Введение - Производство серной кислоты
Серная кислота - наиболее сильная и самая дешевая кислота. Среди минеральных кислот, производимых химической промышленностью, серная кислота по объему производства и потребления занимает первое место. Серная кислота не дымит, в концентрированном виде не разрушает черные металлы, в то же время является одной из самых сильных кислот, в широком диапазоне температур (от - 40...-20 до 260 - 336,5*С) находится в жидком состоянии. Она широко используется в производстве минеральных удобрений, различных солей и кислот, всевозможных органических продуктов, красителей, дымообразующих и взрывчатых веществ и т. д. Серная кислота находит разнообразное применение в нефтяной, металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности, используется в качестве водоотталкивающего и осушающего средства, применяется в процессах нейтрализации, травления и т. д. Наиболее важные области применения серной кислоты отражены на схеме.
Еще в XIII веке серную кислоту получали в незначительных количествах термическим разложением железного купороса FeSO4, поэтому и сейчас один из сортов серной кислоты называется купоросным маслом, хотя уже давно серная кислота не производится из купороса.
В настоящее время серная кислота производится двумя способами: нитрозным, существующим более 200 лет, и контактным, освоенным в промышленности в конце ХIХ и начале ХХ века. Контактный способ вытесняет нитрозный (башенный). Первой стадией сернокислотного производства по любому методу является получение диоксида серы при сжигании сернистого сырья. После очистки диоксида серы (особенно в контактном методе) ее окисляют до триоксида серы, который соединяют с водой с получением серной кислоты. Окисление SO2 в SO3 в обычных условиях протекает крайне медленно. Для ускорения процесса применяют катализаторы.
В настоящее время контактным методом получают концентрированную серную кислоту, олеум и 100% серный ангидрид.
Одновременно с увеличением объема производства серной кислоты расширяется ассортимент продукции сернокислотных заводов, организуется выпуск особо чистой кислоты, 100% SO2, высококачественного олеума и кислоты, а также увеличивается производство новых продуктов на основе SO2. Кроме олеума, концентрированной серной кислоты и аккумуляторной кислоты, отечественные заводы выпускают также более чистую контактную кислоту улучшенного качества (для производства искусственного волокна, титановых белил и др.), чистый олеум, химически чистую и реактивную серную кислоту.
За последние годы в процессе производства серной кислоты внесены существенные улучшения. Широко применяется обжиг колчедана в кипящем слое и сжигание серы в циклонной печи, значительно увеличивается использование тепла, выделяющегося при обжиге сырья, и на других стадиях производства серной кислоты. Непрерывно повышается производительность башенных сернокислотных систем в результате поддержания оптимального технологического режима, разработанного на основе исследований; интенсивность башенных систем достигает 250 кг/м3 в сутки. Освоен контактно-башенный процесс производства серной кислоты, при котором расход HNO3 составляет 6 - 7 кг на 1 тонну H2SO4.
В Контактном методе производства серной кислоты окисление диоксида серы в триоксид 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 90% всей кислоты производится контактным способом.
В качестве катализаторов контактного процесса теперь применяется термически стойкая ванадиевая контактная масса (в виде гранул и колец) с пониженной температурой зажигания. Проведены работы по освоению процесса окисления SO2 в кипящем слое катализатора. Важным усовершенствованием является двойное контактирование, при котором обеспечивается высокая степень окисления SO2 на катализаторе (до 99,8%) и потому исключается необходимость в дополнительной санитарной очистке отходящих газов.
Внедряется процесс конденсации H2SO4, заменяющий абсорбцию серного ангидрида.
Также для производства серной кислоты используют ангидрид или безводный сульфат кальция CaSO4, гипс или двуводную соль CaSO4*2H2O и фосфогипс, представляющий собой отход производства концентрированных фосфорных удобрений (смесь гипса, соединений фтора, окислов фосфора, SO2 и других примесей).
В Нитрозном способе катализатором служат оксиды азота. Окисление SO2 происходит в основном в жидкой фазе и осуществляется в башнях с насадкой. Поэтому нитрозный способ по аппаратурному признаку называют Башенным. Сущность нитрозного метода состоит в том, что обжиговый газ обрабатывается серной кислотой, в которой растворены окислы азота. Сернистый ангидрид обжигового газа поглощается нитрозой, и затем окисляется окислами азота по реакции: SO2 + N2O3 + H2O = H2SO4 + 2NO. Образующийся NO плохо растворим в нитрозе и выделяется, а затем частично окисляется кислородом до NO2. Смесь NO и NO2 вновь поглощается H2SO4.
Промышленность выпускает три вида товарной серной кислоты:
Башенная кислота: С=75%, tКрист= - 29,5*С
Контактная кислота: С=92,5%, tКрист= - 22,0*С
Олеум: С=20% своб. SO3, tКрист= +2*С
Схема применения серной кислоты
Исходное сырье
Традиционно основными источниками сырья являются сера и железный (серный) колчедан. Около половины серной кислоты в СССР получали из серы, треть - из колчедана. Значительное место в сырьевом балансе занимают отходящие газы цветной металлургии, содержащие диоксид серы.
В целях защиты окружающей среды во всем мире принимаются меры по использованию отходов промышленности, содержащих серу. В атмосферу с отходящими газами тепловых электростанций и металлургических заводов выбрасывается диоксида серы значительно больше, чем употребляется для производства серной кислоты. Из-за низкой концентрации SO2 в таких отходящих газах их переработка пока еще не всегда осуществима.
В то же время отходящие газы - наиболее дешевое сырье, низки оптовые цены и на колчедан, наиболее же дорогостоящим сырьем является сера. Следовательно, для того чтобы производство серной кислоты из серы было экономически целесообразно, должна быть разработана схема, в которой стоимость ее переработки будет существенно ниже стоимости переработки колчедана или отходящих газов.
Похожие статьи
-
Контактное окисление SO2 в SO3 - Производство серной кислоты
Контактное окисление диоксида серы является типичным примером гетерогенного окислительного экзотермического катализа. Это один из наиболее изученных...
-
Абсорбция триоксида серы. - Производство серной кислоты
Последней стадией процесса производства серной кислоты контактным способом является абсорбция триоксида серы из газовой смеси и превращение его в серную...
-
Азотная кислота и главным образом ее природная соль - натриевая селитра известны с давних времен. В 778г. арабский ученый Гебер описал способ...
-
Введение, . Сырье и материалы для производства колбасных изделий - Производство колбасных изделий
Технология - наука о наиболее эффективных способах промышленного производства товаров. На выбор технологии производства влияет много факторов: вид...
-
Введение - Производство колбасных изделий
Технология - Наука о наиболее эффективных способах промышленного производства товаров. На выбор технологии производства влияет много факторов: Вид...
-
Введение - Технология производства конфет марки "Буревестник"
Шоколадные конфеты в детстве прельщают, наверное, 99,99% людей. Конечно, вкусы бывают разные, и кто-то предпочитает молочный или даже белый шоколад, а...
-
Независимо от конкретной технологической схемы принципиальная схема производства разбавленной азотной кислоты включает шесть основных операций: H2O H2O...
-
Мясная промышленность - высокоразвитая отрасль народного хозяйства, выпускающая свыше 1000 наименований продукции пищевого, технологического и...
-
Быстрое развитие информационных технологий на предприятиях, обусловлено необходимостью повышения конкурентоспособности производимой продукции, как на...
-
В настоящее время абразивный инструмент применяется в любой области машиностроения. С появлением точного литья, снижением припусков на обработку, в общем...
-
ВВЕДЕНИЕ - Технологический процесс производства хлеба
Перед народным хозяйством страны стоит важнейшая задача - повышение качества, биологической ценности и вкусовых достоинств продуктов питания. В настоящее...
-
Азотная кислота является одной из важнейших минеральных кислот и по объему производства занимает второе место после серной кислоты. Она образует...
-
Характеристика целевого продукта - Производство серной кислоты
Серная кислота может существовать как самостоятельное химическое соединение H2SO4, а также в виде соединений с водой H2SO4*2H2O, H2SO4*H2O, H2SO4*4H2O и...
-
Введение - Производство бумаги
Автоматизация технологического процесса - это совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять...
-
Введение - Производство пшеничной крупы на крупяном заводе производительностью 110 т/сутки
Крупяной зерно шелушильный завод Крупяное производство -- механическое отделение покровных тканей (оболочек) зерна и последующая обработка ядра и...
-
Исключительное значение азотной кислоты для многих отраслей народного хозяйства и оборонной техники и большие объемы производства обусловили интенсивную...
-
Технология производства. Технологический процесс производства [ 4, ст. 45 ] азотной кислоты делится на четыре основные стадии: - конверсию аммиака; -...
-
ВВЕДЕНИЕ - Виды автоматизированных производств
Роботы и автоматизация производства едва ли нуждаются в рекламе. В сфере производства развитых стран, таких, как США, под давлением международной...
-
Введение - Технологии сварочного производства
Способ газовой сварки был разработан в конце прошлого столетия, когда начиналось промышленное производство кислорода, водорода и ацетилена. В тот период...
-
ВВЕДЕНИЕ - Технология литейного производства
Общие сведения о литейной форме Отливка получается в результате заполнения полости литейной формы жидким металлом. После заливки жидкий металл...
-
Введение - Гибкие автоматизированные производства и системы (на примере НПИ "Уралучтех")
Изучение учебного материала проводил в соответствии с достижениями науки и техники. В настоящее время в зависимости от уровня организационной структуры...
-
Введение - Металлургическое производство России
После распада СССР в России осталось около 60% предприятий черной металлургии. Проблемы, возникшие после распада СССР, в основном волновали отрасль в...
-
Введение - Технологическая линия по производству карамели
Карамель - самый доступный вид сладостей, если не брать в расчет сахар в чистом виде. Однако, от этого она не становится менее вкусной и занимает...
-
Введение - Новые технологии производства чугуна и стали
Железо имело промышленное применение уже до нашей эры. В древние времена его получали в пластичном состоянии в горнах. Шлак отделяли, выдавливая его из...
-
Металлы относятся к числу наиболее распространенных материалов, которые человек использует для обеспечения своих жизненных потребностей. В наши дни...
-
Введение - Развитие сварочного производства
В решение задач научно-технического прогресса важное место принадлежит сварке. Сварка является технологическим процессом, широко применяемая практически...
-
Введение - Промышленное производство мелкодисперсной фракции дерева
Древесноволокнистая плита средней плотности (англ. Medium Density Fibreboard, MDF; иногда применяют транслит: МДФ-мелко-дисперсионная фракция) -- плитный...
-
ВВЕДЕНИЕ - Разработка технологической инновации в производстве творога
Актуальность данной выпускной квалификационной работы обусловлена тем, что в условиях рыночной экономики для поддержания конкурентных преимуществ...
-
ВВЕДЕНИЕ - Расчет КПН и ТЭП ОППЛ по производству шестерни
Производственный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных основных, вспомогательных и обслуживающих процессов труда и орудий труда в целях...
-
Введение - Технология производства сливочного масла
Молоко используют либо как продукт питания в непеработанном или переработанном виде, либо как сырье для молочной и пищевой отраслей промышленности....
-
Введение, Устройство дуговых электропечей. - Производство стали
В электропечи можно получать легированную сталь с низким содержанием серы и фосфора, неметаллических включений, при этом потери легирующих элементов...
-
В контактном отделении аммиак и аммиачно-воздушная смесь, нагнетаемая вентиляторами в смесители, а затем в контактные аппараты, находится под некоторым...
-
Введение - Выбор вида шланга для применения в конкретном производстве
Когда мы произносим слово шланги или рукава, у нашего собеседника возникает его собственная ассоциация, связанная с этим термином. Это может быть и шланг...
-
Введение - Технология производства муллитокремнеземистых огнеупоров
Без применения огнеупоров нет другого практически приемлемого способа получить и поддерживать длительное время высокие температуры в больших объемах....
-
Введение - Ассортимент и производство хлеба
Развитие хлебопекарной промышленности осуществляется на базе внедрения новой техники, прогрессивной технологии, увеличения выработки хлеба и булочных...
-
Оценивание уровня качества продукции, в частности полукопченых колбас, будем производить методами, принятыми в квалиметрии. Квалиметрия - научная...
-
Введение - История бумаги и ее производство
Бумага (от итал. bambagia - хлопок) - материал преимущественно из растительных волокон. Впервые получена во 2 в. в Китае. С 19 в. изготовляется главным...
-
Среди металлов железа по своему значению занимает особое место. С развитием производства железа и его сплавов неразрывно связано развитие материальной...
-
Химическая схема процесса, Сжигание серы. - Производство серной кислоты
Сжигание серы. При получении обжигового газа путем сжигания серы отпадает необходимость очистки от примесей. Стадия подготовки будет включать лишь осушку...
-
ВВЕДЕНИЕ - Технология производства крахмала и крахмалопродуктов
Пищевая и перерабатывающая промышленность России - одна из стратегических отраслей экономики, призванной обеспечить устойчивое снабжение населения...
Введение - Производство серной кислоты