Общая химическая технология. Брянкин К.В - 79 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Пары серной кислоты при повышении температуры диссоциируют
H
2
SО
4
Н
2
О + SО
3
и при температурах выше 400 °С основное количество H
2
SO
4
находится в диссоциированном состоянии. Даль-
нейшее нагревание вызывает диссоциацию SО
3
по уравнению
2SO
3
2SO
2
+ O
2
.
При температуре выше 1000 °С серный ангидрид диссоциирует почти полностью. Степень
диссоциации меняется при изменении давления.
Техническая серная кислота слегка окрашена примесями в темный цвет вследствие обугливания органиче-
ских веществ, которые попадают в нее с пылью.
7.2. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
Исходным веществом для производства серной кислоты служит сернистый ангидрид SO
2
, который полу-
чают обжигом различного серосодержащего сырья. Переработка сернистого ангидрида в серную кислоту за-
ключается в его окислении и присоединении воды:
2SO
2
+ O
2
= 2SO
3
;
SO
3
+ H
2
O = H
2
SO
4
.
Скорость взаимодействия сернистого ангидрида с кислородом в обычных условиях очень мала. Поэтому в про-
мышленности эту реакцию проводят либо в присутствии катализатора – контактный метод производства
серной кислоты, – или же в качестве окислителя (передатчика кислорода) применяют нитрозу – нитрозный
метод производства серной кислоты.
Основным сырьем для получения сернистого ангидрида и, следовательно, серной кислоты являются фло-
тационный колчедан, содержащий пирит FeS
2
, элементарная сера (S) и отходящие газы цветной металлургии,
содержащие SO
2
. Из флотационного колчедана получают 45 % серной кислоты, из серы – 25 %, из отходящих
газов – 25 % и из разного сырья – 5 %.
На практике для окисления сернистого ангидрида используют контактный метод, по этому ме-
тоду получают 85 % всей серной кислоты.
7.3. ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ КОНТАКТНЫМ МЕТОДОМ ИЗ ФЛОТАЦИОННОГО
КОЛЧЕДАНА
7.3.1. Химическая и принципиальная схемы производства
Химическая схема включает три основных химических процесса:
1) окисление пирита кислородом воздуха, т.е. получение сернистого ангидрида:
4FeS
2
+ 11О
2
= 2Fe
2
O
3
+ 8SO
2
+ Q; (7.1)
2) окисление сернистого ангидрида в серный ангидрид на катализаторе:
SO
2
+
1
/
2
O
2
SO
3
+ Q; (7.2)
3) соединение серного ангидрида с водой и образование серной кислоты абсорбцией серного
ангидрида:
SO
3
+ Н
2
О → H
2
SO
4
+ Q. (7.3)
Принципиальная схема производства серной кислоты из флотационного колчедана является схемой с от-
крытой цепью, т.е. проточной, когда газ последовательно проходит все аппараты; схема включает семь опера-
ций (рис. 7.1). Операция
1 – обжиг сырья, в процессе обжига содержащийся в флотационном колчедане пирит
вступает во взаимодействие с кислородом воздуха по реакции (7.1). В результате образуется сернистый ангид-
рид, содержащий 12…15 % SO
2
, и огарок Fe
2
O
3
. Сернистый ангидрид охлаждают с использованием тепла для по-
лучения пара (операция
2), а затем освобождают от пыли (операция 3) и подвергают специальной очистке (опе-
рация
4 – газ охлаждают, промывают, сушат). Очищенный сернистый ангидрид нагревают теплом отходящих
газов (операция
5) и в присутствии катализатора окисляют до серного ангидрида по реакции (7.2) (операция 6).
После катализатора газ охлаждают (операция 5) и направляют на выделение серного ангидрида абсорбцией 98,3
%-ной серной кислотой (операция
7), при этом серный ангидрид соединяется с водой (избыток ее имеется в
серной кислоте) по реакции (7.3). Образующуюся серную кислоту выводят из процесса в качестве готового
продукта.

Страницы