43. Производство серной кислоты

Сырьем. служат: S, Сульфи­ды металлов, H2S, отходящие газы теплоэлектростанций, сульфаты Fe, Ca и др. Осн. стадии получения С.к.: 1) обжиг сырья с получением SO2; 2) окисление SO2 до SO3 (конвер­сия); 3) абсорбция SO3. В пром-сти применяют 2 метода получения С. к., отличающихся способом окисления SO2 1) Контактный способ с использованием тв. катализаторов (кон­тактов) ванадиевые (в присутсвии солей щел мет), раньше Pt и оксиды Fe. 2V(5+) + O(2-) +SO2 = 2V(4+) + SO3, 2V(4+) + 1/2O2= 2V(5+) + O(2-). Произ-во из серы по методу двойного контактирова­ния и двойной абсорбции состоит из след. стадий. Воздух очищается, осушается, подается в печь, где сжи­гается сера: S + О2 = SO2. Газ, содержащий SO2, охлаждается , поступает в контактный аппарат на 1-ую стадию конверсии, к-рая протекает на 3-х слоях катализатора (SO2 + 1/2O2 = SO3), после чего газ охлаждается в тепло­обменниках. Затем газ, содержащий SO3, поступает на 1-ую стадию абсорбции, орошаеся олеумом и 98%-ной С. к.: SO3 + Н2О = Н2SO4. Далее газ проходит очистку от брызг С.к., нагревается до и поступает на 2-ую стадию конвер­сии, протекающую на 2-х слоях катализатора. Перед 2-ой стадией абсорбции газ охлаждается в экономайзере и подается в абсорбер 2-ой ступени, орошаемый 98%-ной С. к., и затем после очистки от брызг выбрасывается в ат­мосферу. Произ-во С. к. из сульфидов металлов существен­но сложнее и состоит из след. операций. Обжиг 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2. Обжиговый газ с SO2 охлаждается. Очищается от пыли. Далее газ проходит через 2 промывные башни, орошаемые 40%-ной и 10%-ной С. к. При этом газ окончательно очищается от пыли, F и As. Далее газ подают на 1-ую стадию конверсии. В теплообменниках газ подогревается благодаря теплу газа, поступающего с 1-ой стадии конверсии. SO2, окисленный на 92-95% в SO3 идет на 1-ую стадию абсорбции в олеумный и моногидратный абсорберы, где освобождается от SO3. Далее газ с содержа­нием SO2 ~ 0,5% поступает на 2-ую стадию конверсии, к-рая протекает на одном или 2-х слоях катализатора. Перед выбро­сом в атмосферу газ очищают от оставшегося SO2. 2) Сущность нитрозного метода состоит в том, что обжиговый газ после охлаждения и очистки от пыли обрабатывают. нитрозой-С. к., в к-рой раств. оксиды азота. SO2 поглощается нитрозой, а затем окисляется: SO2 + N2O3 + Н2О = Н2SO4 + NO. Образующийся NO плохо раств. в нитрозе и выделяется из нее, а затем частично окисляется O2 в газовой фазе до NO2. Смесь NO и NO2 вновь поглощается С.к. и т.д. Оксиды азота не расходуются в нитрозном процессе и возвращаются в про­изводств. цикл, вследствие неполного поглощения их С. к. они частично уносятся отходящими газами. Достоинства нитрозного метода: простота аппаратурного оформления, более низкая себестоимость (на 10-15% ниже контактной), возможность 100%-ной переработки SO2. Для уменьшения возможности кристаллизации С. к. при перевозке и хранении установлены стандарты на товарные сорта С. к., конц к-рых соответствует наиб, низким т-рам кристаллизации. Содержание С. к. в техн. сортах (%): башенная (нитрозная) 75, контактная 92,5-98,0, олеум 104,5, высокопроцентный олеум 114,6, аккумуляторная 92-94. С. к. хранят в стальных резервуарах.