kénsav
A lista előadások
Az elemek listája
Kénsav.
Között az ásványi savak, előállított a vegyipar, kénsav, ami a termelés és a fogyasztás első helyen. Ez azzal magyarázható, két okból: az alacsony ár, mint az összes többi savak és tulajdonságai. A kénsav nem füst koncentrált formában nem teszi tönkre a színesfémek, miközben ezzel egyidejűleg az egyik erős savak, széles hőmérséklet-tartományban
(- ... 40-20 260 - 336,5 ° C) folyékony állapotban.
Vízmentes kénsav (monohidrát) egy nehéz, olajos folyadék, amely vízzel keverve, hogy kiadja nagy mennyiségű hőt. Sűrűség H2 SO 4 0 ° C-on egyenlő 1,85 g / cm 3, és kristályosodási hőmérséklete 10,7 ° C-on
A legnagyobb fogyasztók a kénsav a műtrágyák előállítása: szuperfoszfát, ammónium-szulfát.
Sok sav (foszforsav, ecetsav, sósav, tömény salétromsav és mtsai.) És ezek sói termelni nagy része révén kénsav.
Kénsav széles körben használják a termelés színesfémek és ritka, és a fémiparban. Előállítása egy sor színezékek (szövetek), lakkok és festékek (az épületek és autók) kábítószer-anyagok és bizonyos műanyagok tárgya továbbá a kénsav alkalmazását. Kénsavval etil-termékek és egyéb alkoholok, néhány észter, egy felületaktív anyagot, egy sor peszticidek leküzdésére a mezőgazdasági kártevők és gyomnövények.
Híg oldatai kénsav és sói alkalmaznak a textil- és más iparágak könnyűipari. Az élelmiszeriparban, kénsavat alkalmazunk előállítására keményítő, melasz, és egyéb termékek. Villamosmérnöki hogy használják az elektrolit az akkumulátort. Kénsavat alkalmazunk, a szárító gáz és koncentrációban savak. Végül, kénsavat használunk a reakció közegeként komponens a nitrálási eljárás, különösen a készítmény a robbanóanyagok.
Amikor a nitrálást a etanol termelésére etilén, koncentrációban salétromsav és egyéb folyamatok használt kénsav koncentrációja 92-98%, és eltávolítják a folyamatot vízzel 50 - 80% -ot szekvenciát savat. Kapott vizes oldatot bepároljuk visszaállítani azt egy új ciklus.
Nyers kénsav termelési bázis - kéntartalmú vegyületek, amelyekből a kén-dioxid lehet beszerezni. Az ipar, mintegy 80% -os kénsavat nyert természetes vas és kén (kén) pirit. Jelentős helyet foglalnak el az áru egyensúlyt a kipufogógázok a színes fémek. Néhány termelés használt nyersanyag hidrogén-szulfid képződik, ha tisztítás kén olajfinomítás. Első pörkölés kéntartalmú nyersanyag előállítására kén-dioxid.
kénsav termelés magában foglalja a következő lépések:
A kalcinálás pirit vagy kénatom.
A oxidációját kén-dioxid.
A felszívódását kén-trioxid.
A kiindulási anyagok - ásványok - tartalmaz szennyeződéseket, ezért onnan a kalcinálássl gázokat tisztítani. Az első szakasz - pörkölés, specifikusak az egyes típusú nyersanyag, és a további úgy kell tekinteni a pirit és kén, mint a leggyakoribb kiindulási anyagok. oxidációs és abszorpciós lépés lényegében azonos a különböző módon kénsav előállítása. Ezért ezeket a lépéseket kell tekinteni, mint a jellemző eljárások.
Pörkölése kéntartalmú nyersanyagok.
A kalcinálás pirit (pirit) egy komplex fizikai-kémiai folyamat, és magában foglal egy több sorba vagy párhuzamosan reakciók fordulnak elő:
Kis feleslegben vagy oxigénhiányt előállított vegyes vas-oxid
Indokolás szerepének a paramétereket és az általuk választott.
Hőmérsékletet. Termikus bomlás pirit kezdődik hőmérsékleten körülbelül 200 ° C-on, és egyidejűleg meggyújtott kén. Feletti hőmérsékleten 680 ° C-on történhet intenzíven mindhárom reakció.
Az iparban, sütés végeztük 850-900 ° C, ahol a teljes folyamat sebességét korlátozza az anyagátadási az oxidálószer (oxigén) a pirit felületre és bomlástermék a gázfázisban. Általában a hajtóereje ez a folyamat lehet alábbi egyenlet fejezi ki
Nyomás. Egyenlet szerint (1), a nyomás egy tényező a reakciósebességet, de ez vezethet a növekedési feltételek autoterm módot túlzott növekedése a hőmérséklet, és adhéziós részecskék a szilárd anyag. Továbbá, a megnövekedett nyomás növekedéséhez vezet kompressziós költségek. Mivel tüzelési feltételekre megadott reakció-hőmérséklet simán végbemegy, ez előnyös, ha légköri nyomáson.
levegő-pirit arányt tartjuk fenn olyan szinten, amely a feleslegben lévő oxigén aránya a sztöchiometrikus mennyiségben érdekében, hogy magas fokú pörkölés, azonban ez a többlet nem lehet túl magas, mivel a a jelentős feleslegben növekedése kénmentesítési a pirit pörkölés átfedésben jelentős hígító gáz és a koncentrációjának csökkentésére SO2 bennük, ami negatívan befolyásolja a későbbi oxidációs folyamatot SO2 SO 3.
Korábban domináns típusú reaktort többvivős ellátott reaktorba kaparók igazítás réteg minden polcon és szervezeti közlekedési szilárd anyagokat a felső az alsó polcok (cm. Típusú reaktorok heterogén reakciók bevonásával egy szilárd fázis).
Egy ilyen reaktorban, a diszperziós fok kis pirit, ami jelentősen korlátozza a reaktor kapacitását. Továbbá, az ilyen reaktorban kaparók mozog magas hőmérsékletű zónában bonyolítja a design, létrehoz egy nem-egyenletes hőmérséklet állapot a polcokon, nehéz, hogy gondoskodjon a hőelvezetést a reakciózónából. hőelvonás korlátok nem teszik lehetővé olyan kalcinált gáz SO2 koncentrációja több, mint 8-9%. A fő korlátozás - togenezist finom részecskék, míg egy heterogén eljárásban a fő folyamat a reakció meggyorsítása - szemcsefragmentálás. Emiatt sokkal ígéretesebb járművek „fluid ágy” szilárd. Az diszperziós fok lehetővé teszi, hogy gyorsítsák fel a folyamatot.
Kén - olvasztható anyag: az olvadási hőmérséklet 113 ° C-on, mielőtt meg nem olvad égéssel gőz alkalmazásával nyert hő visszanyerésére annak égése. Az olvadt kén leülepednek és szűréssel eltávolítjuk a kén jelen van a természetes szennyeződéseket és pumpálnak a égő kemencébe. Kén ég elsődlegesen gőzfázisban állapotban. Annak érdekében, hogy a gyors párolgás, szükséges, hogy eloszlassa azt a légáramot. Erre a célra, a fúvóka típusa és ciklon kemence. Az első vízszintes levegő fúvókák folyékony porlasztás. A ciklon kemence, a folyékony kén, és a levegőt táplálnak tangenciálisan rovására örvény folyadék mozgását az elért és diszperziója a összekeverését a két áram. Kis cseppek gyorsan párolognak és kén ég a gőz állapotban. Égés történik adiabatikusan, és a hőmérséklet függ a koncentrációja a képződött SO 2.
Mivel a magas égéshő kén a kemence hőmérsékletét meghaladja az 1000 ° C-on Ezek a feltételek elegendőek ahhoz, hogy elpárologjon a folyékony kén. Égő tűzhely működik együtt tartozékként olvasztásához szükséges berendezések és szűrése kénmentesítési kazán segítségével a reakcióhőt.
pirit pörkölő gázokkal szennyeződéseket tartalmazhatnak formájában foszforvegyületek, szelén, tellúr, arzén, és mások, vannak kialakítva a nyersanyag szennyeződések. Természetes alapanyag nedvességtartalom is belép a gáz. Az égés bizonyos számú SO3 és esetleges nitrogén-oxidokat. Ezek a szennyeződések korróziójához vezethet vagy készülék vagy mérgezés a katalizátor és romlik a minősége a kénsav. Ezeket eltávolítjuk, a mosási rekeszbe. Reakcióvázlat szerint a gázt egymás után halad át a két súrolás tornyok, öntözött kénsavnormáloldattal (60 és 20% -a). Az első torony, a gáz lehűl a kalcinált 300-500 ° C és 60 - 70 C ° és megszabadítjuk a maradék port és részben szennyeződések. Ez a torony üreges. Portalanított gáz mosott 15-20% -os kénsav vegyületek As, Fe, Se második töltetes toronyban. A végső szárítást végezzük a nedvesség a 3-9 tornyok (szárítás), öntözött tömény kénsavval.
A oxidációját kén-dioxid.
Ez reverzibilis és exoterm, és az egy mennyiségi csökkenés. Ez végzik katalizátorok, amelyeknek alapja az V 2O 5 azzal a kiegészítéssel, alkálifém-oxidok szilikagél hordozón.
Indokolás szerepének a paramétereket és az általuk választott.
A hőmérsékletet maximális teljesítményt jellemző a reverzibilis exoterm reakciók. Meg kell jegyeznünk, hogy a túlzott hőmérséklet-növekedés vezethet gátlása a diffúziós folyamat, és ez hatással lehet a teljesítmény és helyzetét annak szélsőérték érték.
A hőmérséklet-tartomány nagyban meghatározza a felső és alsó határa ezt a paramétert. T<400 0 C активность катализаторов весьма мала, а выше 600 0 С происходит их термическая дезактивация. Оптимальными являются температуры, лежащие внутри этих пределов.
Nyomás egy tényező a reakció sebessége és az egyensúlyi eltolódási tényező, azonban a gyakorlatban, okokból energiatakarékosság, valamint köszönhetően a lehetőségét, hogy magas fokú átalakítás és termel használata révén más tényezők előnyös nyomáson történő üzemelésre közel atmoszferikus. Néhány túlnyomás leküzdéséhez szükséges hidraulikai ellenállás telepítésekor forgalomirányítás reagenseket.
SootnoshenieO 2: SO 2. az egyensúlyi eltolódási tényező, és a reakció sebessége faktor egyenlet szerint Boreskov
Azonban, ez az arány csak a végsebessége a növekedés lassulása magas és jelentős csökkenését SO 2 az érintkezési áramló gáz a felszívódást, ami csökkenti a hatékonyságát az utóbbi. A gyakorlatban felesleg O2 több mint a fele a sztöchiometrikus.
A kapcsolati idő alapján választjuk ki a maximálisan elérhető konverzió. A határérték ilyen átalakítás a maximális átalakulási fok, amelyen az eljárást sebesség közel nulla. Ezért, a reakció időt úgy választjuk meg a minimális időt, amely az átalakulási fok majdnem közel egyensúlyi. Általában ez az érték megegyezik a 90-95%, és az annak megfelelő idő - pár másodperc.
Műszaki kapcsolattartó okisleniyaSO 2.
Leggyakrabban használt ipari polcrendszer berendezésben az eltávolítása a reakció hő a polcok között. Reakcióvázlat hőcserélő magában maximális kihasználását a reakcióhőt a kiindulási anyag előmelegítéséhez gáz. Ebben a hő eltávolítását végezzük a karimák között olyan mértékben, hogy lehetővé teszi, hogy a közelítő működési hőmérséklet optimális értékének ezt a paramétert.
Az egyik legfontosabb feladat a kénsav termelés növelése konverziós foka kén-dioxid kibocsátásának korlátozására és csökkentésére. Ez a probléma számos módszer lehet oldani.
Az egyik leghatékonyabb módszerekkel megoldani ezt a problémát - a módszer kettős érintkező és a kettős abszorpciós (DKDA). Ennek lényege abban áll, hogy a reakcióelegyet, amelyben a SO2 konverzió 90-95%, lehűtjük és tápláljuk egy közbenső abszorber izolálására SO3; maradék a reakcióban gáz aránya O 2. SO 2 jelentősen megnövekedett, ami elmozdulásnak az egyensúlyi reakció a jobb. Ismét, a melegített reakcióelegyet gázt ismét betápláljuk a érintkeztető berendezésben, ahol a 95% érhető el, az átalakítás a fennmaradó SO2. A teljes konverziós foka eléri 99,5 SO 2 az ilyen folyamatban - 99,8%.
A felszívódását kén-trioxid.
A felszívódását kén-trioxid - az utolsó szakaszban a folyamat, ahol a kénsav képződik. Kölcsönhatása SO 3 vízzel
Equilibrium „gáz-folyadék” a «H 2O - H 2SO 4 - SO 3" az 1. ábrán bemutatott A jellemzője ennek a rendszernek az, hogy széles koncentráció-tartományban kénsav jelen a gőzfázisban tiszta vízgőz, és a fenti óleum - gázfázisban dominál SO 3. az azonos összetételű a folyadék és gőz fázis (azeotrop pontja) koncentrációban van kénsav 98,3%. Ha elnyelik SO 3 oldat alacsonyabb koncentrációban, a reakció (3) fog eljárni a gőzfázisban - képezik majd a kénsavgőz amely elhagyja az abszorber a gázfázisban. Ez - és a veszteség a termék, és a korrózió berendezés, és a kibocsátást. Ha SO 3 oleum abszorpciós, a felszívódás nem teljes.
Ez a két tulajdonságok kell lennie egy kétszakaszos abszorpciós diagramja (2. ábra). A gáz tartalmazó SO3 után a reaktor halad egymás után óleummal (1) és a-monohidrát (2) abszorberek. Egy másik eleme a reakció (H 2 O) táplált ellenáramban összegyűjtésével monohidrátot abszorber. Az intenzív forgalomban a folyadék (abszorbeátum) ott közel tartható az optimális koncentrációja H 2SO 4-98,3% (a növekedés koncentrációjának az átfolyó csatorna nem több, mint a 1 - 1,5%). Koncentráció eltávolítások biztosítja a teljes felszívódását SO3 és minimális képződését kénsavgőz. -Monohidrát az abszorber kerül forgalomba Oleum. Kering 20% H2-SO4 oldatot. amely részben mutatjuk be, a végtermék - óleum. A savat az előző abszorber - monohidrát - is lehet a terméket. A cirkulációs rendszer hűtőszekrények reakció hő eltávolítására és a hatékonyabb felszívódást. Alatti hőmérsékleten 100 ° C-SO3 felszívódik majdnem teljesen, a kén-dioxid - gyakorlatilag nem szívódik fel.
Kilátásai fejlesztési kénsav termelés.
Egy erős eszköz a termelékenység növelésével, hogy növelje a termelés a kénsav koncentrációja a kén-dioxid. Erősen tartalmazó gázok akár 80% SO2 már megkezdődött, hogy kap egy nem vasfémek annak szulfid ércek felhasználásával technikai oxigént.
Előállítása nagy koncentrációjú kén-dioxid-gázzal, hogy hozzon létre egy ciklikus energotechnological termelési kénsav kén és pirit. A kén-dioxidot elő ipari oxigén oxidálja 90% egy érintkező berendezésben egy „teljes réteg” katalizátor. Felszívódása után SO3 kapott erősen koncentrált óleum és monohidrát. A gáz felvétele után visszavezetjük a kommunikációra. A reaktorban a teljes konverziós foka 99,995%. Elvezetésére felhalmozott ismételt visszavezetett nitrogén részét a gáz felvétele után kisméretű átvezetjük egy kénsavat növény, amelyből a nitrogén a légkörbe távozik. Az intenzitás a gyűrűrendszer, működő nyomás alatt körülbelül 1 MPa oxigénnel tízszer magasabb, mint az intenzitást a hagyományos rendszerek. kén veszteségek a füstgázok SO2- és SO3, rendre, és a kibocsátások a környezetet is csökken tízszeres.
Rendszerek magukban foglalják gőz előállítására (4 MPa) a hőt az égő gázok amelyeket fel lehet használni mind a telepítési, hogy kompenzálja a energiafogyasztás a kompresszorok és szivattyúk, és más üzletekben a növény. Hő kénes gázok áthaladás után a következő katalizátorágy lehet előmelegítésére használjuk, hogy a reagenseket a bemenettől a érintkeztető berendezésben. Heat adszorpciós használt háztartási célokra.
A legfontosabb területei kénsav termelés:
1. Növelje erőátviteli berendezéshez egyidejűleg komplex automatizálásával termelés.
2. Eljárás intenzívebbé alkalmazásával reaktorok „fluid ágy” (mint az égő lépésben, és a kapcsolat oxidációja SO2), aktívabb katalizátorok, megemelt nyomás és a használata műszaki oxigén az oxidációs folyamat.
3. Fejlesztés ehnergotehnologicheskih rendszereknek a maximális kihasználása hőt exoterm reakciók, beleértve szorítógyűrű rendszereket.
4. növekvő mértékű átalakítás minden szakaszában annak érdekében, hogy a fogyasztás csökkentése arányok a nyersanyagok és anyagok, valamint károsanyag-kibocsátás csökkentése.
5. ártalmatlanítása veszélyes kibocsátások kipufogógázok, valamint a szilárd hulladék (kalcinált). Például, a nem kívánt szennyező anyagok H2S és SO2 különböző áramlási kombinálhatók, és vetjük alá koncentrációban ahhoz, hogy alakítani elemi kén.
A szilárd tartalmazó gyertya vas-oxid lehet használni, mint egy szorbens befogásra gázok és szennyvíz.
Az elemek listája
A lista előadások