Доклад : Серная кислота (работа 2) 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Доклад >> Биология и химия


Серная кислота (работа 2)




Серная кислота

Химическое производство представляет собой сложную химико-технологическую систему (ХТС), сложность которой определяется как наличием большого количества связей, элементов и подсистем, так и разнообразием решаемых задач. Основной целью химического производства является получение химического (целевого) продукта заданного качества при минимальных затратах и возможно меньшим количестве отходов. Для анализа ХТС и возможности их оптимизации необходима модель процесса, отражающая, в первую очередь, связи между элементами и их взаимное влияние друг на друга. Основой такой модели служит баланс масс в системе.

Расчет материального баланса является основным этапом в проектной работе инженеров химиков-технологов. На основе материальных балансов определяется целый ряд важнейших техно-экономических показателей и характеристик основных аппаратов. Из данных материальных балансов определяют: расход сырья и вспомогательных материалов для обеспечения заданной производительности; тепловой баланс и, соответственно, расход энергии и теплообменную аппаратуру; экономический баланс производства, себестоимость продукции и, следовательно, рентабельность производства. Материальный баланс позволяет оценить степень совершенства производства (комплексность использования сырья, номенклатуру и количество отходов), а также проанализировать причины потерь. При расчете баланса задаются величиной механических потерь, которая, как правило, не должна превышать 5%. Эти потери определяются не столько несовершенством технологии или дефектами оборудования, сколько культурой производства в целом.

Технология серной кислоты.

Среди минеральных кислот, производимых химической промышленностью, серная кислота по объему производства и потребления занимает первое место. Объясняется это и тем, что она самая дешевая из всех кислот, а также ее свойствами. 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 ºС) находится в жидком состоянии.

Области применения серной кислоты чрезвычайно обширны. Существенная ее часть используется как полупродукт в различных отраслях химической промышленности, прежде всего для получения минеральных удобрений, а также солей, кислот, взрывчатых веществ. Серная кислота применяется и при производстве красителей, химических волокон, в металлургической, текстильной, пищевой промышленности и т. д.

Серная кислота может существовать как самостоятельное химическое соединение H2SO4, а также в виде соединений с водой

H3SO4*2H3O, H3SO4*H3O, H3SO4 *4H3O и с триоксидом серы H3SO4 *SO3 , H3SO4*2SO3.

В технике серной кислотой называют и безводную H2SO4 и ее водные растворы (по сути дела, это смесь H2O, H2SO4 и соединений H2SO4*nH2O), и растворы триоксида серы в безводной H2SO4 – олеум (смесь H2SO4 и соединений H2SO4*nSO3)

Безводная серная кислота – тяжелая маслянистая бесцветная жидкость, смешивающаяся с водой и триоксидом серы в любом соотношении. Физические свойства серной кислоты, такие, как плотность, температура кристаллизации, температура кипения, зависят от ее состава.

Безводная 100%-ная серная кислота имеет сравнительно высокую температуру кристаллизации 10,7ºC. Чтобы уменьшить возможность замерзания товарного продукта при перевозке и хранении, концентрацию технической серной кислоты выбирают такой, чтобы она имела достаточно низкую температуру кристаллизации. Промышленность выпускает три вида товарной серной кислоты (башенная кислота, контактная кислота и олеум).

Рассмотренные свойства серной кислоты необходимо учитывать как при выборе технологического режима процесса, так и при проектировании отдельных аппаратов, трубопроводов и т. д. Например, при размещении цеха на открытой площадке необходимо предусмотреть теплоизоляцию трубопроводов, по которым циркулируют растворы серной кислоты, имеющие достаточно высокие температуры кристаллизации. Учет диаграммы фазового равновесия паров и жидкости позволяет правильно выбрать условия проведения стадии абсорбции триоксида серы, обеспечивающие высокую степень абсорбции и предупреждающие побочные явления, такие, например, как образование сернокислотного тумана.

Сырье для серной кислоты и методы ее получения.

Исходными реагентами для получения серной кислоты могут быть элементная сера и серосодержащие соединения, из которых можно получить либо серу, либо диоксид серы

Традиционно основными источниками сырья являются сера и железный (серный) колчедан. Около половины серной кислоты получают из серы, треть – из колчедана. Значительное место в сырьевом балансе занимают отходящие газы цветной металлургии, содержащие диоксид серы.

В то же время отходящие газы – наиболее дешевое сырье, низки оптовые цены и на колчедан, наиболее же дорогостоящим сырьем является серы. 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.

Получение серной кислоты включает несколько этапов. Первым этапом является получение диоксида серы окислением (обжигом) серосодержащего сырья (необходимость в этой стадии отпадает при использовании в качестве сырья отходящих газов, так как в этом случае обжиг сульфидов является одной из стадий других технологических процессов). Следующий этап – превращение оксида серы (IV) в оксид серы (VI). Этот окислительный процесс характеризуется очень высоким значением энергии активации, для понижения которой необходимо, как правило применение катализаторов. В зависимости от того, как осуществляется процесс окисления SO2 в SO3, различают два основных метода получения серной кислоты.

В контактном методе получения серной кислоты процесс окисления SO2 в SO3 проводят на твердых катализаторах.

Триоксид серы переводят в серную кислоту на последней стадии процесса – абсорбции триоксида серы, которую упрощенно можно представить уравнением реакции:

SO3 + H2O H2SO4

При проведение процесса по нитрозному (башенному) методу в качестве переносчика кислорода используют оксиды азота.

Окисление диоксида серы осуществляется в жидкой фазе и конечным продуктом является серная кислота:

SO2 + N2O3 + H3O H3SO4 + 2NO

В настоящее время в промышленности в основном применяют контактный метод получения серной кислоты, позволяющий использовать аппараты с большей интенсивностью.

При подготовке данной работы были использованы материалы с сайта http://www.studentu.ru

Похожие работы:

  • Серная кислота и экология биосферы

    Реферат >> Экология
    ... 2004 Оглавление Стр. Производство серной кислоты 3 Свойства серной кислоты 4 Применение серной кислоты 6 Смог – что это ... способности связывать воду серная кислота является хорошим осушителем. 3. Применение серной кислоты Серная кислота – важнейший продукт ...
  • Разработка технологии концентрирования серной кислоты

    Дипломная работа >> Промышленность, производство
    ... серной кислоты. 4. Концентрирование серной кислоты. Процесс концентрирования серной кислоты производят в аппаратах – концентраторах вихревого типа (БМСКХ). Концентрирование серной кислоты ...
  • Регенерация азотной и серной кислоты

    Реферат >> Химия
    ... и рассчитаны отделения денитрации отработанных кислот и концентрирования азотной кислоты и серной кислоты. Осуществлены необходимые материальные и технологические ...
  • Производство серной кислоты из серы

    Реферат >> Химия
    ... Серная кислота – наиболее сильная и самая дешевая кислота. Среди минеральных кислот, производимых химической промышленностью, серная кислота ... серную кислоту, олеум и 100% серный ангидрид. Одновременно с увеличением объема производства серной кислоты ...
  • Извлечение серной кислоты из отработанного травильного раствора

    Курсовая работа >> Химия
    ... водорода происходит образование серной кислоты. Аналогичным образом происходит обогащение раствора серной кислотой и во второй ... , в анодной камере 37 происходит образование серной кислоты. Серная кислота образуется также в концентрационных камерах 33 ...
  • Производство серной кислоты контактным способом

    Реферат >> Химия
    ... способа производства серной кислоты Принципиальная технологическая схема производства серной кислоты контактным способом ... контактное окисление сернистого ангидрида в серный; абсорбцию серного ангидрида серной кислотой. Главной стадией является контактное ...
  • Безотходная переработка отходов серной кислоты для получения удобрений

    Курсовая работа >> Промышленность, производство
    ... , или нейтрализацией синтетическим аммиаком отработанной серной кислоты различных химических производств. Большое количество ... 10% - раствора серной кислоты и отработанного раствора сернокислотного травления сталей состава, г/л: серная кислота - 150-250 ...
  • Производство серной кислоты

    Реферат >> Химия
    ... серной кислоты. Серную кислоту производят в больших количествах на сернокислотных заводах. I. Сырьё, используемое для производства серной кислоты ... , связанная с производством серной кислоты. Основным сырьем для производства серной кислоты, является сера. Она ...
  • Получение серной кислоты из железного колчедана

    Реферат >> Химия
    ... действие H2SO4 .Концентрированная серная кислота обугливает органические вещества .Серная кислота при нагревании реагирует почти ... концентрированная серная кислота ассивирует железо, поэтому ее перевозят в железной таре. Разбавленная серная кислота обладает ...