Производство серной кислоты

1.

Производство серной кислоты
Владислав Гредасов
МАОУ «СОШ №44»
им Г.Я.Грицая
9б Класс

2.

Значение и масштабы
производства
Глобальный масштаб: Ежегодное
мировое производство превышает 250 млн
тонн.
Позиция России: Входит в топ-5
мировых производителей (13 млн тонн в
год).
Сферы применения:
• Сельское хозяйство (производство
минеральных удобрений около 1/3 всего
объема).
• Металлургия и нефтепереработка.
• Производство пластмасс, синтетических
моющих средств, красок.

3.

Контактный способ: Общая схема
Суть метода: Производство
осуществляется в три основные
стадии.
Сырьевая база: Сера (S), серный
колчедан (FeS2), сероводород (H2S).
Цепочка превращений:
Сырье → SO2 → SO3 → H2SO4.

4.

Первая стадия. Получение
оксида серы (IV)
Обжиг серного колчедана:
4FeS2+11O2 → 2Fe2O3+8SO2+ Q.
Технология «кипящего слоя»:
Измельченный колчедан подается сверху, a
обогащенный кислородом воздух - снизу
под давлением (принцип противотока).
Современная альтернатива:
Использование чистой серы.Расплавленная
сера сжигается при 1000 °C:
S + O2 → SO2 + Q.

5.

Очистка и подготовка печного газа
Зачем нужна очистка: Газ после обжига содержит
примеси, которые могут повредить оборудование и
катализатор.
Этапы подготовки:
1. Очистка от крупной пыли (циклон).
2. Очистка от мелкой пыли (электрофильтр).
3. Осушка (сушильная башня с промывкой серной
кислотой).
4. Подогрев очищенного газа (теплообменник).

6.

Вторая стадия. Получение оксида
серы(VI)
Процесс в контактном аппарате: Окисление
диоксида серы: 2SO2 + O2 → 2SO3 + Q.
Условия: Экзотермическая реакция, температура
поддерживается на уровне 400 °C.
Катализатор: Оксид ванадия (V) (V2O5),
расположенный слоями на решетках.
Технологические принципы:
Принцип теплообмена: Выходящие горячие газы
нагревают входящий холодный SO2.
Циркуляция: Непрореагировавшие газы (около 2%)
возвращаются в аппарат.

7.

Третья стадия. Получение серной кислоты
(Олеума)
Химизм процесса: SO3 + H2O → H2SO4 + Q.
Почему не используют чистую воду: Из-за выделения
огромного количества теплоты вода закипает, образуя едкий
"туман" из капель кислоты, который невозможно уловить.
Решение поглотительная башня: SO3 растворяют в
концентрированной (98%) серной кислоте.
Результат: Образование олеума (раствора SO3 в безводной
серной кислоте).
Устройство башни: Заполнена огнеупорными
керамическими кольцами для увеличения
площади контакта газов и стекающей кислоты
(принцип противотока).

8.

Схема
технологического
процесса
производства серной
кислоты:
1 — печь для обжига в
кипящем слое;
2 — циклон;
3 — электрофильтр; 4
— сушильная башня; 5
— теплообменник;
6 — контактный
аппарат;
7 — поглотительная
башня

9.

Основные технологические
принципы химического производства
Принцип противотока (в печах обжига и
поглотительных башнях).
Метод кипящего слоя (для увеличения
скорости реакций твердых веществ).
Принцип теплообмена (использование
теплоты реакций для нагрева реагентов).
Принцип циркуляции (возврат
непрореагировавшего сырья для
безотходности).