa SO3. Sa sandaling ang pinaghalong sulfur oxide at oxygen ay umabot sa catalyst bed, magsisimula ang proseso ng oksihenasyon ng SO2 hanggang SO3.

Ang nabuong sulfur oxide SO3 ay umaalis sa contact apparatus at pumapasok sa absorption tower sa pamamagitan ng heat exchanger.

IKATLONG YUGTO - pagsipsip ng SO3 ng sulfuric acid.

Ito ay dumadaloy sa absorption tower.

Bakit ang sulfur oxide SO3 ay hindi nasisipsip ng tubig? Pagkatapos ng lahat, ang sulfur oxide ay maaaring matunaw sa tubig: SO3 + H2O H2SO4. Ngunit ang katotohanan ay kung ang tubig ay ginagamit upang sumipsip ng sulfur oxide, ang sulfuric acid ay nabuo sa anyo ng isang ambon na binubuo ng maliliit na patak ng sulfuric acid (sulfur oxide ay natutunaw sa tubig na may pagpapalabas ng isang malaking halaga ng init, ang sulfuric acid ay napakainit na kumukulo at nagiging singaw ). Upang maiwasan ang pagbuo ng sulfuric acid mist, gumamit ng 98% concentrated sulfuric acid. Ang dalawang porsyento ng tubig ay napakaliit na ang pag-init ng likido ay magiging mahina at hindi nakakapinsala. Ang sulfur oxide ay natutunaw nang mahusay sa naturang acid, na bumubuo ng oleum: H2SO4 nSO3.

Ang equation ng reaksyon para sa prosesong ito ay nSO3 + H2SO4 H2SO4 nSO3

Ang resultang oleum ay ibinubuhos sa mga tangke ng metal at ipinadala sa bodega. Pagkatapos ang mga tangke ay puno ng oleum, ang mga tren ay nabuo at ipinadala sa mamimili.

proteksiyon ng kapaligiran,

nauugnay sa paggawa ng sulfuric acid.

Ang pangunahing hilaw na materyal para sa paggawa ng sulfuric acid ay asupre. Ito ay isa sa mga pinakakaraniwang elemento ng kemikal sa ating planeta.

Ang sulfuric acid ay ginawa sa tatlong yugto: Ang SO2 ay ginawa sa unang yugto, ang FeS2 ay na-calcined, pagkatapos ay ang SO3, pagkatapos kung saan ang sulfuric acid ay nakuha sa ikatlong yugto.

Ang rebolusyong pang-agham at teknolohikal at ang masinsinang paglaki ng produksyon ng kemikal na nauugnay dito ay nagdudulot ng makabuluhang negatibong pagbabago sa kapaligiran. Halimbawa, pagkalason sa sariwang tubig, polusyon sa atmospera ng lupa, pagpuksa sa mga hayop at ibon. Bilang resulta, ang mundo ay nasa mahigpit na pagkakahawak ng isang krisis sa ekolohiya. Ang mga nakakapinsalang emisyon mula sa mga halaman ng sulfuric acid ay dapat na masuri hindi lamang sa pamamagitan ng epekto ng sulfur oxide na nilalaman nito sa mga lugar na malapit sa negosyo, kundi pati na rin ang iba pang mga kadahilanan ay dapat isaalang-alang - isang pagtaas sa bilang ng mga kaso ng mga sakit sa paghinga sa mga tao. at mga hayop, ang pagkamatay ng mga halaman at ang pagsugpo sa paglago nito, ang pagkasira ng mga istrukturang gawa sa limestone at marmol, pagtaas ng pagkasira ng mga metal. Dahil sa kasalanan ng "maasim" na pag-ulan, nasira ang mga monumento ng arkitektura (Taj Makal).

Sa zone hanggang sa 300 km mula sa pinagmulan ng polusyon (SO2) ang sulfuric acid ay mapanganib, sa zone hanggang sa 600 km. - mga sulpate. Ang sulfuric acid at sulfates ay nagpapabagal sa paglaki ng mga pananim na pang-agrikultura. Ang pag-asim ng mga anyong tubig (sa tagsibol, kapag natutunaw ang niyebe, nagdudulot ng pagkamatay ng mga itlog at mga isda ng kabataan. Bilang karagdagan sa pinsala sa kapaligiran, mayroong pinsala sa ekonomiya - malaking halaga ang nawawala bawat taon dahil sa deoxidation ng lupa.

Tingnan natin ang mga paraan ng paglilinis ng kemikal para sa pinakakaraniwang mga gas na pollutant sa hangin. Mahigit sa 60 mga pamamaraan ang kilala. Ang pinaka-maaasahan na mga pamamaraan ay batay sa pagsipsip ng sulfur oxide sa pamamagitan ng limestone, isang solusyon ng sulfite - ammonium hydrosulfite at isang alkaline na solusyon ng sodium aluminate. Gayundin ang interes ay ang mga catalytic na pamamaraan para sa oksihenasyon ng sulfur oxide sa pagkakaroon ng vanadium oxide.

Ang partikular na kahalagahan ay ang paglilinis ng mga gas mula sa mga impurities na naglalaman ng fluorine, na, kahit na sa maliliit na konsentrasyon, ay negatibong nakakaapekto sa mga halaman. Kung ang mga gas ay naglalaman ng hydrogen fluoride at fluorine, pagkatapos ay ipinapasa ang mga ito sa mga haligi na may countercurrent na packing na may kaugnayan sa isang 5-10% sodium hydroxide solution. Ang mga sumusunod na reaksyon ay magaganap sa loob ng isang minuto:

F2+2NaOH->O2+H2O+2NaF

HF+NaOH->NaF+H2O;

Ang resultang sodium fluoride ay ginagamot upang muling buuin ang sodium hydroxide.

Ang mga paunang reagents para sa produksyon ng sulfuric acid ay maaaring elemental sulfur at sulfur-containing compounds, kung saan maaaring makuha ang alinman sa sulfur o sulfur dioxide.

Ayon sa kaugalian, ang pangunahing pinagmumulan ng mga hilaw na materyales ay sulfur at iron (sulfur) pyrites. Halos kalahati ng sulfuric acid ay nakuha mula sa asupre, isang pangatlo - mula sa pyrites. Ang isang makabuluhang lugar sa balanse ng hilaw na materyal ay inookupahan ng mga off-gas mula sa non-ferrous metalurgy, na naglalaman ng sulfur dioxide.

Kasabay nito, ang mga maubos na gas ay ang pinakamurang hilaw na materyal, ang mga pakyawan na presyo para sa pyrite ay mababa rin, habang ang sulfur ay ang pinakamahal na hilaw na materyal. Samakatuwid, upang ang produksyon ng sulfuric acid mula sa sulfur ay maaaring mabuhay sa ekonomiya, ang isang pamamaraan ay dapat na binuo kung saan ang halaga ng pagproseso nito ay makabuluhang mas mababa kaysa sa gastos ng pagproseso ng pyrite o off-gases.

Pagkuha ng sulfuric acid mula sa hydrogen sulfide

Ang sulfuric acid ay ginawa mula sa hydrogen sulfide sa pamamagitan ng wet catalysis. Depende sa komposisyon ng mga nasusunog na gas at ang paraan ng kanilang paglilinis, ang hydrogen sulfide gas ay maaaring puro (hanggang 90%) at mahina (6-10%). Tinutukoy nito ang pamamaraan para sa pagproseso nito sa sulfuric acid.

Ang Figure 1.1 ay nagpapakita ng isang pamamaraan para sa paggawa ng sulfuric acid mula sa concentrated hydrogen sulfide gas. Ang hydrogen sulfide na hinaluan ng air purified sa filter 1 ay pumapasok sa furnace 3 para sa combustion. Sa waste heat boiler 4, ang temperatura ng gas na umaalis sa pugon ay bumababa mula 1000 hanggang 450 °C, pagkatapos kung saan ang gas ay pumapasok sa contact apparatus 5. Ang temperatura ng gas na umaalis sa mga layer ng contact mass ay nabawasan sa pamamagitan ng pamumulaklak sa tuyong malamig na hangin. Mula sa contact apparatus, ang gas na naglalaman ng SO 3 ay pumapasok sa condenser tower 7, na isang scrubber na may nozzle na pinatubigan ng acid. Ang temperatura ng irrigating acid sa pasukan sa tore ay 50-60°C, sa exit 80-90°C. Sa mode na ito, sa ibabang bahagi ng tore, ang gas na naglalaman ng H 2 O at SO 3 vapors ay mabilis na pinalamig, nangyayari ang mataas na supersaturation at nabuo ang fog ng sulfuric acid (hanggang sa 30-35% ng lahat ng output ay napupunta sa fog. ), na pagkatapos ay nakunan sa electrostatic precipitator 8. Para sa pinakamahusay na deposition ng fog droplets sa electrostatic precipitators (o mga filter ng ibang uri), ito ay kanais-nais na ang droplets na ito ay malaki. Ito ay nakamit sa pamamagitan ng pagtaas ng temperatura ng spray acid, na humahantong sa isang pagtaas sa temperatura ng acid na dumadaloy sa labas ng tore (isang pagtaas sa temperatura ng ibabaw ng condensation) at nag-aambag sa coarsening ng fog droplets. Ang pamamaraan para sa paggawa ng sulfuric acid mula sa mahina na hydrogen sulfide gas ay naiiba sa scheme na ipinapakita sa Figure 1.1 na ang hangin na ibinibigay sa hurno ay pinainit sa mga heat exchanger ng gas na umaalis sa mga layer ng catalyst, at ang proseso ng condensation ay isinasagawa sa isang bubbling condenser ng uri ng Chemiko concentrator.

Ang gas ay dumadaan sa acid layer nang sunud-sunod sa tatlong silid ng bubbling apparatus, ang temperatura ng acid sa kanila ay kinokontrol sa pamamagitan ng pagbibigay ng tubig, ang pagsingaw na sumisipsip ng init. Dahil sa mataas na temperatura ng acid sa unang silid (230-240°C), ang mga singaw ng H 2 SO 4 ay namumuo dito nang walang pagbuo ng fog.

1-filter, 2-fan, 3-furnace, 4-steam waste-heat boiler, 5-pin apparatus, 6-refrigerator, 7-tower-condenser, 8-electric filter, 9-circulation collector, 10-pump.

Figure 1.1 Scheme para sa paggawa ng sulfuric acid mula sa mataas na konsentrasyon ng hydrogen sulfide gas:

Sa dalawang kasunod na silid (ang temperatura ng acid sa kanila, ayon sa pagkakabanggit, ay tungkol sa 160 at 100 °C), nabuo ang fog. Gayunpaman, dahil sa medyo mataas na temperatura ng acid at ang malaking halaga ng singaw ng tubig sa gas, na tumutugma sa presyon ng puspos na singaw ng tubig sa acid sa mga silid, ang ambon ay nabuo sa anyo ng mga malalaking droplet na madaling idineposito sa electrostatic precipitator.

Ang produktibong acid ay umaagos mula sa unang (kasama ang gas) na silid, ay pinalamig sa refrigerator at pinapakain sa bodega. Ang ibabaw ng mga refrigerator sa naturang kompartimento ng pagsipsip ay 15 beses na mas maliit kaysa sa isang kompartimento ng pagsipsip na may condenser tower, dahil sa ang katunayan na ang pangunahing halaga ng init ay inalis sa pamamagitan ng pagsingaw ng tubig. Ang konsentrasyon ng acid sa unang silid (production acid) ay tungkol sa 93.5%, sa pangalawa at pangatlong silid, ayon sa pagkakabanggit, 85 at 30%. .