Виды сырья, используемого в производстве, и его классификация. Технологическая схема, химическая, функциональная и структурная система производства серной кислоты контактным способом. Основные физико-химические процессы производства серной кислоты.
Аннотация к работе
В древнегреческой поэме Гомера упоминается сера как дезинфекционное средство, римляне применяли ее для фармацевтических целей. Широкое применение серы в промышленности началось в конце 18 века в связи с получением из нее серной кислоты. Серная кислота впервые бурное развитие получила в связи с производством соды по Леблану (большие количества серной кислоты требовались для получения сульфата натрия из поваренной соли). В связи с возникновением новых отраслей промышленности - искусственных удобрений, взрывчатых веществ, искусственных красителей - потребность в серной кислоте непрерывно увеличивалась и производство ее расширялось. В настоящее время серная кислота производится двумя способами: нитрозным, существующим более 200 лет, и контактным, освоенным в промышленности в конце 19 и начале 20 века.Сырьем в производстве серной кислоты могут быть элементарная сера и различные серосодержащие соединения, из которых может быть получена сера или непосредственно оксид серы (IV). Чаще всего сера находится в природе в форме сульфидов металлов и сульфатов металлов, а также входит в состав нефти, каменного угля, природного и попутного газов. Значительные количества серы содержатся в виде оксида серы в топочных газах и газах цветной металлургии и в виде сероводорода, выделяющегося при очистке горючих газов. Для получения серной кислоты используют серу или содержащие серу соединения, из которых может быть получен сернистый ангидрид. Сера содержится и в сероводороде, получающемся при коксовании угля или содержащемся в генераторном газе, газах нефтепереработки, попутных нефтяных газах и природном газе.В настоящее время серная кислота производится двумя способами: нитрозным, существующим более 200 лет, и контактным, освоенным в промышленности в конце ХІХ и начале ХХ века. Контактным способом получают концентрированную серную кислоту и олеум (раствор трехокиси серы в серной кислоте), необходимые для многих потребителей. В контактном методе производства серной кислоты окисление диоксида серы в триоксид осуществляется на твердых контактных массах. В настоящее время свыше 90% всей кислоты производится контактным способом. Выявлены важнейшие тенденции развития производства серной кислоты контактным способом: 1) интенсификация процессов проведением их во взвешенном слое, применением кислорода, производством и переработкой концентрированного газа, применением активных катализаторов;Функциональная система - это совокупность последовательных технологических операций по превращению сырья - колчедана в продукт - контактную серную кислоту, представленная в виде схемы.Схема получения серной кислоты контактным способом из колчедана состоит из 4-х основных стадий: 1. получение сернистого ангидрида, 2. очистка газа, содержащего сернистый ангидрид, от примесей, 3. окисление (на катализаторе) сернистого ангидрида до серного, 4. абсорбция серного ангидрида. К аппаратам первой стадии процесса относится обжиговая печь (2), в которой получают сернистый газ, и сухой электрофильтр (5), в котором обжиговый газ очищается от пыли. Газ очищают, промывая его более холодной, чем сам газ, серной кислотой. Для этого последовательно газ пропускают через такие аппараты: промывные башни (6) и (7), первый мокрый электрофильтр (8), увлажнительную башню (9) и второй мокрый электрофильтр (8). При этом кислота предварительно охлаждается в холодильниках (18), где из промывных башен отводится в основном физическое тепло обжигового газа, а из сушильной - тепло разбавления сушильной серной кислоты водой.Часть кислорода воздуха расходуется в реакции на окисление железа и поэтому максимально возможная концентрация диоксида серы в обжиговом газе в этом случае ниже, чем при сжигании серы. Обжиг колчедана - типичный гетерогенный процесс в системе «газ - твердое», который можно описать моделью с фронтальным перемещением зоны реакции. Перед подачей обжигового газа в контактный аппарат необходимо отделить примеси, являющиеся ядами для контактной массы (мышьяк, фтор), или примеси, присутствие которых при контактировании нежелательно (пыль, пары воды), а также извлечь ценные металлы (селен, теллур и др.). Пары серной кислоты при понижении температуры газовой смеси изза соприкосновения с более холодной промывной кислотой в башне (6) конденсируются в объеме, образуя взвесь мельчайших капелек серной кислоты в газе (туман серной кислоты). После этого газ направляют на второй слой катализатора, где он вновь нагревается по прямолинейному закону за счет тепла реакции, затем газ охлаждают и направляют на третий слой катализатора, так поступают до тех пор, пока степень превращения не достигнет заданного значения.Автоматический контроль на действующих контактных заводах серной кислоты централизуется по отдельным узлам (отделениям) технологического процесса (отделение сушки колчедана, печное отделение, контактное, сушильно-абсорбционное) и по сернокислотному цеху в целом. На центральном щите сосредотачиваются приборы контроля наиболее важных параметров технологического процесса (концентр
План
СОДЕРЖАНИЕ
1.1 Введение
1.2 Используемое сырье и его классификация
1.3 Выбор технологической схемы и ее обоснование
1.3.1 Химическая система
1.3.2 Функциональная система
1.3.3 Структурная система
1.4 Описание технологической схемы
1.5 Основные физико-химические процессы
1.6 Автоматизация основных параметров технологической схемы
1.7 Техника безопасности и охрана труда
1.8 Заключение
1.9 Литература
2. Графическая часть.
2.1 Технологическая схема производства серной кислоты контактным способом.