Способи виявлення закономірностей та кількісних залежностей одержання дрібнодисперсної сірки хемосорбцією SO2 водним розчином натрію тіосульфату. Розгляд головних особливостей механізму перебігу процесів взаємодії SO2 і натрію тіосульфату під тиском.
Аннотация к работе
Серед перспективних методів виробництва полімерної сірки найбільший інтерес представляє технологія на базі сірковмісних сполук, в яких вона перебуває в проміжному ступені окиснення, і, зокрема, кислотним розкладом розчинів натрію тіосульфату, який є багатотонажним відходом коксохімії, процесів очищення природних і вентиляційних газів від сірководню тощо. Проте, за цим методом лише половина сірки, яка міститься в натрію тіосульфаті, конвертує в елементну, інша половина перетворюється в SO2, що створює певні складності, повязані з необхідністю його утилізації. Дисертаційна робота відповідає науковому напрямку кафедри хімії і технології неорганічних речовин Національного університету «Львівська політехніка» (ХТНР НУ «ЛП»), виконувалась за планом науково-технічної програми Міністерства освіти України “Розробка теоретичних і технологічних основ вилучення сірководню з некисневмісних газів хінгідронним методом” (номер Державної реєстрації 0104U002327). Мета дисертаційної роботи полягає в створенні технологічного процесу одержання стабілізованої полімерної і дрібнодисперсної сірки розкладом розчинів натрію тіосульфату хлоридною кислотою під тиском. Предмет дослідження - процеси, що відбуваються при взаємодії хлоридної кислоти з натрію тіосульфатом в закритій системі і вплив на них технологічних параметрів (співвідношення реагентів, температури, тривалості окремих стадій процесу, інтенсивності перемішування, швидкості подачі реагентів, тиску в системі, наявності поверхнево-активних речовин, сольового ефекту тощо); процеси, які відбуваються при абсорбції сірки (IV) оксиду водним розчином Na2S2O3, і вплив на них технологічних параметрів (температури, співвідношення реагентів, часу вистоювання маточного розчину тощо).Центральним апаратом лабораторної установки для дослідження процесу одержання полімерної сірки розкладом водних розчинів натрію тіосульфату хлоридною кислотою в закритій системі був реактор, який представляє собою товстостінний циліндричний стальний апарат з сорочкою. З напірної ємності в реактор під тиском, створеним азотом, з заданою витратою подавали водний розчин натрію тіосульфату. В третьому розділі наведено результати досліджень процесу абсорбції SO2 водним розчином Na2S2O3, ймовірний механізм взаємодії сірки (IV) оксиду з натрію тіосульфатом з утворенням сірки, вплив технологічних параметрів на морфологію одержаного продукту, вплив акустичних полів ультразвукового діапазону на розклад політіонових кислот. Виконаними дослідженнями встановлено, що водний розчин Na2S2O3 поглинає значно більше сірки (IV) оксиду ніж може абсорбуватись водою, наприклад, за температури 400С - в 3,7 рази. На основі аналізу твердої фази мікроскопуванням на різних стадіях насичення розчину Na2S2O3 сірки (IV) оксидом та за різних температур встановлено, що здійснювати абсорбцію доцільно за температури 40-450С.Вирішене важливе науково-технічне питання, яке має екологічне, економічне і народногосподарське значення - вперше розроблено технологічний процес полімерної і дрібнодисперсної сірки розкладом натрію тіосульфату хлоридною кислотою у закритій системі. Існуючі промислові методи одержання полімерної і дрібнодисперсної сірки мають ряд істотних недоліків в технологічному та екологічному аспектах. Новим перспективним напрямком у технології полімерної сірки є її одержання кислотним розкладом натрію тіосульфату, який є багатотоннажним відходом коксохімічних та багатьох інших галузей промисловості, накопичується і не утилізується. Разом з тим, запропонованій і розробленій технології притаманний недолік - тільки половина введеної сірки із натрію тіосульфатом конвертується в сірку, друга - в сірки (IV) оксид, що зумовлює необхідність його утилізації, а відтак призводить до ускладнення технологічного процесу. Взаємодія сірки (IV) оксиду з натрію тіосульфатом - це складний, багатостадійний процес, який відбувається через послідовні стадії утворення сульфонатів і політіонових кислот, які в підсумку розкладаються з утворенням сірки і сульфат-іона.