Реферат: Производство серной кислоты - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Производство серной кислоты

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 1905 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

26 1. Товарные и определяющие технологию свойства серной кисл о ты. Серная кислота - один из основных многотоннажных продуктов хим и ческой промышлен ности. Ее применяют в различных отраслях народного х о зяйства, поскольку она обладает комплексом особых свойств, облегча ю щих ее технологическое использование. Се р ная кислота не дымит, не имеет цвета и запаха, при обычной температуре находится в жидком состоянии, в ко н центрированном виде не корродирует черные металлы. В то же время, серная кислота относится к числу сильных минеральных кислот, образует мног о числе н ные устойчивые соли и дешева. В технике под серной кислотой понимают системы, состоящие из о к сида серы (VI) и воды различного состава: п SО 3 · т Н 2 О. При п = т = 1 это моногидрат серной кислоты (100 % -ная серная ки с лота), при т > п – водные растворы моногидрата , при т < п – растворы окс и да серы (VI) в моногидрате (олеум). Моногидрат серной кислоты – бесцветная маслянистая жидкость с температурой кристаллизации 10,37 о С, температурой кипения 296,2 о С и плотностью 1,85 т/м 3 . С водой и оксидом серы (VI) он смешивается во всех отношениях, образуя гидраты состава Н 2 SО 4 · Н 2 О, Н 2 SО 4 · 2Н 2 О, Н 2 SО 4 · 4Н 2 О и соедин е ния с оксидом серы Н 2 SО 4 · SО 3 и Н 2 SО 4 ·2SО 3 . Эти гидраты и соединения с оксидом серы имеют различные темпер а туры кристаллиз а ции и образуют ряд эвтектик. Некоторые из этих эвтектик имеют температуру кристаллизации ниже нуля или близкие к нулю. Эти ос о бенности растворов серной кислоты учит ы ваются при выборе ее товарных сортов, которые по условиям производства и хранения должны иметь низкую темп е ратуру кристаллизации. Температура кипения серной кислоты также зависит от ее концентр а ции, то есть состава системы «оксид серы (VI) – вода». С повышением ко н центрации водной серной кислоты температура ее кипения возрастает и д о стигает максимума 336,5 о С при концентрации 98,3 %, что отвечает азе о тропному составу, а затем снижается. Температура кипения олеума с увел и чением содержания свободного оксида серы (VI) снижается от 296,2 о С (те м пер а тура кипения моногидрата) до 44,7 о С, отвечающей температуре кипения 100 %-ного окс и да серы (VI). При нагревании паров серной кислоты выше 400 о С она подвергается термической ди с социации по схеме: 400 о С 700 о С 2 Н 2 SО 4 <=> 2Н 2 О + 2SО 3 <=> 2Н 2 О + 2SО 2 + О 2 . Среди минеральных кислот серная кислота по объему производства и потребления зан и мает первое место. Мировое производство ее за последние 25 лет выросло более чем в три раза и составляет в настоящее время более 160 млн. т в год. Области применения серной кислоты и олеума весьма разнообразны. Знач и тельная часть ее используется в производстве минеральных удобрений (от 30 до 60 %), а также в производстве красителей (от 2 до 16 %), химич е ских в о локон ( от 5 до 15 %) и металлургии (от 2 до 3 %). Она применяется для различных технологических целей в текстильной, пищевой и других о т раслях промышленности. На рис. 1 представлено применение серной кисл о ты и ол е ума в народном хозяйстве. Прои з водство хр о матов Прои з водство сул ь фатов Мин е ральные удобрения Сульфат амм о ния Взры в чатые вещ е ства Травл е ние м е таллов Прои з водство ки с лот, спи р тов, эфиров и др у гих органич е ских в е ществ Мин е ральные ки с лоты Н 3 РО 4 НF Серная кислота Органич е ские красители Металлу р гия цветных м е таллов Произво д ство глюкозы и п а токи Минерал ь ные пигменты и кр а ски Химич е ские волокна, текстильная пр о мышле н ность Очистка нефтепроду к тов и мин е ральных м а сел Рис. 1. Применение серной кислоты. 2. Сырьевые источники получения серной кислоты. Сырьем в производстве серной кислоты могут быть элементарная сера и различные сер у содержащие соединения, из которых может быть получена сера или непосредственно о к сид серы (IV). Природные залежи самородной серы невелики, хотя кларк ее равен 0,1 %. Чаще всего сера находится в природе в форме сульфидов металлов и сульфатов метало, а также входит в состав нефти, каменного угля, природн о го и попутного газов. Значительные количества серы содержатся в виде о к сида серы в топочных газах и газах цветной металлургии и в виде серовод о рода, выд е ляющегося при очистке горючих газов. Таким образом, сырьевые источники производства серной кислоты д о статочно многообразны, хотя до сих пор в качестве сырья используют пр е имущественно элементарную серу и железный колчедан. Ограниченное и с пол ь зование таких видов сырья, как топочные газы тепловых электростанций и газы медеплавильного производства, объясняется низкой ко н центрацией в них оксида серы (IV). При этом доля колчедана в балансе сырья уменьшается, а доля серы возра с тает. В общей схеме сернокислотного производства существенное значение имеют две первые стадии – подготовка сырья и его сжигание или обжиг. Их содержание и аппаратурное оформление существенно зависят от природы сырья, которая в значительной степени, определяет сложность технологич е ского производства серной кислоты. 3. Краткое описание современных промышленных способов пол у чения серной кислоты. Пути совершенствования и перспективы разв и тия произво д ства. Производство серной кислоты из серусодержащего сырья включает н е сколько химических процессов, в которых происходит изменение степени окисления сырья и промеж у точных продуктов. Это может быть представлен о в виде следующей схемы: где I – стадия получения печного газа (оксида серы (IV)), II – стадия каталитического окисления оксида серы (IV) до оксида серы (VI) и абсорбции его (переработка в серную кислоту). В реальном производстве к этим химическим процессам добавляются процессы подготовки сырья, очистки печного газа и другие механические и ф и зико-химические операции. В общем случае производств о серной кислоты может быть выражен о в следующем виде: Сырье подготовка сырья сжигание (обжиг) сырья очистка печного газа контактирование абсорбция контактир о ванного газа СЕРНАЯ КИСЛОТА Конкретная технологическая схема производства зависит от вида с ы рья, ос о бенностей каталитического окисления оксида серы (IV), наличия или отсутствия стадии абсорбции о к сида серы (VI). В зависимости от того, как осуществляется процесс окисления SО 2 в SО 3 , различают два основных метода получения серной кислоты. В контактном методе получения серной кислоты процесс окисления SО 2 в SО 3 проводят на твердых катализаторах. Триоксид серы переводят в серную кислоту на последней стадии пр о цесса – абсорбции триоксида серы, которую упрощенно можно представить уравн е нием реакции: SО 3 + Н 2 О Н 2 SО 4 При проведении процесса по нитрозному (башенному) методу в кач е стве п е реносчика кислорода использу ют оксиды азота. Окисление диоксида серы осуществляется в жидкой фазе и конечным пр о дуктом является серная кислота: SО 3 + N 2 О 3 + Н 2 О Н 2 SО 4 + 2NО В настоящее время в промышленности в основном применяют ко н тактный метод получения серной кислоты, позволяющий использовать апп а раты с большей интенсивностью. Рассмотрим процесс получения серной кислоты контактным методом из двух видов сырья: серного (железного) колчедана и серы. 1) Химическая схема получения серной кислоты из колчедана включает три п о следовательные стадии: - окисление дисульфида железа пиритного концентрата кислородом воздуха: 4FеS 2 + 11О 2 = 2Fе 2 S 3 + 8SО 2 , - каталитическое окисление оксида серы (IV) избытком кислорода пе ч ного г а за: 2SО 2 + О 2 2SО 3 - абсорбция оксида серы (VI) с образованием серной кислоты: SО 3 + Н 2 О Н 2 SО 4 По технологическому оформлению производство серной кислоты из желе з ного колчедана является наиболее сложным и состоит из нескольких посл е довательно проводимых стадий. Принципиальная (структурная) схема этого производства представл е на на рис. 2: Рис. 2 Структурная схема производства серной кислоты из флотацио н ного колчедана методом одинарного контактирования . I – получение обжигового газа: 1 – обжиг колчедана; 2 – охлаждение газа в котле-утилизаторе; 3 – общая очистка газа, 4 – специальная очистка г а за; II – контактирование: 5 – подогрев газа в теплообменнике; 6 – контакт и рование; III – абсорбция: 7 – абсорбция оксида серы (IV) и образование се р ной кисл о ты. Обжиг колчедана в токе воздуха представляет собой необратимый н е каталитический гетерогенный процесс, протекающий с выделением тепла ч е рез стадии термической диссоциации дисульфида железа: FеS 2 = 2FеS + S 2 и окисления продуктов диссоциации: S 2 + 2 О 2 = 2S О 2 4F е S + 7 О 2 = 2F е 2 S 3 + 4S О 2 что описывается общим уравнением 4FеS 2 + 11О 2 = 2Fе 2 S 3 + 8SО 2 , где Д Н = 3400 кДж. Увеличение движущей силы процесса обжига достигается флотацией колчедана, повышающей содержание дисульфида железа в сырье, обогащ е нием воздуха кислородом и применением избытка воздуха при обжиге до 30 % сверх стехиометрического количества. На практике обжиг ведут при те м пературе не выше 1000 о С, так как за этим пределом начинается спекание ч а стиц обжигаемого сырья, что приводит к уменьшению поверхности их и з а трудняет омывание частиц потоком воздуха. В качестве реакторов для обжига колчедана могут применяться печи различной конструкции: механические, пылевидного обжига, кипящего слоя (КС). Печи кипящего слоя отличаются высокой интенсивностью (до 10 000 кг/м 2 ·сут), обеспечивают более полное выгорание дисульфида железа (с о держание серы в огарке не превышает 0,005 мас. долей) и контроль темпер а туры, облегчают процесс утилизации теплоты реакции обжига. К недоста т кам печей КС следует отнести повышенное содержание пыли в газе обжига, что затрудняет его очистку. В настоящее время печи КС полностью вытесн и ли печи в других типов в производстве серной кислоты из колчедана. 2) Технологический процесс производства серной кислоты из элеме н тарной серы контактным способом отличается от процесса производства из колчед а на рядом особенностей. К ним относятся: – особая конструкция печей для получения печного газа; – повышенное содержание оксида серы (IV) в печном газе; – отсутствие стадии предварительной очистки печного газа. Последующие операции контактирования оксида серы (IV) по физико-химическим основам и аппаратурному оформлению не отличаются от так о вых для процесса на основе колчедана и оформляются обычно по схеме ДКДА. Термостатирование газа в контактном аппарате в этом методе ос у ществляется обычно путем ввода холодного воздуха между слоями катализ а тора. Принципиальная схема производства серной кислоты из серы пре д ставлена на рис. 3: Рис. 3. Структурная схема производства серной кислоты из серы. 1 – осушка воздуха ; 2 – сжигание серы ; 3 – охлаждение газа, 4 – контактирование ; 5 – абсорбция оксида серы (IV) и образование серной ки с лоты. Существует также способ производства серной кислоты из серовод о рода, получивший название «мокрого» катализа, состоит в том, что смесь о к сида серы (IV) и паров воды, полученная сжиганием сероводорода в токе воздуха, подается без разделения на контактирование, где оксид серы (IV) окисляется на твердом ванадиевом катализаторе до оксида серы (VI). Затем газовая смесь охлаждается в конденсаторе, где пары образующейся серной кислоты превращаются в жидкий продукт. Таким образом, в отличие от методов производства серной кислоты из колчедана и серы, в процессе мокрого катализа отсутствует специальная ст а дия абсорбции оксида серы (VI) и весь процесс включает только три посл е дов а тельные стадии: 1. Сжигание сероводорода: Н 2 S + 1,5О 2 = SО 2 + Н 2 О – Д Н 1 , где Д Н 1 = 519 кДж с образованием смеси оксида серы (IV) и паров воды эквимолекулярн о го с о става (1 : 1). 2. Окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI): S О 2 + 0,5О 2 <=> SО 3 – Д Н 2 , где Д Н 2 = 96 кДж, с сохранением эквимолекулярности состава смеси оксида серы (IV) и паров воды (1 : 1). 3. Конденсация паров и образование серной кислоты: SО 3 + Н 2 О <=> Н 2 SО 4 – Д Н 3 , где Д Н 3 = 92 кДж таким образом, процесс мокрого катализа описывается суммарным уравн е нием: Н 2 S + 2О 2 = Н 2 SО 4 – Д Н, где Д Н = 707 кДж. Большие масштабы производства серной кислоты особенно остро ст а вят проблему его совершенствования. Здесь можно выделить следующие о с но в ные направления: 1. Расширение сырьевой базы за счет использования отходящих газов котельных теплоэлектроцентралей и различных производств. 2. Повышение единичной мощности установок. Увеличение мощности в два-три раза снижает себестоимость продукции на 25 – 30%. 3. Интенсификация процесса обжига сырья путем использования ки с лорода или воздуха, обогащенного кислородом. Это уменьшает объем газа, прох о дящего через аппаратуру, и повышает ее производительность. 4. Повышение давления в процессе, что способствует увеличению и н тенси в ности работы основной аппаратуры. 5. Применение новых катализаторов с повышенной активностью и ни з кой температурой зажигания. 6. Повышение концентрации оксида серы (IV) в печном газе, подава е мом на контактирования. 7. Внедрение реакторов кипящего слоя на стадиях обжига сырья и ко н такт и рования. 8. Использование тепловых эффектов химических реакций на всех ст а диях производства, в том числе, для выработки энергетического пара. Важнейшей задачей в производстве серной кислоты является повыш е ние степени превращения SО 2 в SО 3 . Помимо увеличения производительн о сти по серной кислоте выполнение этой задачи позволяет решить и эколог и ческие проблемы – снизить выбросы в окружающую среду вредного комп о нента SО 2 . Повышение степени превращения SО 2 может быть достигнуто ра з ными путями. Наиболее распространенный из них – создание схем двойного ко н тактирования и двойной абсорбции (ДКДА). 4. Физико-химические свойства системы, положенной в основу х и мико-технологического процесса окисления сернистого ангидрида. Реакция окисления оксида серы (IV) в оксид серы (IV), лежащая в о с нове процесса контактирования обжигового газа, представляет собой гетер о генно-каталитическую, обратимую, экзотермическую реакцию и описывается ура в нением: SО 2 + 0,5О 2 <=> SО 3 – Д Н. Тепловой эффект реакции зависит от температуры и равен 96,05 кДж при 25 о С и около 93 кДж при температуре контактирования. Система «SО 2 – О 2 – SО 3 » характеризуется состоянием равновесия в ней и скоростью окисл е ния оксида серы (IV), от которых зависит суммарный результат процесса. Константа равновесия реакции окисления оксида серы (IV) равна: (1) где – равновесные парциальные давления оксида серы (VI), о к сида серы (IV) и кислорода соответственно. Степень превращения оксида серы (IV) в оксид серы (VI) или степень контактирования, достигаемая на катализаторе, зависит от активности кат а лизатора, температуры, давления, состава контактируемого газа и времени ко н тактирования и описывается уравнением: (2) где – те же величины, что и в формуле (1) Из уравнений (1) и (2) следует, что равновесная степень превращения оксида серы (IV) связана с константой равновесия реакции окисления: (3) Зависимость Х р от температуры, давления и содержания оксида серы (IV) в обжиговом газе представлена в табл. 1 и на рис. 4. Таблица 1. Зависимость Х р от температуры, давления и содержания о к сида серы (IV) в обжиговом газе Температура, о С (при давлении 0,1 МПа и с о держании SО 2 0,07 об. долей) Давление, МПа (при температуре 400 о С и с о держании SО 2 0,07 об. долей) с о держание SО 2 об. долей 1000 700 400 0,1 1,0 10 0,02 0,07 0,10 0,050 0,436 0,992 0,992 0,997 0,999 0,971 0,958 0,923 (об.дол.) а б в Рис. 4. Зависимость равновесной степени превращения оксида серы (IV) в оксид серы (VI) от температуры (а), давления (б) и содержания оксида серы (IV) в газе (в). Из уравнения (3) и табл. 4 следует, что с понижением температуры и повышением давления контактируемого газа равновесная степень превращ е ния Х р возрастает, что согласуется с принципом Ле - Шателье. В то же время, при п о стоянных температуре и давлении равновесная степень превращения тем больше, чем меньше содержание оксида серы (IV) в газе, то есть чем меньше соотношение SО 2 : О 2 . Это отношение зависит от вида обжигаемого сырья и избытка воздуха. На этой зависимости основана операция коррект и рования состава печного газа, то есть разбавление его воздухом для сниж е ния соде р жания оксида серы (IV). Степень окисления оксида серы (IV) возрастает с увеличением вр е мени контактирования, приближаясь к равновесию по затухающей кривой (рис. 5). Рис. 5. Зависимость Х р от времени контактирования. Следовательно, время контактирования должно быть таким, чтобы обеспечить достижение равновесия в системе. Из рис. 5 следует, что чем в ы ше те м пература, тем скорее достигается равновесие ( t 1 < t 2 ), но тем меньше степень превращения (Х 1 < Х 2 при Т 1 > Т 2 ). Таким образом, выход оксида с е ры (IV) зависит как от температуры, так и от времени контактирования. При этом, для каждого времени контактирования зависимость выхода от темпер а туры выражается соответствующей кривой, имеющей максимум. Очевидно, что огибающая эти максимумы линия АА (рис. 6) представляет кривую о п тимальных температур для различного времени контактирования, близкую к равновесной кривой. з Рис. 6. Зависимость выхода оксида серы (IV) от температуры при ра з личном времени контактирования. От скорости окисления зависит количество оксида серы (IV), окисл я ющееся в единицу времени, и, следовательно, объем контактной массы, ра з меры реактора и другие характеристики процесса. Организация этой ст а дии производства должна обеспечить возможно более высокую скорость окисл е ния при максимальной степени контактирования, достижимой в данных услов и ях. Энергия активации реакции окисления оксида серы (IV) кислородом в оксид серы (VI) весьма велика. Поэтому, в отсутствие катализатора реакция оки с ления даже при высокой температуре практически не идет. Применение катализатора позволяет снизить энергию активации и увеличить скорость окисления. В производстве серной кислоты в качестве катализатора применяют контактные массы на основе оксида ванадия (V) марок БАВ и СВД, назва н ные так по начальным буквам элементов, входящих в их состав. БАВ (барий, алюминий, ванадий) состава: V 2 О 5 (7 %) + К 2 SО 4 + ВаSО 4 + Аl 2 (SО 4 ) 3 + SiО 2 (кремнезем) катализатор активатор носитель СВД (сульфо– ванадато– диатомовый) состава V 2 О 5 (7 %) + К 2 S 2 О 7 + диатомит + гипс катализатор активатор носитель Для описания скорости окисления оксида серы (IV) в оксид серы (VI) на ванадиевом катализаторе при неподвижном слое катализатора предлож е ны различные кинетические уравнения. К ним относится, например, уравн е ние (4), связывающее скорость реакции со степенью превращения оксида с е ры (IV), константой скорости реакции , константой равновесия и давлением газа: (4) (5) где Х – равновесная степень превращения оксида серы (IV), k – константа скорости окисления, а – начальная концентрация оксида серы (IV) в газе, b – начальная концентрация кислорода в газе, Р – общее давление в газе, К р – константа равновесия реакции. Из уравнений (4) и (5) следует, что скорость окисления зависит от ко н станты скорости реакции, сильно возрастающей при повышении температ у ры. Однако при этом уменьшается константа равновесия К р и уменьшается значение члена в уравнении (4). Таким образом, скорость процесса окисления оксида серы (IV) зависит от двух величин, изменяющи х ся с ростом температур в противоположном направлении. Вследствие этого кривая зависимости скорости окисления от температуры должна проходить через максимум. Из уравнения (4) также следует, что скорость окисления о к сида серы (IV) тем больше, чем меньше достигаемая в этом процессе степень превращения оксида серы (IV) в оксид серы (VI). Вследствие этого для ка ж дой степени превращения зависимость скорости реакции от температуры б у дет выражаться индивидуальной кривой, имеющей максимум. На рис. 7 представлена серия подобных кривых, соответствующих различные степеням превращения для газа постоянного состава. Из него следует, что скорость р е акции окисления достигает максимума при определенных значениях темп е ратур, которая тем выше, чем меньше эта степень превращения, и предста в ляют, очевидно, оптимальные температуры. Рис. 7. Зависимость скорости окисления оксида серы (IV) от темпер а туры при различных степенях превращения Х 1 < Х 2 < Х 3 < Х 4 Линия АА , соединяющая точки оптимальных температур, называется линией оптимальной температурной последовательности (ЛОТ) и указывает, что для достижения наилучших результатов процесс контактирования след у ет нач и нать при высокой температуре, обеспечивающей большую скорость процесса (на практике около 600 о С), а затем для достижения высокой степ е ни пр е вращения снижать температуру, выдерживая температурный режим по ЛОТ. Линии ВВ и СС на рис. 7 очерчивают область допустимых температур в р е альном технологическом процессе контактирования. В таблице 2 представлен температурный режим работы 4-х слойного контактного аппарата с промежуточным теплообменом, установленный в с о ответствии с изложенным выше принципом: Таблица 2. Температурный режим контактного узла Слои I II III IV Температурный р е жим в контактном апп а рате, о С 440– 600 460– 500 440– 450 420– 425 Температурный режим в теплоо б меннике, о С 600– 460 500– 440 450– 420 420 Х р 0,70 0,90 0,96 0,98 Таким образом, противоречие между кинетикой и термодинамикой процесса процесса окисления оксида серы (IV) достаточно успешно снимае т ся конс т рукцией и температурным режимом работы контактного аппарата. Это до с тигается разбивкой процесса на стадии, каждая из которых отвечает опт и мальным условиям процесса контактирования. Тем самым определяются и начальные параметры режима контактирования: температура 400 – 440 о С, давление 0,1 МПа, содержание оксида серы (IV) в газе 0,07 об. долей, с о держание кислорода в газе 0,11 об. долей. 5 . Аппаратурно– технологическая схема тонкой очистки сернистого г а за и окисления сернистого ангидрида в четырехслойном контактном аппарате с фильтрующими слоями катализатора. Реакторы или контактные аппараты для каталитического окисления о к сида серы (IV)по своей конструкции делятся на аппараты с неподвижным слоем катализатора (полочные или фильтрующие), в которых контактная масса расположена в 4-5 слоях, и аппараты кипящего слоя. Отвод тепла п о сле прохождения газом каждого слоя катализатора осуществляется путем введения в аппарат холодного воздуха или газа, или с помощью строенных в аппарат или вынесенных отдельно теплообменников. В настоящее время в производстве серной кислоты и олеума контак т ным м е тодом наиболее распространенной является технологическая схема с использованием принципа двойного контактирования «ДКДА» (двойное ко н такт и рование – двойная абсорбция). Часть подобной схемы, за исключением печного отделения и отделения общей очистки газ, технологически одноти п ных для всех схем, представлена на рис. 9. Производительность установки до 1500 т/сут по моногидрату. Расхо д ные коэффициенты (на 1 т моногидрата): колчедан 0,82 т, вода 50 м 3 , эле к троэнергия 82 кВт·ч. Рис. 9. Технологическая схема производства серной кислоты из колч е дана двойным контактированием ДКДА. 1 – полая промывная башня, 2 – промывная башня с насадкой, 3 – увлажнительная башня, 4 – электрофильтры, 5 – сушильная башня, 6 – ту р богазодувка, 7 – сборники 75 %-ной кислоты, 8 – сборник продукционной кислоты, 9 – теплообменники, 10 – контактный аппарат, 11 – олеумный а б сорбер, 12 и 13 – моногидратные абсорберы. Потоки продуктов: I – печной газ при 300 о С, II – 75 %-ная серная кислота, III – охлажденная 98 %-ная ки с лота, IV – продукционная кислота на охлаждение, V – охлажденный олеум или мон о гидрат, VI – продукционный олеум на охлаждение, VII – выхлопные газы. 6. Материальный баланс 1 ступени контактного аппарата окисл е ния серн и стого газа. Данные для расчета: 1. Общая производительность по серной кислоте в пересчете на мон о гидрат – 127 т/час; 2. полнота абсорбции серного ангидрида – 99,8 %; 3. состав исходного газа: SО 2 – 6,82 % (об.), О 2 – 10,4 % (об.), СО 2 – 0,4 % (об.), N 2 – 82,38 % (об.); температур а 520 о С; степень достижения равновесия – б = 0,650 1. Рассчитаем равновесную степень превращения SО 2 в SО 3 . Рассмо т рим ра с чет равновесия по известным значениям К р для реакции окисления диоксида серы: SО 2 + 0,5О 2 + СО 2 +N 2 <=> SО 3 + СО 2 +N 2 а b т п где а, b, т, п – количество (моль) компонентов исходной смеси SО 2 , О 2 , СО 2 и N 2 (а + b+ т + п = 1). Количество каждого компонента (моль) при достижении равновесной степ е ни превращения х А,е составит SО 2 О 2 СО 2 N 2 SО 3 а – а · х А,е b – 0,5а · х А,е т п а · х А,е Общее число равновесной смеси: а – а · х А,е + b – 0,5а · х А,е + т + п + а · х А,е = 1 – 0,5а · х А,е Константа равновесия может быть рассчитано по уравнению (стр.433, [1]) : При температуре 520 о С ( 793 К) константа равновесия равна: Состояние равновесия реакции можно характеризовать значениями равн о весной степени превращения Обозначив общее давление через р, выразим равновесные давления комп о нентов: Тогда отсюда (6) Подставляя исходные данные в уравнение (6), получим (р = 0,1 МПа) : Откуда методом итераций находим и, следовательно, в ра в новесной смеси содержится: SО 3 – 6,38 % (об.), SО 2 – 0,688 % (об.), О 2 – 7,54 % (об.), СО 2 – 0,4 12 % (об.), N 2 – 84,98 % (об.); 2 . Практическая степень превращения равна: 3. Суммарное уравнение окисления оксида серы (IV) в оксид серы (VI) и а б сорбции оксида серы (VI) с образованием серной кислоты: SО 2 + 0,5О 2 + Н 2 О Н 2 SО 4 64 г/моль 98 г/моль Исходя из уравнения реакции для получения 127 кг /ч серной кислоты нео б ходимо оксида серы (IV): кг С учетом рассчитанной степени превращения и заданной полноты а б сор б ции, практически необходимо оксида серы (IV): кг моль 4. Пересчитаем объемный состав газа в массовый. Общее количество моль газовой смеси равно моль Количество компонентов исходной смеси равно: моль кг моль кг моль кг Количество компонентов полученного газа: моль кг моль кг Общее количество моль газовой смеси равно моль моль кг моль кг моль кг Результаты расчетов сведем в таблицу 3 Таблица 3. Материальный баланс процесса контактного аппарата оки с ления серн и стого газа. Приход Расход Статья моль/ч об. % кг/ч Статья моль/ч об.% кг/ч SО 2 О 2 СО 2 N 2 2207,42 3366,17 129,47 26664 6,82 10,4 0,4 82,38 141,275 107,717 5,697 746,590 SО 2 SО 3 О 2 СО 2 N 2 215,87 2002 2365,82 129,47 26664 0,688 6,38 7,54 0,412 84,98 13,815 160,160 75,706 5,697 746,590 Всего 32367,06 100 1001,279 Всего 31377,16 100 1001,279 Литература. 1. Кутепов А. М. Бондарева Т. И., Беренгартен М. Г. Общая химическая те х нология. М. Высш. школа. 1990. 2. Соколов Р. С. Химическая технология. – М: Гуманит. изд. Центр БЛАДОС, 2000. 3. Расчеты химико-технологических процессов // Под общ. ред. И. П. Мухл е нова. - Л.: Химия, 1976 4 . Бесков В. С., Сафронов В. С. Общая химическая технология и осн о вы пр о мышленной экологии. - М.: Химия, 1999. 5 . Общая химическая технология и основы промышленной экологии.// под ред. В. И. Ксензенко. - М.: «КолосС», 2003.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Ты куда среди ночи?
- Пойду проверю, не горит ли где в доме свет?
- И мне прихватишь кусочек.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по химии "Производство серной кислоты", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru