Контактный способ получение серной кислоты

Контактный способ производства серной кислоты Сырье: содержащие диоксид серы газы, воздух.Контактный способ производства серной кислоты включает три стадии: 1) очистку газа от вредных для катализатора примесей, 2) контактное окисление сернистого ангидрида в серный, 3) абсорбцию серного ангидрида серной кислотой.Принцип контактного способа производства серной кислоты состоит JB пропускании обжигового сернистого газа в смеси с воздухом через катализатор. В результате окисления сернистого газа образуется серный ангидрид, который затем поглощается водой, содержащейся в разбавленной серной кислоте.
Недостатком контактного способа производства серной кислоты является высокий расход серного колчедана на тонну моногидрата, а также большая по сравнению с башенным методом затрата средств на строительство контактного цеха.Преимуществом контактного способа производства серной кислоты в сравнении с нитрозным является возможность получения крепкой серной кислоты и олеума.
При контактном способе производства серной кислоты специальная очистка газа проводится в промывных башнях и мокрых электрофильтрах.
Рассмотрим процесс получения серной кислоты контактным методом из двух видовсырья: серного (железного) колчедана и серы.

Получение H2SO4 из колчедана. Первой стадией процесса является окисление сырья с получением обжиговогогаза, содержащего диоксид серы. В зависимости от вида сырья протекаютэкзотермические химические реакции обжига:4FeS2 +11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (I)S + O2 = SO2 (II)При протекании реакции (I) помимо газообразного продукта реакции SO2образуется твердый продукт Fe2O3, который может присутствовать в газовой фазев виде пыли. Колчедан содержит различные примеси, в частности соединениямышьяка и фтора, которые в процессе обжига переходят в газовую фазу.Присутствие этих соединений на стадии контактного окисления диоксида серы может вызвать отравление катализатора. Поэтому реакционный газ после стадии обжига колчедана должен быть предварительно направлен на стадию подготовки к контактному окислению (вторая стадия), которая помимо очистки от каталитических ядов включает выделение паров воды (осушку), а также получение побочных продуктов (Se и Te).Если обжиговый газ получают сжиганием серы, то отпадает необходимость очисткиот примесей. Стадия подготовки будет включать лишь осушку газа и утилизациютеплоты. На третей стадии протекает обратимая экзотермическая химическая реакцияконтактного окисления диоксида серы:SO2 + 1/2O2 ↔ SO3 (III)Последняя стадия процесса – абсорбция триоксида серы концентрированной сернойкислотой или олеумом. Важнейшей задачей в производстве серной кислоты является повышение степени превращения SO2 в SO3. Помимо увеличения производительности по серной кислоте выполнение этой задачи позволяет решить и экологические проблемы – снизить выбросы в окружающую среду вредного компонента SO2.Повышение степени превращения SO2 может быть достигнуто разными путями.Наиболее распространенный из них – создание схем двойного контактирования идвойной абсорбции (ДКДА). Получение H2SO4 из серы. Процесс производства серной кислоты из элементарной серы состоит из следующихосновных реакций:- подготовка сырья: очистка и плавление серы; очистка, сушка идозировка воздуха;- сжигание серы: S + O2 = SO2 (1). Процесс ведут с избытком воздуха;- контактное окисление SO2 в SO3: SO2 + 0,5O2 = SO3 (2). Процессидет на ванадиевом катализаторе при температуре 420-550˚C;- Абсорбция SO3: SO3 + H2O = H2SO4 (3). Абсорбционная колоннаорошается 98,3% H2SO4.

45.Способ получение газов: N₂, Н₂, О₂

N₂ В лабораториях его можно получать по реакции разложения нитрита аммония:

NH₄NO₂ → N₂↑ + 2H₂O

Реакция экзотермическая, идёт с выделением 80 ккал (335 кДж)

Ещё один лабораторный способ получения азота — нагревание смеси дихромата калия и сульфата аммония (в соотношении 2:1 по массе). Реакция идёт по уравнениям:

K₂Cr₂O₇ + (NH₄)₂SO₄ = (NH₄)₂Cr₂O₇ + K₂SO₄

(NH₄)₂Cr₂O₇ →(t) Cr₂O₃ + N₂↑ + 4H₂O

Самый чистый азот можно получить разложением азидов металлов:

2NaN₃ →(t) 2Na + 3N₂↑

Молекулярный азот в промышленности получают фракционной перегонкой жидкого воздуха. Этим методом можно получить и «атмосферный азот». Также широко применяются азотные установки и станции, в которых используется метод адсорбционного и мембранного газоразделения.

Один из лабораторных способов — пропускание аммиака над оксидом меди (II) при температуре ~700 °C:

2NH₃ + 3CuO → N₂↑ + 3H₂O + 3Cu Н₂ Разнообразие способов получения водорода является одним из главных преимуществ водородной энергетики, так как повышает энергетическую безопасность и снижает зависимость от отдельных видов сырья.К ним относятся:паровая конверсия метана и природного газа;газификация угля;электролиз воды;пиролиз;частичное окисление;биотехнологии;Глубинный газ планеты.В данный момент наиболее доступным и дешёвым процессом является паровая конверсия. О₂ В настоящее время в промышленности кислород получают из воздуха. Основным промышленным способом получения кислорода, является криогенная ректификация. В лабораториях: Небольшие количества кислорода можно получать нагреванием перманганата калия KMnO₄: 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑Кислород можно получить каталитическим разложением хлората калия (бертолетовой соли) KClO₃:

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂↑.К лабораторным способам получения кислорода относится метод электролиза водных растворов щелочей, а также разложение оксида ртути(II) (при {{{1}}}):2HgO → 2Hg + O₂↑.

 

Синтез аммиака

Промышленный способ получения аммиака основан на прямом взаимодействии водорода и азота:

N_2(г) + 3H_2(г) ↔ 2NH_3(г) + 91,84 кДж

Реакция происходит с выделением тепла и понижением объёма. Применение катализатора (пористое железо с примесями Al₂O₃ и K₂O) позволило ускорить достижение равновесного состояния. Интересно, что при поиске катализатора на эту роль пробовали более 20 тысяч различных веществ. Процесс получения аммиака проводят при следующих условиях: температура 500 °C, давление 350 атмосфер, катализатор. Выход аммиака при таких условиях составляет около 30 %. В промышленных условиях использован принцип циркуляции — аммиак удаляют охлаждением, а непрореагировавшие азот и водород возвращают в колонну синтеза. Для получения аммиака в лаборатории используют действие сильных щелочей на соли аммония:

NH₄Cl + NaOH = NH₃↑ + NaCl + H₂O.

NH₄NO₃ + NaOH = NH₃↑ + NaNO₃ + H₂O.

Обычно лабораторным способом получают слабым нагреванием смеси хлорида аммония с гашеной известью. 2NH₄Cl + Ca(OH)₂ = CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O

Очень сухой аммиак можно получить, растворяя в нём металлический натрий и впоследствии перегоняя.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: