Производство серной кислоты при повышенном давлении

Размещено на http://www.allbest.ru/

Производство серной кислоты при повышенном давлении

Серную кислоту получают из различных видов сырья: серный колчедан, сероводород, природная сера, отходящие газы металлургических производств.

В данном случае используется природная сера, она не содержит вредных для контактной массы примесей, что упрощает схему её переработки.

Установка производства серной кислоты под давлением достаточна компактна, процесс оформлен на основе двойного контактирования, причем схема контактного отделения не отличается от обычной схемы производства серной кислоты из серы с двойным контактом. Объем загружаемого катализатора в 3 раза меньше, чем в обычной контактной системе. Используемое тепло реакции полностью обеспечивает сернокислую установку энергией.

Установка на 10% более экономически обоснована, чем обычная сернокислая установка с санитарной очисткой отходящих газов.

Химическая cхема производства:

Описание Технологии.

Расплавленная сера подается с потоком воздуха в печь 2, где сжигается до оксида серы. Сернистый газ охлаждается в котле утилизаторе 3 и направляется в контактный аппарат, где на катализаторе осуществляется окисление SO2 в SO3 методом двойного контактирования с промежуточной абсорбцией SO3 в абсорбере 6.

Трехслойный контактный аппарат 4 составляет первую ступень прохождения каждого из трех первых слоев катализатора охлаждается в теплообменниках 8. Газ после 1-ой ступени освобождается от SO3 в абсорбере 6. Контактный аппарат 5 представляет собой 2-ю ступень контактирования - в нем происходит дополнительное окисление не прореагировавшего SO2. После дополнительного окисления газовая смесь охлаждается в экономайзере 13 и поступает в абсорбер.

Сушка атмосферного воздуха, нагнетаемого компрессором 10, производится в сушильной башне 1, орошаемой концентрированной серной кислотой. После абсорбера 7 газ подогревается в теплообменнике 8, после чего направляется на газовую турбину 12 и затем в экономайзер 13. Продукция в виде олеума и моногидрата отбирается из абсорберов 6 и 7.

Аналитическое выражение для расчета степени превращения SO2.

Контактный аппарат состоит из двух ступеней, причем:

xl = 0,93;

xll = 0,991.

Материальный баланс производства серной кислоты по известной производительности установки, с учетом рассчитанной степени превращения SO2. То есть: GH2SO4 = 41666,66 кг/ч.

В печи сера сжигается полностью, поэтому NS = NSO2.

GS = 13603,033 кг/ч.

После печи добавление воздуха не производится, поэтому концентрация кислорода на выходе из печи:

с^О2 = 0,21 - с^SO2 = 0,21 - 0,113 = 0,097

Тут: N2 = 0,79.

На полное окисление S необходимо NO2 = 425,094 кмоль/ч.

Мольные потоки газов перед 1 ступенью контактного аппарата:

NSO2 = 425,094 кмоль/ч;

NO2=364,903кмоль/ч;

NN2=2971,89 кмоль/ч.

В контактном аппарате протекает реакция:

После I ступени окисления:

Рассмотрим материальный баланс Й ступени окисления SO2:

После II ступени окисления:

Найдем содержание SO3 и H2O в олеуме и кислотах с концентрацией 91% и 98.2%:

Олеумный абсорбер. В олеуме содержится 7% свободного SO3. Соотношение кислота/олеум. То есть: 7:1.

G_{кислота} = 36458,3275 кг/ч.

G_олеум = 5208,3325 кг/ч.

Составим материальный баланс по этому узлу:

G¹⁴ = 94624,80 кг/ч - массовый поток олеума из сборника в сушильную башню и абсорбер.

G¹² = 68625,3713 кг/ч - массовый поток серной кислоты из сушильной башни.

химический сера кислота

G²⁴ = 25807,6349 - массовый поток олеума из олеумного абсорбера.

G²² = 10496,5355 - массовый поток кислоты из сушильной башни.

Рассчитаем материальный баланс:

Т. е., получаем: 8552,1284 кг/ч, т. к.:

Список использованной литературы

1. Бесков, В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии / В.С. Бесков, В.С. Сафронов - М.: Химия, 1999. - 427 с.

2. Амелин, А.Г. Технология серной кислоты / А.Г. Амелин, Е.В. Яшке - М.: Химия, 1980. - 245 с.

3. Практические работы в химической технологии: методическое пособие / В.С. Бесков и др. - М.: РХТУ. Издат. центр, 2009. - 40 с.

Размещено на Allbest.ru