Производство серной кислоты из жидкой серы - Дипломная работа

Продукты питания, которые мы употребляем, часто выращены с помощью удобрений, а на 1 т P?O? фосфорных удобрений расходуется 2,2-3,4 т серной кислоты, на 1 т (NH?)?SO? - 0,75 т серной кислоты. При извержении вулканов атмосферу выделяется значительное количество серы, которая вступает в контакт с влагой воздуха и получается серная кислота. Получившаяся взвесь, изза высокого альбедо облаков серной кислоты, затрудняет доступ солнечных лучей к поверхности планеты. Это подтверждается [1], когда в результате извержения вулкана Ксудач (п-ов Камчатка, 1907 г.) повышенная концентрация пыли в атмосфере держалась около 2 лет, а характерные серебристые облака серной кислоты наблюдались даже в Париже. В природе кислота встречается повсеместно, вблизи озер и вулканов она находится в свободном виде, кислые серные газы со специфическим запахом явно выдают места образования серной кислоты.В неорганической химии серной кислотой называют моногидрат серного ангидрида, т.е. соединение H2SO4 молекула представлена на рисунке 1.1. В технике под серной кислотой понимают и смеси H2SO4 с водой (H2SO4 H2O) водная серная кислота и смеси H2SO4 с SO3 дымящая серная кислота(олеум). Серный ангидрид образует с водой не только моногидрат, но еще некоторые: SO3·5 H2O - 57,6% процентная серная кислота, SO3·3 H2O - 73% процентная серная кислота, 2SO3·5 H2O - 57,6% пиросерная кислота, Серная кислота H2SO4 - сильная двухосновная кислота, отвечающая высшей степени окисления серы ( 6), межатомные расстояния показаны на рисунке 1.2, структурная формула представлена на рисунке 1.3. Исследования при помощи спектра Рамана показали[2], что высококонцентрированная серная кислота состоит из гомополярных молекул SO2·(OH)2 а не разбавленная - из гетерополярных молекул [H2] [SO4]. Физические и химические свойства[3] представлены в таблице 1.1.Обычно серу не выжигают, а выплавляют: в автоклавах, в печах, или непосредственно из подземных залежей. Концентрат обезвоживают до 10-15% влаги и направляют во флотационный автоклав, сюда же подают водный раствор флотореагентов улучшающих отделение породы от серы[9]. При выплавке серы в печах используют тепло горения самой серы, которую частично сжигают. Основные технологические стадии процесса: 1) получение диоксида серы, 2) окисление диоксида серы, 3) абсорбция триоксида серы, Рассмотрим каждую из них в отдельности. Это не только вещества, поступающие с не достаточно чистым сырьем, но также триоксид серы, оксиды азота, продукты неполного сгорания серы, не успевшая окислится сера.Кислота с температурой не более 70?С, выходящая из нижней части сушильной башни поступает в сборник А-6, куда также поступает кислота из нижней части промежуточного абсорбера А-9 и вода на разбавление кислоты совмещенного цикла до концентрации 98,3-98,9% Н2SO4 из отделения химводоочистки. Процесс сжигания жидкой серы в атмосфере воздуха зависит от условий обжига, температуры и скорости газового потока, физико-химических свойств жидкой серы (наличие в сере зольных и битумных примесей). Происходит процесс диффузионного горения серы с образованием диоксида серы (SO2). Для обеспечения полного сгорания серы, процесс ведут с избыточной подачей воздуха в печь, которая обеспечивает объемную долю диоксида серы в газе в интервале (11,2-11,8)%. Для выбранной контактной системы применен метод двойного контактирования, сущность которого состоит в том, что после окисления диоксида серы в триоксид серы технологический газ выводят из контактного аппарата на абсорбцию образовавшегося SO3, а затем опять направляют на окисление оставшегося в газе диоксида серы.Газовая смесь поступает на первый слой при температуре 440?С, на входе реакции разогревается до 590?С, найдем степень при повышении температуры[6]: (3.2) где х1 - степень контактирования, %; После первого слоя добавляется холодный газ (15-30%) при температуре 220?С, температуру смеси на входе во 2й слой принимаем 480?С. Найдем объем газовых потоков поступающих в аппарат на 1-й слой(V1) и после первого слоя (V2): где с - теплоемкость газа, ккал/(м3·град). После 2-го слоя газовая смесь охлаждается в теплообменнике с 551 ?C до 460 ?C, определим тепловую нагрузку теплообменника: где Т21, Т22 - температура газа на входе и выходе их слоя, ?С. Часть газа идущего на первый слой нагревается на , на входе в теплообменник газ имеет температуру 440-129=311?С.Данный проект посвящен реконструкции цеха производства серной кислоты, которая потребляется многими отраслями промышлености, в том числе ВПК и ракетно-космической отраслью. В данном разделе приводится расчет технико - экономических показателей проекта и обоснование экономической эффективности[19]. Для размещения проектируемого производства потребуется помещение размером примерно 40?40 м и высотой 16 м. Наименование помещения Объем производственного помещения, м3 Стоимость 1 м3, тыс. руб./м3 Полная стоимость помещения S, тыс. руб. Итоговая стоимость оборудования в результате расчетов представлена в таблице 4.3.Разработана технологическая схем, состоящая из узла прие

Незначительное содержание мышьяка.

Серная кислота прочно вошла в нашу жизнь, она окружает нас повсюду.

Продукты питания, которые мы употребляем, часто выращены с помощью удобрений, а на 1 т P?O? фосфорных удобрений расходуется 2,2-3,4 т серной кислоты, на 1 т (NH?)?SO? - 0,75 т серной кислоты.

При извержении вулканов атмосферу выделяется значительное количество серы, которая вступает в контакт с влагой воздуха и получается серная кислота. Получившаяся взвесь, изза высокого альбедо облаков серной кислоты, затрудняет доступ солнечных лучей к поверхности планеты. Это подтверждается [1], когда в результате извержения вулкана Ксудач (п-ов Камчатка, 1907 г.) повышенная концентрация пыли в атмосфере держалась около 2 лет, а характерные серебристые облака серной кислоты наблюдались даже в Париже. При взрыве вулкана Пинатубо в 1991 году, отправивший в атмосферу 3·107 тонн серы, привел к тому, что 1992 и 1993 года были значительно холоднее, чем 1991 и 1994.

В природе кислота встречается повсеместно, вблизи озер и вулканов она находится в свободном виде, кислые серные газы со специфическим запахом явно выдают места образования серной кислоты. На острове Кунашир (Курильские острова) есть молочно-белое озеро интенсивной окраски. Озеро это кипящее. Установлено, что оно заполнено концентрированным раствором серной и соляной кислот, а со дна его все время поднимаются горячие вулканические газы, которые подогревают воду до кипения.

Серная кислота в наши дни достаточно хорошо изучена, найдены многие сферы ее применения, и по объемам мирового производства она вышла на первое место.

Мировой объем потребления данной кислоты превысил 180 млн. тонн в год, поэтому задача оптимизации производства, экономии ресурсов и снижения выбросов в атмосферу стоит сейчас особенно остро, потому что даже малый удельный эффект, помноженный на огромный объем производства даст значительную экономию и выгоду[6].

Химическое производство в наши дни является неотъемлемой частью нашей жизни, химия окружает нас, а иногда химия уже внутри нас в виде искусственных зубов, синтетических протезов, органов, поэтому, чем эффективнее и продуктивнее будет химическое производство, тем лучше будет наша жизнь.

Данный дипломный проект посвящен повышению производительности цеха производства серной кислоты, путем каталитического окисления диоксида серы в триоксид в четырехслойном контактном аппарате;

1. Литературно-аналитический обзор