Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Краткий курс.doc
Скачиваний:
182
Добавлен:
04.03.2016
Размер:
528.9 Кб
Скачать

34. Технология производства серной кислоты

К важнейшим процессам химической неорганической технологии относится производство неорганических кислот (серной, азотной, соляной), аммиака и минеральных удобрений (азотных фосфорных, калийных и комплексных).

Производство серной кислоты2S04) имеет важное народнохозяйственное значение. По объему производства и области применения она занимает одно из первых мест среди продукции химической промышленности. Серная кислота служит одним из главных продуктов, определяющих развитие химической промышленности. Она используется в различных отраслях производства: в химической промышленности – для производства удобрений, получения красителей, пластмасс; химических волокон, при производстве нефтепродуктов и др.; в металлургии – при выделении металлов из руд; в машиностроении – при травлении; в пищевой промышленности – при получении патоки, крахмала, спирта; в текстильной – при отбеливании тканей и т.д.Серная кислота Н2S04 – это бесцветная маслянистая жидкость. По химическому составу серная кислота представляет собой соединение серного ангидрида с водой. В зависимости от их соотношения серная кислота может быть разбавленной, концентрированной или в виде олеума (раствор серного ангидрида в серной кислоте), которые и производятся в промышленности. Сырьем для получения серной кислоты служат:

1.сера – лучшее сырье для производства. Но чистая сера – слишкомдорогое сырье, вследствие чего себестоимость серной кислоты в два раза выше, чем при ее производстве из колчедановFеS2;

2. серный колчедан FеS2 широко распространен в природе. При наличии от 40 до 50% серы в нем содержится также много ценных примесей (мышьяк, селен, медь, никель, серебро, золото и др.), которые тоже извлекаются;

  1. сероводород – значительное количество выделяется из газов нефтеперерабатывающей промышленности.

  1. отходящие газы цветной металлургии, образующиеся при переработке серных руд.

Использование сероводорода и отходящих газов цветной металлургии позволяет снизить себестоимость производства серной кислоты и, кроме того, улучшить условия труда на металлургических заводах и нефтеперерабатывающих предприятиях.

В настоящее время в промышленности серную кислоту получают двумя способами – нитрозным и контактным. В обоих случаях сущность процесса сводится к окислению сернистого газаSО2до серногоSO3и соединениютриоксида с водой. В обычных условиях сернистый газ кислородом воздуха не окисляется, поэтому процесс окисления осуществляется либо при помощи азота, либо в присутствии катализатора. Способ окисления и определяет технологию производства.

Нитрозный способ производства серной кислоты существует более 200 лет. Сущность его заключается в окислении диоксида серыSО2 диоксидом азотаNО2в присутствии воды. Этот способ обладает рядом недостатков: трудно поддается автоматизации, получаемая кислота имеет концентрацию не более 75-77% и загрязнена примесями. Серная кислота,полученная нитрозным способом по устаревшей технологии, используется при производстве сельскохозяйственных удобрений, где не требуется высокой концентрации и чистоты исходных продуктов.

Имеющиеся недостатки привели к тому, нитрозный способ производства серной кислоты утрачивает свое значение, и преимущественное развитие получает контактный способ.

Контактный способ разработан в начале ХХ века. Сущность контактного способа заключается в окислении двуокиси серы в присутствии твердого катализатора. Первоначально в качестве катализатораиспользовали платину. Затем платина была заменена более дешевым и устойчивым катализатором на основе пятивалентного ванадияV2O5. Контактный способ эффективен, отвечает высокому уровню технологии, обеспечивает получение серной кислоты практически любой концентрации и высокой степени чистоты. Такая серная кислота может быть использована в любом производстве.

Промышленность выпускает несколько сортов серной кислоты. Они различаются между собой концентрацией, а также содержанием примесей.