< Попер   ЗМІСТ   Наст >

Виробництво сірчаної кислоти

На сьогоднішній день найбільшого поширення набрали дві технології виробництва сірчаної кислоти: із використанням як сировини сірки та сірководню (продукту очищення нафти та природного газу). На сьогоднішній день на Україні діють тільки виробництва сірчаної кислоти із використанням як сировини сірки.

Сірку попередньо розплавляють. Оскільки температура плавлення сірки порівняно низька, то шляхом відстоювання і наступного фільтрування від сірки відокремлюють механічні домішки. Для спалювання розплавленої сірки використовують два типу печей – форсуночні та циклонні. З печі газ спалювання поступає у котел – утилізатор. Концентрація діоксиду сірки в газі залежить від співвідношення сірки та повітря, поданих на спалювання. Зазвичай під час спалювання сірки отримують газ, у якому 13 – 14% SO2. Після котла-утилізатора газ спалювання потрапляє у контактне відділення. Найчастіше у промисловості використовують поличкові контактні апарати з зовнішнім теплообміном. Схема теплообміну передбачає максимальне використання теплоти реакції для підігріву вихідного газу та одночасне охолодження газу між полками. Одне з найважливіших завдань, які вирішує сірчанокислотна промисловість, – збільшення ступеня перетворення діоксиду сірки та зменшення його викидів у повітря. Це завдання може бути розв'язана кількома методами. Один з найбільш раціональних методів вирішення цього завдання – метод подвійного контактування та подвійний абсорбції. Його сутність у тому, що реакційну суміш, у якій ступінь перетворення SO2 становить 90 – 95%, охолоджують і скеровують у проміжний абсорбер виділення SO3. У реакційному газі співвідношення О2 : SO2 істотно підвищується, що зумовлює зміщення рівноваги реакції вправо. Нагрітий реакційний газ знову подають у контактний апарат, де на кількох шарах каталізатора досягають 95% ступеня перетворення SO2 у SO3, сумарна ступінь перетворення SO2 становить у такому процесі 99,5% – 99,8%. Останньою стадією процесу виробництва сірчаної кислоти контактним способом є абсорбція триоксиду сірки з газової суміші і утворення сірчаної кислоти. Оптимальним абсорбентом є 98,3%-на сірчана кислота (технічне назва – моногідрат), відповідна азеотропному складу. Використання як поглинача менш концентрованої сірчаної кислоти може призвести до утворення сірчанокислотного туману.

Схема такого виробництва представлена на рис.7.2.

Структурна схема виробництва сірчаної кислоти із сірки

Рис. 7.2. Структурна схема виробництва сірчаної кислоти із сірки:

1 – осушення повітря, 2 – спалювання сірки; 3 – охолодження газу, 4 – окиснення SO2; 5 – абсорбція оксиду сірки (VI) і утворення сірчаної кислоти.

Спосіб виробництва сірчаної кислоти із сірководню, який отримав назву "мокрого" каталізу, полягає в тому, що суміш оксиду сірки (IV) і пари води, отримана спалюванням сірководню в середовищі повітря, подається без поділу на контактування, де оксид сірки (IV) окислюється на твердому ванадієвої каталізаторі до оксиду сірки (VI). Потім газова суміш охолоджується в конденсаторі, де пари утвореної сірчаної кислоти перетворюються в рідкий продукт. В процесі мокрого каталізу відсутня спеціальна стадія абсорбції оксиду сірки (VI) і весь процес включає лише три послідовні стадії:

  • 1. Спалювання сірководню з утворенням суміші оксиду сірки (IV) та пари води еквімолекулярного складу (1:1).
  • 2. Окиснення оксиду сірки (IV) до оксиду сірки (VI) із збереженням еквімолекулярності складу суміші оксиду сірки (IV) і пари води (1:1).
  • 3. Конденсація парів та збір сірчаної кислоти.
 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >