Технологическая схема адиабатической абсорбции хлористого водорода водой.
Хлористый водород подается в нижнюю часть адиабатического абсорбера (1), где он поглощается водой, подаваемой насосом (8) в его верхнюю часть. Снизу абсорбера выходит 31-32% соляная кислота, которая поступает в отдувочную колонну (9), в низ которой подается воздух. Соляная кислота (28-30%) из куба колонны (9) поступает в теплообменник (10), откуда в сборник товарной кислоты (11). Сверху абсорбера (1) кислые примеси и остатки малорастворимых в воде органических веществ поступают в конденсатор (2) и затем в сепаратор (3). Газовая фаза из сепаратора (3), соединяется с газами отдувочной колонны (9) и подается в нижнюю часть хвостовой колонны (4), где проводится промывка этих газов водой. Сверху колонны (4) газы перед сбросом в атмосферу поступают на дополнительную очистку. Водноорганическая смесь из колонны (4) поступает в сепаратор (5), куда подаются так же жидкие продукты из сепаратора (3). Там она делится на 2 фазы – водную, поступающую в сборник (7) , и органическую, поступающую в сборник (6). Из сборника (7) водная фаза насосом (8) подается на орошение абсорбера (1).
Вопрос № 28
Производство кальцинированной соды аммиачным способом. Химизм процесса. Основные и вспомогательные стадии процесса. Цикл использования аммиака в процессе.
Кальцинированая сода широко используется в производстве мыла и моющих средств, стекла, едкого натра, целлюлозы, химических волокон, алюминия и др продуктов.
Основное количество кальцинированной соды получают аммиачным способом (способ Сольве), разработанный ещё в середине 19 века.
Сырьем для производства кальцинированной соды аммиачным методом является поваренная соль в виде насыщенного водного раствора (рассола), с концентрацией около 300г/л, и известняк (мел) – СаСО3. В качестве вспомогательного применяют аммиак.
Соду получают через промежуточное соединение (бикарбонат натрия).
Хлорид натрия перерабатывается в соду путем реакции обмена, происходящей в водном растворе между двумя солями. Задача состоит в том, чтобы подобрать вторую соль, плохо растворимую в воде. Такой солью, может быть бикарбонат натрия – NaHCO3. Для получения NaHCO3 проводят обменную реакцию между NaCl, находящимся в растворе, и так же хорошо растворимой кислой углекислой солью аммония (бикарбонатом аммония):
NaCl + NH4HCO3 = NaHCO3 + NH4Cl + Q; (1)
Углекислый аммоний не изготовляется отдельно, а получается во время самого процесса насыщенного соляного раствора сначала аммиаком, а потом углекислым газом:
NH3 + H2O + CO2 = NH4HCO3 + Q. (2)
Реакция (1) обратима. Степень превращения NaCl составляет 70-75% и зависит от температуры и концентрации реагирующих веществ.
Полученный NaHCO3 превращают в карбонат натрия при высокой температуре:
2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O. (3)
Это процесс называется кальцинацией. Наряду с этим проводят и ряд вспомогательных операций, к которым относятся получение углекислого газа и аммиака, необходимых для превращения раствора NaCl в соду. Углекислый газ получается обжигом известняка:
CaCO3 = CaO + CO2. (4)
Выделившийся по реакциям (3) и (4) СО2 направляется на карбонизацию содового раствора.
Аммиак получают обработкой раствора NH4Cl , образующегося по реакции (1) и находящегося в растворе после отделения кристаллического NaHCO3. Раствор нагревают с известняковым молоком:
NH4Cl + Ca(OH)2 = 2NH3 + CaCl2 + 2H2O. (5)
Необходимую для реакции гашеную известь получают при действии на обожженную известь (полученную по реакции(4)) водой:
CaO + H2O = Ca(OH)2. (6)
Полученный по реакции (5) аммиак направляется на насыщение соляного раствора. Т.о. аммиак совершает в производстве замкнутый цикл. Поэтому количество аммиака во время всего процесса должно оставаться постоянным. Свежий аммиак добавляют только для компенсации потерь.
Вопрос № 29