Производство серной кислоты презентация

СЕРА И СЕРНАЯ КИСЛОТА Порок и добродетель являются такими же продуктами, как серная кислота и сахарИпполит Адольф Тэн 1828-1893 Промышленное производство серы Сера широко распространена в земной коре, хотя ее количество составляет около 0,1 % вес. Она представлена главным образом в элементарной форме, в формах сульфидов и сульфатов. Почти 90% всей полученной серы переводят в серную кислоту. Значительное потребление серы происходит в целлюлозно-бумажной промышленности более 5% и в производстве сероуглерода 2,5% Серу также для изготовления спичек, черного пороха, бенгальских огней, для борьбы с вредителями сельского хозяйства и лечения болезней, в производстве красителей, взрывчатых веществ, люминофоров. Вертикальный разрез типичного соляного купола, находящегося в районе Мексиканского залива Процесс Фраша Залежи природной серы были открыты в 1865 году во время поиска нефти в куполообразных подземных формаций в Луизиане США. Эти слои находятся под толстым слоем нестабильных подвижных песков. Герман Фраш разработал метод, использующий перегретую воду и воздух, для промышленного извлечения серы из этих отложений. Показаны скважины подъема серы и скважины воды1 - возвратная скважина отработанной воды2 - скважина подъема серы3 - поверхность 4 - галит NaCl 5 - кальцит CaCO3 6 - сероносный слой кальцита7 - ангидрит СаSO4 Процесс Фраша После поступления горячей воды вниз в течение некоторого времени, нагретый сжатый воздух также направляется вниз, вызывая интенсивное перемешивание перегретой воды и расплавленной серы с образованием смеси. В результате порции воды, серы и воздуха с силой направляются в трубу для возврата серы. Внешняя труба, подводящая перегретую воду, служит для поддержания серы точка плавления114,6оС во внутренней трубе производство серной кислоты презентация расплавленном состоянии. Перегретая вода 140-160оС, 17 бар поступает по внешней трубе, воздух 150-200оС, 34 бар поступает производство серной кислоты презентация внутренней трубе. Большую часть получаемого продукта просто фильтруют для отделение карбонатных материалов перед погрузкой в емкости для транспортировки. Случайно попадающие следы тяжелой нефти из соляных куполов удаляются при необходимости возгонкой. Для получение твердого продукта серу закачивают в большие ванны для охлаждения. Простейшим применением этого метода является вертикальный металлический обод, который прижимает расплавленную серу, пока она не затвердеет. После затвердевания обод поднимают вверх, после чего заливают следующий слой производство серной кислоты презентация серы. Другой прием извлечения серы производство серной кислоты презентация улучшить контроль за размерами получаемых частиц продукта. Расплавленная сера охлаждается на стальном транспортере с образованием чешуек или хлопьев серы толщиной около 1,2 см, либо распыляются в воде, либо разминается в барабанах для получения гранулированной серы. Малое содержание пыли делают эту форму продукта более удобной для использования, соответственно, она продается по более высокой цене. Природоохранные аспекты процесса Фраша Основной статьей затрат в процессе Фраша является топливо для нагрева воды, в качестве которого обычно использует дизельное топливо или природный газ. Для получения 1 тонные серы, поднятой на поверхность, требуется 4-50 производство серной кислоты презентация перегретой воды. Отработанная вода, содержащая растворимые соли в концентрациях, близких по уровню к морской воде, могут быть безопасно сброшены в море после теплообмена для снижения температуры и обработки для удаления токсичных сульфидов. Теплообмен между отработанной водой и свежими порциями воды, вводимыми в процесс, не только экономит топливо, но и снижает риск термического загрязнения. Как для извлечения, так и окисления сульфидов и снижения их токсичности, применяют длительную аэрацию этих потоков. Если извлечение сульфидов происходит в присутствии солей никеля или минеральных кислот, концентрация сульфида снижается до приемлемого уровня за 5-10 часов. Процесс Клауса производство серной кислоты презентация превращение сероводорода в серу Технология процесса Клауса была разработана в Германии в начале 1880 производство серной кислоты презентация. Процесс Клауса основан на двух реакциях. Первая — простое сгорание окисление одной трети потока сероводорода в воздухе, проводимое в бойлере для утилизации выделяемого тепла. Отводимый диоксид серы смешивается с оставшимися двумя третями сероводорода. Эта газовая смесь направляется на нагретые производство серной кислоты презентация катализатора из оксида железа, где диоксид серы восстанавливается, производство серной кислоты презентация сероводород окисляется до серы с производство серной кислоты презентация тепла. Введение дополнительных стадий в процесс позволяет снизить содержание диоксида серы до 1%. Для достижения более высокой степени превращения используют Sulfreen-процесс сухой процесс при т-ре ниже точки росыпроводящийся при температуре 125-150оС. В этом процессе низкотемпературный режим объединен с удалением жидкой серы из газовой фазы, что сдвигает равновесие реакции вправо. Производство серной кислоты презентация качестве источника тепла рассматривают также использование направленного солнечного света Контроль выбросов Включает промывку выбросов полиэтиленгликолем процесс Clauspol ; использование метана или водорода в качестве восстановителей SO2 на последней стадии;возвращение в рецикл H2S в начало процесса Клауса. Рассматривается реакция SO2 с кислородом и водяным паром с образованием серной кислоты и абсорбцией ее на активированном угле при 75-150oC SO2 + H2O +? СЕРНАЯ КИСЛОТА Серная кислота играет важную роль в получении большого числа химических продуктов, т. Объем производства серной кислоты является одним из лучших индикаторов промышленного развития страны Способы получения H2SO4 В настоящее время для производства серной кислоты в промышленных масштабах используют два способа: - контактный, где окисление сернистого ангидрида в серный происходит на твердом катализаторе- нитрозный, где окисление происходит с помощью оксидов азота, растворенных в серной кислоте нитроза. Более 95% серной кислоты получают в настоящее время по контактному способу. ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ КОНТАКТНЫМ СПОСОБОМ Идея производство серной кислоты презентация способа запатентована Phillips в 1831 году, но на практике к промышленному производству перешли на 50 лет позже, поскольку ключевая стадия — окисление SO2 в SO3 на платиновом катализаторе — потребовала интенсивных исследований для разработки условий процесса. Исходным сырьём для производства серной кислоты могут быть сера, сероводород, сульфиды металлов. Наилучшим катализатором для этого процесса является оксид ванадия V2O5. Затем олеумом заполняют цистерны, формируют железнодорожные составы и отправляют потребителю ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ КОНТАКТНЫМ СПОСОБОМ Нитрозный способ получения серной кислоты намного старше, чем контактный. В 1746 году Roebuck в Бирмингеме сжигал серу и нитрат KNO3 в присутствии пара для получения серной кислоты. В литературе подобный процесс упомянут в конце 1400-х годов. В нитрозном способе катализаторами служат оксиды азота. Окисление SO2 в серную кислоту по нитрозному способу осуществляется в основном в жидкой фазе, в продукционных башнях - цилиндрических резервуарах высотой 15 м и болеезаполненных насадкой из керамических колец. Нитрозный способ по аппаратному признаку называют башенным. Сущность нитрозного метода: обжиговый газ обрабатывается серной кислотой, в которой растворены окислы азота. Сверху, навстречу газовому потоку, разбрызгивается "нитроза». Оттуда газы поступают в поглотительные башни, где навстречу им сверху подается серная кислота. Образуется нитроза, которую перекачивают в продукционные башни. Таким образом осуществляется непрерывность производства и круговорот окислов азота. Неизбежные потери их с выхлопными газами восполняются добавлением азотной кислоты HNO3. ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ НИТРОЗНЫМ СПОСОБОМ Недостатки нитрозного производство серной кислоты презентация Серная кислота имеет недостаточно высокую концентрациюсодержит вредные примеси Производство серной кислоты презентация, Se, сульфатов Fe, Cu, Hg, Zn и Pb, в зависимости от используемых для обжига руд производство сопровождается выбросом в атмосферу окислов азота NO и NO2. Снижение выбросов в производстве серной кислоты Основные выбросы при контактном способе производства серной кислоты происходят в виде отходящих газов от абсорбера. Поток газов от абсорбера содержит в основном азот и кислород, а также диоксид серы и туман серной кислоты. Серная кислота обладает токсическим действием по отношению к производство серной кислоты презентация и животным, а также человеку. Поскольку в газах происходит контакт азота и кислорода с поверхностью производство серной кислоты презентация металла, существует возможность образования и выброса производство серной кислоты презентация азота NOx. Однако концентрации образовавшихся NOx значительно ниже, чем в неконтролируемых выбросах при нитрозном способе получения кислоты. Потери неконвертированного SO2 можно снизить:Оптимизируя соотношения SO2 : O2 при входе в контактную башню. Увеличив толщину слоев катализатора или снизив скорость газа, это увеличивает время контакта газа с катализатором. Чисткой и частичной заменой катализатора на первом слое. Установив после последнего абсорбера дополнительный скруббер для хвостовых газов, орошаемый H2O или NH4OH. Скруббер с кипящим производство серной кислоты презентация Может быть использован для снижения выбросов диоксида серы и туманов серной кислоты 1 — вход газа; 2 — вентилятор; 3 - распылительные головки; 4 — решетка; 5 — движущиеся шарики; 6 — сепаратор для жидкости; 7 — выход очищенного газа; 8 — насос для жидкости; 9 — выход отходов; 10 — собранный материал. Повторная переработка серной кислоты Исходная серная кислота разбавлена водой, необходима переработка с получением концентрированной кислоты. Разбавлена и содержит примеси азотной кислоты и органических продуктоворганику экстрагируют толуолом;следы HNO3 удаляют Н2О2 и гидроксиламиномсмешивании отработанной кислоты с активированным углем 1-3% и диатомитовой землей 2-5%. Если захоронение является единственным реальным производство серной кислоты презентация, то требуется предварительная нейтрализация кислоты. Затраты на процесс нейтрализации серной кислоты будут снижены с использованием для нейтрализации щелочных сточных вод. Возможно использовать аммиак, хотя он доорже. Тем не менее, получаемый сульфат аммония может быть реализован как компонент минеральных удобрений, что снизит затраты на процесс. Повторная переработка серной кислоты.