V meste Revda zišlo z koľajníc 15 vagónov s kyselinou sírovou. Náklad patril medenej hute Sredneuralsk.

Na rezortných železničných tratiach došlo v roku 2013 k mimoriadnej udalosti. Kyselina sa rozliala na ploche 1000 štvorcových kilometrov.

To naznačuje rozsah potreby činidla zo strany priemyselníkov. Napríklad v stredoveku boli ročne potrebné iba desiatky litrov kyseliny sírovej.

V 21. storočí predstavuje svetová produkcia hmoty ročne desiatky miliónov ton. Rozvoj chemického priemyslu v krajinách sa posudzuje podľa objemu výroby a použitia. Činidlo si teda zaslúži pozornosť. Popis začíname vlastnosťami látky.

Vlastnosti kyseliny sírovej

Navonok stopercentne kyselina sírová- olejovitá tekutina. Je bezfarebný a ťažký a mimoriadne hygroskopický.

To znamená, že látka absorbuje vodné pary z atmosféry. Pri tom kyselina vytvára teplo.

Preto sa do koncentrovanej formy látky pridáva voda v malých dávkach. Nalejte veľa a rýchlo, kyslý postrek poletí.

Vzhľadom na jeho vlastnosť korodujúcej látky vrátane živých tkanív je situácia nebezpečná.

Koncentrovaná kyselina sírovása nazýva roztok, v ktorom je činidlo viac ako 40%. Taký je schopný rozpustiť.

Roztok kyseliny sírovejaž 40% - nekoncentrované, chemicky sa prejavuje inak. Môžete do nej pridať vodu dostatočne rýchlo.

Paládium c sa nerozpustí, ale rozpadne sa, a. Ale všetky tri kovy nepodliehajú kyslému koncentrátu.

Ak sa pozriete na kyselina sírová v roztokureaguje s aktívnymi kovmi až na vodík.

Nasýtená látka tiež interaguje s neaktívnymi. Výnimkou sú drahé kovy. Prečo sa koncentrát „nedotýka“ železa a medi?

Dôvodom je ich pasivácia. Toto je názov procesu poťahovania kovov ochranným oxidovým filmom.

Je to ona, ktorá zabraňuje rozpúšťaniu povrchov, avšak iba za normálnych podmienok. Po zahriatí je možná reakcia.

Zriedená kyselina sírovávyzerá skôr ako voda ako olej. Koncentrát sa však dá rozlíšiť nielen podľa viskozity a hustoty, ale aj podľa dymu vychádzajúceho z látky vo vzduchu.

Sicílske mŕtve jazero má bohužiaľ menej ako 40% kyseliny. Podľa vonkajšieho vzhľadu nádrže nemôžete povedať, že je nebezpečná.

Zo dna však vyteká nebezpečné činidlo, ktoré sa tvorí v skalách zemskej kôry. Surovina môže slúžiť napríklad.

Tento minerál sa tiež nazýva sírny. Pri kontakte so vzduchom a vodou sa rozkladá na 2 a 3 valenčné železo.

Druhým reakčným produktom je kyselina sírová. Vzorechrdinky, v uvedenom poradí: - H 2 SO 3. Neexistuje žiadna špecifická farba alebo vôňa.

Tým, že ľudia na pár minút nevedomky ponorili ruku do vôd sicílskeho jazera smrti, ľudia stratili.

Ak vezmeme do úvahy korozívnu kapacitu nádrže, miestni zločinci do nej začali ukladať mŕtvoly. Niekoľko dní a po organickej hmote nezostávajú žiadne stopy.

Produkt reakcie kyseliny sírovej s organickými látkami je často. Činidlo štiepi vodu z organických látok. Zostáva uhlík.

Vo výsledku je možné palivo získavať zo „surového“ dreva. Ľudské tkanivo nie je výnimkou. Ale toto je už zápletka hororového filmu.

Kvalita paliva získaného zo spracovanej organickej hmoty je nízka. Kyselinou v reakcii je oxidačné činidlo, aj keď to môže byť tiež redukčné činidlo.

V druhej úlohe látka účinkuje napríklad interakciou s halogénmi. Toto sú prvky 17. skupiny periodickej tabuľky.

Všetky tieto látky samy o sebe nie sú silnými redukčnými činidlami. Ak ich kyselina spĺňa, funguje iba ako oxidačné činidlo.

Príklad: - reakcia so sírovodíkom. A aké reakcie poskytujú samotnú kyselinu sírovú, ako sa extrahuje a vyrába?

Extrakcia kyselinou sírovou

V minulých storočiach sa činidlo ťažilo nielen zo železnej rudy nazývanej pyrit, ale aj zo síranu železnatého a tiež kamenca.

Posledný uvedený koncept v sebe ukrýva dvojité kryštalické hydráty síranov.

Všetky uvedené minerály sú v zásade surovinami obsahujúcimi síru, a preto ich možno použiť výroba kyseliny síroveja v modernej dobe.

Minerálna báza je iná, ale výsledok jej spracovania je rovnaký - anhydrit sírový so vzorcom SO 2. Vzniká reakciou s kyslíkom. Ukazuje sa, že musíte spáliť základňu.

Výsledný anhydrit je absorbovaný vodou. Reakčný vzorec je nasledovný: S02 + 1 / 2O2 + H2) -AH2S04. Ako vidíte, do procesu je zapojený kyslík.

Za normálnych podmienok s ním oxid siričitý reaguje pomaly. Preto priemyselníci oxidujú suroviny na katalyzátoroch.

Metóda sa nazýva kontakt. Existuje tiež nitózny prístup. Jedná sa o oxidáciu oxidmi.

Prvá zmienka o činidle a jeho extrakcii obsahuje prácu pochádzajúcu z 940. roku.

Toto sú záznamy jedného z perzských alchymistov menom Abubeker al-Razi. Džafar al-Súfí však hovoril aj o kyslých plynoch získaných kalcináciou kamenca.

Tento arabský alchymista žil už v 8. storočí. Podľa záznamov však nedostával kyselinu sírovú v čistej forme.

Aplikácia kyseliny sírovej

Viac ako 40% kyseliny sa používa na výrobu minerálnych hnojív. Používajú sa superfosfát, síran amónny, ammofos.

To všetko je komplexné hnojenie, na ktoré vsádzajú farmári a veľkí producenti.

Monohydrát sa pridáva do hnojív. Je čistá, stopercentne kyslá. Kryštalizuje už pri 10 stupňoch Celzia.

Ak sa použije roztok, vezmite 65% roztok. Tento sa napríklad pridáva k superfosfátu získanému z minerálu.

Výroba iba jednej tony hnojiva vyžaduje 600 kilogramov kyslého koncentrátu.

Asi 30% kyseliny sírovej sa spotrebuje na spracovanie uhľovodíkom. Činidlo zlepšuje kvalitu mazacích olejov, petroleja, parafínu.

Susedia s nimi minerálne oleje a tuky. Čistia sa tiež koncentrátom síry.

Schopnosť činidla rozpúšťať kovy sa využíva pri spracovaní rúd. Ich rozklad je rovnako lacný ako samotná kyselina.

Bez rozpustenia železa nerozpúšťa ani železo obsahujúce. To znamená, že z neho môžete používať vybavenie, a nie drahé.

Lacný, vyrobený tiež na báze ferrumu, bude robiť. Pokiaľ ide o rozpustné kovy extrahované kyselinou sírovou, môžete získať,

Schopnosť kyseliny absorbovať vodu z atmosféry robí z činidla vynikajúci vysúšač.

Ak je vzduch vystavený 95% roztoku, je zvyšková vlhkosť iba 0,003 miligramu vodnej pary na liter vysušeného plynu. Metóda sa používa v laboratóriách a priemyselných podnikoch.

Stojí za zmienku úloha nielen čistej látky, ale aj jej zlúčenín. Hodia sa hlavne v medicíne.

Napríklad báriová kaša zachytáva röntgenové lúče. Lekári plnia duté orgány látkou, čo rádiológom uľahčuje vyšetrenie. Vzorec báriovej kaše: - BaSO 4.

Prírodné, mimochodom, obsahuje aj kyselinu sírovú a je tiež potrebné pre lekárov, ale už pri liečbe zlomenín.

Minerál je tiež potrebný pre staviteľov, ktorí ho používajú ako spojivo, spojovací materiál a tiež na dekoratívne úpravy.

Cena kyseliny sírovej

cenaje jedným z dôvodov jeho popularity. Kilogram technickej kyseliny sírovej je možné kúpiť iba za 7 rubľov.

Napríklad manažéri jedného z podnikov v Rostove na Done žiadajú za svoje výrobky toľko. Naleje sa do plechoviek s hmotnosťou 37 kíl.

Toto je štandardná veľkosť kontajnera. Existujú aj plechovky s hmotnosťou 35 a 36 kilogramov.

Kúpte si kyselinu sírovúšpecializovaný program, napríklad batéria, je o niečo drahší.

Za 36-kilogramový kanister si pýtajú spravidla od 2 000 rubľov. Mimochodom, toto je ďalšia oblasť použitia činidla.

Nie je žiadnym tajomstvom, že kyselina zriedená destilovanou vodou je elektrolyt. Je to potrebné nielen pre bežné batérie, ale aj pre batérie strojov.

Sú vypúšťané, pretože sa spotrebúva kyselina sírová, zatiaľ čo sa uvoľňuje ľahšia voda. Hustota elektrolytu klesá, a tým aj jeho účinnosť.

Kyselina sírová je pomerne ťažká kvapalina, jej hustota je 1,84 g / cm³. Má schopnosť čerpať vodu z plynov a. Keď sa kyselina sírová rozpustí vo vode, uvoľní sa obrovské množstvo tepla, čo má za následok možnosť rozstrekovania kyseliny. Pri kontakte s ľudskou pokožkou, aj v malom množstve, spôsobuje ťažké popáleniny. Aby ste tomu zabránili, musíte do vody pridávať kyselinu a nie naopak.

Výroba kyseliny sírovej

Metóda, ktorou sa kyselina sírová vyrába v priemyselnom meradle, sa nazýva kontakt. Najskôr sa mokrý (sulfid železnatý) pečie v špeciálnej peci. Výsledkom tejto reakcie je, že sa použil oxid siričitý (oxid siričitý), kyslík a vodná para, pretože sa použil vlhký pyrit. Uvoľnené plyny vstupujú do sušiacej časti, kde sa zbavujú vodných pár, a tiež do špeciálnej odstredivky na odstránenie všetkých možných nečistôt pevných častíc.

Ďalej sa plynný síra získava z oxidu siričitého oxidačnou reakciou. V tomto prípade sa ako katalyzátor použije pentavalent. Reakcia môže prebiehať oboma spôsobmi, je reverzibilná. Aby mohol prúdiť iba jedným smerom, vytvára sa v reaktore určitá teplota a tlak. Plynný síra sa rozpustí v predtým pripravenej kyseline sírovej, čím sa získa oleum, ktoré sa potom pošle do skladu hotových výrobkov.

Chemické vlastnosti kyseliny sírovej

Kyselina sírová má schopnosť prijímať elektróny; je to silné oxidačné činidlo. Koncentrovaná a zriedená kyselina sírová má rôzne chemické vlastnosti.

Zriedená kyselina sírová je schopná rozpúšťať kovy, ktoré sú naľavo od vodíka, v sérii napätí. Medzi nimi: zinok, horčík, lítium a ďalšie. Koncentrovaná kyselina sírová môže rozkladať niektoré halogénové kyseliny (okrem kyseliny chlorovodíkovej, pretože kyselina sírová nie je schopná redukovať ión chlóru).

Aplikácia kyseliny sírovej

Pre svoju jedinečnú schopnosť čerpať vodu sa kyselina sírová často používa na sušenie plynov. S jeho pomocou sa vyrábajú farbivá, minerálne hnojivá (fosfor a dusík), dymotvorné látky a rôzne syntetické čistiace prostriedky. Často sa používa ako elektrolyt, pretože kyselina sírová nemôže rozpúšťať olovo.

ÚVOD

FYZIOCHEMICKÉ TECHNOLÓGIE KYSELINY SÍROVEJ

KINETIKA A MECHANIZMUS PROCESU

1 Rovnovážna premena

2 Reakčná rýchlosť S02 až S03

3 Oxidácia S02 na katalyzátore s fluidným lôžkom

TECHNOLÓGIA KYSELINY SÍROVEJ

1 Suroviny pre technológiu

2 Technologická schéma výroby kyseliny sírovej a jej opis

3 Odpad z technológie kyseliny sírovej a spôsoby ich zneškodňovania

4 Maximálne prípustné koncentrácie plynov, pár a prachu pri výrobe kyseliny sírovej

KONŠTRUKCIA HLAVNEJ JEDNOTKY

1 Absorbér oleja

2 absorbér monohydrátu

3 Technologické vlastnosti absorbérov

TECHNICKÉ A EKONOMICKÉ UKAZOVATELE TECHNOLÓGIE

BIBLIOGRAFIA

ÚVOD

Kyselina sírová je jedným z hlavných produktov chemického priemyslu. Používa sa v rôznych odvetviach národného hospodárstva, pretože má súbor špeciálnych vlastností, ktoré uľahčujú jeho technologické využitie. Kyselina sírová nefajčí, nemá žiadnu farbu ani zápach, pri bežných teplotách je v tekutom stave, v koncentrovanej forme nekoroduje železné kovy. Kyselina sírová zároveň patrí medzi silné minerálne kyseliny, vytvára množstvo stabilných solí a je lacná.

Chemické zloženie kyseliny sírovej je vyjadrené vzorcom H2SO4.

V technológii sa pod kyselinou sírovou rozumie akákoľvek zmes oxidu siričitého s vodou. Ak je na mol SO3 viac ako 1 mol vody, potom ide o zmesi vodných roztokov kyseliny sírovej, a ak je menej, roztokov anhydridu kyseliny sírovej v kyseline sírovej (oleum) alebo dymivej kyseliny sírovej.

Kyselina sírová je z hľadiska výroby a spotreby na prvom mieste medzi minerálnymi kyselinami. Jeho svetová produkcia sa za posledných 25 rokov viac ako strojnásobila a v súčasnosti predstavuje viac ako 160 miliónov ton ročne.

Kyselina sírová sa používa na výrobu hnojív - superfosfát, ammofos, síran amónny atď. Jej spotreba je významná pri rafinácii ropných produktov, ako aj pri metalurgii neželezných kovov pri morení kovov. Vysoko čistá kyselina sírová sa používa na výrobu farieb, lakov, farieb, liečivých látok, niektorých plastov, chemických vlákien, mnohých pesticídov, výbušnín, éterov, alkoholov atď.

Koncentrovaná kyselina sírová je silné oxidačné činidlo. Oxiduje HI a čiastočne HBr na voľné halogény, uhlík na CO2, S na SO2, oxiduje veľa kovov. Redoxné reakcie zahŕňajúce H2SO4 zvyčajne vyžadujú zahriatie. Produktom obnovy je často SO2:

S + 2 H2SO4 \u003d 3SO2 + 2H2O (1) + 2 H2SO4 \u003d 2SO2 + CO2 + 2H2O (2) S + H2SO4 \u003d SO2 + 2H2O + S (3)

Silné redukčné činidlá premieňajú H2SO4 na S alebo H2S.

Po zahriatí koncentrovaná kyselina sírová reaguje s takmer všetkými kovmi (okrem Au, Pt, Be, Bi, Fe, Mg, Co, Ru, Rh, Os, Ir), napríklad:

Cu + 2 H2SO4 \u003d CuSO4 + SO2 + 2H2O (4)

Kyselina sírová vytvára soli - sírany (Na2SO4) a hydrosírany (NaHSO4). Nerozpustné soli - PbSO4, CaSO4, BaSO4 atď.:

H2SO4 + BaCl2 \u003d BaSO4 + 2HCl (5)

Studená kyselina sírová pasivuje železo, preto sa prepravuje v železných nádobách. Bezvodá kyselina sírová dobre rozpúšťa SO3 a reaguje s ním za vzniku kyseliny pyrosírovej, ktorá sa získava reakciou:

H2SO4 + SO3 \u003d H2S2O7 (6)

Roztoky SO3 v kyseline sírovej sa nazývajú oleum. Tvoria dve zlúčeniny: H2SO4SO3 a H2SO4 2SO3

Podľa noriem sa rozlišujú technické a akumulátorové kyseliny sírové.

Kyselina sírová technická GOST 2184-77

Technická kyselina sírová sa vyvíja na výrobu hnojív, umelých vlákien, kaprolaktámu, oxidu titaničitého, etylalkoholu, anilínových farbív a mnohých ďalších priemyselných odvetví. Podľa GOST 2184-77 sa rozlišujú tieto typy technickej kyseliny sírovej:

· Kontakt (vylepšený a technický);

Oleum (vylepšené a technické);

· Veža;

· Regenerované.

Podľa fyzikálnych a chemických ukazovateľov je potrebné, aby kyselina sírová spĺňala normy:

Názov indikátora
	Kontakt					Veža	Regenerované
	vylepšený	technický		vylepšený	technický
1. Hmotnostný podiel monohydrátu (H2SO4),%		nie menej ako 92,5		nie je štandardizovaný		najmenej 75	nie menej ako 91
2. Hmotnostná frakcia voľného anhydridu kyseliny sírovej (SO3), viac%
3. Hmotnostná frakcia železa (Fe),%, nie viac					nie je štandardizovaný
4. Hmotnostný zlomok zvyšku po kalcinácii,%, nie viac			nie je štandardizovaný
5. Hmotnostný podiel oxidov dusíka (N2O3),%, nie viac		nie je štandardizovaný			nie je štandardizovaný
6. Hmotnostný podiel nitrozlúčenín,%, nie viac	nie je štandardizovaný
7. Hmotnostný zlomok arzénu (As),%, nie viac		nie je štandardizovaný			nie je štandardizovaný
8. Hmotnostná frakcia chloridových zlúčenín (Cl),%, nie viac		nie je štandardizovaný
9. Hmotnostný zlomok olova (Pb),%, nie viac		nie je štandardizovaný			nie je štandardizovaný
10 priehľadnosť	transparentné bez riedenia.	nie je štandardizovaný
11. Farba, cm3 referenčného roztoku, nie viac			nie je štandardizovaný

Batéria s kyselinou sírovou GOST 667-73

Koncentrovaná batéria s kyselinou sírovou sa špecializuje ako elektrolyt na plnenie olovených batérií po zriedení destilovanou vodou. Pokiaľ ide o fyzikálne a chemické ukazovatele, je potrebné, aby kyselina sírová spĺňala normy uvedené v tabuľke.

Názov indikátora
	Najvyššia známka
1. Hmotnostný podiel monohydrátu (Н2SO4),%
2. Hmotnostný zlomok železa (Fe),%, nie viac
3. Hmotnostný zlomok zvyšku po kalcinácii,%, nie viac
4. Hmotnostný zlomok oxidov dusíka (N2O3),%, nie viac
5. Hmotnostný zlomok arzénu (As),%, nie viac
6. Hmotnostný zlomok chloridových zlúčenín (Cl),%, nie viac
7. Hmotnostný zlomok mangánu (Mn),%, nie viac
8. Hmotnostný zlomok súčtu ťažkých kovov vyjadrený ako olovo (Pb),%, nie viac
9. Hmotnostný zlomok medi (Cu),%, nie viac
10. Hmotnostný podiel látok znižujúcich KMnO4, cm3 roztoku s (1/5 KMnO4) \u003d 0,01 mol / dm3, nie viac

Tento príspevok pojednáva o najdôležitejšej úlohe pracovníkov v priemysle kyseliny sírovej, ktorou je ďalšie zlepšovanie výroby pomocou pokročilých skúseností. zavádzanie progresívnych techník a metód práce, ako aj pri vývoji zásadne nových metód výroby kyseliny sírovej založených na najnovších poznatkoch vedy a techniky.

absorbér kyseliny sírovej

1.
FYZIKÁLNY A CHEMICKÝ ZÁKLAD TECHNOLÓGIE KYSELINY SÍROVEJ

Pri modernej výrobe kyseliny sírovej je surovinou oxid siričitý (oxid siričitý), kyslík a voda. Interakcia medzi nimi prebieha podľa celkovej stechiometrickej rovnice:

SO2 + 1 / 2О2 + nН2О Н2SO4 + (n-1) Н2О + Q (7)

Tento proces sa uskutočňuje dvoma spôsobmi - dusným a kontaktným.

Dusičná metóda oxidácie SO2 na SO3 sa vyskytuje hlavne v kvapalnej fáze a je založená na prestupe kyslíka pomocou oxidov dusíka. Oxidy dusíka oxidujúce na S02 na S03 sa redukujú na NO, ktorý sa opäť oxiduje kyslíkom plynnej zmesi v kvapalnej aj v plynnej fáze.

Podstata nitrózovej metódy spočíva v tom, že spaľovací plyn je po vyčistení od prachu upravený kyselinou sírovou, v ktorej sú rozpustené oxidy dusíka, takzvaná nitróza. Oxid siričitý je absorbovaný nitrózou a potom je oxidovaný oxidmi dusíka

SO2 + N2O3 + H2O \u003d H2SO4 + 2NO (8)

Výsledný NO je zle rozpustný v nitróze, a preto sa z neho uvoľňuje a potom čiastočne oxiduje kyslíkom v plynnej fáze na oxid dusičitý. Zmes oxidov dusíka NO a NO2 je znovu absorbovaná kyselinou sírovou atď. Oxidy dusíka sa v zásade nespotrebúvajú v procese dusíka a vracajú sa do výrobného cyklu. Avšak kvôli svojej neúplnej absorpcii kyselinou sírovou sú čiastočne odvádzané výfukovými plynmi; to predstavuje nezvratnú stratu oxidov.

Spracovanie SO2 na kyselinu sírovú dusíkovou metódou sa vykonáva vo výrobných vežiach - valcových nádržiach (vysokých 15 m a viac) naplnených obalom z hlinených krúžkov. Zhora smerom k plynnej zrazenine sa nastrieka "nitróza" - zriedená kyselina sírová obsahujúca kyselinu nitrosylsírovú NOOSO3H, získaná reakciou:

O3 + 2 H2SO4 \u003d 2 NOOSO3H + H2O (9)

Oxidácia SO2 oxidmi dusíka nastáva v roztoku po jeho absorpcii nitrózou. Hydrolyzovaný nitrózovou vodou:

H + H2O \u003d H2SO4 + HNO2 (10)

Oxid siričitý vstupujúci do veží vytvára s vodou kyselinu sírovú:

H2O \u003d H2SO3 (11)

Interakcia HNO2 a H2SO3 vedie k produkcii kyseliny sírovej:

2 HNO2 + H2SO3 \u003d H2SO4 + 2 NO + H2O (12)

Uvoľnený NO sa premieňa v oxidačnej veži na N2O3 (presnejšie na konzistenciu NO + NO2). Odtiaľ plyny vstupujú do absorpčných veží, kde sa na ich splnenie privádza zhora kyselina sírová. Objaví sa nitróza a čerpá sa do výrobných veží. Týmto spôsobom sa uskutočňuje kontinuita výroby a cirkulácia oxidov dusíka. Ich nevyhnutné straty výfukovými plynmi sú kompenzované pridaním HNO3.

Kyselina sírová získaná dusíkovou metódou má nedostatočne vysokú koncentráciu a obsahuje škodlivé nečistoty (napríklad As). Jeho vznik je sprevádzaný emisiou oxidov dusíka do atmosféry („líščí chvost“, tak pomenovaný podľa farby NO2).

V spodnej časti veží sa akumuluje 76% kyseliny sírovej, prirodzene, vo väčšom množstve, ako bolo vynaložené na prípravu nitrózy (koniec koncov sa pridáva „novorodenecká“ kyselina sírová).

Nevýhodou vežovej metódy je, že získaná kyselina má koncentráciu iba 76% (pri vyššej koncentrácii je hydrolýza kyseliny nitrosylsírovej slabá). Koncentrácia kyseliny sírovej odparením predstavuje ďalší problém. Výhodou tejto metódy je, že nečistoty v SO2 neovplyvňujú priebeh procesu, takže je možné pôvodný SO2 vyčistiť od prachu, t.j. mechanické znečistenie.

Predtým sa dusíkový proces uskutočňoval v olovených komorách, preto sa mu hovorilo komorová metóda. V súčasnosti sa táto metóda ako neefektívna nepoužíva. Namiesto toho sa používa vežová metóda, podľa ktorej všetky hlavné a medziprocesy spracovania SO2 prebiehajú nie v komorách, ale vo vežiach naplnených náplňou a zavlažovaných kyselinou sírovou.

Kontaktná metóda. Objav Phillipsa v Anglicku v roku 1831 o možnosti oxidácie SO2 kyslíkom na povrchu pevného platinového katalyzátora sa široko používal až v 70. rokoch 19. storočia. Takýto neskorý vývoj sa najskôr vysvetľuje skutočnosťou, že platinový katalyzátor rýchlo strácal svoju aktivitu; a po druhé skutočnosť, že v tom čase neexistovali spotrebitelia oleum.

V 70. rokoch sa vďaka Knitchovej práci zistil dôvod poklesu aktivity platiny: prítomnosť arzénu v oxide siričitom pri spaľovaní pyritu; tiež našiel spôsob čistenia pražiaceho plynu z jedu katalyzátora.

V súčasnosti sa väčšina kyseliny sírovej na svete vyrába kontaktnou metódou. Zvýšenie výroby kyseliny sírovej kontaktnou metódou určuje vyššia technická úroveň, a to z dôvodu potreby čistej a koncentrovanej kyseliny, možnosti automatizácie procesu, ako aj zníženia obsahu oxidov síry vo výfukových plynoch na najvyššie prípustné koncentrácie (MPC). Kontaktný proces získavania kyseliny sírovej vo svete sa uskutočňuje dvoma spôsobmi:

Metódou jediného kontaktu (OC) s oxidačným stavom S02 v S03 rovným 97,5-98% a emisiou výfukových plynov obsahujúcich SO2 a SO3 do ovzdušia nad maximálnu prípustnú koncentráciu (MPC), čo si vyžadovalo dodatočné náklady na výstavbu v takom čistiace separačné systémy;

· Metódou dvojitého kontaktovania (DC) a dvojitej absorpcie (DA). V systémoch DK - DA je oxidačný stav SO2 v SO3 99,7-99,8%, čo zodpovedá dosiahnutiu maximálnej prípustnej koncentrácie SO2 a SO3 vo výfukových plynoch.

Výroba kyseliny sírovej kontaktnou metódou podľa systému DC pozostáva z týchto etáp:

) príprava surovín;

) získavanie oxidu siričitého

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 + 3415 Q (t \u003d 800 ° C) (13)

alebo 3FeS2 + 8O2 → Fe3O4 + 6SO2 + Q (14)

alebo spaľovanie síry S + O2 → SO2 (15)

)
čistenie plynu;

) oxidácia oxidu siričitého

2SO2 + O2 ↔2SO3 + Q (400-500 ° С, cat-r V2O5) (16)

) Absorpcia SO3

H2O → H2SO4 + Q (17)

) čistenie výfukových plynov.

Ak sa kyselina sírová získa pomocou systému DC - DA, chýba šiesty stupeň.

Páčila sa mi kontaktná metóda technológie kyseliny sírovej ako najefektívnejšia (dosahuje sa vysoký stupeň premeny) a ekologickejšia (emisie zodpovedajú normám MPC a MPE.)

KINETIKA A MECHANIZMUS PROCESU

Procesná chémia:

Spaľovanie síry

Oxidácia SO2 na SO3

Absorpcia SO3

Najdôležitejšou úlohou pri výrobe kyseliny sírovej je zvýšenie premeny SO2 na SO3. Okrem zvýšenia produktivity kyseliny sírovej umožňuje splnenie tejto úlohy aj riešenie problémov životného prostredia - zníženie emisií škodlivej zložky SO2 do životného prostredia.

Zvýšenie konverzie SO2 je možné dosiahnuť rôznymi spôsobmi. Najbežnejším z nich je vytvorenie schémy dvojitého kontaktovania.

Pri výrobe kyseliny sírovej kontaktnou metódou dochádza v prítomnosti katalyzátora k oxidácii SO2 reakciou SO2 + 1 / 2O2↔SO3 + Q. Rôzne kovy, ich zliatiny a oxidy, niektoré soli, kremičitany a mnoho ďalších látok majú schopnosť urýchľovať oxidáciu SO2. Každý katalyzátor poskytuje určitý charakteristický stupeň premeny. V továrni je výhodnejšie používať katalyzátory, pomocou ktorých sa dosahuje najvyššia miera premeny, pretože zvyškové množstvo neoxidovaného S02 sa nezachytáva v absorpčnej komore, ale sa spolu s výfukovými plynmi odvádza do atmosféry.

Po dlhú dobu sa platina považovala za najlepší katalyzátor pre tento proces, ktorý sa v jemne rozdrvenom stave nanášal na vláknitý azbest, silikagél alebo síran horečnatý. Avšak platina, aj keď má najvyššiu katalytickú aktivitu, je veľmi drahá. Okrem toho je jeho aktivita výrazne znížená v prítomnosti najmenšieho množstva arzénu, selénu, chlóru a iných nečistôt v plyne. Preto použitie platinového katalyzátora viedlo ku komplikácii návrhu hardvéru kvôli potrebe dôkladného čistenia plynu a zvýšeniu nákladov na hotový výrobok.

Spomedzi platinových katalyzátorov má najvyššiu katalytickú aktivitu vanádový katalyzátor (na báze oxidu vanadičitého V205), ktorý je lacnejší a menej citlivý na nečistoty ako platinový katalyzátor.

Pri výrobe kyseliny sírovej sa ako katalyzátor používajú kontaktné hmoty na báze oxidov vanádu (V) triedy BAS a SVD, pomenované podľa počiatočných písmen prvkov, ktoré tvoria ich zloženie.

Zloženie BAS (bárium, hliník, vanád):

Existujú aj iné vynálezy katalyzátorov. Katalyzátory na oxidáciu oxidu siričitého Vynález sa týka katalyzátorov na oxidáciu oxidu siričitého a je možné ich použiť pri výrobe kyseliny sírovej pri spracovaní plynných zmesí s normálnym a zvýšeným obsahom oxidu siričitého.

Známy katalyzátor oxidácie oxidu siričitého, pozostávajúci z oxidu vanadičitého s prísadami alkalických promótorov zlúčenín sodíka, draslíka, rubídia a (alebo) cézia na diatomitovom nosiči obsahujúcom SiO2, CaO. Zmes alkalických promótorov z hľadiska oxidov obsahuje, hmot. Na20 5-30; Rb20 a / alebo CS20 15-35; K2O 8-35.

Aktivita katalyzátora pri 485 ° C 90,2-91% pri 420 ° C 57,8-59,7% pri testovaní za nasledujúcich podmienok: V 4000 h-1, obsah oxidu siričitého v pôvodnej zmesi plynov 7 obj. zvyšok je vzduch. Mechanická pevnosť v tlaku 1-2 MPa

Oxidačná reakcia S02 je exotermická; jeho tepelný účinok, ako každá chemická reakcia, závisí od teploty.

V rozmedzí 400 - 700 ° C možno tepelný účinok oxidačnej reakcie (v kJ / mol) s dostatočnou presnosťou na technické výpočty vypočítať pomocou vzorca

Q \u003d 10 142 - 9,26 T alebo 24 205 - 2,21 T (v kcal / mol) (18)

kde T je teplota, K.

Oxidačná reakcia S02 na S03 je reverzibilná. Rovnovážna konštanta tejto reakcie (v Pa-0,5) je opísaná rovnicou

kde Pso2, Pso3, Po2 sú rovnovážné parciálne tlaky SO2, SO3 a O2, Pa. Hodnota Kp závisí od teploty:

Tabuľka 1. Závislosť rovnovážnej konštanty od teploty

390 400 425 450 475 500	1,801 1,410 0,768 0,437 0,258 0,159	525 575 600 625 650	0,100 0,044 0,030 0,021 0,015

Hodnoty Kp v rozmedzí 390-650 ° C je možné vypočítať podľa vzorca

(20)

alebo presnejšie

2.1 Rovnovážna premena

Stupeň premeny S02 dosiahnutý na katalyzátore závisí od jeho aktivity, zloženia plynu, trvania kontaktu plynu s katalyzátorom, tlaku atď. Pre plyn daného zloženia teoreticky možný, t. J. Rovnovážny stupeň premeny závisí od teploty a je vyjadrený rovnicou:

(22)

kde Pso2, Pso3 sú rovnovážné parciálne tlaky SO2 a SO3.

Dosadením pomeru Pso3 / Pso2 z rovnice (23) do rovnice (6-5) získame:

(24)

Ak označíme P - celkový tlak plynu (v Pa), a - počiatočný obsah SO2 v plynnej zmesi (objemové%), b - počiatočný obsah kyslíka v plynnej zmesi (objemové%), potom bude mať rovnica (6-6) tvar:

(25)

Určenie rovnovážneho stupňa premeny touto rovnicou sa uskutočňuje metódou postupných aproximácií. Očakávaná hodnota xp je nahradená na pravej strane rovnice a sú vykonané výpočty. Ak sa zistená hodnota líši od predtým prijatej, výpočet sa zopakuje.

So znižujúcou sa teplotou a zvyšujúcim sa tlakom plynu rastie hodnota xp. Je to tak kvôli skutočnosti, že oxidačná reakcia prebieha s uvoľňovaním tepla a so znižovaním celkového počtu molekúl. Ďalej sú uvedené hodnoty хр pri rôznych teplotách a tlakoch 0,1 MPa pre plyn obsahujúci 7% SO2, 11% 02 a 82% N2:

Tabuľka 2. Závislosť stupňa premeny od teploty

390 400 410 420 430 440 450 460	99,4 99,2 99,0 98,7 98,4 98,0 97,5 96,9	470 480 490 500 510 520 530 540	96,2 95,4 64,5 93,4 92,1 90,7 89,2 87,4	550 560 570 580 590 650 700 1000	85,5 82,5 80,1 77,6 75,0 58,5 43,6 5,0

Rovnovážny stupeň premeny závisí od pomeru SO2 a O2 v plyne, čo zase závisí od typu suroviny, ktorá sa má vypáliť, a od množstva privádzaného vzduchu. Čím viac vzduchu sa zavádza, tým menej SO2 a viac O2 obsahuje plynová zmes, a tým je teda vyššia rovnovážna premena.

Tabuľka 3. Závislosť rovnovážnej premeny na tlaku

	Xp * 100 pri tlaku (v MPa)
400 450 500 550 600	99,2 97,5 93,4 85,5 73,4	99,6 98,9 96,9 92,9 85.8	99,7 99,2 97,8 94,9 89,5	99,9 99,5 98,6 96,7 93,3	99,9 99,6 99,0 97,7 95,0	99,9 99,7 99,3 93,3 96,4

Tabuľka 4. Závislosť rovnovážneho stupňa premeny xp na zložení plynnej zmesi (pri 475 ° C a tlaku 0,1 MPa)

		18,4 16,72 15,28 13,86 12,43	97,1 97,0 96,8 96,5 96,2		11,0 9,58 8,15 6,72	95,8 95,2 94,3 92,3

2.2 Reakčná rýchlosť S02 v S03

V priemyselných podmienkach je podstatná rýchlosť oxidácie SO2.

Rýchlosť oxidačného procesu SO2 v SO3 na vanádovom katalyzátore (na pevnom lôžku) je vyjadrená rovnicou

(26)

kde x je stupeň premeny, zlomok jednotky; τ - čas kontaktu, s; a - počiatočná koncentrácia SOa, zlomok jednotky; хр - rovnovážny stupeň premeny, zlomok; b - počiatočná koncentrácia kyslíka, frakcia; T-teplota, K; P je celkový tlak, Pa; Кр - rovnovážna konštanta [rovnica (6-4)], Pa-0,5; k - konštanta reakčnej rýchlosti, s-1-Pa-1:

(28)

k0 - koeficient; E-aktivačná energia, J / mol;

Aktivačná energia oxidačnej reakcie oxidu siričitého s kyslíkom na oxid sírový je veľmi vysoká. Preto v neprítomnosti katalyzátora oxidačná reakcia prakticky neprebieha ani pri vysokých teplotách. Použitie katalyzátora môže znížiť aktivačnú energiu a zvýšiť rýchlosť oxidácie.

3 Oxidácia S02 na katalyzátore s fluidným lôžkom

Vo fluidnom lôžku dochádza k veľmi intenzívnemu miešaniu plynu s časticami katalyzátora, v dôsledku čoho sú teplota a zloženie plynu prakticky rovnaké v celom objeme katalyzátora. V tomto prípade sa rýchlosť vonkajšej difúzie S02 a O2 na povrch katalyzátora významne zvyšuje.

Hydraulický odpor fluidného lôžka nezávisí od veľkosti zŕn, preto sa na katalytickú oxidáciu S02 vo fluidnom lôžku používajú veľmi malé sférické granule (polomer 0,5 až 2 mm), ktoré zabezpečujú takmer úplné využitie vnútorného povrchu katalyzátora.

Kinetika oxidácie oxidu siričitého v suspendovanom lôžku katalyzátora je do značnej miery určená hydrodynamickými faktormi, pretože okrem intenzívneho radiálneho a axiálneho miešania je možný aj plynový sklz vo forme bublín. Zohľadniť všetky faktory je veľmi ťažké. Pilotné a priemyselné testy však ukazujú, že v reaktoroch s veľkým priemerom sú dosiahnuté úplné podmienky miešania. Preto rýchlosť oxidácie SO2 v tomto prípade možno považovať za rovnakú vo všetkých bodoch fluidného lôžka, a preto vypočítaná rovnica (6-19) môže byť znázornená takto:

(29)

Kde x je stupeň premeny na výstupe plynu z fluidného lôžka (je rovnaký v celom katalyzátorovom lôžku)

Závislosť Хр od teploty, tlaku a obsahu oxidu siričitého v pražiacom plyne je znázornená na obr. 1.

Obrázok: 1. Závislosť rovnovážneho stupňa premeny oxidu siričitého na oxid sírový od teploty (A), tlaku (B) a obsahu oxidu siričitého (IV) v plyne (C).

Pre plyn získaný pražením pyritu a spaľovaním síry na vzduchu je dosiahnutie konverzného pomeru viac ako 98% nepraktické, pretože to súvisí s prudkým zvýšením množstva katalyzátora. Medzitým, s vysokou produktivitou zariadení na výrobu kyseliny sírovej (v súčasnosti sa stavajú) a konverzným pomerom 98%, je možné dosiahnuť sanitárnu normu pre obsah SO2 v atmosfére iba vtedy, ak je postavené veľmi vysoké (a preto drahé) potrubie na spaliny alebo keď sa vykonáva dodatočné sanitárne čistenie spalín. od S02 - Napríklad s kapacitou elektrárne 5 000 ton / deň je množstvo SO2 emitovaného do atmosféry (v jednom bode) 100 ton / deň (v prepočte na H2S04).

Na zvýšenie konečnej konverzie S02 sa používa dvojité kontaktovanie (DC). Jeho podstata spočíva v tom, že oxidácia SO2 (kontaktovanie) sa uskutočňuje v dvoch stupňoch, v prvom stupni je zabezpečená premena na 90%. Potom sa z reakčnej zmesi izoluje S03, po ktorom sa uskutoční druhý kontaktovací stupeň, v ktorom sa dosiahne w \u003d 95% zostávajúceho S02; celková premena je 99,5%.

Oxidačná reakcia S02 je reverzibilná, takže celková rýchlosť procesu W je vyjadrená ako:

kde, - rýchlosti spätných a spätných reakcií; , - rýchlostné konštanty priamej a spätnej reakcie; CSO2, CO2, CSO3 - koncentrácie SO2, O2, SO3 v plyne; l, m, n - poradie zodpovedajúcej reakcie.

Z rovnice (30) vyplýva, že ak sa SO3 odstráni z reakčnej zmesi po prvom kontaktovacom stupni, potom pred druhým stupňom CSO3 \u003d 0 a r2 \u003d 0. V dôsledku toho sa rýchlosť procesu zvyšuje. V takom prípade je konečná premena vyjadrená rovnicou

(31)

kde x1, x2, xn sú stupne transformácie v prvom, druhom (od ostatných po prvom stupni) a v konečných fázach zlomky.

Teda xn \u003d 0,9+ (1 - 0,9) 0,95 \u003d 0,995.

Rozpor medzi kinetikou a termodynamikou oxidačného procesu oxidu siričitého je celkom úspešne odstránený konštrukciou a teplotným režimom kontaktného prístroja. To sa dosiahne rozdelením procesu na etapy, z ktorých každá spĺňa optimálne podmienky pre kontaktovací proces.

Tabuľka 5. Stupeň premeny v každom stupni kontaktného prístroja

3 TECHNOLÓGIA KYSELINY SÍROVEJ

3.1 Suroviny pre technológiu

Východiskovými činidlami na výrobu kyseliny sírovej môžu byť elementárna síra a zlúčeniny obsahujúce síru, z ktorých sa dá získať síra alebo oxid siričitý. Takými zlúčeninami sú sulfidy železa, sulfidy farebných kovov (meď, zinok atď.), Sírovodík a množstvo ďalších zlúčenín síry.

Hlavnými zdrojmi surovín sú tradične síra a pyrit. Postupne klesá podiel pyritu ako zdroja surovín, čo súvisí s vysokými dopravnými nákladmi na jeho prepravu (okrem síry obsahuje veľmi vysoký podiel ďalších zložiek) a neschopnosťou zbaviť sa odpadkov. Významné miesto v surovinovej bilancii výroby kyseliny sírovej majú odpadové plyny z metalurgie neželezných kovov obsahujúce oxid siričitý.

Na ochranu životného prostredia sa vo svete prijímajú opatrenia na používanie priemyselného odpadu obsahujúceho síru. Spolu s odpadovými plynmi z tepelných elektrární a metalurgických zariadení sa do ovzdušia emituje podstatne viac oxidu siričitého, ako sa používa na výrobu kyseliny sírovej. Napríklad v 80. rokoch bola svetová spotreba síry asi 65 miliónov ton / rok a stratilo sa 50, pričom odpadové plyny (čo sa týka síry) asi 100 miliónov ton. Súčasne kvôli nízkej koncentrácii SO2 v takomto odpade spracovanie plynu nie je vždy možné.

Pyrit železitý

Prírodný pyrit je komplexná hornina pozostávajúca zo sulfidu železitého FeS2, sulfidov iných kovov (meď, zinok, olovo, nikel, kobalt atď.), Uhličitanov kovov a odpadovej horniny. Pyritové ložiská sa nachádzajú na území Ruskej federácie, na Urale a na Kaukaze, kde sa ťaží v baniach vo forme obyčajného pyritu.

Cieľom procesu prípravy obyčajného pyritu na výrobu je získať z neho cenné neželezné kovy a zvýšiť koncentráciu disulfidu železa. Zvyšovanie hnacej sily procesu praženia zvyšuje zvýšenie obsahu disulfidu železa v krmive flotáciou pyritu, ako aj obohatenie vzduchu kyslíkom.

Pokiaľ ide o fyzikálno-chemické parametre, musí flotačný pyrit vyhovovať normám uvedeným v tabuľke 6.

Tabuľka 6

Názov ukazovateľov	Normy pre značky
1. Vzhľad	Sypký prášok Cudzie inklúzie nie sú povolené (kúsky kameňa, rudy, dreva, betónu, kovu atď.)
3. Celkový obsah olova a zinku,%, nie viac	Nie je štandardizované
7. Hmotnostný zlomok chlóru,%, nie viac

Síra sa prirodzene nachádza vo forme sulfidov kovov a síranov kovov; je súčasťou uhlia, ropy, prírodných a súvisiacich plynov. Asi 50% extrahovanej síry sa použije na výrobu kyseliny sírovej.

Elementárna síra sa môže získať zo sírnych rúd alebo z plynov obsahujúcich sírovodík alebo oxid sírový SO2. V súlade s tým rozlišujte medzi natívnou sírou a plynnou sírou (hrudkovou).

Tepelná metóda na získavanie síry z natívnych rúd spočíva v jej tavení parou a čistení surovej síry destiláciou. Získanie plynnej síry zo sírovodíka extrahovaného počas čistenia horľavých a procesných plynov je založené na procese jeho neúplnej oxidácie na pevnom katalyzátore:

H2S + O2 \u003d 2H2O + S2 (32)

Významné množstvo síry možno získať z produktov tavenia medi obsahujúcich rôzne zlúčeniny síry. Zároveň sa počas procesu tavenia vyskytujú reakcie, ktoré vedú k tvorbe elementárnej síry:

2FeS2 \u003d 2FeS + S2 (33) + С \u003d S + СО2 (34)

Pokiaľ ide o fyzikálne a chemické ukazovatele, technická síra musí vyhovovať normám uvedeným v tabuľke 7

Tabuľka 7.

Názov indikátora
1. Hmotnostný zlomok síry,%, nie menej
2. Hmotnostný podiel popola,%. nikdy viac
3. Hmotnostný podiel organických látok,%, nie viac
4. Hmotnostný zlomok kyselín, pokiaľ ide o kyselinu sírovú,%, nie viac
5. Hmotnostný zlomok arzénu,%, nie viac
6. Hmotnostný zlomok selénu,%, nie viac
7. Hmotnostný zlomok vody,%, nie viac
8. Mechanické znečistenie (papier, drevo, piesok atď.)	Nepovolené

3.2 Technologická schéma výroby kyseliny sírovej a jej popis

Najväčší počet rastlín s kyselinou sírovou používa ako surovinu síru. Síra je vedľajším produktom pri spracovaní zemného plynu a niektorých ďalších priemyselných plynov (generátor, trávnik na rafináciu ropy). Takéto plyny vždy obsahujú určité množstvo zlúčenín síry. Spaľovanie nerafinovaného zemného plynu zo síry povedie k znečisteniu životného prostredia oxidmi síry. Preto sa zlúčeniny síry zvyčajne najskôr odstránia vo forme sírovodíka, ktorý sa potom čiastočne spáli na SO2, potom zmes sírovodíka a oxidu siričitého reaguje na bauxitovej vrstve pri 270 až 300 ° C a v dôsledku tejto interakcie sa premieňa na S a H20. Síra získaná týmto spôsobom sa nazýva „plynná“. Okrem „plynnej“ síry sa ako surovina môže používať prírodná síra.

Síra ako surovina na výrobu kyseliny sírovej má množstvo výhod. Po prvé, na rozdiel od pyritu neobsahuje takmer žiadne nečistoty, ktoré by mohli byť katalytickými jedmi v štádiu kontaktnej oxidácie oxidu siričitého, napríklad zlúčenín arzénu. Po druhé, pri spaľovaní nevznikajú tuhé a iné odpady, ktoré by si vyžadovali skladovanie alebo hľadanie spôsobov ich ďalšieho spracovania (pri spaľovaní pyritu sa na 1 tonu pôvodného pyritu vytvorí takmer rovnaké množstvo pevného odpadu). Po tretie, síra sa prepravuje oveľa lacnejšie ako pyrit, pretože je to koncentrovaná surovina.

Uvažujme o „krátkej“ schéme získavania kyseliny sírovej zo síry metódou DKDA (obr. 2).

Obrázok: 2. Schéma výroby kyseliny sírovej zo síry metódou dvojitého kontaktu a dvojitej absorpcie:

Pec na spaľovanie síry; 2 - kotol na odpadové teplo; 3 - ekonomizér 4 - štartovacia pec: 5. 6 - výmenníky tepla štartovacej pece. 7 - kontaktné zariadenie: 8 - výmenníky tepla 9 - sušiaca veža. 10, 11 - prvý a druhý absorbér monohydrátu. 12 - zberače kyselín; 13 - výfukové potrubie.

Roztavená síra prechádza cez sieťové filtre, aby sa vyčistila od možných mechanických nečistôt (síra sa topí pri teplote mierne vyššej ako 100 ° C, preto je tento spôsob čistenia najjednoduchší) a posiela sa do pece 1, do ktorej sa privádza vzduch ako okysličovadlo, predtým vysušené výrobnou kyselinou sírovou. v sušiacej veži 9. Pražský plyn opúšťajúci pec sa ochladzuje v kotle na odpadové teplo 2 z 1100 - 1 200 ° C na 440 - 450 ° C a smeruje s touto teplotou, rovnajúcou sa teplote vznietenia priemyselných katalyzátorov na báze oxidu vanádičitého, do prvej vrstvy kontaktného prístroja 7. ...

Teplotný režim potrebný na to, aby sa pracovná linka procesu dostala na linku optimálnych teplôt, sa reguluje vedením prúdov čiastočne zreagovaného spaľovacieho plynu cez tepelné výmenníky 8, kde sa po absorpcii (alebo sušeným vzduchom) ochladzuje prúdmi zahriateho plynu. Po treťom stupni uvedenia do kontaktu sa pražiaci plyn ochladí vo výmenníkoch tepla 8 a pošle sa do medziproduktu monohydrátového absorbéra 10, ktorý sa refluxuje s kyselinou sírovou cirkulujúcou v zberači kyselín 12 s koncentráciou blízkou 98,3%. Po odstránení oxidu siričitého v absorbéri 10 a výslednej odchýlke od takmer dosiahnutej rovnováhy sa plyn opäť zahrieva na teplotu vznietenia vo výmenníkoch 8 tepla a privádza sa do štvrtého kontaktovacieho stupňa.

V tejto schéme sa na ochladenie plynu po štvrtej etape a dodatočnom premiešaní rovnováhy k nej pridá časť sušeného vzduchu. Plyny zreagované v kontaktnom prístroji sú vedené na ochladenie cez ekonomizér 3 a vedené do konečného 11 absorbéra monohydrátu 11, z ktorého sú plyny, ktoré neobsahujú oxidy síry, odvádzané výfukovým potrubím 13 do atmosféry.

Na spustenie zariadenia (jeho uvedenie na danú technologickú hodnotu, najmä teplotu, režim) je poskytnutá štartovacia pec 4 a výmenníky tepla štartovacej pece 5 a 6. Tieto zariadenia sa po uvedení zariadenia do prevádzky vypnú.

3 Odpad z technológie kyseliny sírovej a spôsoby ich zneškodňovania

Pri výrobe kyseliny sírovej uniká do atmosférického vzduchu značné množstvo oxidov síry v dôsledku netesností v zariadeniach a neúplnej premeny oxidu siričitého na anhydrid sírový. Napríklad pri jednom kontakte dosiahne stupeň premeny SO2 na SO3 98% a obsah oxidu siričitého vo výfukových plynoch prekročí prípustné emisné normy päťkrát alebo viackrát. Preto sú pre takéto systémy poskytnuté špeciálne jednotky na čistenie odpadových plynov. Výroba kyseliny sírovej metódou dvojitého kontaktu poskytuje konverziu až 99,8%, zatiaľ čo emisie SO2 do atmosféry sa v porovnaní s jednostupňovým kontaktom znižujú dvakrát až trikrát a nie je potrebné žiadne ďalšie čistenie plynu. Produktivita systému sa zvyšuje o 20 - 25%, zvyšuje sa miera využitia surovín.

Fugitívne emisie azrosolov kyseliny sírovej z rastlín na výrobu oleja z oleja sa pohybujú od 0,5 do 5 kg / t hotových výrobkov.

Na čistenie odpadových plynov z výroby kyseliny sírovej sa najčastejšie používajú metódy amoniaku: síran amónny na získanie komerčného síranu amónneho alebo jeho roztokov a amoniak cyklický na získanie 100% oxidu siričitého a komerčný hydrogénsiričitan amónny. Tieto spôsoby čistenia plynu umožňujú využiť oxid siričitý a súčasne získať cenné produkty. Výroba kyseliny sírovej sa teda postupne stáva bezodpadovou. Znečistenie ovzdušia sa v súčasnosti zvyčajne zachytáva jednou z nasledujúcich metód:

· Úprava postupu s cieľom zabrániť alebo minimalizovať tvorbu kontaminujúceho produktu.

· Inštalácia nových, efektívnejších zariadení.

· Elektrostatické odlučovače, cyklóny, umývacie veže atď.

· Použitie chemických alebo fyzikálnych procesov, ako je adsorpcia, absorpcia, dodatočné spaľovanie, dvojitý kontakt, katalytická dekontaminácia atď.

· Dizajnové riešenia ako dvojité ventily namiesto jednoduchých ventilov, systémy s uzavretým ventilom, ktoré zachytávajú emisie.

· Konštrukcia inštalácie by mala zabezpečiť spoľahlivú a bezpečnú prevádzku prístroja, možnosť kontroly a čistenia, preplachovania, čistenia a opráv, ako aj nevyhnutné skúšky.

· Potrubia, valce, nádrže sú natreté farbami zodpovedajúcimi ich obsahu a opatrené nápisom s názvom skladovanej alebo prepravovanej látky. Na sledovanie režimu procesu výroby kyseliny sírovej sú nainštalované automatické riadiace zariadenia.

Keď sa z pyritu získa oxid siričitý, vytvorí sa pyritové škvára. Pyritové uhlíky pozostávajú hlavne zo železa (40 - 63%) s malými nečistotami síry (1 - 2%), medi (0,33 - 0,47%), zinku (0,42 - 1,35%), olova ( 0,32-0,58%), drahé kovy (10-20 g / t) a iné kovy.

Plyn opúšťajúci pec je kontaminovaný popolčekovým prachom a inými nečistotami. Koncentrácia prachu v oxide siričitom sa v závislosti od konštrukcie pecí, kvality a stupňa mletia surovín pohybuje od 1 do 200 g / m3. Objem spaľovacích plynov je státisíce kubických metrov denne. Pred spracovaním sa tieto plyny čistia v cyklónoch a suchých (agarových) elektrostatických odlučovačoch na zvyškový obsah prachu asi 0,1 g / m3. Plynové pece sa podrobia ďalšiemu čisteniu postupným preplachovaním ochladenou 60 - 75% (v dutých vežiach) a 25 - 40% (v naplnených vežiach) kyselinou sírovou, aby sa zachytila \u200b\u200bvytvorená hmla vo vlhkých elektrostatických odlučovačoch. Proces dodatočného čistenia plynových pecí z prachu je sprevádzaný tvorbou kalu, ktorý sa hromadí v zariadeniach umývacieho oddelenia a mokrých elektrostatických odlučovačov.

Tuhým odpadom z výroby kyseliny sírovej z pyritu síry sú teda pyritové popolčeky, prach z cyklónov a suché elektrostatické odlučovače, kal z umývacích veží, ktoré sa zhromažďujú v usadzovacích nádržiach na kyselinu, kolektory a chladničky, a kal z mokrých elektrostatických odlučovačov.

Počas praženia pyritu síry predstavuje odpad pyritových popolčekov ~ 70% hmotnosti pyritu. Na 1 tonu vyrobenej kyseliny je výťažok škvára prinajlepšom 0,55 tony. Pretože surovinou na výrobu kyseliny sírovej spolu s pyritom ťaženým špeciálne na tento účel je odpad vznikajúci pri úprave sulfidových rúd flotačnou metódou a odpad vznikajúci pri uhlie, potom existujú tri typy pyritových uhlíkov (uhlíky pyritu, uhlíky z flotačnej hlušiny koncentrácie sulfidovej rudy, uhlíky), ktoré sa navzájom významne líšia tak chemickým zložením, ako aj fyzikálnymi vlastnosťami. Škvára prvé dva typy sa vyznačuje významným obsahom medi, zinku, striebra, zlata a iných kovov.

Využitie pyritových popolkov je možné v niekoľkých smeroch: na ťažbu neželezných kovov a výrobu železa a ocele, v cementárskom a sklárskom priemysle, v poľnohospodárstve atď.

4 Maximálne prípustné koncentrácie plynov, pár a prachu pri výrobe kyseliny sírovej

Látky	Vo vzduchu v pracovnej oblasti priemyselných priestorov, mg / m3	V atmosférickom vzduchu obývaných oblastí
		maximálne jednorazovo, mg / m3	priemerný denný príjem, mg / m3
Minerálny a rastlinný prach, bez SiO2 a toxických látok
Arzen a anhydridy arzénu
Arzén vodík
Oxidy dusíka (vyjadrené ako N2O3)
Oxid uhoľnatý
Prach z cementu, ílov, minerálov a ich zmesí, neobsahujúci voľný SiO2
Prach z oxidu vanadičitého
Kovová ortuť
Olovo a jeho anorganické zlúčeniny
Selén amorfný
Selenhydrid
Kyselina sírová, anhydrid kyseliny sírovej
Anhydrid síry
Sírovodík
Fosforečný vodík
Fluorovodík
Chlorovodík a kyselina chlorovodíková (v prepočte na HC1)

KONŠTRUKCIA HLAVNEJ JEDNOTKY

V absorbéroch extrahuje kyselina sírová z plynnej zmesi iba oxid sírový, zvyšok plynu prechádzajúceho cez absorbéry sa odvádza do atmosféry. Obvykle sa SO3 absorbuje v dvoch sériovo pripojených absorbéroch: v prvom - oleu a v druhom - monohydrátu.

Hlavným indikátorom výkonu absorpčného oddelenia je úplnosť absorpcie SO3; v optimálnom režime absorbéra monohydrátu sú výfukové plyny prakticky priehľadné, obsahujú iba stopy kyseliny sírovej. Keď je koncentrácia kyseliny refluxujúcej v monohydrátovom absorbéri menšia ako a viac ako 98,3% H2S04, vytvára sa hmla a sú viditeľné výfukové plyny. V absorbéri monohydrátu sa pri vysokej vlhkosti plynu vytvára aj hmla. Spravidla v sušiacich vežiach zostáva v plyne 0,01% vodnej pary. Pretože plyn po kontaktnom zariadení obsahuje veľké množstvo S03, po ochladení plynu sa vodná para úplne premení na paru H2SO4, ktorej koncentrácia je tiež 0,01% alebo 0,437 g / m3.

Výpary kyseliny sírovej kondenzujú na povrchu náplne absorbéra. Pri veľmi nízkej teplote pracej kyseliny alebo pri vysokej vlhkosti plynu (obsah kyseliny sírovej v plyne je viac ako 0,437 g / m3) časť pary kyseliny sírovej kondenzuje v objemovom množstve a vytvára hmlu, ktorá sa neusadzuje v absorbéroch a uvoľňuje sa do ovzdušia.

Keď sa komerčný produkt uvoľní vo forme technickej kontaktnej kyseliny, zvyčajne sa odstráni zo sušiacich veží. Za týmto účelom sa v jednej zo sušiacich veží udržuje koncentrácia kyseliny, ktorá spĺňa štandardné požiadavky na kontaktnú technickú kyselinu sírovú, a pri jej hromadení sa prenáša zo zberu do skladu. V takýchto prípadoch sa v absorpčnom oddelení (pri ktorom dôjde k zriedeniu) generuje podstatne viac tepla, ako keď sa vypúšťa oleum, pretože monohydrát sa musí riediť vodou.

1
Absorbér oleja

Obrázok: 3 Dizajn absorbéra oleja

Oceľový plášť; 2 - poklopy; 3 - kryt na kryte; 4 - potrubie na dodávku kyseliny; 5 - tlaková nádrž; 6 - tiahlo na zavesenie dosiek; 7 - oceľový plech s pohármi na distribúciu kyseliny; 8 - tryska (od spodu po spodok radu krúžkov 150x150, 120X120, 100x100, 80X80 mm, od horných 143 radov krúžkov 50x50 mm); 9 - rošt; 10 - stojan (oceľové potrubie); 11 - oceľové pletivo s povlakom odolným voči kyselinám: 12 - dno (tehla odolná voči kyselinám); 13 - nosné nosníky; 14 - plynová skrinka.

V starých továrňach sú steny absorbéra obložené kyselinovzdornými tehlami a rošt je zostavený z andezitu alebo iných dosiek odolných voči kyselinám. V nových kontaktných prevádzkach nie sú oceľové steny absorbéra oleumu obložené, rošt je zostavený z oceľových nosníkov.

Na rovnomerné rozdelenie kyseliny pozdĺž náplne absorbéra sa používajú rôzne zariadenia a zariadenia - oceľové plechy, do ktorých sa vkladajú oceľové alebo porcelánové rúry, distribučné žľaby, postrekovače atď. Pri nových kontaktných prevádzkach sa inštalujú oceľové rozdeľovače kyselín, ktoré sú svojou konštrukciou podobné zariadeniam na distribúciu sušiacej kyseliny. Pretože aj pri výrobe všetkých výrobkov vo forme oleum musí byť v absorbéri oleum absorbovaná iba 1/3 oxidu sírového, kontaktná plocha plynu s refluxným oleom v ňom môže byť malá, čo má za následok, že v niektorých zariadeniach sú absorbéry oleum inštalované bez obalu. Požadovaný povrch kontaktu plyn-kvapalina sa vytvorí striekaním oleum.

Veľkosť absorbéra oleja a množstvo dodaného oleja na zavlažovanie závisí od kapacity systému s kyselinou sírovou. Typicky 1 t / h produktu vyžaduje náplňovú plochu v absorbéri od 600 do 1 000 m2 pri rýchlosti plynu v náplni do 1 m / s a \u200b\u200bhustotu postreku 10 - 12 m3 / m2 časti absorbéra oleja.

2 absorbér monohydrátu

Absorbér monohydrátu sa postrieka 98,3% kyselinou sírovou. V absorbéri kyselina absorbuje SO3 a zvyšuje sa jej koncentrácia. Pri zbere monohydrátu sa kyselina zriedi vodou alebo sušiacou kyselinou na počiatočnú koncentráciu a cez chladničku opäť vstupuje do zavlažovania absorbéra monohydrátu; hustota zavlažovania je asi 20m3 / (m2 * h).

Obrázok: 4 Konštrukcia absorbéra monohydrátu

Oceľový plášť: 2 - tehla odolná voči kyselinám; 3 - azbest; 4 - poklopy; 5 - tyče na zavesenie dosky; 6 - tlaková nádrž; 7 - prívodné potrubie s kyselinou; 8 - kryt na kryte; 9 - obal; 10 - rozdeľovač kyselín na doske; 11 - priezor; 12 - tryska (zo spodnej strany sú dva rady krúžkov 150 X 150.120x 120.100x100 80X 80mm, nad 144 radov krúžkov 60X 50 mm, zhora sú to krúžky 80X80 mm hromadne); 13 - plynová skrinka; 14 - oceľový nosný nosník; 15 - nosná konštrukcia s tehlovými oblúkmi; 16 - tehlový rošt.

V niektorých zariadeniach je absorbér oleja pripojený k bočnému absorbéru monohydrátu. V tomto prípade sa plyn za anhydritovým chladičom rozdelí na dva prúdy, z ktorých jeden sa privádza priamo do absorbéra monohydrátu a druhý najskôr vstupuje do absorbéra oleumu a z neho do monohydrátu. Táto schéma umožňuje zapnúť absorbér mazu iba v tých prípadoch, keď je potrebné ho uvoľniť.

Je navrhnutá iná konštrukcia absorpčnej veže, ktorá obsahuje (obr. 5): puzdro vyložené kyselinovzdornou tehlou (1), tangenciálne vyrobené prívodné potrubie na zavedenie zmesi plynu alebo vzduchu (2), valcovú rozvodnú sieť plynu vyloženú kyselinovzdornými tehlami (3), ktorá má priechodné kanály rôzne dĺžky prechodu plynu na každej z jeho úrovní. Na rozvodnej sieti plynu je z tehál odolných voči kyselinám uložené valcovité teleso rovnakého priemeru (4). Telo veže je naplnené dýzou (5) a vybavené zariadením na distribúciu kyseliny (6).

Absorpčná veža funguje nasledovne:

Plynná zmes alebo vzduch vstupuje cez tangenciálne vyrobené prívodné potrubie (2) do prstencového priestoru medzi telesom (1) a vnútorným valcovým telesom (4) položeným z kyselinovzdorných tehál (4) na rozvodnej sieti plynu (3), je distribuovaný po celom obvode prstencového priestoru a je rovnomerne dodávaný cez plynové kanály distribučnej mriežky plynu k tryske absorpčnej veže (5), na ktorej prebiehajú procesy prenosu tepla a hmoty. Obal sa postrieka koncentrovanou kyselinou sírovou cez rozdeľovače kyselín (6)

Pre napájanie systému Inštaluje sa 120 ton absorbérov za deň s priemerom 3,3 m. pomocou systému oceľové alebo liatinové žľaby umiestnené pod krytom absorbéra. Výška absorbéra oleja 12 m, a monohydrát - 13,5 m.

Schémy absorpčných oddelení v továrňach sa navzájom líšia, podobné sú aj použité technologické režimy. Ďalej uvádzame približné normy technologického režimu absorpčného oddelenia v jednom z kontaktných závodov:

Výstupná teplota absorbéra, ° С, nie viac ako oleum ...................................... .................................................. ................. 60

monohydrát ................................................. ......................................... 60

Koncentrácia refluxnej kyseliny v absorbéri

v oleu,% SO3 (zadarmo) .......................................... ........................... 20 ± 1

v monohydrátu,% H2SO4 ............................................. ............... 98,6 ± 0,2

Miera absorpcie,%, nie menej ........................................... ............ 99,95

3 Technologické vlastnosti absorbérov

Produktivita rastlín, t / h

H2S04 ………………………………………………………………… .10

Stupeň premeny х …………………………………………………… 0,98 Úplnosť absorpcie SO3

v absorbéri oleum y …………………………………………… .0.5

spolu z ……………………………………………………………………… ..0.9995

Koncentrácia

oleum zavlažujúce absorbér oleum Co,% SO3 (zadarmo) ... 20

monohydrát Cm,% H2SO4 …………………………… 98

sušenie kyseliny Cn,% H2SO4 ……… .... …………………………… 93

Spotreba spaľovacieho plynu, m3 / h ……………………………………. 26820

počítajúc do toho:

so2 …………………………………………………………………… 2350

О2 ... ……………………………………………………………………. 2220

N2 ……………………………………………………………… ... 21460

h2O pary …………………………………………………… ... …… 660

SO3 ……………………………………………………………………… 130

Barometrický tlak Р, Pa ……………………………… .1,01 * 105

Vákuum pred sušiacou vežou Pp, Pa ……………………, 9 * 103

Teplota plynu pri vstupe do sušiacej veže, ° С ………………… .32

Tlak vodnej pary v tomto plyne РН2O, Pa ………………. 4,75 * 103

TECHNICKÉ A EKONOMICKÉ UKAZOVATELE TECHNOLÓGIE KYSELINY SÍROVEJ

Náklady na kyselinu sírovú významne závisia od typu spracovaných surovín, pretože náklady na síru v rôznych surovinách nie sú rovnaké. Napríklad cena 1 tony síry v pyri je dvakrát nižšia ako v prípade prírodnej síry; náklady na síru v odpadových plynoch metalurgického priemyslu sa vôbec neuvažujú.

Vplyv typu suroviny na cenu nákladov sa odráža aj v skutočnosti, že technologická schéma a jej hardvérové \u200b\u200bprevedenie sú pri práci s rôznymi surovinami odlišné. Takže pri použití prírodnej síry nie je potrebné preplachovať plyn a pri spaľovaní sírovodíka nie je potrebné preplachovanie a sušenie plynu, čo znižuje náklady na spracovanie surovín. Náklady na kyselinu sírovú závisia aj od mnohých ďalších faktorov: odľahlosť zariadenia na výrobu kyseliny sírovej od zdrojov surovín, náklady na vodu, elektrinu atď.

So zvyšovaním produktivity systému s kyselinou sírovou sa znižujú výrobné náklady, pretože sa zároveň znižujú odpisové náklady, zvyšuje sa produktivita práce, znižujú sa náklady na údržbu zariadení atď. Cena kyseliny sírovej klesá tiež so zvyšovaním intenzity vybavenia.

Dôležitým ukazovateľom procesu výroby kyseliny sírovej sú náklady na spracovanie surovín, ktoré zahŕňajú všetky náklady okrem nákladov na suroviny. Náklady na spracovanie sa neustále znižujú, pretože sa zdokonaľuje technologická schéma výroby, zdokonaľuje sa jeho hardvér, znižujú sa koeficienty spotreby, zvyšuje sa produktivita systému atď. Náklady na spracovanie sú hlavným ukazovateľom charakterizujúcim technické vybavenie a organizáciu výroby.

Tabuľka 8. Priemerné faktory spotreby pri výrobe kontaktnej kyseliny sírovej v závislosti od typu použitej suroviny (na 1 kg H2S04)

Tabuľka 9. Faktory spotreby na výrobu 1 tony kyseliny sírovej z čistej síry metódou DK-DA

ZÁVERY

V tejto eseji boli zohľadnené fyzikálne a chemické vlastnosti kyseliny sírovej. Študujú sa hlavné oblasti jeho aplikácie. Prezentované sú súčasné spôsoby výroby kyselín. Zistilo sa, že najefektívnejšou metódou na výrobu kyseliny sírovej je metóda dvojitého kontaktu a dvojitej absorpcie. Poskytujú sa potrebné referenčné údaje. Keď sa spaľovací plyn získava spaľovaním síry, na rozdiel od spaľovania pyritu železa nie je potrebné ju čistiť od nečistôt. V tejto dobe pokračuje vývoj účinných katalyzátorov na výrobu oxidu siričitého s maximálnym stupňom premeny, ako aj vývoj zariadení na výrobu oleumu s cieľom zabrániť emisiám, ktoré nespĺňajú normy MPC a MPE. Na druhej strane, bez ohľadu na druh suroviny obsahujúcej síru, je vhodné využívať výrobu odpadových kyselín v iných priemyselných odvetviach (napríklad v železiarňach). Pretože sa zásoby síry a pyritu vyčerpávajú, environmentálny problém rieši aj získavanie kyslého krmiva z odpadových plynov. Technológia kyseliny sírovej sa zameriava na bezodpadovú výrobu.

BIBLIOGRAFIA

1. Amelin A. G., Technology of kyselina sírová, 2. vydanie, M., 1983. - 360 s.

GOST 2184-77 Technická kyselina sírová. technické údaje

GOST 667-73 Kyselina sírová v batérii. technické údaje

4. Melnikov E.Ya., Saltanova V.P., Naumova A.M., Blinova Zh.S. Technológia anorganických látok a minerálnych hnojív. Učebnica pre technické školy. Moskva: Chemistry, 1983 .-- 432 s.

5. Boreskov G.K. Katalýza pri výrobe kyseliny sírovej M.-L.: Goskhimizdat, 1954. - 348 s.

Patent RF č. 94025148/04 Dobkina E.I .; Kuznecovová S.M .; Larionov A.M. Katalyzátor na oxidáciu oxidu siričitého // Ruský patent č. 2080176, 27.05.1997

GOST 444-75 Sírový flotačný pyrit. technické údaje

8. GOST 127.1-93. Technická síra. technické údaje

Kutepov A.M., Bondareva T.I., Berengarten M.G. Všeobecná chemická technológia. 3. vyd. Učebnica. pre univerzity. - 3. vydanie, Rev. - M.: Akademkniga, 2004. - 528 s.: Zle.

10.O.A. Fedyaeva Priemyselná ekológia ... Poznámky k prednáške. - Omsk: Vydavateľstvo OmSTU, 2007 - 145 s.

Príručka o kyseline sírovej / pod. vyd. K.M. Maliny. - M.: Chemistry, 1971.

12. Syromyatnikov V.D. , Igin V.V. , Filatov Yu.V., Sushchev V.S. , Golous V.I. Patent RU 2240976 Absorpčná veža.

13. Sokolovsky A.A., Yashke E.V. Technológia minerálnych hnojív a kyselín. - M.: Chemistry, 1979. - 384 s.

14. Abstraktný časopis „Chemistry“.

Kyselina sírová je najdôležitejším produktom chemického priemyslu. Vzorec kyseliny sírovej H2SO4. Bezfarebná olejovitá kvapalina, ťažšia ako voda. Pri zmiešaní s vodou sa tvoria hydráty, dochádza k silnému zahriatiu, preto je prísne zakázané nalievať vodu do koncentrovanej kyseliny sírovej. Kyselina sírová by mala byť nalievaná do vody tenkým prúdom za stáleho miešania.

Kyselina sírová odvádza vodu z organických látok a karbonizuje ich. V priemysle sa schopnosť koncentrovanej kyseliny sírovej viazať vodu využíva na sušenie plynov.

Kyselina sírová je silný elektrolyt; vo vodnom roztoku sa úplne disociuje. Farby lakmusový papier a metyl-oranžové indikátory červené.

Presne povedané, jeden vodíkový ión je odštiepený (disociácia v druhom stupni je veľmi malá):

H2S04 \u003d H + + HSO 4 -

Kovy umiestnené v sérii napätí vľavo od vodíka vytláčajú vodík z roztokov kyseliny sírovej:

Zn + H2S04 \u003d ZnSO4 + H2 (vzniká soľ - síran zinočnatý)

Oxidačným činidlom pri tejto reakcii je kyslý vodík:

Zn 0 + H 2 +1 SO 4 \u003d Zn + 2 SO 4 + H 2 0

Zahriata koncentrovaná kyselina sírová interaguje s kovmi napravo od vodíka, s výnimkou zlata a platiny. Oxidačným činidlom bude síra. Pri reakcii s meďou sa redukuje na oxid sírový (IV):

Cu + 2H2S04 \u003d CuSO4 + SO2 + 2H20 (vyvíja sa bezfarebný plyn)

s indikáciou oxidačných stavov:

Cu 0 + 2H2S +6O4 \u003d Cu +2S04 + S +4O2 + 2H20

Pri koncentrácii blízkej 100% kyselina sírová pasivuje železo, reakcia neprebieha.

Pri oxidoch kovov prebieha reakcia tvorbou soli a vody:

MgO + H2S04 \u003d MgS04 + H20

v iónovej forme (oxidy nerozkladáme na ióny!):

MgO + 2H + + SO4 2− \u003d Mg 2+ + SO4 2− + H20

MgO + 2H + \u003d Mg2+ + H20

Kyselina sírová reaguje s bázami za vzniku soli a vody:

2NaOH + H2S04 \u003d Na2S04 + 2H20

v iónovej forme:

2Na + + 2OH - + 2H + + SO4 2− \u003d 2Na + + SO4 2− + 2H20

OH - + H + \u003d H20

Kvalitatívnou reakciou na síranový ión je interakcia so soľami bária - biela kryštalická zrazenina síranu bárnatého, nerozpustná v kyseline dusičnej, tvorí:

H2S04 + BaCl2 \u003d BaSO4 ↓ + 2HCl

2H + + SO 4 2− + Ba 2+ + 2Cl - \u003d BaSO 4 ↓ + 2H + + 2Cl -

SO 4 2− + Ba 2+ \u003d BaSO 4 ↓

Kyselina sírová sa používa na získanie mnohých kyselín, pretože ich vytláča zo solí. V laboratóriu sa dá takto získať kyselina chlorovodíková (zahrievaním a následným rozpustením uvoľneného chlorovodíka vo vode) atď.

2NaCl + H2S04 \u003d Na2S04 + 2HCI

skrátená iónová rovnica:

Cl + H + \u003d HCl

Kyselina sírová sa používa v priemysle na čistenie ropných produktov, kovových povrchov pred nanášaním povlaku, čistenia (rafinácie) medi, pri výrobe hnojív, glukózy atď.

2. Príjem a zber oxidu uhličitého. Dôkaz o prítomnosti tohto plynu v plavidle

Oxid uhličitý v laboratóriu sa získava pridaním

1. kyselina chlorovodíková na kriedu:
   CaC03 + 2HCl \u003d CaCl2 + H20 + CO2
2. kyselina chlorovodíková alebo sírová na sódu:
   Na2C03 + 2HCl \u003d 2NaCl + H20 + C02

Skúmavku, kde prebieha reakcia, uzavrieme zátkou s výstupnou trubičkou na plyn. Skúmavku spustíme do banky (oxid uhličitý je ťažší ako vzduch), je vhodné zakryť hrdlo kúskom vaty.

Prítomnosť oxidu uhličitého dokazujeme tak, že do banky nalejeme priehľadný roztok vápennej vody a pretrepeme. Vápenná voda je zakalená v dôsledku tvorby nerozpustného uhličitanu vápenatého:

Ca (OH) 2 + C02 \u003d CaCO3 ↓ + H20

Molekula kyseliny sírovej má krížový tvar:

Fyzikálne vlastnosti kyselina sírová:

• hustá olejovitá kvapalina, bezfarebná a bez zápachu;
• hustota 1,83 g / cm3;
• teplota topenia 10,3 ° C;
• teplota varu 296,2 ° C;
• veľmi hygroskopický, miešateľný s vodou vo všetkých ohľadoch;
• keď sa koncentrovaná kyselina sírová rozpustí vo vode, uvoľní sa veľké množstvo tepla ( DÔLEŽITÉ! Pridajte do vody kyselinu! K kyseline sa nedá pridať voda !!!)

Kyselina sírová je dvoch typov:

• zriedený H2S04 (zried) - vodný kyslý roztok, v ktorom percento H2S04 nepresahuje 70%;
• koncentrovaný H2S04 (konc.) - vodný roztok kyseliny, v ktorej percento H2S04 presahuje 70%;

Chemické vlastnosti H2S04

Kyselina sírová sa vo vodných roztokoch úplne disociuje v dvoch fázach:

H 2 SO 4 ↔ H + + HSO 4 - HSO 4 - ↔ H + + SO 4 -

Zriedená kyselina sírová vykazuje všetky charakteristické vlastnosti silných kyselín a vstupuje do reakcií:

• s bázickými oxidmi: MgO + H2S04 \u003d MgS04 + H20
• s bázami: H2S04 + 2NaOH \u003d Na2S04 + 2H20
• so soľami: H 2SO 4 + BaCl 2 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HCl kvalitatívna reakcia na síranový ión: SO 4 2- + Ba 2+ \u003d BaSO 4 ↓

Výroba a použitie kyseliny sírovej

Kyselina sírová sa v priemysle vyrába dvoma spôsobmi: kontakt a dusný.

Kontaktná metóda získanie H 2 SO 4:

• V prvom stupni sa oxid siričitý získava spaľovaním pyritu: 4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
• V druhom stupni sa oxid siričitý oxiduje vzdušným kyslíkom na anhydrid sírový. Reakcia prebieha v prítomnosti oxidu vanádnatého, ktorý zohráva úlohu katalyzátora: 2SO2 + 02 \u003d 2SO3
• V treťom, poslednom stupni sa získa oleum, pretože tento anhydrid kyseliny sírovej sa rozpustí v koncentrovanej kyseline sírovej: H2S04 + nSO3 ↔ H2S04nSO3
• Neskôr sa oleum transportuje v železných nádržiach a kyselina sírová sa získava z oleum zriedením vodou: H 2 SO 4 nSO 3 + H 2 O → H 2 SO 4

Nitrous spôsobom získanie H 2 SO 4:

• V prvom stupni sa plynný oxid siričitý vyčistený od prachu spracuje s kyselinou sírovou, v ktorej sa rozpustí nitróza (oxid dusnatý): SO 2 + H 2 O + N 2 O 3 \u003d H 2 SO 4 + 2NO
• Uvoľnený oxid dusíka je oxidovaný kyslíkom a znovu absorbovaný kyselinou sírovou: 2NO + O 2 \u003d 2NO 2 NO 2 + NO \u003d N 2 O 3

Aplikácia kyseliny sírovej:

• na sušenie plynov;
• pri výrobe iných kyselín, solí, zásad, atď .;
• na získanie hnojív, farbív, čistiacich prostriedkov;
• v organickej syntéze;
• pri výrobe organických látok.

Soli kyseliny sírovej

Pretože kyselina sírová je dikyselina, poskytuje dva typy solí: stredné soli (sírany) a kyslé soli (sírovodíky).

Sírany sa dobre rozpúšťajú vo vode, s výnimkou CaS04, PbSO4, BaS04 - prvé dva sú zle rozpustné a síran bárnatý je prakticky nerozpustný. Sírany, ktoré obsahujú vodu, sa nazývajú vitriol (síran meďnatý - CuSO 4 5H 2 O).

Charakteristickým znakom solí kyseliny sírovej je ich vzťah k zahrievaniu, napríklad sodík, draslík, síran bárnatý sú odolné voči zahrievaniu, nerozkladajú sa ani pri 1000 ° C, súčasne sa sírany medi, hliníka, železa rozkladajú aj pri miernom zahriatí na oxid kov a anhydrid kyseliny sírovej: CuSO4 \u003d CuO + SO3.

Ako preháňadlo sa používajú horká (MgS04.7H20) a Glauberova (Na2S04.4H20) soľ. Síran vápenatý (CaSO 4 2H 2 O) - pri výrobe sadrových odliatkov.