WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

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

ГоловнаХімія → Оксиген і сульфур - Реферат

Оксиген і сульфур - Реферат

справедливо, але річ у тім, що високий тиск застосувати майже неможливо, бо SO3 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.
Третя стадія виробництва-поглинання триоксиду сульфуру й утворення сульфатної кислоти Н2SO4.
Добутий у контактному апараті триоксид сульфуру SO3 надходить у поглинальну башту - абсорбер , де поглинається концентрованою сульфатною кислотою (масова частка Н2SO4 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 = Н2SO4; ?H = -130,6 кДж
Чистою водою поглинати триоксид сульфуру SO3 не можна, оскільки утворюється дуже стійкий "туман" з дрібних крапель сульфатної кислоти, який погано конденсується.
Кінцевий продукт виробництва-олеум (розчин SO3 у моногідраті). Його розбавляють водою до сульфатної кислоти потрібної концентрації.
Охорона праці та навколишнього середовища у виробництві сульфатної 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.
Щоб запобігти утворенню кислотних дощів і забезпечити охорону здоров'я працівників, намагаються не допускати викидання оксиду сульфуру (IV) SO2 в атмосферу і в цехи заводу. З цією метою своєчасно ремонтують апаратуру,
встановлюють фільтри, поглиначі, вентиляцію, суворо до-держують технологічного режиму, використовують засоби індивідуального захисту працівників, удосконалюють й ав-томатизують 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 з промислових відходів.
Над проблемою повної утилізації та переробки відходів виробництва сульфатної кислоти нині працюють інженери і техніки. Адже реалізація принципу безвідхідності дає змогу не тільки істотно збільшувати вихід кислоти, пщвищувати ефективність виробництва, а й охороняти здоров'я людей і зберігати чистоту навколишнього середовища.
§ 8. РОЗВ'ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ НА ВИХІД ПРОДУКТУ
Ви розумієте, що 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.
Знання закону збереження маси дає змогу не тільки складати рівняння реакцій, а й проводити за ними різні розрахунки, у тому числі обчислювати вихід продукту ви-робництва.
Вихід продукту-важливий показник ефективності ви-робничого процесу. На його підставі роблять висновок про повноту використання сировини тощо. Річ у тім, що в реальних виробничих умовах через оборотність багатьох реакцій і виробничі втрати вихід продукту реакції завжди менший від того, який мав би утворитись згідно з рівнянням реакції (на підставі закону збереження маси). Отже, практичний вихід продукту завжди менший за теоретичний.
Вихід продукту - це відношення фактично добутого продукту до максимально можливого, обчисле-ного за рівнянням реакції.
Вихід продукту виражають у частках одиниці або у відсотках. Зверніть увагу, що для розв'язування задач на вихід продукту зовсім не має значення, як його обчислювати: за відношенням мас, об'ємів чи кількості речовини. В усіх цих випадках буде знайдено те саме значення шуканої величини.
Розглянемо конкретні приклади.
Задача 1. З 320 т сірчаного колчедану, масова частка Сульфуру в якому 45 %, добуто сульфатну кислоту масою 405 т (у перерахунку на безводну). Обчислити вихвд сульфатної кислоти.
Дано: m (FeS2) =320 т
w (S) = 45%=0,45
m (H2SO4) = 405 т
вихід H2SO4 = ?
1. Обчислюємо масу Сульфуру, що міститься у 320 т сірчаного колчедану:
m(S) = 320 т o 0,45 = 144 т.
2. Обчислюємо масу сульфатної кислоти, яку можна було б добути теоретично з цього Сульфуру -144 т.
S H2SO4
M=32г/моль M=98г/моль
m= 32г m=98г
Із запису видно, що 32 г (32 кг, 32 т) Сульфуру відпові-дають 98 г (98 кг, 98 т) сульфатної кислоти Н2SO4, а 144 т Сульфуру -х т сульфатної кислоти, отже:
m(H2SO4) = 144т . 98т = 441 т
32т
3. Обчислюємо вихід сульфатної кислоти. Ми бачимо, що теоретично можна було б добути 441 т сульфатної кислоти, а фактично добули лише 405 т. Отже, відношення практично добутого продукту до теоретично можливого і буде виходом продукту:
вихід H2SO4= 405т = 0,918, або 91,8%
441т
Відповідь: вихід сульфатної кислоти становить 91,8 %.
Задача 2. Обчислити масу діоксиду сульфуру, яку можна добути з 1 т сірчаного колчедану з масовою часткою Сульфуру
45 %, якщо вихід SO2 становить 98 %.
1. Обчислюємо масу Сульфуру, що міститься віт колчедану:
m(S)= 1000 кг o 0,45 = 450 кг.
2. Знаходимо, яку масу SO2 можна добути з 450 кг Суль-фуру теоретично:
S SO2
M=32г/моль M=32+32=64 г/моль
m=32 г m=64 г
Теоретично виходить, що з будь-якої маси Сульфуру S утворюється вдвічі більше діоксиду сульфуру SO2 , тобто з 450 кг S утворюється 900 кг SO2:
32 кг S - 64 кг SO2
x=900 кг (SO2)
450кг S - х
3. Знаходимо масу діоксиду сульфуру, яка фактично утворилась.
Теоретичний вихід SO2, що становить 900 кг, приймаємо за 100 %, або за одиницю, тоді практичний вихід, який ми шукаємо, становитиме 98 %, або 0,98, звідси:
m(SO2) = 900 кг o 0,98 = 882 кг.
Відповідь: маса SO2, якщо вихід 98 %, становить 882кг.
Loading...

 
 

Цікаве