3. Получения серной кислоты методом мокрого катализа

3.1.Характеристика сероводорода, воды и воздуха

Сероводород

Сероводород является примесью попутного, природного, коксового газов, продуктов нефтепереработки. Обычно указанные газы содержат от 0,3 до 1,5 % мас. H₂S. Отдельные месторождения попутного газа содержат до 20 % мас. H₂S. Такой газ может быть переработан в серную кислоту методом «мокрого катализа». В основном, этот метод создан для того, чтобы снизить выбросы серосодержащих газов и максимально перерабатывать сырье. Температура сжигания H₂S поддерживается в пределах от 900 до 1000^оС Сероводородный газ, выделяемый при очистке технологических и др. газов, подразделяют на концентрированный (от 90 до 94 % мас. H₂S) и низкоконцентрированный (от 3 до 7 % мас.).

Сероводородный газ встречается в виде примесей в природном газе, вследствие чего затрудняется транспортировка, в связи с тем, что  сероводород вызывает сильную коррозию газового оборудования (трубы, ёмкости теплообменников и т. д.). Поэтому при транспортировке следует подготовить и трубопровод. Широкое применение здесь находят азотные установки, которые применяются для создания инертной среды в трубопроводе. Сероводород, хранят в конденсированном виде при низкой температуре или в газометрах над насыщенным раствором хлорида натрия. Для совершенно чистого и сухого газа в качестве затворной жидкости можно использовать и ртуть.

Вода

Вода в производстве серной кислоты используется для охлаждения в холодильниках технологических кислот промывного, сушильно – абсорбционного отделений и подшипников нагнетателей газа. Вода по качеству подразделяется на свежую производственную и оборотную. Свежая вода регламентируется требованиями ГОСТ 2874 – 83 «Питьевая вода», а оборотная – требованиями качества оборотной воды, утвержденными главным инженером. Подача воды в производство осуществляется от действующей системы водоснабжения промплощадки комбината. Оборотная вода подается от действующей системы водооборота сернокислотного цеха.

Воздух

Воздух в химической промышленности применяют в основном как сырье или как реагент в технологических процессах, а также для энергетических целей. Технологическое применение воздуха обусловлено химическим составом атмосферного воздуха; сухой, чистый воздух содержит: N_{2+инертные газы} ‑ 78,10 % об.; О₂ ‑ 20,90 % об. Чаще всего используют кислород воздуха в качестве окислителя: окислительный обжиг сульфидных руд цветных металлов, серосодержащего сырья при получении диоксида серы в сернокислотном, целлюлозно-бумажном производствах; неполное окисление углеводородов при получении спиртов, альдегидов, кислот и др.

3.2. Физико-химические характеристики основных стадий процесса.

3.2.1. Обжиг сероводорода.

Процесс горения сероводорода можно описать следующим уравнением (3.1):

H₂S+1,5O₂=SO₂+H₂O+Q (3.1)

Предельная концентрация SО₂ по этой реакции составляет 14,78% при воздушном дутье. Температура сжигания H₂S поддерживается в пределах 900-1000^оС (при более высокой температуре идет фиксация азота с образование оксидов). Данная реакция идёт с выделением тепла. Тепловой эффект данной реакции равен 523,33 кДж/моль.