Күкірт қышқылын өндіру әдістері

I.Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
II.Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4
1.Күкірт қышқылының түрлері және олардың мемлекеттік стандарт талаптарын зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
2.Күкірт қышқылының өндіру әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..6
2.1.Күкірт қышқылын контакт әдісімен тотықтыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .7
2.1.Күкірт диоксидін контакт әдісімен өндіру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..8
2.1.2.Күкірт үшоксидін абсорбциялау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .10
3.Күкірт қышқылын нитроза әдісімен өндіру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
III.Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .14

Күкірт қышқылы - химиялық өнеркәсіптер негізінде ең маңызды өнім. Минералды қышқылдардың ортасында ол өндірілуі және тұтыну көлемі бойынша бірінші орында, сондықтан күкіртті қышқылдар алудың қасиеттері мен әдістерін зерттеу қазіргі таңда өзекті мәселе. Күкірт қышқылын халық шаруашылықтарында әр түрлі салаларда қолданады, ол оның технологиялық қолдануын жеңілдету үшін ерекше қасиеттер кешеніне ие. Күкірт қышқылы түтіндемейді, қойылтылған түрде қара металлдар коррозияға ұшырамайды, көп орнықты тұздарды құрастыруға қабілетті және әр түрлі шикізат өндірістері үшін арзан.
Күкірт қышқылы көптеген елдердің өнеркәсіптерінің барлық салаларында қолданылады, елде экономикалық жағдайдың дамуында өзіндік көрсеткіші болып жатыр. Шығарылған күкіртті қышқылдар саны мемлекеттердің даму деңгейін көрсетіп отыр. Соңғы 25-30 жылдың ішінде күкіртті қышқылдардың дүниежүзілік өндірістің қажеттіліктері 3 есеге өсті, осы жылғы уақытта 160 млн.т құрап отыр. Индустриалды дамыған елдер басқа химикаттарға қарағанда, көбірек күкіртті қышқылдар өндіріп алып жатыр. Бұл күкірт қышқылының үштен бірі дерлік тыңайтқыштар өндірісіне кетеді.Минералды тыңайтқыштарды қолдану оларды ауылшаруашылық заттарына пайдалы өнімдерін жоғарылатуға мүмкіндік туғызып жатыр. Ол мұнай өнімдерін тазартуға, қышқыл аккумуляторларында электролит есебінде, машина жасауда, гальвани жамылғыларда ұруда металлдардың беттерін әзірлеуге пайдаланып келеді.
Бұған дейін химияның өмірдегі рөлі халық тұрмысында тек бөлек заттарды қолданумен қамтылған.Сондықтан мен бұл тақырыпты зерттеу кезінде мақсатты түрде келесідей мақсаттарды алға қойдым:күкірт қышқылының өндірісін зерттеу негізінде химиялық технологияның жалпы түсінігін құру қажет.
Ал, міндетім – өндірістің ғылыми принциптерімен танысу, зерттеу, тапсырмаларды орындау барысында ұжымды түрде жұмыс жасауды жетілдіру, химиядан политехникалық мазмұнды теориялық және практикалық тапсырмаларды шешу қабілеттілікті арттыру.

1.Қайырбеков Ж.Қ, Әубәкіров Е.А.,Ж.К. Мылтықбаева. Жалпы химиялық технология. - Алматы. 2009.
2.Тойбаев Ы.Қ., Жұбанов Қ.А., Садықов Ү.Ә. Химиялық технология негіздері. - Алматы. 2011.
3.Соколов Р.С. Химическая технология: в 2-х т. М: 2000.-Т.1. С
4.Амелин А.Г. Производство серной кислоты. - М.: Химия, 1964.
5.Васильев Б. Т., Отвагина М. И., Технология серной кислоты. -М.:Химия, 1985.
6.Справочник химика/ Пышнограева И.С. - М.: ТКО АСТ, 1999.
7.Справочник сернокислотчика/ Малин К.М. - М.:Химия, 1971.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Іс-тәжірибеден есеп беру
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Қ.ЖҰБАНОВ АТЫНДЫҒЫ АҚТӨБЕ ӨҢІРЛІК МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

ТЕХНИКАЛЫҚ ФАКУЛЬТЕТІ
ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ КАФЕДРАСЫ

5В072000-Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы

Оқу іс тәжірибесі бойынша

ЕСЕП

Тақырыбы: Күкірт қышқылын өндіру әдістері

Орындаған: Н.М. Әбдрашитова
Жетекші: доцент, х.ғ.к. Л.К.Тастанова

Ақтөбе 2016 жыл

МАЗМҰНЫ:
I.Кіріспе ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
II.Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
1.Күкірт қышқылының түрлері және олардың мемлекеттік стандарт талаптарын зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4
2.Күкірт қышқылының өндіру әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
2.1.Күкірт қышқылын контакт әдісімен тотықтыру ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
2.1.Күкірт диоксидін контакт әдісімен өндіру ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..8
2.1.2.Күкірт үшоксидін абсорбциялау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
3.Күкірт қышқылын нитроза әдісімен өндіру ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
III.Қорытынды ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..14

КІРІСПЕ

Күкірт қышқылы - химиялық өнеркәсіптер негізінде ең маңызды өнім. Минералды қышқылдардың ортасында ол өндірілуі және тұтыну көлемі бойынша бірінші орында, сондықтан күкіртті қышқылдар алудың қасиеттері мен әдістерін зерттеу қазіргі таңда өзекті мәселе. Күкірт қышқылын халық шаруашылықтарында әр түрлі салаларда қолданады, ол оның технологиялық қолдануын жеңілдету үшін ерекше қасиеттер кешеніне ие. Күкірт қышқылы түтіндемейді, қойылтылған түрде қара металлдар коррозияға ұшырамайды, көп орнықты тұздарды құрастыруға қабілетті және әр түрлі шикізат өндірістері үшін арзан.
Күкірт қышқылы көптеген елдердің өнеркәсіптерінің барлық салаларында қолданылады, елде экономикалық жағдайдың дамуында өзіндік көрсеткіші болып жатыр. Шығарылған күкіртті қышқылдар саны мемлекеттердің даму деңгейін көрсетіп отыр. Соңғы 25-30 жылдың ішінде күкіртті қышқылдардың дүниежүзілік өндірістің қажеттіліктері 3 есеге өсті, осы жылғы уақытта 160 млн.т құрап отыр. Индустриалды дамыған елдер басқа химикаттарға қарағанда, көбірек күкіртті қышқылдар өндіріп алып жатыр. Бұл күкірт қышқылының үштен бірі дерлік тыңайтқыштар өндірісіне кетеді.Минералды тыңайтқыштарды қолдану оларды ауылшаруашылық заттарына пайдалы өнімдерін жоғарылатуға мүмкіндік туғызып жатыр. Ол мұнай өнімдерін тазартуға, қышқыл аккумуляторларында электролит есебінде, машина жасауда, гальвани жамылғыларда ұруда металлдардың беттерін әзірлеуге пайдаланып келеді.
Бұған дейін химияның өмірдегі рөлі халық тұрмысында тек бөлек заттарды қолданумен қамтылған.Сондықтан мен бұл тақырыпты зерттеу кезінде мақсатты түрде келесідей мақсаттарды алға қойдым:күкірт қышқылының өндірісін зерттеу негізінде химиялық технологияның жалпы түсінігін құру қажет.
Ал, міндетім - өндірістің ғылыми принциптерімен танысу, зерттеу, тапсырмаларды орындау барысында ұжымды түрде жұмыс жасауды жетілдіру, химиядан политехникалық мазмұнды теориялық және практикалық тапсырмаларды шешу қабілеттілікті арттыру.

1.КҮКІРТ ҚЫШҚЫЛЫНЫҢ ТҮРЛЕРІ

Құрамында қоспаларға және қышқыл ертіндісінің концентрациясына байланысты күкірт қышқылы үш түрге (сорт) жіктелінеді: 1.Техникалық күкірт қышқылы (купорос майы) - 92,5% H2SO4; олеум - 18,5% SO3 моногидрит құрамында бос қалпында болады, мұнара қышқылы - 75% H2SO4 (нитроза әдісімен өндірілген). 2.Аккумулятор күкірт қышқылы - 92-94% H2SO4, қышқыл құрамында Mn, Fe, As, Cl иондары, азот оксидтері және т.б. қоспалар болмауы керек, егер олар аз мөлшерде болса да аккумуляторды зарядтағанда тотығу тотықсыздану процесі жүреді, электродтар бұзылады және электр тоғы артық мөлшерде жұмсалынады. 3.Реактивтік күкірт қышқылы - маркалары: "ХТ", "ТДА" және "Т" - 92-94% H2SO4 контакт әдісімен платина немесе кварц аппараттарында өндіріледі.
Күкірт қышқылы оны өндіру әдісіне, аппаратуралары дайындалатын материалдарға, аппаратура жағдайына, сондай-ақ, технологиялық режим нормасын сақтаудың дәлдігіне, алынатын қышқыл концентрациясының және бөгде қоспалардың құрамдарының әртүрлілігіне байланысты болады. Мысалы, нитрозды әдіспен H2SO4-тің концентрациясы 75% болатын күкірт қышқылы алынады. Оны контактілі әдіспен алынатын күкірт қышқылымен салыстырғанда, кемшілігі қатты қалдықтың үлесінің жоғарылауы және азот оксидінің кейбір мөлшері болуы болып табылады. Бұл - мұнаралы жүйеде күкірт қышқылында құрғақ электрофильтрден кейін көп мөлшерде шаң(күйінді) түсетінін және нитрозды денитрациялау процесінің толық өтпейдігін көрсетеді.
Контактілі әдіспен өндірілетін күкірт қышқылы өндірісінде қышқыл концентрациясы әртүрлі. Мұнаралы әдіспен алынатын қышқылға қарағанда бұл қышқылдың құрамында азот оксиді болмайды және қатты қалдық мөлшері аз болады, бұдан бөлек, контактілі жүйеде мұқият тазалау жүреді. Бірақ бұл қышқылдардың құрамында аппаратуралардан шығатын материалдардың коррозиясының өнімдері болады.
Әдетте, тауарлы өнім МемСт-та көрсетілген барлық норма талаптарына сай келуге міндетті.Біздің елімізде күкірт қышқылы мен олеумның қабылданған стандарты МемСт 2184-67 болып табылады.Күкірт қышқылының стандартты сорттарының негізгі көрсеткіштері 1-кестеде көрсетілген.
Күкірт қышқылындағы қоспаның үлесі аппаратураның коррозиялану дәрежесімен анықталады, сондықтан контактілі әдісте тазалығы жоғары күкірт қышқылын алу үшін аппаратураларды арнайы коррозияға төзімді материалдардан дайындайды.

Кесте-1. Күкірт қышқылының стандарты сорты

Күкірт қышқылының сорты
Концентрация,%
кем емес
Қоспа үлесі,%, артық емес

H2SO4
SO3
Азот оксиді
Темір
(Fe)
Күшәла
(As)
Хлоридтер
(Cl)
Кальциленген
қалдық
Сапалы контактілі:
А сорты
Б сорты

92,5-94

-
-

1*10-4
1*10-3

0,007
0,015

1*10-4
1*10-4

5*10-4
1*10-3

0,02
0,03
Техникалық контактілі
92,5
-
-
0,02
-
-
0,05
Олеум:
сапалы
техникалық

-
-

24
18,5

5*10-4
-

0,0075
-

1*10-4
-

-
-

0,02
-
Мұнаралы
75
-
0,03
0,02
-
-
0,1
Регенерациялық
91
-
0,01
0,02
-
-
0,02
Аккумуляторлық:
А сорты
Б сорты

92-94

-
-

5*10-5
1*10-4

0,006
0,012

5*10-5
1*10-4

5*10-4

0,03
0,05

2.КҮКІРТ ҚЫШҚЫЛЫН ӨНДІРУ ӘДІСТЕРІ

ХХ-ғасырдың орта шенінде (алхимик Абу-Бекр-Альрарес) күкірт қышқылы табиғи купорос тақтатасымен темір купорос қоспасын қыздыру арқылы өндірілген, осы себептен өндірісте техникалық күкірт қышқылын купорос майы деп атайды. ХІ-ғасырда күкірт қышқылын түбіне су құйылған қорғасын камерасында күкіртпен селитра қоспасын өртеу арқылы өндіре бастады. Осы әдісті "камералық" немесе күкірт қышқылының түзілуіне азотоксидтері (нитроздар) қатысуына байланысты нитроза әдісі деп атайды.Күкірт қышқылын өндіретін зауыт Ресейде 1905 жылы салынды.
Қазіргі кезде күкірт қышқылы негізгі екі әдіспен: контакт және нитроз әдістерімен өндіріледі. Контакт әдісімен күкірт қышқылын ХІХ-ғасырдың соңғы жылдарында өндіре бастады. Катализатор ретінде платина қолданылған, ХХ-ғасырдың 20-шы жылдарынан бастап қымбат платина орнына арзан ванадий контакт массасын қолданатын болды. Күкірт қышқылын өндіру үшін өнеркәсіпте, алдымен күкірт ангидридін алады (SO3), сонан соң күкірт ангидридін күкірт қышқылына айналдырады. Осы айтылғандардың әрқайсысын техникалық орындаудың өнеркәсіптік бірнеше әдістері бар.
Өнеркәсіпте өндіретін газ (SO2) (күкіртті ангидрид) өте күрделі қоспа, құрамында күкіртті ангидридтен басқа: азот оттек және т.б. қоспалар болады. Қазақстанда күкірт қышқылын Қазатомпром АҚ Өскемен мен Балқаш химиялық зауыттарында өндіреді.

2.1.КҮКІРТ ҚЫШҚЫЛЫН КОНТАКТ ӘДІСІМЕН ТОТЫҚТЫРУ

Күкірт қышқылының контактілі өндірісі - ірі масштабты, үздіксіз механикаландырылған өндіріс.
Күкірт қышқылының негізгі даму тенденциялары:
* Аппараттардың күшін арттыру;
* Процестерді интенсификациясы;
* Энерго-техникалық сызбанұсқа әзірлеу;
* Айналу дәрежесін арттыру;
* Күкіртті қосылыстарды қолдану;
* Бөлінген газдарды залалсыздандыру.
Колчеданды күйдіргеннен кейін күкіртті газ қоспасын дөрекі тазартқаннан кейін, күкірт қышқылын өндіру процесі үш сатыға жіктелінеді:
1. Катализаторға зиян тигізетін заттардан газды тазарту.
2. SO2-ні SO3-ке катализатордың қатысумен тотықтыру.
3. SO3-ті күкірт қышқылымен абсорбциялау.
Контакт жүйесіне келетін газ құрамында катализаторға зиян тигізетін (уландыратын) тозаң және As2O3, SeO2 және т.б. қоспалар болады. Зиянды қоспалардан тазарту мақсатпен құрғақ электр сүзгіштен соң ыстық қалпында (275-4250С) газ қоспаларын 60-75%-ды күкірт қышқылымен жуып , ары қарай тағы да 25-40%-да қышқылмен жуады. Газ температурасы 30-400С дейін төмендейді, осының әсерінен газ құрамындағы тозаң қалдығынан күшән және селен, күкірт ангидриді және тағы басқа қоспалардан тазартылады. Газ салқындағанда күкірт ангидридінің көпшілігі бу қалпында күкірт қышқылын түзіп, газ құрамында тұман түрінде болады. Газды тұманнан тазарту үшін ылғалды электрсүзгішіне бағыттайды. Ылғалды электрсүзгішінде күшән, селен қосындыларымен тұман қалпында күкірт қышқыл газдан толық бөлінеді. Тазартылған газды құрғату үшін, газ құрғатқышқа 93-95% күкірт қышқылымен жанастырады. Бұл гетерогенді процесс, демек оның жылдамдығы газ бен сұйықтықтың жанасу бетінің өсуіне қарай артады. Құрғатқыш мұнараның (технологиялық сұлбаның басындағы жуғыш мұнараларында)ішіне шығыр (керамика немесе төзімді металл) толтырылған. Мұнараның үстіңгі жағынан үнемі сұйықтық құйылып тұрады, шығырдың бетіне жұқа қабықша түзе, жайылып төмен қарай ағады. Мұнараның астыңғы жағынан үздіксіз газ келіп тұрады. Мұндай мұнарада газбен сұйықтықтың жанасу беті бірнеше есе үлкен болады. Сұйықтықпен газ бір-біріне қарама-қарсы бағыттағы ағыспен қозғалады. Қарама-қарсы ағыс кезінде мұнарадан шығып бара жатқан газ мұнараға келе жатқан суды көп мөлшерде қосып алуға бейім, концентрлі қышқылға кездеседі. Сондықтан газдың кебу дәрежесі жоғары болады. Осылай тазартылып құрғатылған газ контакт бөліміне келеді.

2.1.1.КҮКІРТ ДИОКСИДІН КОНТАКТ ӘДІСІМЕН ӨНДІРУ

Күкірт диоксидін катализатордың қатысуымен ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.