- •Товароведение химической продукции технического назначения
- •Предисловие
- •Глава 1. Основные понятия химической технологии
- •1 Обще сведения о химико-технологическом процессе
- •1.2 Классификация химико-технологических процессов
- •1.3 Равновесие в химико-технологических процессах
- •1.4 Понятие о скорости химико-технологических процессов
- •1.5 Материальный и энергетический балансы
- •Глава 2. Технология производства и потребительские свойства минеральных кислот
- •2.1 Общие сведения о неорганических кислотах
- •2.2 Технология производства и потребительские свойства серной кислоты
- •2.3 Технология производства и потребительские свойства азотной кислоты
- •2.4 Технология производства и потребительские свойства фосфорной кислоты
- •2.5 Технология производства и потребительские свойства соляной кислоты
- •Глава 3. Технология производства и потребительских свойства минеральных удобрений
- •3.1 Значение минеральных удобрений для нтенсификации сельскохозяйственного производства
- •3.2 Классификация удобрений
- •3.3 Качество минеральных удобрений
- •3.4 Технология производства и потребительские свойства азотных удобрений
- •3.5 Технология производства и потребительские свойства фосфорных удобрений
- •1)Обработка природного фосфата фосфорной кислотой 2) сушка полученной пульны 3) получение пастообразной массы двойного суперфосфатат
- •4)Измельчение двойного муперфосфата 5)классификация двойного суперфосфата
- •3.6 Технология производства и потребительские свойства калийных удобрений
- •1)Измельчение сильвинита 2) обработка сельвинита маточным раствором
- •3) Отделение щелока от осадка NaCl
- •4) Охлаждение щелока 5) выделение кристаллов хлорида калия
- •6) Сушка хлорида калия
- •3.7. Технологии производства и потребительские свойства комплексных удобрений
- •3.7.1. Сложные удобрения.
- •3.8 Упаковка, хранение и транспортировка минеральных удобрений (гост 23954-80)
- •Глава 4. Технология переработки и потребительские свойства продукции топливной промышленности
- •4.1 Общие сведения о топливе, основные характеристики топлива, определяющие его качество
- •4.2 Технология переработки и потребительские свойства продукции переработки твердого топлива
- •4.2.1 Состав, свойства и классификация ископаемых углей
- •4.2.2 Способы переработки твердого топлива
- •4.2.3 Некоторые продукты коксования. Требования к качеству согласно госТам
- •4.2.4 Условия поставки, хранения и транспортировки твердого топлива
- •4.2.5 Перспективы использования твердого топлива
- •4.3 Технология переработки и потребительские свойства продукции переработки жидкого топлива
- •4.3.1 Значение нефти и нефтепродуктов в народном хозяйстве
- •4.3.2 Состав, свойства и классификация нефтей
- •4.3.3 Добыча нефти, подготовка ее к переработке, способы переработки нефти и нефтепродуктов
- •4.3.4 Классификация нефтепродуктов
- •4.3.5 Характеристика моторных топлив. Требования к качеству согласно госТам
- •4.3.6 Котельное топливо. Основные показатели качества согласно госТам
- •4.3.7 Получение товарных бензинов для двигателей внутреннего сгорания
- •4.3.8 Условия поставки, хранения и транспортировки жидкого топлива. Правила безопасности
- •4.3.9 Перспективные виды топлива, альтернативные жидкому
- •4.4 Технология переработки и потребительские свойства газового топлива
- •4.4.1 Состав и свойства газового топлива
- •4.4.2 Правила приема, маркировки, упаковки, транспортировки и хранения газового топлива
- •Глава 5. Основы технологии и потребительские свойства полимерных материалов
- •5.1. Общие сведения о полимерных материалах
- •5.2 Методы синтеза высокомолекулярных соединений.
- •5.3 Технология производства и потребительские свойства пластических масс.
- •5.3.1 Классификация и свойства пластмасс.
- •5.3.2 Полимеризационные пластмассы.
- •5.3.3 Поликонденсационные пластмассы
- •5.4 Технология производства и потребительские свойства каучука и резины.
- •5.4.1 Характеристика важнейших видов каучуков.
- •5.4.2 Резина и изделия на ее основе.
- •5.5 Технология производства и потребительские свойства химических волокон.
- •5.5.1 Полимеризационные волокна.
- •5.5.2 Поликонденсационные волокна.
- •5.6 Области применения полимерных материалов.
2.4 Технология производства и потребительские свойства фосфорной кислоты
Основное количество фосфорной кислоты расходуется в производстве высококонцентрированных безбалластных фосфорных и комплексных удобрений – аммофосов, нитроаммофоса, нитроаммофоски – и кормовых фосфатов. Кислые фосфаты кальция и полифосфаты натрия используют в хлебопекарной промышленности в качестве разрыхлителей теста. Кислоту и её соли добавляют в поваренную соль, напитки, фруктовые соки, колбасные изделия. Фосфат натрия широко используются для снижения жёсткости воды и для получения синтетических моющих средств. Фосфорная кислота, а также её аммонийные, магниевые и натриевые соли используют для придания огнестойкости бумаге, дереву и тканям. Фосфаты цинка и марганца применяются в качестве защитных покрытий металлов от коррозии. Известно каталитическое действие фосфорной кислоты в процессах дегидрирования, полимеризации и алкилирования углеводородов. Фосфаты марганца, кобальта, олова, тория и других металлов применяются в производстве фарфора, глазури, оптических, светопоглощающих и флуоресцирующих стёкол.
Безводная ортофосфорная кислота Н3РО4, называемая часто фосфорной, представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, плавящееся при температуре около 420С. На практике, тем не менее, чаще имеют дело с жидкой фосфорной кислотой. Это объясняется склонностью фосфорной кислоты к переохлаждению вплоть до -1210С. При небольшом переохлаждении она представляет собой густую сиропообразную жидкость с плотностью 1880 кг/м3.
При нагревании водные растворы ортофосфорной кислоты вначале теряют воду, а затем наряду с удалением растворителя идёт дегидратация кислоты с образованием пирофосфорной кислоты:
2Н3РО4 →Н4Р2О1 +Н2О
Дальнейшее нагревание приводит к разложению фосфорной кислоты до метафосфорной:
Н4Р2О7 → 2НРО3 + Н2О
Безводная фосфорная кислота очень агрессивна. При температуре около 1000С она разрушает стекло и почти все металлы, включая золото и платину.
Фосфорную кислоту получают из природных фосфатов двумя основными способами – термическим и кислотным.
Сущность термического метода состоит в высокотемпературном восстановлении фосфатов до элементарного фосфора в электрических печах и окислении фосфора до фосфорного ангидрида, образующего затем при гидратации фосфорную кислоту. Такую кислоту называют термической
Ca3(PO4)2 +5C + 3SiO2 →3 CaSiO3 + 2P +5CO
2P +2,5O2 →P2O5
P2O5 + 3Н2О → 2Н3РО4
Кислотный метод основан на вытеснении фосфорной кислоты из природных фосфатов более сильными кислотами, чаще всего серной. Такая фосфорная кислота называется экстракционной
Ca3(PO4)2 +3 H2SO4 → 3 CaSO4 + 2Н3РО4
Экстракционный способ эффективен при использовании высококонцентрированного фосфатного сырья. Получаемая этим способом кислота обычно имеет более низкую концентрацию, содержит много примесей и, в основном, используется в производстве минеральных удобрений.
Термическим же способом можно получить кислоту высокой концентрации и чистоты из любого, даже низкокачественного сырья. Термическая кислота несколько дороже экстракционной и её производство целесообразно налаживать в районах с относительно дешёвой электроэнергией.
Качество выпускаемой фосфорной кислоты регламентировано двумя государственными стандартами. В таблице 3.3. приведены некоторые из технических требований, предъявляемых к товарной фосфорной кислоте этими стандартами.
Хранят и транспортируют фосфорную кислоту либо в нефутерованных ёмкостях, изготовленных из кислотостойкой стали марки XI8XIOT, либо в ёмкостях из углеродистой стали, защищённой кислотоупорной футеровкой. В качестве футеровки может использоваться кислотостойкая резина, полиизобутилен, керамика, кислотостойкий цемент. Концентрацию кислоты, заливаемой в хранилища, и ёмкости для перевозки, во избежание её кристаллизации, следует выбирать с учётом климатических условий.
Таблица 3.3. – Физико-химические свойства фосфорной кислоты
|
ГОСТ |
Показатели Сорта фосфорной кислоты |
Внешний вид |
Плотность при 200С кг/м3, не менее |
Содержание %, не менее |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
10678-76 |
Техническая 1-ый сорт |
Бесцветная жидкость, прозрачная в слое 15-20 мм |
1565 |
73 |
|
Техническая 2-й сорт |
Бесцветная или со слабо-жёлтым оттенком жидкость |
1565 |
73 | |
|
Пищевая |
Бесцветная жидкость, прозрачная в слое 15-20 мм |
1530 |
70 | |
|
6552-80 |
Реактивная химически чистая (х.ч.) |
Прозрачная бесцветная сиропообразная или бесцветные прозрачные кристалл, расплывающиеся на воздухе |
1721 |
87,00 |
|
Чистая для анализа (ч.д.а.) |
1698 |
85,00 | ||
|
Чистая (ч.) |
1698 |
85,00 |