Промышленное получение серной кислоты

ПРОМЫШЛЕННОЕ ПОЛУЧЕНИЕ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ КОНТАКТНЫМ СПОСОБОМ

“ Едва ли найдется другое, искусственно добываемое вещество, столь часто применяемое в технике, как серная кислота.  Где нет заводов для ее добывания - немыслимо выгодное производство многих других веществ, имеющих важное технические значение” Д.И. Менделеев

СЕРНАЯ КИСЛОТА –

• Тяжелая маслянистая жидкость
• Без цвета и запаха
• Обладает сильными гигроскопическими свойствами, поэтому ее применяют для осушения газов. Она хорошо растворяет оксид серы (Vl), этот раствор называется олеумом.
• Плотность при 20°С 1830 кг/м 3 ; температура кипения 296,2°С при атмосферном давлении; температура кристаллизации 10,45°С
• Относительная молекулярная масса-98,082
• Молярная масса-98,082 г/моль

Области применения серной кислоты

Для производства минеральных удобрений, пластмасс, красителей, искусственных волокон, минеральных кислот, моющих средств

в целлюлозно-бумажной, пищевой и легкой промышленности

в нефтяной и нефтехимической промышленности

в черной металлургии

в цветной металлургии

Контактный способ производства серной кислоты

• Основное сырьё
• сера - S
• серный колчедан (пирит) - FeS 2
• сульфиды цветных металлов - Cu 2 S, ZnS, PbS
• сероводород – H 2 S
• Вспомогательный материал
•   катализатор - оксид ванадия – V 2 O 5

Основные химические процессы

• 4FeS 2  + 11O 2    t = 800°C →    2Fe 2 O 3  + 8SO 2  + Q 
• 2SO 2  + O 2   400-500°С,V2O5,p ↔ 2SO 3  + Q
• SO 3  + H 2 O → H 2 SO 4  + Q

Установка для производства серной кислоты

Установка для производства серной кислоты

Стадии производства серной кислоты

• ПЕРВАЯ СТАДИЯ  -  обжиг пирита в печи для обжига в "кипящем слое".

• Уравнение реакции первой стадии

• 4FeS 2  + 11O 2    t = 800°C →   2Fe 2 O 3  + 8SO 2  + Q

Стадии производства серной кислоты

• ВТОРАЯ СТАДИЯ –  каталитическое окисление SO 2  в SO 3  кислородом    в контактном аппарате.

• Уравнение реакции этой стадии:

• 2SO 2  + O 2   400-500°С,V2O5,p  ↔2SO 3  + Q

Стадии производства серной кислоты

• ТРЕТЬЯ СТАДИЯ -  поглощение SO 3  серной кислотой   в поглотительной башне.

• Уравнение реакции этого процесса:

•   nSO 3  + H 2 SO 4  → H 2 SO 4 ·nSO 3

• Какой объем концентрированной серной кислоты (массовая доля 96%, плотность 1,84г/мл) можно получить контактным способом из 180г пирита, содержащего 80% FeS 2 , если выход на 1 стадии составил 70%, а на 2 и 3 стадии 94% от теоретически возможного.