Күкірт қышқылы өндірісі

Кіріспе
КҮКІРТ ҚЫШҚЫЛЫНЫҢ ТЕХНОЛОГИЯСЫ.
КҮКРТ ҚЫШҚЫЛЫНЫҢ ҚОЛДАНЫЛУ АЯСЫ.
КҮКІРТ ҚЫШҚЫЛЫ ШИКІЗАТЫ МЕН АЛУ ӘДІСТЕРІ.
КҮКІРТ ҚЫШҚЫЛЫН ӨҢДІРУДІҢ КОНТАКТІЛІ ӘДІСІ.
КҮЙДІРГІШ ГАЗДЫ КҮКІРТТЕН АЛУ.
КҮЙДІРГІШ ГАЗДЫ КОЛЧЕДАННАН АЛУ.
КҮЙДІРГІШ ГАЗДЫ КОНТАКТІЛІ ТОТЫҚТЫРУҒА ДАЙЫНДАУ.
КҮКІРТ ДИОКСИДІНІҢ КОНТАКТІЛІ ТОТЫҒУЫ.
КҮКІРТ ҮШ ОКСИДІНІҢ АБСОРБЦИЯСЫ.
Есептеу бөлімі
ҚОРЫТЫНДЫ
Кіріспе

Химиялық өндіріс күрделі химиялық технологиялық жүйе болып табылады, оның күрделігі көптеген байланыстар саны, элементтер мен жүйелер, сонымен қатар шешілетін мәселелердің әртүрлігіне негізделген. Химиялық өндірістің негізгі мақсаты берілген қасиеті бар химиялық өнімді шикізаттың және қаражаттың аз мөлшерінде алу болып табылады. Химиялық технологиялық жүйенің анализі мен оптимизациялау мүмкіндігі үшін, біріншіден элементтер арасындағы байланыс пен олардың бір-біріне әсерін көрсететін процесс моделін жасау керек. Мұндай модельдің негізгі жүйедегі массалардың балансы болып табылады.
Материалдық балансты есептеу инженер химик-технологтардың проектілі жұмысындағы негізгі сатысы. Материалды баланстар негізінде бірқатар маңызды техникалы-экономикалық көрсеткіштер мен негізгі аппараттардың сипаттамалары анықталады. Материалды баланс мәліметтері бойынша анықтайды: берілген өндіріс үшін шикізат пен керекті материалдар шығымы; жылулық баланс пен оған сәйкес энергия шығымы мен аппаратураның жылуалмасуын; өндірістің экономикалық балансы, өнімнің өзқұңдылығы мен оған сәйкес өндірістің өнімділігі. Материалды баланс өндірісті дамыту дәрежесін (шикізатты қолданудың комплекстілігін, қалдық номенклатурасы мен көлемін), сонымен қатар шығым себептерін анализдеуге мүмкіндік береді. Балансты есептегенде ереже бойынша 5 % аспайтын, механикалық шығымды негізге алады. Бұл шығымдар технологияның дамыуның арта қалуымен немесе аппаратураның істен шығуымен ғана емес, сонымен қатар жалпы өндірістің мәдениетімен анықталады [1].
Пайдаланылған әдебиеттер:

1. «Общая химическая технология» А.М. Кутепов, Бондарева, Беренгартен , «Высшая школа» 1990 г;
2. «Общая химическая технология» Д.П. Кузнецов и др. под ред. И.П. Мухпенов, «Высшая школа» 1984 г;
3. Амелин А. Г., Технология серной кислоты, 2 изд., М., 1983;
4. Васильев Б. Т., Отвагина М. И., Технология серной кислоты, М., 1985;
5. Москвичев Ю.А. Теоретические основы химической технологии, М., 2005;
6. Основные процессы и аппараты химической технологии/ под ред. Ю.И. Дытнерского, М., 1991;
7. Интернет желісі http://45minut.kz/?p=13932.
        
        Кіріспе
Химиялық өндіріс күрделі химиялық технологиялық жүйе болып табылады, оның күрделігі ... ... ... ... мен ... ... қатар шешілетін мәселелердің әртүрлігіне негізделген. Химиялық өндірістің негізгі мақсаты берілген қасиеті бар химиялық өнімді шикізаттың және қаражаттың аз мөлшерінде алу ... ... ... ... ... ... мен оптимизациялау мүмкіндігі үшін, біріншіден элементтер арасындағы байланыс пен олардың бір-біріне әсерін көрсететін процесс моделін ... ... ... модельдің негізгі жүйедегі массалардың балансы болып табылады.
Материалдық балансты есептеу инженер химик-технологтардың проектілі жұмысындағы негізгі сатысы. Материалды баланстар негізінде ... ... ... ... мен ... аппараттардың сипаттамалары анықталады. Материалды баланс мәліметтері бойынша анықтайды: берілген ... үшін ... пен ... материалдар шығымы; жылулық баланс пен оған сәйкес энергия шығымы мен ... ... ... ... ... өнімнің өзқұңдылығы мен оған сәйкес өндірістің өнімділігі. Материалды баланс ... ... ... ... қолданудың комплекстілігін, қалдық номенклатурасы мен көлемін), сонымен қатар шығым себептерін анализдеуге мүмкіндік береді. Балансты есептегенде ереже бойынша 5 % ... ... ... ... ... Бұл шығымдар технологияның дамыуның арта қалуымен немесе аппаратураның істен шығуымен ғана емес, сонымен қатар жалпы өндірістің мәдениетімен анықталады [1]. ... ... ... ... ... ... ... арасында күкірт қышқылы өнідіріс көлемі мен тұтыну көлемі бойынша бірінші ... Бұл оның ... ... ... ... және ... түсіндіріледі. Күкірт қышқылы түтінденбейді, концентрленген түрде қара металлдарды бұзбайды, сонымен қатар күшті қышқылдардың бірі болып ... ... кең ... ... ... ºС) ... ... болады.
Күкірт қышқылының қолданылу аясы өте кең. Оның маңызды ... ... ... ... ... өнім ... біріншіден минералды тыңайтқыштар (30 дан 60%) алуға, сонымен қатар тұздар, қышқылдар, жарылғыш заттар алуда қолданылады. ... ... ... ... (2 ден 16%), ... ... (5 тен 15%) ... металлургияда (2 ден 3%), тоқыма және тамақ ... ... XIII ... ... ... аз ... ... купоросының FeSO4 термиялық ыдырауы нәтижесінде алатын, сондықтан қазір де күкірт қышқылының кейбір ... ... май деп ... ... ... ... ... қышқылы купоростан өңдірілмейді. Сурет 1 күкірт қышқылының ... аясы ... ... 1. ... ... ... АЯСЫ.
Күкірт қышқылы жекелей химиялық қосылыс H2SO4 ретінде, сонымен қатар сумен қосылыс түзіп те өмір сүре ... ... H2SO4 *4H2O және ... үш ... H2SO4 ... күкірт қышқылын сусыз H2SO4 және сулы ерітінділерін (іс жүзінде H2O мен H2SO4 және H2SO4*nH2O қосылыстар қоспасы), ... H2SO4 ... үш ... - ... ... күкірт қышқылы - ауыр, майлы, сумен және күкірттің үш оксидімен кез-келген қатынаста араласатын сұйықтық. Күкірт қышқылының тығыздық, ... ... ... сияқты физикалық қасиеттері оның құрамына байланысты.
Сусыз 100% күкірт қышқылы салыстырмалы түрде жоғары кристалдану температурасына ие 10,7ºC. Тасымалдау мен сақтау кезінде ... ... ... қалу ... ... үшін ... ... қышқылының концентрациясын кристаллдану температурасы төмен болатындай таңдайды. Өндірісте тауарлы күкірт қышқылының үш ... ... ... ... ... ... және олеум).
Күкірт қышқылының қайнау температурасының атмосфералық қысым кезіндегі құрамына тәуелділігі сурет 2 көрсетілген. Фазалық тепе-теңдіктің бұл диаграмманың ... ... ... фаза ... ... - ... ... сұйықтықпен тепе-теңдікте болатын булы фазасына сәйкес келеді. Диаграммадан күкірт қышқылы мен су максималды қайнау ... ... бар, 98,3% H2SO4 пен 1,7% H2O ... ... ... ... байқалады. Сұйық және бу фазасында тепе-теңдікте болатын қышқылдың азеотропты концентрациясы үшін құрамдары бірдей; қышқылдың сұйытылған ерітінділерінде бу ... су буы ... ... ... бу ... SO3 ... концентрациясы артық болады.
Сурет 2. Күкірт қышқылының атмосфералық қысымдағы қайн. температурасы.
Күкірт қышқылының қарастырылған қасиеттері процесстің технологиялық ... ... ... ... ... аппараттарды проектілеуде ескеру қажет. Мысалға, цехты ашық жерде орналастырғанда, жоғары кристализация ... ие ... ... ... ... ... қарастыру керек. Сұйық пен будың фазалық тепе-теңдік диаграммасын ескеру ... ... ... ... ... ... сияқты қосымша құбылыстарды болжауға және абсорбцияның жоғары дәрежесін қамтамасыз ететін, күкірттің үш ... ... ... жүргізудің тиімді жағдайларын таңдауға мүмкіндік береді[2].
КҮКІРТ ҚЫШҚЫЛЫ ШИКІЗАТЫ МЕН АЛУ ӘДІСТЕРІ.
Күкірт қышқылының негізгі реагенттері ретінде, күкіртті ... ... ... ... болатын, күкірт немесе күкірт құрамды қосылыстар қолданылады.
Шикізаттың негізгі көзі күкірт және темір (күкіртті) колчеданы ... ... ... ... ... жуығы күкірттен алынса, үш бөлігі - колчеданнан ... ... ... ... ... құрамында күкірт диоксиді болатын, түсті металлургиядан шығатын қалдық газдар алады.
Сол уақытта қалдық газдар - ... ... ... да ... ... ал ең ... шикізат күкірт болып табылады. Яғни, күкірт қышқылын күкірттег өңдеу экономикалық тұрғыдан, колчедан мен қалдық газдардан өңдіруден ... ... болу ... арнайы өңдеу сызбасын жасау қажеттілігі туындап отыр. Кесте 1 күкірт қышқылын әртүрлі шикізат түрлерінен өңдірудің негізгі техникалық-экономикалық көрсеткіштері 1 кестеде ... ... 1. ... колчедан негізіндегі күкірт қышқылын өндірудің негізгі техникалық-экономикалық көрсеткіштері, ... ... ... ... ... ... ... шығындар
118
75
72
Күкірт қышқылын алу бірнеше сатыдан тұрады. Бірінші сатысында күкірт құрамды шикізатты күкірт диоксидіне дейін күйдіреді (бұл саты ... ... ... ... қолданғанда, қолданылмайды, себебі бұл жағдайда сульфидтерді күйдіру ... ... ... ... ... ... ... сатыда - күкірт (IV) оксидін күкірт (VI) оксидіна айналдыру. Бұл тотықтыру процессі аса жоғары активация энергиясымен сипатталады, оны ... үшін ... ... SO2 - ні SO3 - ке ... процессінің жүзеге асуына тәуелді күкірт қышқылын алудың екі түрі ажыратылады.
Күкірт қышқылын алудың контактілі әдісінде SO2 - ні SO3 - ке ... ... ... ... ... ... үш оксидін күкірт қышқылына айналдыру соңғы сатысында - күкірттің үш оксидін абсорбциясында жүзеге асады, оны келесі теңдеумен сипаттауға ...
SO3 + H2O ... ... әдіс бойынша өткізгенде оттектің тасымалдаушысы ретінде азот оксидтерін қолданады.
Күкірт диоксидінің тотығуы сұйық фазада өтіп, нәтижесінде соңғы өнім күкірт қышқылы болады:
SO2 + N2O3 + H2O H2SO4 + ... ... ... күкірт қышқылын өндірудің контактілі әдісі қолданылады, себебі бұл әдіс жоғары интенсивті аппараттарды қолдануға ... ... [3]. ... ... ... КОНТАКТІЛІ ӘДІСІ.
Күкірт қышқылын екі түрлі шикізат түрінен алу процесстерін қарастырайық: күкіртті (темір) колчеданы мен күкірт. ... ... ... ... ... құрамында күкірт диоксиді бар, шикізатты күйдіргіш газға дейін тотықтыру ... ... ... ... ... ... экзотермиялық химиялық реакциялары жүзеге асады:
4FeS2 +11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 ... + O2 --> SO2 ... ... өту ... ... газ тәрізді SO2 басқа, газ фазасында шаң ретінде ... Fe2O3 ... ... де ... ... күйдіру процессінде газ фазасына өтетін, мышьяк пен фтор қосылыстарынан, әртүрлі қоспалардан тұрады. Бұл қосылыстардың күкірттің диоксидін ... ... ... ... катализатордың улануына әкелуі мүмкін. Сондықтан реакциялық газды колчеданның күйдіру сатысынан кейін алдын-ала контактілі әдіске дайындайтын, яғни каталитикалық удан және су буын ... ... ... ... ... (Se мен Te) ... ...
Егер күйдіргіш газды күкіртті жағумен алса, онда қоспалардан тазарту қажеттілігі туындамайды. Дайындау сатысында газды кептіріп, жылуды утилизациялайды.
Үшінші саты күкірт диоксидінің ... ... ... ... ... реакциясы өтеді:
SO2 + 1/2O2 SO3 (III)
Процесстің соңғы ... - ... ... ... күкірттің үшоксидінің немесе олеумның абсорбциясы болып табылады.
Күкірт қышқылын өндірудегі маңызды міндеттің бірі SO2-нің SO3-ке айналу дәрежесін ... ... ... производительности по серной кислоте выполнение этой задачи позволяет решить и экологические проблемы - ... ... в ... ... ... компонента SO2.
SO2 айналу дәрежесін әртүрлі жолдармен жоғарлатуға болады. Олардың ішіндегі ең көп таралғаны екі реттік кантактілеу мен екі ... ... ... ...
H2SO4 күкірттен алу.
Күкірт қышқылын күкірттен алудың технологиялық процессі колчеданнан алу ... ... ... бар:
* пештік газды алуға арналған пештердің ерекше конструкциялары;
* ... ... ... (IV) оксидінің жоғары мөлшері.
* пештік газды алдын-ала ... ... ...
Күкірт қышқылын күкірттен екі реттік контактілеу мен екі реттік абсорбция әдістерімен өндіру (сур.3) бірнеше сатыдан тұрады:
1. Ауаны ... ... соң, ... ... ... ол жерде ол көлем бойынша ылғалдылығы 0,01% болатындай 93-98%-ті күкірт қышқылымен кептіріледі; алдын-ала контакт түйіндерінің жылуалмасқыштарының ... ... ... ... пешке жібереді.
2. Күкірттің жануы қатты күйдегі күкірттің сұйық күйге, одан ... ұшып ... ... ... ... ... табылады:
Sқ--> Sс --> Sбу
Осылайша, жану процессі газ ... ... ... ауа ... жүреді және келесі теңдеумен сипатталады:
S + О2 --> SO2 + 297,028 ... ... ... ... ... ... қатысында өтеді.
Сур. 3 Күкірт қышқылын күкірттен екі реттік контактілеу мен екі реттік абсорбция әдістерімен өндіру сызбасы
1-күкіртті пеш; ... 3 - ... ... топка; 5, 6-қосқыш топканың жылуалмастырғыштары; 7-контактілі аппарат; 8-жылуалмастырғыштар; 9-олеумді абсорбер; 10-кептіргіш башня; 11 және 12- ... және ... ... ... ... жинағыштар[4].
КҮЙДІРГІШ ГАЗДЫ КҮКІРТТЕН АЛУ.
Күкіртті жаққанда қайтымсыз экзотермиялық реакция өте көп мөлшерде жылу боліне жүреді: немесе масса бірлігінде есептегенде ∆H = -362,4 ... ... ... ... ... 362,4/32 = 11,325 кДж/т = 11325 кДж/кгS.
Күйдіруге әкетілетін, балқытылған сұйық күкірт 444,6˚C ... ... ... ұшу ... 288 ... құрайды. Келтірілген мәліметтерден көрініп тұрғандай, күкірттің жану реакциясының жылуы негізгі шикізатты буландыруға жетеді, сондықтан күкірт пен ... ... газ ... ... ... ...
Өндірістегі күкіртті жағу келесідей жүргізіледі. Күкіртті алдын-ала балқытады (бұл үшін күкірттің негізгі ... ... ... ... су буын ... болады). Күкірттің балқу температурасы салыстырмалы түрде төмен болғандықтан, тұндыру мен фильтрация арқылы күкірттен, сұйық күйге өтпеген механикалық қоспалардан ... ... және ... ... дәрежедегі негізгі шикізатты алуға мүмкіндік туады. Балқытылған күкіртті жағу үшін екі ... ... ... - ... және ... ... жылдам булануы және аппараттың барлык бөлігінде қажетті байланысты орнату ушін сұйық күкірттің таралуын қамтамасыз ету керек.
Күйдіргіш газдағы ... ... ... ... ... ... пен ... қатынасына тәуелді. Егер ауаны стехиометриялық мөлшерде алса, яғни ... әр ... 1 моль ауа ... онда ... ... жануында концентрация оттектің ауадағы көлемдің үлесіне Cso2 max =21% тең болады. Дегенмен ауаны артық мөлшерде алады, себебі кері жағдайда ... тым ... ... ... ... адиабатикалық жануы кезінде стехиометриялық құрамды реакциялық қоспа үшін күйдіру ... ~ 1500ºC. ... ... ... ... жоғарылату мүмкіндігі жоқ, себебі 1300ºC жоғарыласа пеш пен газ ... ... ... ... бастайды. Күкіртті жаққанда құрамында 13 - 14 % SО2 бар күйдіргіш газ ... ... ... ... АЛУ. ... ... суммалық реакциясын (І) реакциясы түрінде келтіруге болады, мұндағы ∆Н=-853,8 ... FeS2, ... 7117 кДж ⁄кг. ... ... ол ... бірінен кейін параллельді сатылардан кейін өтеді. Басында баяу темір ... ... ... ... ... ... кейіннен күкірт буының жануы мен темір сульфидінің FeS тотығуының қатты ... ... ... ... ... ... ... тотығуына кететіндіктен, сондықтан күйдіргіш газдағы күкірт диоксидінің максималды мүмкін ... ... бұл ... ... ... қарағанда төмен болады.
Күйдіруге қолданылатын колчедан алдын-ала флотация әдісімен байытылады. Пириттен басқа FeS2 флотациялық колчеданның құрамында ... ... ... ... алғанда мышьяк, селен, теллур, фтор қосылыстары), олар ... ... ... ... ... As2O3, ... оксидтерінің және фторқұрамды газтәрізді қосылыстарға HF, SiF4 өтеді. Бұл ... ... ... келесідей тазартудан өткізіді қамтамасыз етеді.
Күйдіргіш газдың құрамына күкірт үш оксидінің SO3 аз мөлшері болады, себебі темір оксиді ... ... ... SO3-ке ... ... ... ... атқарады.
Колчеданды күйдіру - жүйесіндегі типті гетерогенді процесс, оны ... ... ... ... ... сипаттауға болады. Бұл модельге сәйкес процесс бірқатар диффузиялық сатылар мен ... ... ... сонымен қатар көпстадиялы реакциялардан тұрады. Процесстің жылдамдығын жоғарылату үшін, алдымен диффузиялық сатылардың қарсыласуын төмендетуге тырысады, яғни ... ... ... ... ... ... ... уату мен ағынның турбулизациясының интенсивтілігі арқылы жүзеге асыруға болады. Бұл мақсат үшін аса оңтайлы аппарат ретінде колчеданның жалған ... ... бар ... ... ( бар пеш ҚҚ). ... ... ... жоғары жылдамдығын қамтамасыз ете алатындай жоғары болуы керек. Төмен температураларда (500˚C төмен) темір дисульфиді ыдырауының термиялық ыдырауының эндотермиялық реакциясы жүзеге аса ... ... ... өте ... ... ... бөлшектердің үлкеюіне әкелетін, жанатын материалдың бөлшектерінің пісуі сияқты қажет емес физикалық процесстердің болуын туғыза ... ... ... ... ... ... ... үлкейтіп τп және пештің өнімділігін төмендете алады. Пісу температурасы колчеданның ... ... 800 бен 900˚C ... ... ... ... адиабатикалық режимде өткізу нәтижесінде жоғары температураларға дейін қыздыруға әкелуші еді. ... ... ... жартысы пештің ішінде бұрылады. Бұл әдісті ҚҚ бар пештерде жүргізген оңай, себебі қатты материладың жалған сұйытылған қабатында ... ... ... ... жылу беру ... аса ... [~ 1000 кДж/(м²::ч::К)] және қабат суытқыш змеевиктарды енгізу мүмкіндігі болады.
Колчеданды күйдіру үшін үздіксіз жұмыс істейтін ... ... ... ... оларда қатты фазаның қозғалу сипаты сияқты сұрақтар әртүрлі жолдармен шешіледі. Ескі ... ... ... ... кездестіруге болады. Ұсатылған колчедан мұндай пештерде бірнеше подаларда орналасып, бір ... ... ... ... ... жанады. Шаңтәрізді күйдіру пештерінде колчедан бөлшектері камераға түскенде жанады. Циклонды пештерде колчедан ыстық ауамен жоғары ... ... ... құлайды; пеште колчедан ауамен айналып жанады: балқытылған огарок арнайы түтікшелерден ағып ... ... ... ... ... колчеданды күйдіру үшін қатты материалдың жалған сұйытылған қабаты бар ... ... ... ... ... ... ... диффузиялық және жылуалмасушы процесстердің жоғары жылдамдығы қамтамасыз етіледі (оттектің колчеданның ... ... ... ... газ ... ... ... шикізат бетінен газ ағынына жібереді). Массалардың артқа тартқыш әсері мен жылуалмасудың болмауы ... ... ... пештерде жоғары жылдамдықта өткізуге мүмкіндік береді. ҚҚ пештері колчеданды күйдіруге арналған басқа ... ... ... ... ие. ҚҚ ... ... күйдіргіш газдың жоғары шаңдылығын жатқызуға болады.
КҮЙДІРГІШ ГАЗДЫ КОНТАКТІЛІ ТОТЫҚТЫРУҒА ДАЙЫНДАУ.
Күйдіргіш газды ... ... ... ... тотықтыру басталатын температураға дейін қызуды, келесі сатыларды жүргізуді қиындататын қосымша қоспалардан тазартудан тұрады.
ҚҚ пештерінде колчеданды жағу ... ... ... газ ... көп ... ... ... мышьяк, селен мен фтор қосылыстары болады. Күйдіргіш газды тазарту пеш бөлімдерінде басталады, онда циклон мен ... ... ... ... ... ... тазартудың осы аппаратарынан кейінгі газдағы шаңның құрамы 50 мг/м³ аспауы қажет. Кейін газды дымқыл тазалау сатысына (шаю бөліміне) жібереді, онда ... ... щаң ... ... уды ... пен фтор қосылыстары), сонымен қатар селен қосылыстарынан тазартады.
Құрғақ тазартудан кейін аз ... ... ... ... болуы аппараттардың гидравликалық қарсыласуын жоғарылатып және катализатордың огарок шаңына абсорбцияланған Аs қосылыстарымен улануына әкелуі мүмкін. Катализатор улануы газ ... ... ... As2O3 немесе фтор қосылыстары (HF мен SiF4) қалған жағдайда орын алады. SeO2 селен диоксиді контактілі тотықтыру катализаторы үшін улы ... ... ... өткізгіштер өндірісінде негізгі шикізат ретінде өте бағалы.
Күйдіргіш газды дымқыл тазарту оны күкірт қышқылымен шаюға негізделеді. Бұл ... ... ... ... орын ... ... ... және т.б.
Газ және бу тәрізді күйде болатын, күйдіргіш газдың негізгі қоспалары (As2O3, SeO2 мен т.б.) ... ... ... ... ... Қоспалардың бір бөлігі күкірт қышқылында ериді, бірақ олардың көп бөлігі күкіртқышқылды ... ... ... ... ... ... күйдіргіш газ құрамына SO2-ден басқа күкірттің үш оксидінен тұрады, газды суытқанда олар күкірт қышқылының буын түзе ... ... ... ... ... ... башняда газ жылдам суытылады; бұл кезде күкірт ... ... ... бойынша тұман түрінде конденсирленеді - ұсақ салмақты газ ... ... ... ... тамшыларының суммалық беттік қабаты аса жоғары, сондықтан оларда көп ... As2O3 мен SeO2 ... мен ... ... мен ... газдардан бөлінетін қоспалар да ериді. Газдарды тұманнан тазарту контакт массасын улайтын қоспалардан ғана тазартумен ... ... ... ... да ... керек, себебі газдың аппаратура арқылы өтуінде коррозия жүреді. Газды нашар тазалағанда күкірт ... ... көп ... ... ... ... себебі газдың жоғары айналмалы жылдамдығы қышқылдың ұсақ тамшыларының бөлінуіне әкеледі. Аса жоғары бұзғыш ... ... ... ... ... ... ... мүмкін. Контакт аппаратының металл түтіктерінің күкірт қышқылымен әрекеттесуі нәтижесінде түзілетін, коррозия өнімдері аппаратураның ... ... ... коэффициентін төмендетеді және қатты қабаттардың контакт массасының бірінші ... ... ... ... ... шығу ... жақсарту үшін газдың температурасын төмендетеді және екінші башнядағы байытылатын қышқылдың концентрациясын төмендетеді, ал ... ... ... кейін, нәзік күкірт қышқылымен байытылатын ылғалдандырғыш башня арқылы газ жібереді. Сонда газдың ... ... ... бұл су буын ... ... ... яғни, олардың өлшемдерінің өзгеруіне әкеледі.
Екінші шайғыш және ылғалдандыратын башняларда газ ... ... ... ... су ... ... ... бөлімінде жылуалмастырғыштың қышқылмен конденсирленуіне және абсорбциялық бөлімде тұманның түзілуіне әкеледі. Бұл жағдайда қалдық газдармен күкірт қышқылының көп мөлшерінен айырылуымыз ... ... ... ... газды мұқият құрғату керектігі туындайды. Газдың құрғатылуы насадкалы башняларда жүреді, мұнда су булары концентрленген күкірт қышқылымен абсорбцияланады. Кептіргіш ... ... ... ... ... ... аспауы керек.
Күкірттің жануы арқылы алынған газды ... ... ... салыстырмалы түрде оңай. Күкірт құрамында, оны жаққанда каталитикалық у болатындай қоспалары жоқ. Сондықтан, газды тазарту тек оны ... ... ... күкірт қышқылымен кептіру төмен температурада жүретіндіктен, кептіруге күйдіргіш газды емес, күкіртті жағуға жіберілетін суық ауаны кептірген жөн. Бұл ... ... газ су ... ... ... ғана ие болады, және контактілі тотықтыру үшін оны котельдарда - ... ... жану ... ... ... ... болады [5].
КҮКІРТ ДИОКСИДІНІҢ КОНТАКТІЛІ ТОТЫҒУЫ.
Күкірт (ІІІ) ... ... ... ... активация энергиясымен сипатталады, сондықтан да оның тәжірибелік ... тек ... ... өтуі ... ... SO2 тотығуының негізгі катализаторы V2O5 ванадий оксиді ... ... ... ... ... Бұл ... ... белсенділікті басқа да қосылыстар көрсетеді, ең алдымен платина. Дегенмен платиналы катализаторлар мышьяк, селен, хлор мен басқа да ... ... ... ... катализаторы орнын басты
Каталитикалық белсенділікті сонымен қатар, темір (ІІІ) оксиді Fe2O3 ... ... тек ... ... ... ... кіретін Fe2O3 каталитикалық активтілігін ҚҚ пештеріне шығатын күйдіргіш газдың ... аз ... ... үш ... ... түсіндіруге болады.
Реакция жылдамдығы мен кинетикалық теңдеу түрі қолданылатын катализатор типіне байланысты. ... ... ... ... ... БАВ, СВД, СВС, ИК ... оларда ~ 8% V2O5 болады.
187452037020500Ванадий катализаторындағы күкірт диоксидінің тотығуының каталитикалық жылдамдығы келесі теңдеумен сипатталады:
425196014414500434340014414500242316014414500242316014414500
dxso2 kp 1-xso2 x²so2 ... = · β- ... a ... ... ... - 0,5axso2
96012014668500 β = ; xso2 - ... ... - 0,5axso2 τ - ... ... - тура ... ... константасы; Kp - (III) реакция тепе-теңдігінің константасы; р - ... ... үшін ... ... ... ... ... 0,8 ... cso2 - cso2· ... = - = k co2 ...... мен (1.2) ... реакция жылдамдығы тепе-теңдікке жақындау дәрежесінен және температура функциясы сияқты (температура өскен сайын, тура ... ... ... артады және айналу тепе-теңдігінің дәрежесі төмендейді).
Реакция жылдамдығы оттектің ... ... ... ... ... процессті оның артық мөлшерінде жүргізіледі.
SO2 тотығу реакциясы ... ... ... ... оны ... ... режимі оптималды температуралар сызығына жақындауы керек. Температуралық режимді ... ... ... ... қосымша екі шектеу қойылады. Төменгі температуралық шек катализатордың айқын бір түрі мен газ құрамына 400 - 440˚C ... ... ... ... ... табылады. жоғары температуралық шек 600 - 650˚C құрайды, және осы ... ... ... құрылысы өзгеріп, ол өзінің активтілігін жоғалтады.
400 - 600˚C диапазонында процессті айналу дәрежесі жоғарылаған сайын, температураны төмендетіп жүргізуге мұқтаж ... ... ... ... алдында тұрған маңызды мақсаттардың бірң - күкірт диоксидінің ... ... ... және оның ... шығарылуын төмендету болып табылады. Бұл міндет бірнеше әдістермен өз шешімін табуы мүмкін.
Күкірт қышқылы өндірісінде күнде қолданылатын, бұл ... ... ... ... бірі - екі ... ... мен екі ... абсорбция болып табылады. Оның мәні, SO2 айналу ... 90 - 95% ... ... ... ... SO3 бөліп алатын аралық абсорберге жібереді. Қалған реакциялық газдар O2 : SO2 қатынасында ... ... ... бұл ... ... оңға ... ... (тепе-теңдік қисык 2, сурет 4). Қайтадан қыздырылған реакциялық газ қайтадан контакт аппаратына жібереді, онда бір жерде - ... екі ... ... SO2 айналу дәрежесі 95% ке жетеді. Мұндай процесстегі SO2 суммалық айналу дәрежесі 99,5-99,8% құрайды.
Сур. 4 Сөрелі ... SO2 ... ... қисықтар: 1 - негізгі реакциялық газдар үшін (ДКДА сызбаларындағы контактілеудің бірінші сатысы), 2 - - SO3 ... ... үшін ... ... ... ... соңғы қабатының адиабатасы, 3 - бір ... ... 4 - екі ... ... ... ... ҮШ ОКСИДІНІҢ АБСОРБЦИЯСЫ.
Күкірт қышқылын контактілі әдіспен өндіру ... ... ... газ ... күкірт үш оксидінің абсорбциясы мен оның күкірт қышқылына ... ... ... Абсорбент пен абсорбция сатысын жүргізу жағдайларын таңдау барысында, SO3 газ фазасынан 100% шығуын қамтамасыз ету ... SO3 ... ... үшін SO3 еріткішке қарағанда тепе-теңдік парциалды қысымы өте кішкентай болуы керек, себебі абсорция процессінің қозғағыш күші жоғары ... ... ... ... ... су ... ... тепе-теңдік қысымы жоғары болатын ерітінділерді қолдануға болмайды. Бұл жағдайда әлі ... SO3 ... газ ... су ... күкірт қышқылы буын түзе отырып әрекеттеседі және көлем бойынша күкірт қышқылы тамшылары ретінде конденсирленеді, олар инертті газды ортада - ... ... ... ... түзе ... ... + H2O(Г) H2SO4(Г) H2SO4(ТҰМАН); ∆Η < 0
Тұман қарапайым абсорбциялық аппаратурада нашар ұсталады, көбінесе қалдық газдармен атмосфераға шығарылып, ... ... ... ... ... шығымы артады.
Айтылған түсініктер абсорбентті таңдайды оңтайландырады. H2O - H2SO4 - SO3 ... үшін ... ... ... ... ... 2), оптималды абсорбент ретінде, азеотропты қоспаға сәйкес келетін 98,3%-ды күкірт қышқылы екенін көрсетеді (техникалық атауы - моногидрат). Шынымен де, бұл ... су буы, не SO3 буы да жоқ. Бұл ... ... ... ... ... келесідей сипаттауға болады:
SO3 + n H2SO4 + H2O (n +1)H2SO4
Сіңіргіш ретінде аз концентрленген күкірт қышқылын қолдану ... ... ... ... әкелуі мүмкін, ал 100% күкірт қышқылы немесе олеум үстінде бу фазасында SO3 тепе-теңдік парциалды қысым шамасы жоғары, сондықтан ол ... ... ... егер процесстің бір өнім ретінде олеум алу керек болса, онда абсорбцияны олеуммен бірге ... және ... ... ... ... ... ...
Негізінен жоғары температураларда 98,3%-ды күкірт қышқылы үстінде қышқылдың ... ... ... ... жоғары болуы мүмкін, бұл да SO3 абсорбциялану дәрежесін төмендетеді. 100˚C төмен H2SO4 ... ... ... өте аз, ... ... 100% ... қол ... болады (сурет 5)[6].
Сур. 5 SO3 моногидратты абсорбердегі әртүрлі температуралардағы абсорбция дәрежесі: 1 - 60˚С; 2 - 80˚С; 3 - 100˚С; 4 - 120˚С. ... ... ... ... ... қамтамасыз ету үшін абсорберде күкірт қышқылы концентрациясын 98,3% жақын ... ал ... 100˚C ... ... керек. Дегенмен, абсорбция SO3 процессі кезінде қышқылдың бекітілуі (оның концентрациясының ... ... және ... ... ... температурада артады. Осы құбылыстардың артқа тартқыш күшті төмендету үшін, абсорбцияны H2SO4 концентрациясы бір рет суытқан соң тек 1 - 1,5% ... ... ... ... концентрациясын 98,3% дейін сұйылтады да қайтадан абсорбцияға жібереді, ол жоғары циркуляциялық қысқалықты ... ... ... 6). ... 6 ... реттік контакт әдісі арқылы колчеданнан күкірт қышқылын алудың технологиялық сұлбасы
1 - ... пеш; 2 - ... - ... 3 - ...
4 - ... ... ; 5,6 - басылым жылытқышының жылуалмастырғышы;
7 - байланыс аппараты; 8 - ... 9 - ... ... 10,11 - бірінші және екінші моногидратты абсорберлер; 12 - қышқылдың жинағышы; 13 - газ ... ... ... балқығышқа түседі, 120°C температураға дейін қыздырылып ... және ... ... циклон типті пешке түседі 1 , t=1300°C дейін қыздырылады ... ... ... - ... 2 байланыс аппаратынан жоғарыдан 7 440°C температурасы бар ... SO2 10% ... ... ... ... 9 98% -ды ... кептіріледі. Содан кейін 8б және 8в жылуалмастырғышта жылытылған соң, ... ... ... 1 пешке жіберіледі.
Газды жылуалмастырғыштың бірінші қабатындағы 8а құбыр арқылы қайтадан байланыс аппаратына 7 келеді. Кейін ... ... газ ... 8г құбырмен түседі және тағы да қайтадан байланыс аппаратына 7 қайтады. Соңғы үшінші қабаттан кейін газ абсорбцияға ... 8д, 8б, 8в ... ... ... абсорберіне 10 жетеді. Абсорбциядан кейін газ жоғарыдан 8д, 8б, 8в ... ... ... және төртінші қабатқа жылжиды. Төртінші қабат алдында қосымша ауа енгізіледі. Бесінші қабаттан кейін газды экономайзерде суды жылыту үшін 3 ... ... ... ... ... 11 ... ... сіңіру мен 93% H2SO4 берілуі жүреді [7].
Есептеу бөлімі.
ҚҰРЫЛЫМДЫҚ БЛОК - ...
S + O2 = ... + O2 = 2SO3
SO3 + H2O = ... ҮШІН ШАРТТЫ-ТҰРАҚТЫ МӘЛІМЕТ.
КЕСТЕ 2
Параметр
Белгілеу шарты
Өлшем бірлігі
Мәні
S SO2
айналу дәрежесі
K ... ... ... ... түсетін газдағы SO үлесі
γ12
Көлем бойынша үлес
0,085
H пен SO өнімдегі үлесі
γ301
Массалық үлес
0,93
SO2 SO3 ... ...
К ... ... ... ... ... ТЕҢДЕУЛЕРІНІҢ ЖҮЙЕСІН ҚҰРАСТЫРУ.
1. Ġ ... * К = N12 * ... N23 = N12 * γ12 * K
* N23 = N12 * (1 - K ) * ... N23 = N12 * (0,21 - γ12 ) - 0,5N12 * γ12 * K
* 98 * K * N23 = Ġ301 * ... Ġ03 = N23 * K * 18 + Ġ301 * (1 - γ301 )
* Ġ302 = N12 * 0,79 * 28 + 32 * N23 + 64 * N23 * 80 (1 - K ) * ... ... ... СӘЙКЕСТІГІ
Ағындар атауы
Шартты белгіленуі
Хі
Өлшемі
Есептеулер бойынша мәні
Күкірт
Ġ011
X1
кг
395,24
Күкірттің тотығуынан кейіңгі газдар
N12
X2
кмоль
139,498
Контактіден кейіңгі SO3
мөлшері
N23
X3
кмоль
11,620
Контактілеуден кейіңгі SO2 ... ... ... О2 ... ... - 0,085Х2 = ... - Х3 = ... - Х4 = 0
0,08335Х2 - Х5 = ... = ... - 17,64Х3 = ... +1,6Х3 + 64Х4 + 32Х5 =Х7 = 0
КОЭФФИЦИЕНТТЕР МАТРИЦАСЫ
Кесте 3
1
2
3
4
5
6
7
Бос мүше
1
0,03
-0, 085
0
0
0
0
0
0
2
0
0,0833
-1
0
0
0
0
0
3
0
0,0017
0
-1
0
0
0
0
4
0
0,08335
0
0
-1
0
0
0
5
0
0
96,04
0
0
0
0
1116
6
0
0
-17,64
0
0
1
0
84
7
0
22,12
1,6
64
32
0
-1
0
ХТЖ МАТЕРИАЛДЫҚ БАЛАНСЫ.
1200 КГ КҮКІРТТЕН H2SO4 ... ... ... ...
Реагенттер
кг
% масс
Өнімдер
кг
%масс
Күкірт
395,2
8,4
Күкірт қышқылы:
1200
25,5
Су
288,98
6,14
H2SO4
1116
23,75
Ауа:
4023,12
H2O
84
1,8
21% О2
937,43
19,9
Пайдаланылған газдар:
79%N2
3085,69
65,56
SO2
15,17
0,32
N2
3085,69
65,68
SO3
4,65
0,098
O2
372,1
7,92
S
19,76
0,42
Байланыспағаны
9,9
0,21
Барлығы
4707,3
100
Барлығы
4697,4
100
Ġ012 = N12 * 0,21 * 18 = 139,498 * 0,21 *32 = 937,43 ... = N12 * 0,79 * 28 = ... ... = Ġ301 * 0,93 = 1116 кг
Ġтаза. = 84 ... = N23 *32 = 11,627 * 32 = 372,064 ... = N23 * 64 = 0,237 * 64 = 15,17 ... = N23 * ( 1 - К ) * 80 = 11,62 * ( 1 - 0,995 ) * 80 = 4,65 ... = Ġ011* ( 1 - К ) =395,24 (1 - 0,95 ) = 19,76 ... ... Өнім бойынша:
Ġ011 ... γH2SO4 = = = 0.33 ... ... ... ... ... γвыхл.г = = ... * γ301 *32 1200 * 0,93 * ... = = = ... * Ġ011 98 * ... ... = = = 93 %
X ... ... ... ... ... ... ... ескерілген:
* Қалдықсыз технология - шикізаттың өнімге айналуы 99,9 % жетеді.
* Энергожинағыш, ... ... ... ... ... ... ... химиялық технология бірқатар функцияларға ие:
* Шикізат пен энергияны тиімді пайдалану.
* Масштабтылығы мен ... ... ... жүретіндіктен бірқатар артықшылықтарға ие:
* Аппараттың 1 көлемінен өнімнің көп шығуы - ... ... ...
* ... жоғалуының болмауы - термодинамикалығынан - қыздыру- суыту.
* Автоматизациялаудың қарапайымдылығы.
Сонымен ... ... ... ... ... принциптерін ескереді:
* Процесстің жоғары интенсивтілігі;
* ... ... ...
* ... ... ... ... процесс экономикалық жағынан тиімді, көптонналы, эффективті, қарапайым, өндірісте жақсы жаратылған.
Пайдаланылған әдебиеттер:
* А.М. Кутепов, Бондарева, ... , 1990 ... Д.П. ... и др. под ред. И.П. Мухпенов, 1984 г;
* Амелин А. Г., Технология серной кислоты, 2 изд., М., ... ... Б. Т., ... М. И., ... ... ... М., 1985;
* Москвичев Ю.А. Теоретические основы химической технологии, М., 2005;
* Основные процессы и аппараты химической ... под ред. Ю.И. ... М., ... ... желісі http://45minut.kz/?p=13932.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 17 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 1 000 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Күкіртсутектің мұнай құрамы27 бет
Минералдық және органикалық минералдық тыңайтқыштар өндірісі32 бет
Шымкент қорғасын зауыты32 бет
Шымкент қорғасын зауытында қорғасын өндірісінің жалпы сипаттамсы7 бет
Қақтаудың дымқыл әдісін меңгеру Ет консервілерінің сапасын меңгеру6 бет
ҚӘУЗ түрлері21 бет
Өнімділігі 90 т/ тәулігіне дистилляцияланған майлы қышқылдары цехын жобалау64 бет
Өнімділігі жылына 250 мың.т болатын күкірт қышқыл өндірісінің цехын жобалау30 бет
Күкірт.Күкірт қышқылы19 бет
Күкіртті колчеданнан Жезқазған қаласы шарттарында өнімділігі жылына 2000 т болатын күкірт қышқыл өндірісінің цехын жобалау46 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь