- •Химическая технология неорганических веществ. Основные производства
- •Химическая технология неорганических веществ. Основные производства
- •Предисловие
- •Лекции №1-2 получение синтетического аммиака
- •1. Общие сведения.
- •1.1.Свойства аммиака.
- •1.2. Значение и применение аммиака.
- •2.Физико-химические основы синтеза аммиака.
- •3. Технологическая схема синтеза аммиака при среднем давлении.
- •4. Основные направления развития производства аммиака.
- •Лекции №3-4 химия и технология азотной кислоты.
- •1.Общие сведения.
- •1.1.Физические свойства Диаграммы состояния.
- •1.2. Химические свойства.
- •1.4. Применение азотной кислоты.
- •1.5. Способы получения азотной кислоты.
- •2. Получение неконцентрированной азотной кислоты из аммиака (химические уравнения и стадии).
- •3. Физико-химические основы процесса окисления аммиака.
- •3.1. Химические уравнения процесса окисления аммиака и их анализ.
- •3.2. Выбор оптимальных условий процесса окисления аммиака.
- •3.2.1. Катализаторы процесса окисления аммиака.
- •3.2.2. Скорость окисления аммиака.
- •3.2.3. Определение оптимальной температуры.
- •3.2.4. Определение оптимального давления процесса.
- •3.2.5. Состав газовой смеси.
- •4. Физико-химические основы процесса окисления нитрозных газов (no в no2).
- •5. Физико-химические основы процесса поглощения оксидов азота водой.
- •6. Очистка отходящих газов.
- •Лекция № 5 Получение неконцентрированной азотной кислоты в промышленности.
- •1. Основные операции и принципиальная схема.
- •2. Технологические схемы производства неконцентрированной азотной кислоты.
- •3. Принципиальная технологическая схема получения неконцентрированной азотной кислоты под повышенным давлением
- •Лекция № 6 Получение концентрированной азотной кислоты.
- •1. Общая характеристика методов получения концентрированной азотной кислоты.
- •2. Получение концентрированной азотной кислоты из разбавленных растворов.
- •3. Прямой синтез концентрированной азотной кислоты.
- •3.2. Основные стадии.
- •3.3. Технологическая схема производства концентрированной азотной кислоты прямым синтезом.
- •Лекция № 7 Химическая технология серной кислоты
- •1. Общие сведения.
- •1.1 Значение и применение серной кислоты.
- •1.2 Свойства серной кислоты.
- •1.3 Сырьевые источники.
- •1.4. Промышленные сорта серной кислоты.
- •1.5. Способы получения серной кислоты.
- •2. Производство серной кислоты.
- •2.1. Основные стадии производства серной кислоты.
- •2.2. Получение диоксида серы so2.
- •3. Получение so2 из флотационного колчедана.
- •3.1. Основные стадии получения диоксида серы.
- •3.2. Физико-химические основы процесса обжига флотационного колчедана.
- •3.3. Очистка обжигового газа от пыли.
- •3.4. Специальная тонкая очистка печного газа
- •3.5. Осушка обжигового газа.
- •3.6. Принципиальная схема производства.
- •Лекция №8 Получение диоксида серы из серы.
- •Технологические свойства серы.
- •2. Теоретические основы горения серы.
- •3. Схема установки для сжигания серы в распылённом состоянии.
- •3.6. Схема производства серной кислоты из серы.
- •Лекция № 9 физико-химические основы Контактного окисления диоксида серы
- •Анализ химического уравнения.
- •Выражение для константы равновесия.
- •Кинетическое уравнение.
- •4. Выбор оптимальных условий ведения процесса.
- •4.1. Влияние состава исходной газовой смеси.
- •4.2. Влияние температуры.
- •4.3. Влияние давления.
- •4.4. Катализаторы
- •Лекция №10 абсорбция. Очистка отходящих газов. Производство серной кислоты из сероводорода
- •1. Абсорбция триоксида серы.
- •2. Очистка отходящих газов.
- •3. Производство серной кислоты из сероводорода.
- •4. Основные направления совершенствования сернокислотного производства.
- •Лекция № 11 Электрохимические производства.
- •1. Общие сведения.
- •2. Теоретические основы электролиза.
- •3. Электролиз воды.
- •Лекция №12 Электролиз водного раствора хлорида натрия
- •Общие сведения.
- •2. Электрохимические процессы, протекающие при электролизе водного раствора хлорида натрия.
- •3. Промышленные электрохимические методы получения хлора.
- •4. Электролиз водных растворов хлоридов с применением стального катода.
- •4.1. Приготовление и очистка рассола.
- •4.2. Побочные процессы электролиза.
- •4.4. Технологическая схема производства водорода, хлора и щелочи.
- •4.5. Выпаривание электролитического щёлока.
- •5. Электролиз водного раствора хлорида натрия с ртутным катодом.
- •5.1. Физико-химические основы процесса.
- •5.2. Принципиальная схема электролиза с ртутным катодом.
- •Лекция №13 Производство хлористого водорода и соляной кислоты.
- •1. Свойства и применение хлористого водорода.
- •2. Способы производства хлористого водорода.
- •3. Теоретические основы синтеза хлористого водорода.
- •4. Абсорбция хлороводорода или получение соляной кислоты.
- •5. Схема получения хлороводорода и соляной кислоты.
- •6. Получение жидкого хлороводорода.
- •Лекция № 14 Химическая технология Получения нитрата аммония или аммиачной селитры
- •1. Общие сведения.
- •Физические свойства нитрата аммония.
- •1.2. Химические свойства нитрата аммония.
- •1.3. Технологические свойства.
- •1.4. Применение нитрата аммония.
- •1.5. Характеристика готового продукта.
- •2. Технология производства нитрата аммония.
- •2.1. Физико-химические основы процесса синтеза нитрата аммония.
- •2.2. Технологические схемы производства.
- •3. Техника безопасности в производстве аммиачной селитры.
- •Лекция № 15 Производство карбамида.
- •1. Общие вопросы.
- •1.1. Свойства карбамида.
- •1.2. Применение карбамида.
- •1.3. Сырьё.
- •2. Физико-химические основы процесса синтеза карбамида.
- •2.1. Химические уравнения и их анализ.
- •2.2. Оптимальный технологический режим процесса синтеза карбамида.
- •3. Промышленные схемы производства карбамида.
- •4. Технологическая схема производства карбамида с полным жидкостным рециклом и двухступенчатой дистилляцией плава.
- •5.Стриппинг-процесс.
- •Лекция №16 Производство кальцинированной соды или карбоната натрия.
- •Общие сведения.
- •2. Свойства и нахождение в природе карбоната натрия.
- •3. Получение кальцинированной соды по способу Леблана.
- •4.1. Химические реакции их анализ.
- •4.2. Основные операции (или стадии) производства кальцинированной соды.
- •4.3 Теоретические основы производства кальцинированной соды аммиачным способом.
- •4.4. Принципиальная технологическая схема производства кальцинированной соды по аммиачному способу
- •5. Получение гидрокарбоната натрия
- •Лекция № 17 производство гидроксида натрия или каустической соды химическим способом
- •1. Общие сведения.
- •2. Известковый способ производства гидроксида натрия
- •Химические реакции
- •Физико-химические основы процесса каустификации
- •Основные операции технологического процесса.
- •3.Ферритный способ производства гидроксида натрия.
- •3.1. Сырьё.
- •3.2. Химические реакции.
- •3.3. Основные стадии.
- •3.4. Расходные коэффициенты.
- •3.5. Совершенствование метода.
- •Элементы технологического расчёта реактора.
- •Список рекомендуемой литературы
- •Оглавление
- •650000, Кемерово, ул, Весенняя, 28.
- •650000, Кемерово, ул. Д.Бедного, 4а.
Лекция №13 Производство хлористого водорода и соляной кислоты.
ВОПРОСЫ
1. Свойства и применение хлористого водорода.
2. Способы производства хлористого водорода.
3. Теоретические основы синтеза хлористого водорода.
4. Абсорбция хлороводорода или получение соляной кислоты.
5. Схема получения хлороводорода и соляной кислоты.
6. Получение жидкого хлороводорода.
1. Свойства и применение хлористого водорода.
Хлористый водород – бесцветный газ с резким запахом.
Плотность 1,639 кг/м3 (при нормальных условиях),
температура кипения (– 85ºС),
температура плавления (–114,2ºС).
Хорошо растворяется в воде с выделением значительного количества тепла, на воздухе дымит, образуя с влагой воздуха туман. Водный раствор хлористого водорода называется соляной кислотой.
Растворимость хлористого водорода в воде зависит от температуры:
минимальная – при t = 110ºC и составляет 20% HCl, при этом образуется азеотропная смесь;
максимальная растворимость при t = 20ºC и достигает при этом 42 % HCl.
В промышленности применяют соляную кислоту, содержащую от 27,5 до 37 % HCl.
Соляная кислота – бесцветная или желтоватая жидкость (жёлтый цвет обусловлен присутствием примесей, главным образом солей железа). Это сильная, одноосновная кислота (степень диссоциации 95 – 96 %). Растворяет многие металлы, реагирует с их оксидами.
В промышленности применяют:
- хлористый водород для производства хлорорганических продуктов путём гидрохлорирования непредельных углеводородов (HCl + ацетилен = хлористый винил; HCl + этилен = хлористый этил);
- соляную кислоту для получения хлоридов металлов (Zn, Ba, Mg, Ca, Fe), а также хлорида аммония; для травления при пайке и лужении; в гальванопластике; для очистки паровых котлов от накипи; в гидрометаллургии; в нефтяной промышленности при бурении скважин; при гидролизе древесины; при дублении и окраске кожи; при крашении ткани; в производстве красителей, уксусной кислоты и пластических масс.
2. Способы производства хлористого водорода.
Сульфатный способ
Заключается в действии 92 – 93 %-й серной кислоты на поваренную соль при 500 – 550ºС.
Уравнение реакции:
H2SO4 + 2NaCl = Na2SO4 +2HCl
Процесс протекает в печах, обогреваемых топочными газами, имеющими t = 950 – 1000ºC. Вследствие не герметичности печей концентрация получаемого хлористого водорода составляет 30 – 50 % HCl. Газ загрязнён брызгами серной кислоты и другими примесями. Абсорбцией хлористого водорода водой можно получить только техническую соляную кислоту, концентрацией не более 28 – 31 % HCl.
Этот способ больше использовался для получения сульфата натрия. Но как только нашли природные месторождения сульфата натрия, этот способ утратил своё значение и новых производств не создаётся.
Синтетический способ из хлора и водорода
Широко применяется и является в настоящее время основным. По этому способу получается чистый концентрированный хлористый водород, содержащий 95 – 96 % HCl. Абсорбцией синтетического хлористого водорода получают техническую соляную кислоту высокой чистоты, а иногда кислоту марки х.ч.
Из отбросного хлористого водорода, который получается в качестве отходов при хлорировании насыщенных углеводородов по общему уравнению
RH + Cl2 → RCl + HCl
Концентрация отбросного хлористого водорода различна и колеблется в пределах (25 – 35) – (95 – 98) % HCl. Содержание примесей зависит от свойств хлорируемых веществ и получаемых при хлорировании продуктов, а также от условий процесса.
Производство хлорорганических продуктов возрастает и в связи с этим увеличивается количество отбросного хлороводорода. В настоящее время его производство в 1,5 – 2,5 раза больше, чем синтетического.
Абсорбцией неочищенного отбросного хлороводорода водой получают техническую соляную кислоту, загрязнённую органическими примесям. Такую кислоту можно использовать там, где не нужны высокие требования к чистоте.