Kénsav tulajdonságok, gyártása, felhasználása
A nyers anyag a termelési kénsav lehet elemi kén és a magas kéntartalmú vegyületek, amelyekből a kén közvetlenül is előállíthatjuk, vagy kén-oxid (IV).
Természetes betétek kénköves kicsi, bár Clark ez 0,1%. A legtöbb esetben, a kén megtalálható a természetben formájában fém-szulfidok, fém-szulfátok, valamint az olaj egy részét, szén, földgáz és a kapcsolódó gáz. Tartalmaz jelentős mennyiségű ként például a kén-oxid a füstgázban és gázok a vastartalmú fémek formájában a hidrogén-szulfid fejlődött tisztítás közben éghető gázokat.
Így, nyers kénsav kellően különböző forrásokból, bár még ma is használják nyersanyagként főként elemi kén és pirit. Korlátozott az ilyen nyersanyagok, például a füstgázok és a gázok számára hőenergia medeplavilnogo termelés, mivel az alacsony koncentrációja ezekben a kén-oxid (IV). A részesedése pirit a lapadagolóval csökken, és ez az arány a kén növekszik.
Termelés kénsav kén-tartalmú alapanyagot tartalmaz több kémiai eljárásokat, amelyek változást az oxidáció mértékét a nyersanyag és közbenső termékek. Ez képviseli a következő séma szerint:
ahol - egy lépésben a során in-kemencében gáz (kén-oxid (IV)),
II - lépést katalitikus oxidációja a kén-oxid a (IV) kén-oxidot (VI) és annak abszorbanciát (feldolgozás kénsav).
A tényleges termelés ezeknek a kémiai folyamatok adunk a folyamatok előállítására nyersanyagok, in-kemence gáz tisztítás és egyéb mechanikai és fizikai-kémiai műveletek. Általánosságban, a termelés a kénsav lehet kifejezni a következő formában:
Nyersanyag előkészítés égésű (égő) a nyersanyagok
tisztító kemence gáz érintkeztető abszorpciós
kapcsolati gáz KÉNSAV
Specifikus gyártási folyamat fajtájától függ a nyersanyag, a jellemzői a katalitikus oxidációja a kén-oxid (IV), jelenléte vagy hiánya kén-oxid abszorpciós szakasz (VI). Attól függően, hogy az oxidációs SO2 a SO3 folyamatot. van két alapvető módszer kénsav előállítására. A kapcsolati eljárás kénsav előállítására a SO2 oxidációs eljárást úgy hajtjuk SO3 szilárd katalizátorok.
Kén-trioxid alakítjuk kénsavat az utolsó lépésben a folyamat - a felszívódását kén-trioxid, ami lehet egy egyszerűsített reakcióegyenlet:
SO3 + H2 O H2 SO4
Az eljárás végrehajtása során a dinitrogén (torony) eljárás, oxigén- transzporter használatát nitrogén-oxidokat. a kén-dioxid oxidációját hajtjuk végre a folyékony fázis és a végtermék kénsav:
SO3 + N2 O3 + H2 SO4 + H2 O 2NO
Jelenleg, az ipar általában használt módszert, hogy megkapják a kapcsolati kénsav lehetővé teszi olyan eszközök használata, nagyobb intenzitással.
Tekintsük a folyamat a kénsav előállítására való érintkezése által a kétféle alapanyag: kén (vas) pirit és a kén.
1) Kémiai áramkör kénsav előállítására a pirit három egymás utáni szakaszból áll:
- diszulfid oxidációja vas pirit koncentrátum légköri oxigén:
- Katalitikus oxidációja a kén-oxid (IV) oxigénfelesleg kemence gáz:
- abszorpciós kén-oxid (VI), hogy a kénsav:
SO3 + H2 O H2 SO4
Technológiai végső termelés kénsavat pirit a legbonyolultabb és több lépésből áll egymás végeztek.
A kalcinálás áramló levegőben pirit egy visszafordíthatatlan nem katalitikus heterogén eljárás fordul elő, hogy a hőfejlődés a termikus disszociációja lépésben vas-diszulfid:
és oxidációs termékek disszociációs:
amely által leírt általános egyenlet
ahol? H = 3400 kJ.
2) Process Technology kénsavtermeléshez elemi kén kontakt eljárást az jellemzi, hogy a gyártási eljárásban pirit számos funkció. Ezek közé tartoznak:
- egy különleges kemence tervezés kemence gáz
- hiánya előkezelési műveletre kemence gáz.
Későbbi műveletek érintkezésbe kén-alapú oxid (IV) a fizikai és kémiai alapjait és hardver tervezése nem különböznek azoktól az eljárási és pirit általában megfelelően végbemegy a rendszer DKDA. A hőntartási érintkező gáz berendezés ebben a módszer általában bevezetésével végezzük hideg levegő közötti a katalizátor rétegek.
Van továbbá eljárás előállítására kénsavat a hidrogén-szulfid, az úgynevezett „nedves” katalízis, hogy a keverék a kén-oxid (IV) és a vízpára hidrogén-szulfid égési légáramban, táplálunk elválasztása nélkül az érintkeztetés, ahol a kén-oxid (IV) oxidált vanádium szilárd katalizátor a kén-oxid (VI). Ezután, a gáz elegyet lehűtjük egy kondenzátorban, ahol a keletkezett gőzök alakítjuk kénsavat folyékony termék.
Így, ellentétben a kénsavas termelési módszerek pirit és kén, a nedves szakaszban katalízis nincs speciális abszorpciós kén-oxid (VI), és az eljárás magában foglalja a csak három egymást követő szakaszban:
1. Égési a hidrogén-szulfid:
keverékét képezve kén-oxid (IV) és vízgőz ekvimoláris
2. oxidációja a kén-oxid (IV) oxid kén (VI):
megőrizve összetétele ekvimoláris keveréke kén-oxid (IV) és a gőz
3. A gőz kondenzációja és a kialakulását kénsav:
így, nedves katalízis eljárás leírása általános egyenlete:
Kénsavat alkalmazunk:
- a termelés az ásványi műtrágyák;
- elektrolitként ólomakkumulátorok;
- különböző ásványi savak és sók;
- a termelés vegyi szálak, festékek, füst előállító anyag és robbanóanyagok;
- Olaj, fém, textil, bőr és más iparágakban .;
- az élelmiszeriparban - van bejegyezve, mint élelmiszer-adalékanyag E513 (emulgeálószer);
- ipari szerves szintézis reakciók:
- kiszáradás (előállítására dietil-éter-észterek);
- hidratációs (etanol-etilén);
- szulfonálás (mosó- és intermedierek előállítására színezékek);
- alkilezés (előkészítés izooktán, polietilén-glikol, kaprolaktám), és mások.
A legnagyobb fogyasztó kénsav - az ásványi műtrágyák. Az 1 m-P2O3 foszfor műtrágyák elhasznált kénsav 2,2-3,4 m és 1 m (NH 4) 2SO4-ot - 0,75 tonna kénsavat.
C A jelenlegi helyzet és előrejelzés fejlesztése piaci kénsav megtalálható a jelentésekben az Akadémia Ipari piacok Konjunktúra „Market kénsav közé tartozik."