Виробництво сірчаної кислоти
Відео: ХІМІЯ // Виробництво сірчаної кислоти
Зміст
Сірчану кислоту не випадково називають "хлібом" хімічної промисловості. Вона використовується у виробництві інших кислот, хімічних волокон, кольорових металів, при митті вовни. В основному кислоту застосовують у випуску фосфорних добрив. Багатопланове її застосування обумовлене сильною хімічною активністю, дешевизною виробництва, зручностями використання - не димить, не виділяє запаху, а в концентрованому вигляді не руйнує чорні метали.
Відео: Контактний апарат установки виробництва сірчаної кислоти
Сировиною для виробництва сірчаної кислоти можуть бути різні сірковмісні речовини, але найбільше практичне значення мають колчедан, елементарна сірка, сірчані гази кольорової металургії, спалювання вугілля, очищення нафти. Колчедан отримують в основному як побічний продукт флотаційного збагачення. Він має низьку собівартість, хорошу транспортабельність, що робить його основною сировиною в сернокислотном виробництві. Основу флотаційного колчедану становить пірит (FeS2), Що містить до 45% заліза і сірку. У ньому є також сульфіди миш`яку, селену і ін., Які утворюють газоподібні сполуки, потрапляють в сірчані гази і погіршують їх якість. Тому сірчисті гази вимагають додаткового очищення, що ускладнює технологічну схему виробництва. Досить поширене сировину - елементарна сірка. Вона найбільш концентрований серосодержащий ресурс. В результаті більш ефективні далекі перевезення, знижується витрата сировини на випуск одиниці продукції більш ніж в 2 рази в порівнянні з колчеданом. Процес виробництва кислоти простіше, вимагає менших питомих капвкладень, екологічніше. Чистий сірка має достатню теплову здатність (10000 кДж / кг), що дозволяє при отриманні сірчистого газу використовувати її не тільки як сировину для кислоти, але і як джерело енергії в теплоенергоблоках для власних виробничих цілей і поставки іншим споживачам (рис.1) .Однак запаси елементарної сірки в природі обмежені, асебестоімость її видобутку висока. Це обумовлює підвищену вартість кінцевого продукту в порівнянні з кислотою, отриманої з колчедану. Найбільш ефективне сировину для випуску кислоти - сірчані гази кольорової металургії, очищення нафти, сірководень природного газу. Собівартість тонни кислоти з них в 2,5 - 6 разів менше, ніж з елементарної сірки і колчедана, сам процес достатньо екологічний, а в навколишнє середовище в результаті утилізації сірки не потрапляють шкідливі сполуки. Техногенні викиди сірки в атмосферу вдвічі перевищують її світовий видобуток в якості сировини для промисловості. Крокус - одна з найкращих готелів в Домбай з різними послугами, розвагами та spa-комплексом. можна переглянути більш докладно на сайті hotel-krokus-dombay.ру.
Значні запаси сірки в сульфатах - гіпсі, ангідриді. Однак ці види сировини менш ефективні через великих енергетичних витрат у виробництві. Вихідним етапом виробництва сірчаної кислоти є отримання сірчистого ангідриду (SO2). Для цього колчедан дроблять, обпалюють в многоподових печаx, в киплячому шарі, як і в металургійному процесі. При цьому гази складають основний продукт, а оксиди заліза - побічний. Утворюється так званий залишок - тверді відходи, що містять оксиди заліза, як і в багатьох залізних рудах, а також незначну частину невигорілої сірки (до 2%) і мінеральні домішки. Кожен кубічний метр сірчистих газів містить до 300 г пилу, а також миш`як, селен, телур, фтор і інші речовини, які забруднюють кислоту, знижують активність каталізатора. Тому гази випалу колчедану очищають (рис. 2). При використанні високоякісної сировини з практичною відсутністю домішок - елементарної сірки, сірководню - спалювання проводиться через форсунки в більш простих печах. В цьому випадку не утворюється недогарок, а сірчані гази без попереднього очищення застосовуються у випуску кислоти, що спрощує технологічний процес, підвищує його екологічність (ріс.1,3). У виробництві кислоти з газів кольорової металургії відсутня стадія випалювання, а сірчані гази в виробництві використовуються після попереднього очищення. Це зменшує питомі капітальні вкладення при створенні сірчанокислотних підприємств.Основна складність сірчанокислотного виробництва - отримання з сірчистого ангідриду сірчаного (S03), Так як взаємодія сірчистих газів з киснем в звичайних умовах здійснюється повільно і для промислових процесів не прийнятно. Залежно від методу прискорення зазначеної хімічної реакції існують способи отримання кислоти: контактний і нітрозних. При нітрозному способі в якості прискорювача реакції застосовують двоокис азоту, яка віддає кисень сірчистим газам і перетворюється в окис азоту. Остання знову окислюється киснем повітря до двоокису і взаємодіє з сірчистими газами. Сірчаний ангідрид з`єднується з водою і утворює 75% кислоту, яку випарюють до товарного продукту, що містить 98,5% кислоти. Цей процес проводять в спеціальних металевих вежах, футерованих кислотостійким цеглою. Тому нітрозні спосіб називають ще баштовим.
Відео: Виробництво сірчаної кислоти
Контактний спосіб заснований на окисленні сірчистих газів повітрям, киснем в присутності ванадієвого каталізатора в контактних апаратах. Сірчаний ангідрид направляють в абсорбція вежі, куди подається концентрована сірчана кислота. Вона поглинає сірчані гази і утвориться 100% сірчана кислота, в якій надмірно розчинний ангідрид (Н2S04 • nSО3). Цей продукт називають олеум. Розглянутий спосіб прогресивніший порівняно з нітрозним. При контактному отриманні кислоти - швидкість окислення вище, особливо при використанні кисню, що підвищує одиничну продуктивність обладнання, краще якість кінцевого продукту, а виробництво - екологічніше (менше викидів окислів азоту). У технологічному процесі практично не витрачають паливо. Тому переважну частину сірчаної кислоти виробляють контактним методом.
Розміщення сірчистого виробництва обумовлено особливостями сировинних ресурсів і має в залежності від цього орієнтацію на сировину або центри споживання. При використанні сірчистих газів промисловості підприємства орієнтовані на центри переробки нафти, кольорової металургії як комбіновані виробництва на основі утилізації відходів і мають сировинну орієнтацію (Новополоцьк). Тут можуть створюватися також підприємства-споживачі сірчаної кислоти, що випускають фосфорні добрива (Ревда - Росія, Алаверди - Вірменія та ін.). Отримання кислоти з колчедану, елементарної сірки має територіальну орієнтацію на пункти споживання як нематеріалоемкіе виробництво (Гомель). На 1 т 100% сірчаної кислоти витрачають близько 800 кг колчедана або 350 кг елементарної сірки, 0,1 кг контактної маси, 100 кВт•ч електричної енергії та 50 куб.м води. Такий вплив споживача на розміщення підприємств посилюється також гіршої транспортабельностью готової продукції в порівнянні з сировиною. Перевезення кислоти вимагає спеціальних транспортних засобів, упаковки, дотримання більш складних умов безпеки.
