WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаХімія → Виробництво сульфатної кислоти - Реферат

Виробництво сульфатної кислоти - Реферат


Реферат на тему:
Виробництво сульфатної кислоти
Найсучасніший спосіб добування сульфатної кислоти у промисловості - це контактний. Як сировина використовується пірит FeS2 (залізний, або сірчаний, колчедан).
Перша стадія процесу - випалювання колчедану і добування діоксиду сульфуру:
4FeS2 + 1102 = 2Fe2O3 + 8SO2 ; = -13476 кДж.
Цей процес відбувається у колчеданних печах, з яких виходить випалювальний газ. Він містить, окрім діоксиду сульфуру SO2, ще кисень, азот, водяну пару та інші домішки. Його очищають, висушують і подають на другу стадію виробництва у контактний апарат.
Друга стадія - окиснення діоксиду сульфуру і добування триоксиду сульфуру: V2O5
O5 кДж.
Окиснення відбувається в контактному апараті за наявності каталізатора і високої температури.
Але ви можете запитати, навіщо тут висока температура, якщо реакція екзотермічна. Адже ми знаємо, що згідно з принципом Ле Шательє зміщенню рівноваги у бік утворення SO3 сприятимуть низька температура і високий тиск.
Це справедливо, але річ у тім, що високий тиск застосувати майже неможливо, бо SO2 одразу перейде у рідкий стан. І низькі температури використати не можна, бо швидкість реакції буде надто малою. Тому й застосовують каталізатор V2O5, щоб пришвидшити процес, а каталізатор сам стає активним лише при 450 °С. Ось чому, незважаючи на екзотермічність реакції, використовують ще додаткове нагрівання. Теплоту, яка виділяється під час реакції, відводять і використовують для нагрівання випалювального газу, який встигає охолонути, проходячи складну систему очисних споруд перед надходженням у контактний апарат (див. схему виробництва сульфатної кислоти на вклейці).
Отже, процес окиснення SO2 в SO3 здійснюється складно, бо ця реакція оборотна й екзотермічна. Умови її здійснення визначаються в основному згідно з принципом Ле Шательє^
o Сформулюйте принцип Ле Шательє так, як ви його розумієте. Яких умов окиснення SO2 в SO3 слід додержувати, щоб збільшити вихід триоксиду сульфуру? Об ' рунтуйте ці умови.
{Третя стадія виробництва-поглинання триоксиду сульфуру й утворення сульфатної кислоти H2SO4.
Добутий у контактному апараті триоксид сульфуру SO3 надходить у поглинальну башту - абсорбер1, де поглинається концентрованою сульфатною кислотою (масова частка H2SO4 96-98 %). В абсорбері SO3 взаємодіє з водою, що міститься у концентрованому розчині сульфатної кислоти, утворюючи безводну, 100%-ву сульфатну кислоту, яка називається моногідратом:
SO3 + Н2О = H2SO4; АН = -130,6
^Чистою водою поглинати триоксид сульфуру SO3 не можна, оскільки утворюється дуже стійкий "туман" із дрібних крапель сульфатної кислоти, який погано конденсується.
Кінцевий продукт виробництва - олеум (розчин SO3 y моногідраті). Його розбавляють водою до сульфатної кислоти потрібної концентрації^
o Поясніть, як можна, виходячи з концентрованої сульфатної кислоти, дістати її розбавлений розчин. Обґрунтуйте дії, необхідні при цьому.
Охорона праці та навколишнього середовища у виробництвісульфатної кислоти. Захист біосфери від забруднення викидами хімічних виробництв -найважливіша проблема сучасності. У виробництві сульфатної кислоти можуть бути втрати якоїсь кількості діоксиду SO2 і триоксиду сульфуру SO3 та викидання їх в атмосферу, що спричинює кислотні дощі. Вони сприяють підвищенню кислотності ґрунтів і зниженню врожаїв, збільшенню кислотності водойм і загибелі його мешканців. Кислотні дощі спричинюють корозію металів, руйнують лакофарбові покриття. Під їх згубною дією руйнуються будівельні матеріали, пам'ятники архітектури тощо.
Щоб запобігти утворенню кислотних дощів і забезпечити охорону здоров'я працівників, намагаються не допускати викидання оксиду сульфуру(ГУ) SO2 в атмосферу і в цехи заводу. З цією метою своєчасно ремонтують апаратуру, встановлюють фільтри, поглиначі, вентиляцію, суворо додержують технологічного режиму, використовують засоби індивідуального захисту працівників, удосконалюють й автоматизують виробничі процеси, герметизують устаткування та апаратуру, впроваджують принцип безвідхідності та ефективні методи очищення відхідних газів. З них тепер вловлюють SO2 і знову повертають його у виробництво. Застосовують також методи добування цінних побічних продуктів із промислових відходів.
Над проблемою повної утилізації1 та переробки відходів виробництва сульфатної кислоти нині працюють інженери і
техніки. Адже реалізація принципу безвідхідності дає змогу не тільки істотно збільшувати вихід кислоти, підвищувати ефективність виробництва, а й охороняти здоров'я людей і зберігати чистоту навколишнього середовища. /І
Завдання для самоконтролю
43. Напишіть рівняння реакцій, які відбуваються у процесі добування сульфатної кислоти в техніці. Обґрунтуйте оптимальні умови їх здійснення.
44. Поясніть терміни "моногідрат" і "олеум".
45. Як ви гадаєте, чому перед надходженням суміші газів у контактний апарат її ретельно очищують?
46*. Яку масу моногідрату можна добути з 5 т сірчаного колчедану, масова частка Сульфуру в якому 45 %?
47*. Обчисліть масу розчину сульфатної кислоти з масовою часткою H2SO4 20 %, який можна добути з 50 кг олеуму з масовою часткою SO3 10 %.
§ 8. РОЗВ'ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ НА ВИХІД ПРОДУКТУ
В основі виробництва сульфатної кислоти (так само і будь-якого іншого хіміко-технологічного процесу) лежить хімічне перетворення речовин - хімічні реакції, їхню суть виражають хімічними рівняннями, що складаються на основі закону збереження маси речовин.
'" Сформулюйте закон збереження маси речовин і поясніть його суть з погляду атомно-молекулярного вчення.
Знання закону збереження маси дає змогу не тільки складати рівняння реакцій, а й проводити за ними різні розрахунки, у тому числі обчислювати вихід продукту виробництва.
Вихід продукту - важливий показник ефективності виробничого процесу. На його підставі роблять висновок про повноту використання сировини тощо. Річ у тім, що в реальних виробничих умовах через оборотність багатьох
Loading...

 
 

Цікаве