Список літератури

1. Паушкин Я.М., Адельсон С.В., Вишнякова Т.П. Технология нефтехимического синтеза. Ч. 1. Углеводородное сырье и продукты его ок исления. М.: Химия, 1973. – 445 с.

2. Лебедев Н.Н. Химия и технология о сновного органического и нефтехимического синтеза : Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Химия, 1988. – 590 с.

3. Юкельсон И. И. Технология основного органического синтеза. М.: Химия, 1968. – 825 с.Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии. – М: Химия, 1999 – 472 с.

Лекція 2 отримання сірчистого газу

План

1. Випалення колчедану.

2. Спалювання сірки та іншої сірковмісної сировини.

3. Печі для спалювання сірковмісної сировини.

4. Очищення сірчистого газу від пилу.

Сірчистим газом називають суміш двооксиду сірки SO₂, кисню, азоту, водяної пари і інших домішок. Двоокис сірки, або сірчистий ангідрид SO₂ має відносну молекулярну масу 64,063. Це безбарвний газ з різким запахом, добре розчиняється у воді з утворенням сірчистої кислоти— нестійкого з'єднання. Об'єм 1 кг SO₂ (ідеального газу) рівний 21,9 м³. У технічних розрахунках для газу, що містить 10—15 об’ємн. % SO₂, об'єм 1 Кмоль SO₂ приймається рівним 22,4 м³. При атмосферному тиску і температурі —10,1 °С двооксид сірки легко перетворюється на рідину; газоподібний 100%-ний SO₂ перетворюється на рідину при тиску 2,7-10⁵ Па і 15°С. У зрідженому стані SO₂ транспортують в сталевих балонах. Він широко застосовується в холодильній техніці, як консервуюча речовина, в деяких органічних виробництвах і так далі

1. Випалення колчедану

Сумарний процес випалення колчедану виражається наступним стехіометричним рівнянням

4FeS₂ + 11O₂ = 8SO₂ + 2Fe₂O₃ + 3415,7 кДж

і протікає з виділенням великої кількості тепла. У дійсності процес випалення складніший і протікає через ряд простіших проміжних реакцій. Передбачають, що спочатку при 500—550 ⁰С відбувається розкладання FeS₂ з отщепленням пари сірки

FeS₂ = FeS + S

яка горить характерним блакитним полум'ям з утворенням SО₂. Проте точний механізм проміжних реакцій не встановлено.

При випаленні колчедану разом з SО₂ утворюється FeO, котрий переходить в Fe₃О₄, а до кінця випалення утворюється Fe₂О₃, що містить 0,5—1,5 мас. % FeS при нормальній роботі пічного відділення. Для початку процесу ведуть спеціальний розпал колчедану яким-небудь паливом до температури його займання, яка вагається від 290 до 420 °С залежно від вмісту сірки в сировині. Надалі температура випалу підтримується за рахунок виділення тепла реакції.

Швидкість горіння колчедану. Продуктивність апарату, в якому протікає хімічний процес, залежить від швидкості процесу; наприклад, - від швидкості горіння сірковмісної сировини залежить продуктивність печі. Швидкість випалення колчедану залежить в першу чергу від поверхні дотику реагуючих речовин. Оскільки цей процес є гетерогенним, поверхня зіткнення газової (повітря) і твердої (сировина) фаз визначається розміром часток сировини і мірою перемішування його в зоні горіння. Чим менше за розміром частки колчедану, тим легше доступ кисню всередину її, тим повніше вигоряє сірка, а отже, менше сірки втрачається з огарком.

На швидкість горіння колчедану великий вплив робить температура: чим вище температура, тим більше швидкість горіння. Проте при підвищенні температури можливе спікання колчедану. Більшість колчеданів спекається при 900 °С. При цьому окремі частки опалюваного матеріалу злипаються між собою, втрачається його сипучість і порушується процес випалу. Випалення колчедану у вигляді пило повітряної суміші можна вести і при вищій температурі, не побоюючись спікання. Так, підвищення температури від 800 до 1000 °С збільшує швидкість горіння в 2,19 рази.

Зменшення вмісту О₂ в газі за однакових інших умов уповільнює реакцію випалення колчедану.

Склад газу при випаленні колчедану. При випаленні колчедану, на 11 об'ємів кисню отримують 8 об'ємів SО₂, причому 3/11 кисню витрачається на окислення заліза і 8/11 — на окислення сірки. Виходячи з управління випалення колчедану теоретично можна отримати безкисневий газ, SО₂, що містить, в кількості 16,2 %. Останнє складає азот. У заводських умовах при спалюванні колчедану в печах КШ в газовій суміші зазвичай міститься 14 об’ємн. % SО₂ в перерахунку на сухий газ. Практично випалення колчедану ведуть в надлишку кисню з метою досягнення повноти вигорання сірки і забезпечення каталітичного окислення SО₂ в SО₃ .