Күкірт қышқылының өндірісі. Датасы 27. 11. 2021 Модуль атауыдисциплины
 Скачать 19.66 Kb.
|
|
Датасы: 27.11.2021 Модуль атауы/дисциплины:Химия Тақырыб: Күкірт қышқылының жанасу әдісімен өндіру Мақсаты мен міндеттері: Күкірт қышқылы өндірісімен танысу, өндірістің негізгі принциптерімен және күкірт қышқылының маңыздылығын түсіну. Оқыту нәтижелері: 1) Өнеркәсіп үшін күкірт қышқылының мәнін негіздей; 2) күкірт қышқылын өнеркәсптік өндірудің байланыс процесін түсіндіреді; 3) сұйытылған және күкірт қышқылдарының қасиеттерін салыстырады; 4) сандық мәндеттерді шешеді Теориялық материал Күкірт қышқылын өндіру әдістері. Алғаш рет ХХ - ғасырда 940 л күкірт қышқылын табиғи купорос сланцасымен темір купорос қоспасын қыздыру арқылы өндірген, осы себептен өндірісте техникалық H2SO4 купорос майы деп аталады. VХ ғасырда күкірт қышқылын камерада күкірт пен селиитра қоспасын өртеу арқылы өндіре бастады. Осы әдісті «камер» немесе «нитрозо» әдісі деп атайды. Қазіргі кезде күкірт қышқылын негізгі екі әдіспен өндіреді. Контак және нитроза әдісі. Күкірт қышқылын өндіру үшін өнеркәсіпте, алдымен күкірт ангидридін (SO3) алады. Өнеркәсіпте өнетін газ күкіртті ангидрид (SO2) күрделі қоспа, құрамында күкірт ангидридтен басқа: азот, оттек және т.б. қоспалар болады. Күкірт оксидін алу үшін күкірт колчеданың күйдіреді. 4FeS2+11O2 ®2Fe2O3 +8O2+Q Колчеданның күю процесі тізбекті және параллелді химиялық реакциялардан тұратын күрделі процесс Колчедан 500 дейін қыздырғанда пирит дисссоциалануы темір(ІІ) сульфидін және күкірт түзеді. 2FeS2 ® 2FeS+S2 Күкірт газ фазасында тез күйіп күкіртті газға айналады. S2+2O2 ®2 SO2+Q Температура одан әрі жоғарлағанда темір сульфиді тотығады. 4FeS+7O2 ® 2Fe2O3+4SO2+Q Флотацияланған колчедан өртенгенде пириттен басқада оның құрамындағы металл сульфидтері тотығып сол металлдардың оксидтерін түзеді ,мыс,мышьяк және селен (Al2O3, SeO2) газ қалпында күкіртті газ құрамында "күйдіргіш газ" араласады. Күкіртті газ құрамында: 79% -N2 ; 5,1%-Н2О; 2%-О2; 0,1%-SО3 және огарок тозаңы. Пириттің жануы ішкі диффузия саласында жүретін гетерогенді процесс,сондықтан пириттің жану жылдамдығы, мына теңдеумен сипатталады: V = K F DC Теңдеу бойынша күйу процессін жылдамдату үшін K, DC және F-ті көбейту керек. 1) К (коэффициент массопередачи) - көбейту үшін температураны көтеру керек. Бірақ 850-10000С температурада пештегі металл балқып, бірігіп агломератқа айналады, сөйтіп реакцияласушы бет тым төмендеп кетеді. Сондықтан колчеданды белгілі бір температурада күйдіру керек. Күйдіру температурасы колчеданның химиялық құрамы мен табиғатына және пештің конструкциясына байланысты. 2) С - көбейту үшін өртеу зонасындағы колчедан құрамындағы пирит және оттектің концентрациясын көбейту керек. Ол үшін шикізатты флотациялап байытып ауа құрамындағы оттек мөлшерін жоғарлатады.Іс жүзінде газ құрамындағы оттек жеткілікті болу үшін ауа стехиометриялық шамадан 1,5-2 есе артық мөлшерде қолданылады. Ішкі диффузиялық кедергіні төмендету мақсатымен фазаларды жылдам араластыру керек. 3) F- көбейту үшін қатты колчеданды 0,03-0,3 мм дейін ұсақтау керек. Колчеданды күйдіретін пештің конструкциясы, күкіртті газ және огарок құрамына әсер етуімен қатар, газды ары қарай тазарту үшін және өңдеу әдістерінеде әсерін тигізеді. Ғылыми зерттеу жұмыстардың нәтижесінде мынандай заңдылық анықталды: күкіртті жағу процесі төменгі температурада кинетикалық аймақта, ал жоғары температурала диффузиялық аймақта жүреді. Оны мына графиктен көруге болады. Арренниус теңдеуімен есептелген активтік энергия : кинетикалық аймақта Ек=295; Eөт=152; Ед=17,5 кДж/моль КС пешінде колчеданды өртеуді 8000С жүргізеді.( 1/т 104=9,5), сондықтан мына суретке сәйкес, процесс диффузиялық аймақта жүреді. Процестің өнімділігін арттыру үшін газ ағымын арттыру керек. ҮЙ ЖҰМЫСЫ 1. Тапсырма Алдарыңызда берілген үш сынауықтың тек біреуінде ғана күкірт қышқылы бар. А)Сіздер қалай ойлайсыздар, осы үш сынауықтың қайсысында күкірт қышқылы екендігін көзбен ажыратуға болды ма? Б) Егер көзбен ажырату мүмкін болмаса, берілген заттардың қайсысын қолдану арқылы күкірт қышқылын анықтауға болады (бірнеше тәсілді ұсынуға болады)? Қажетті заттар: күміс нитраты, барий хлориді, барий сульфаты, лакмус, фенолфталейн, метилоранж, су. |