1.5.6 Күкірт сутектен күкірт қышқылын өндіру
Күкірт сутектен күкіртті қышқылдар алу әдісі ылғалды катализдік әдіс деп аталып жатыр және келесі негізгі кезеңдерден тұрады :
Күкірт сутекті өртеуі :
H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2
Ванади катализаторында су буы қатысуында күкірт ангидриді тотығады, нәтижесінде буларға түрде күкіртті қышқыл жиналады.
Буды салқындатудағы күкіртті қышқылының конденсациясы.
Ылғалды катализ әдісі бойынша күкіртті қышқылын алу үшін ,күкірт сутек өртеу үшін пеш қосалады, триоксидке күкірт диоксиді тотығу үшін түйіскен аппараты, жиналған буларды конденсациялау үшін мұнара керек. Сондай қондырғыларды мұнай өңдейтін зауыттарда және басқа кәсіпорындарда, күкірт сутек газдардың қалдықтарын өңдеу үшін жасалады (суретке 1.7)
1.7 сурет - Күкірт сутектен күкірт қышқылын өндіру
1- желдеткіш; 2 - пеш-қазан; 3- түйіскен аппарат; 4 - мұнара - конденсатор; 5 - тоңазытқыш; 6 - жинақ; 7 - насос; 8 - электрофильтр.
Осы бөлімде күкіртті қышқылдарды қолдану, оның физикалық – химиялық қасиеттері, жәнеде әр түрлі шикізаттан күкіртті қышқылдарын алудың негізгі әдістерін қарастырылған. Күкірт қышқылы өндірісі үшін өте арзан шикізат темір колчедан болып жатыр. Күкіртті қышқылдар өндірістер әбден жетілдірулердің ең маңыздысы байланысулар дәрежелер көбейту қоршаған ортаға күкірт диоксидтің лақтыруын және төмендету. Байланысу түпкі дәрежесін үлкейту үшін екі есе байланысулар әдісін қолданып жатыр және екі кезеңде күкіртті ангидридтің тотығулар процессі өткізіп жатыр. Сору процессі осылай екі кезеңде өткізеді, тек түйіскен күкіртті қышқылдан алу мүмкіндігі емес, сонымен бірге әр түрлі олеум концентрациясын алып жатыр. Осы әдісті қолдану бойынша күкіртті қышқыл өнімділігін үлкеюден басқа экологиялық мәселелерді шешу және күкірт диоксидтің зиянды компонентін лақтыруларын азайтып жатыр.
2. Күкірт қышқыл өндірістерінің маңызды технологиялық схемаларын әзірлеу.
Принципиальды технологиялық схемада технологиялық процесті жүргізу шарттарын, оның параметрлерін, технологиялық процес таңдалған жабдықтардын сәйкестігін, олардың өзара орналастырылуын анықтап жатыр.Осы бөлімде күкіртті колчеданды күйдірумен күкіртті қышқылдар өндірістерінің технологиялық схемаларын сипаттап көрсеткен, процесстің параметрлердің бақылаудың схемаларының сипаттамасы және технологиялық параметрлерді тексеру, тіркеу және реттеу мүмкіндік беретін бақылау - өлшеу құралдарға ерекшелігін көрсеткен.
2.1 Игерілген технологиялық схемалар сипаттамасы
Майдалаңған колчедан дозатор арқылы Д.-1 қайнайтын қабатты пешке П-1 беріледі. Сол жерге газ және желдеткіш арқылы В-1 ауа жіберіп жатыр. Колчеданды күйдірудің нәтижеде пайда болған SO2 14% газдың температурасы 900°С болады, қалпына келтіру қазандығына ҚҚ-1 түсіп ол жерде температурасы 450 °С ге дейін салқындатып жатыр.Шаңнан тазартуды циклон Ц-1 және құрғақ электрофильтр Э-1 арқылы жүзеге асырып жатыр.
Бұдан әрі газ жуып тазартатын мұнараларға түсіп, ол жерде газ салқындатылады, газды шаңнан, мышьяктан және селеннен тазартады. Бірінші жуып тазартатын мұнарада ЖМ-1, суармалы 60% күкіртті қышқыл және газды салқындату қышқылдардың булануының арқасында болып жатыр. Мұнарадан олардың температурасының шығу шегі 120-150°С аралығында болады. Жуып тазартатын бөлімшеде жиналған қышқыл бірінші мұнарадағы жинаққа беріліп жатыр және селен тотықтарынан тазартылып, басқада өндірістерде қолданып жатыр.Күкіртті газ екінші жуып тазартатын мұнараға В-2 желдеткішпен жіберіп жатыр. Екінші жуып тазартатын мұнара ЖМ-2 30-35°С температурада 20% дық қышқылмен суарылуда. Онымен бірге Т-1 тоңазытқыш болады, онда бірінші мұнарадан газбен келетін су буларының конденсациясы болып жатыр. Бұдан газ толықтай шаңнан, фтор, селен және мышьяктан арылып жатыр.
Газдан су буларын алып тастау үшін кептіргіш мұнара КП-1 арқылы, Т-2 тоназытқыштағы салқындатылған суармалы 98%-дық күкіртті қышқылынан, және субүріштен СБ-1 өткізеді.
Күкіртті газ байланысқан бөлімшеге 40°С температурада Ж-3 желдеткішпен жіберіп жатыр. Күкіртті газ түйіскен массаға түсудің алдында реакциялық газдың есебінен ЖА-1 жылу алмастырғышта қыздырылады. Керекті температураны ұстап тұру үшін жылу алмастырғыштарға түсетін газ көлемін реттейтін клапанды газ құбырлары қолданылады.
Екі есе байланысу әдісін қолданып отырып газдың ұтымды 9-10% SO2 концетрациясына жетіп жатыр. Газға жылу алмастырғышта 420 дейін 450°С қызуы - бірінші кезеңнен конверсиядан түсетін газ жылуының арқасында. Қыздырылған күкірт диоксиді түйісу апаратының катализаторының бірінші қабатына түсіп, SO2 біртіндеп SO3ке дейін тотығып жатыр. Реакцияның нәтижесінде бөлінетін жылудың арқасында газ температурасы 600°С дейін жоғарылап жатыр. Газды әрбір байланысудан кейін температурасын 450°Сге дейін төмендету үшін Т-3,Т-4 тоназытқыштарына жіберіліп тоңдырттырып жатыр және ЖА-1 жылу алмастырғышта оның температурасын 200°С дейін түсіріп жатыр. 92-95%-ға тотыққан күкірт ангидрид катализатордың үш қабатынан өткеннен кейін, SO3ті жұту үшін ОС-1 олеум сіңіру және МС-1моногидратты сіңірудің бірінші сатысына түседі.
Сумен күкіртті ангидридтің соруы тиімсіз өйткені SO3+H2O = H2SO4 реакциясы газды фазада ағады, өте ұсақ тамшылардан буға айналдырғандықтан оларды ұстау өте қиын
Сондықтан күкірт ангидриді екі кезеңде күкірт қышқылмен жұтылып жатыр.
Бірінші кезеңде ОС-1 олеум сорғышта 18%дық күкіртті ангидридтті SO3ті олеуммен сіңіріп жатыр. Олеум сорғыштан олеумнің бір бөлігі 20% күкіртті ангидридті құрайтын дайын өнімді шығарады, басқа бөлігі олеум сорғышқа суландыруға қайтарылады. Сіңіру процессі өзінен кейін жылу шығаратын болады, суғаратын ерітінділер Т-5, Т-6 тоңазытқыштарда салқындатып жатыр. МС-1 Моногидратты сорғышта күкіртті ангидридтің қалдықтарын сіңіріп жатыр.
Бұдан әрі газдың құрамы SO2~0,5% болатын моногидратты сорғыштан субүргіш СБ-2 арқылы катализатордың бір қабатында ағып жатқан конверсия екінші кезеңіне түседі. Алдын ала газ катализдін екінші кезеңіне кетіп бара жатқан газдың жылуының арқасында ЖА-2 жылу алмастырғышта 420°С дейін қызып жатыр. МС-2 моногидратты сіңірудің екінші кезеңінде SO3тен арылғаннан кейін газды атмосфераға шығарады, ал Т-7 тоназытқышта салқындатған күкірт қышқылы 93% болғанша сумен араластырылып қоймаға сақталуға жіберіледі.