шпаргалка по охт. 1. Технологические показатели и их роль в управлении технологическим процессом
 Скачать 0.82 Mb.
|
|
59.Основные стадии производства серной кислоты – абсорбция диоксида серы (термодинамические основы, технология, оборудование). Абсорбция триоксида серы – последняя стадия процесса, в которой образуется серная кислота. Взаимодействие  с   протекает достаточно интенсивно как в жидкой, так и газообразной (паровой) фазах. Кроме того,  может растворять в себе , образуя олеум. Этот продукт удобен для транспортировки, поскольку он не вызывает коррозии даже обычных сталей. Растворы серной кислоты чрезвычайно агрессивны. Олеум является основным продуктом сернокислотного производства.Особенностью системы «газ - жидкость» для «  » является то, что в широком интервале концентраций раствора в паровой фазе присутствуют почти чистые пары воды, а над олеумом (раствор в ) в газовой фазе преобладает . Одинаковый состав жидкой и паровой фаз (азеотропная точка) будет при концентрации серной кислоты 98,3 %. Если поглощать раствором с меньшей концентрацией, то реакция будет протекать и в паровой фазе – будет образовываться туман серной кислоты, который уйдет из абсорбера с газовой фазой. А это – и потери продукта, и коррозия аппаратуры, и выбросы в атмосферу. Если абсорбировать олеумом, то поглощение будет неполным.Из этих свойств следует двухстадийная (двухбашенная) схема абсорбции. Газ, содержащий , после реактора проходит последовательно моногидратный и олеумный абсорберы. Другой компонент реакции ( ) подается противотоком в моногидратный абсорбер. За счет интенсивности циркуляции жидкости (абсорбента) в ней можно поддерживать близкую к оптимальной концентрацию - 98,3 % (увеличение концентрации за проход жидкости не более 1-1,5 %), охлаждают в наружном холодильнике и вновь подают на абсорбцию, обеспечивая высокую кратность циркуляции. Техническое название такой кислоты – моногидрат, откуда и название абсорбера. Концентрационные условия абсорбции обеспечивают полное поглощение и минимальное образование сернокислотного тумана. Кислота из моногидратного абсорбера поступает в олеумный. В нем циркулирует 20 % раствор в , который частично отбирается как конечный продукт – олеум. Кислота из предыдущего абсорбера – моногидрат – также может быть продуктом.Образование серной кислоты и абсорбция триоксида серы - экзотермические процессы. Их тепло снимается в оросительных теплообменниках на линии циркуляции жидкости в абсорберах. При температуре менее 100 °С поглощается практически на 100 %. Диоксид серы практически не абсорбируется.60.Способы производства серной кислоты. В настоящее время серная кислота производится двумя способами: нитрозным и контактным. В нитрозном способе катализатором служат окислы азота. Окисление  происходит в основном в жидкой фазе и осуществляется в башнях с насадкой. Поэтому нитрозный способ по аппаратурному признаку называют башенным. Сущность башенного способа заключается в том, что полученная при сжигании сернистого сырья двуокись серы, содержащая примерно 9 % и 9-10 %  , очищается от частиц колчеданного огарка и поступает в башенную систему, состоящую из нескольких (четырех - семи) башен с насадкой. Башни с насадкой работают по принципу идеального вытеснения при политермическом режиме. Температура газа на входе в первую башню около 350 °С. В башнях протекает ряд абсорбционно-десорбционных процессов, осложненных химическими превращениями. Окисление диоксида серы осуществляется в жидкой фазе:SO2 + N2O3 + H2O → H2SO4 + 2NO. Окислы азота совершают кругооборот и теоретически не должны расходоваться. На практике же из-за неполноты абсорбции имеются потери окислов азота, их расход в пересчете на  составляет 12-20 кг на тонну моногидрата . Нитрозным способом получают загрязненную примесями и разбавленную 75-77 % - ную серную кислоту, которая используется в основном для производства минеральных удобрений.Контактный способ вытесняет нитрозный (башенный). Первой стадией сернокислотного производства по любому методу является получение двуокиси серы при сжигании сернистого сырья. Если в качестве сырья используется  (нефтепереработка), то газофазное горение имеет вид химической реакции: , При получении из серного колчедана:
После очистки двуокиси серы ее окисляют до трехокиси серы, которая соединяется с водой с получением серной кислоты. Окисление в в обычных условиях протекает крайне медленно. Для ускорения процесса применяют катализаторы.В контактном методе производства серной кислоты окисление двуокиси серы в трехокись осуществляется на твердых контактных массах. Благодаря усовершенствованию контактного способа производства себестоимость более чистой и высококонцентрированной контактной серной кислоты лишь незначительно выше, чем башенной. В настоящее время свыше 80 % всей кислоты производится контактным способом
Существует способ производства контактным методом из серы: 1)S + O2 → SO2; 2) SO2 + 1/2O2 ↔ SOИз серного колчедана: 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 на следующей стадии проходит подготовка обжигового газа к контактному окислению, на следующей стадии: SO2 + 1/2O2 ↔ SO |
;
;
.
;
.