Производство серной кислоты Авторы : Андроников Евгений Степанова Надежда Волоснов Павел Туйгачева Ирина Руководитель : Кириллова З. В.

Содержание Сырье Химизм процесса Оптимальные условия Технологическая схема «Едва найдётся другое,искусственно добываемое вещество, столь часто применяемое в технике, как серная кислота…» Д.И.Менделеев Д.И.Менделеев

Цель Изучить общие принципы производства серной кислоты контактным способом с использованием пирита.

Задачи Решить проблему выбора сырья для производства. Разработать такие технологические принципы, которые позволяют увеличить выход продукта реакции. Составить технологическую схему.

Сырьё и его подготовка Основное сырье - пирит FeS 2. Дополнительное сырье : Требования к сырью : Дешевое, широко распространенное, концентрированное ( с высоким содержанием серы ). Воздух ( кислород ), катализатор – оксид ванадия (V), 98% раствор серной кислоты.

Химизм процесса Производство серной кислоты из пирита Включает три стадии : Обжиг пирита Окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI) Гидратация оксида серы (VI)

Обжиг пирита 4FeS 2 +11O 2 =2Fe 2 O 3 +8SO 2 +Q Эта реакция является : экзотермической необратимой гетерогенной некаталитической Осуществляется в печи обжига пирита.

Печь для обжига пирита Сверху в печь по транспортеру засыпается измельчённый пирит. Снизу, через компрессор, подается воздух, обогащенный кислородом. Возникает эффект « кипящего слоя »: частицы пирита плавают в потоке воздуха ( принцип противотока ).

Оптимальные условия Для обжига пирита : измельчение пирита, Т =800 0 С, отвод лишнего тепла, увеличение концентрации кислорода в воздухе. Для окисления оксида серы : Т =450 0 С, применение катализатора V 2 O 5. Для гидратации : применение не воды, а концентрированной серной кислоты. Оптимальными называются такие условия, при которых реакция протекает с максимальной скоростью и с хорошим выходом.

Очистка печного газа Прежде чем газовая смесь поступит на вторую стадию ( окисление ), ее необходимо очистить от примесей, чтобы избежать « отравления » катализатора. Для этого используют : циклон ( в котором происходит очистка под действием центробежной силы ), электрофильтр ( за счет электростатического взаимодействия ), а затем осушается в сушильной башне ( заполненной керамическими насадками ) орошаемой концентрированной серной кислотой.

Окисление оксида серы(IV) Эта реакция является : обратимой каталитической гетерогенной экзотермической. Осуществляется в контактном аппарате 2SO 2 +O 2 2SO 3 + Q

Контактный аппарат Тщательно очищенную газовую смесь, перед поступлением в контактный аппарат, нагревают в теплообменнике за счет тепла газов, выходящих из контактного аппарата. В контактном аппарате газы вступают в реакцию на поверхности катализатора оксида ванадия (V) V 2 O 5, рассыпанного на полках. Продукт реакции оксид серы (VI) SO 3 направляется в теплообменник.

Гидратация оксида серы (VI) SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 Эта реакция является : необратимой некаталитической гетерогенной Осуществляется в поглотительной башне

Поглотительная башня Аппарат заполняют керамическими насадками. Сверху они орошаются H 2 SO 4 ( конц.). Воду не используют из - за образования тумана. Снизу поступает оксид серы (VI) SO 3 по принципу противотока. Продукт – олеум H 2 SO 4 * nSO 3 направляется на склад.

Технологическая схема производства Технологическая схема производства серной кислоты включает следующие аппараты : печь для обжига пирита, циклон, электрофильтр, сушильная башня, теплообменник, контактный аппарат, поглотительная башня.

ПРОВЕРЬ СЕБЯ 1. Сколько стадий включает производство серной кислоты ? а ) одну ; б ) две ; в ) три ; г ) четыре. 2. Какой продукт является целевым на первой стадии ? а )SO 3 ; б )SO 2 ; в ) H 2 SO 4 ; г ) Fe 2 O На какой стадии производства реакция является каталитической ? а ) первой ; б ) второй ; в ) третьей. 4. В каком аппарате идёт окисление SO 2 в SO 3 ? а ) в поглотительной башне ; б ) в сушильной башне ; в ) в электрофильтре ; г ) в контактном аппарате. 5. Окисление оксида серы (IV) является а ) гомогенной ; б ) гетерогенной реакцией ?

СПАСИБО ЗА РАБОТУ ДО СВИДАНИЯ