Получение серной кислоты
Методика получения сернистого ангидрида сжиганием серы, контактным способом окисление оксида (IV) до оксида (VI) серы на ванадиевом катализаторе. Проведение абсорбции серного ангидрида, определение степени контактирования и выхода серной кислоты.
| Рубрика | Химия |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.10.2016 |
| Размер файла | 60,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Лабораторная работа
Получение серной кислоты
Цель работы _ освоить методику получения сернистого ангидрида сжиганием серы, контактным способом окисление оксида (IV) до оксида (VI) серы на ванадиевом катализаторе и проведение абсорбции серного ангидрида, определение степени контактирования и выхода серной кислоты.
Теоретические сведения
Основные технико-экономические показатели процесса производства H2SO4. Cтепень превращения SO2 на катализаторе составляет 96-99,5 %. Общее использование серы _ 85-86 %. Потери серы _ 5-6 %.
Процесс получения серной кислоты контактным методом из элементарной серы отличается от процесса получения серной кислоты из флотационного колчедана тем, что сжигание серы производится в более простых печах и протекает легче, чем сжигание флотационного колчедана. Поступающая сера представляет собой высоко качественное сырье с малым содержанием примесей, сгорающее практически полностью. Получаемый сернистый ангидрид содержит мало примесей, поэтому отпадает необходимость его очистки от пыли. Такой газ без промывки направляют непосредственно в контактное отделение.
Дальнейшее усовершенствование производства серной кислоты может идти по нескольким направлениям:
_ увеличение давления при окислении SO2 в SO3;
_ замена воздуха кислородом.
Оборудование, реактивы и материалы
Газометр с воздухом.
Трубчатая электропечь.
Термопара.
Кварцевая и металлическая трубка.
Промывная склянка - 2 шт.
Трубка из тугоплавкого стекла.
Выпрямитель или аккумулятор на 2-3 и 10-12 В.
Индукционная катушка.
Лабораторный электрофильтр.
Колба мерная вместимостью 250 см3.
Колба мерная коническая вместимостью 200 см2 - 2 шт.
Пипетка вместимостью 25 см3.
Груша.
Раствор гидроксида натрия концентрацией 0,1 моль/дм3.
Раствор перманганата калия концентрацией 0,1 моль/дм3.
Бюретка - 2 шт.
Индикатор - фенолфталеин.
Описание экспериментальной установки
Схема лабораторной установки получения серной кислоты из элементарной серы представлена на рис. 4.
Рис. 4. Схема установки получения серной кислоты:
1 - газометр; 2 - счетчик пузырьков; 3 _кварцевая трубка; 4 - катализатор;
5 - электропечь; 6 - термопара; 7 _ индукционная катушка; 8 - электрофильтр; 9 - поглотительные склянки
Навеску серы массой 0,16-0,20 г, взятую на аналитических весах, помещают в трубку 3. В склянки 9 заливают дистиллированную воду примерно на 1/3 их высоты. Для проверки установки на герметичность включают электропечь 5 и, когда температура в ней достигнет 500 °C, из газометра 1 пускают ток воздуха. Если установка герметична, то в поглотительных склянках 9 должны проскакивать пузырьки газа. При появлении в них тумана включают электрофильтр 8 и оставшийся серный ангидрид вытесняют воздухом. Трубку с серой нагревают горелкой, продолжая пропускать воздух со скоростью около 1-2 пузырька в 1 с. После воспламенения серы необходимо включить электрофильтр 8. При нормальной работе электрофильтра (длина 40 см) из газоотводной трубки сернокислотный туман не выходит.
Когда вся сера сгорит, погасить горелку, отключить печь 5 и продолжать пропускать через установку несколько литров воздуха до прекращения образования тумана в промывных склянках 9. Затем раствор кислот из поглотительных склянок 9 переливают в мерную колбу на 250 см3, доливают водой до отметки, отмеряют 25 см3 и титруют раствором щелочи концентрацией 0,1 моль/дм3 в присутствии фенолфталеина. Для определения сернистой кислоты отмеряют вновь 25 см3, раствор подкисляют 5-8 см3 серной кислоты 1 : 4 и титруют его раствором перманганата калия 0,1 моль/дм3.
Первое титрование позволяет определить общую кислотность, т. е. массовое количество серной и сернистой кислот.
Массу серной кислоты можно рассчитать только после определения массы сернистой кислоты. Выход серной кислоты определяется как процентное отношение полученной серной кислоты к тому ее количеству, которое должно получится теоретически из взятой навески серы. Выход серной кислоты сравнительно небольшой ввиду неполного сгорания серы, но степень контактирования достаточно высока.
Задание к лабораторной работе
Рассчитать количество сухого воздуха и состав сухого и влажного воздуха, необходимого для сжигания А тонн колчедана, и объем полученного обжигового газа, если колчедан содержит Сфакт % серы, а огарок Сог % серы. Влажность колчедана W %. Концентрация сернистого газа в обжиговом газе равна СSO2 %. Привести расчеты.
Варианты
Величина А
|
Последняя цифра в шифре |
Предпоследняя цифра в шифре |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
||
|
1 |
1,0 |
2,0 |
2,1 |
4,0 |
4,9 |
6,0 |
16 |
17 |
18 |
25,1 |
|
|
2 |
0,9 |
1,9 |
2,2 |
3,9 |
4,8 |
5,9 |
15 |
6,9 |
19 |
25,2 |
|
|
3 |
0,8 |
1,8 |
2,3 |
3,8 |
4,7 |
5,8 |
14 |
6,8 |
20 |
25,3 |
|
|
4 |
0,7 |
1,7 |
2,4 |
3,7 |
4,6 |
5,7 |
13 |
6,7 |
21 |
25,4 |
|
|
5 |
0,6 |
1,6 |
2,5 |
3,6 |
4,5 |
5,6 |
12 |
6,6 |
22 |
25,5 |
|
|
6 |
0,5 |
1,5 |
2,6 |
3,5 |
4,4 |
5,5 |
11 |
6,5 |
23 |
25,6 |
|
|
7 |
0,4 |
1,4 |
2,7 |
3,4 |
4,3 |
5,4 |
10 |
6,4 |
24 |
25,7 |
|
|
8 |
0,3 |
1,3 |
2,8 |
3,3 |
4,2 |
5,3 |
9 |
6,3 |
25 |
25,8 |
|
|
9 |
0,2 |
1,2 |
2,9 |
3,2 |
4,1 |
5,2 |
8 |
6,2 |
26 |
25,9 |
|
|
0 |
0,1 |
1,1 |
3,0 |
3,1 |
5,0 |
5,1 |
7 |
6,1 |
27 |
28 |
Величина СSфакт
|
Последняя цифра в шифре |
Предпоследняя цифра в шифре |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
||
|
1 |
60 |
59 |
50 |
60 |
59 |
50 |
60 |
59 |
50 |
60 |
|
|
2 |
59,5 |
58,5 |
49,5 |
59,5 |
58,5 |
49,5 |
59,5 |
58,5 |
49,5 |
59,5 |
|
|
3 |
58 |
57 |
47 |
58 |
57 |
47 |
58 |
57 |
47 |
58 |
|
|
4 |
57,5 |
56,5 |
48,5 |
57,5 |
56,5 |
48,5 |
57,5 |
56,5 |
48,5 |
57,5 |
|
|
5 |
56 |
55 |
46 |
56 |
55 |
46 |
56 |
55 |
46 |
56 |
|
|
6 |
55,5 |
54,5 |
45,5 |
55,5 |
54,5 |
45,5 |
55,5 |
54,5 |
45,5 |
55,5 |
|
|
7 |
54 |
53 |
44 |
54 |
53 |
44 |
54 |
53 |
44 |
54 |
|
|
8 |
53,5 |
52,5 |
43,5 |
53,5 |
52,5 |
43,5 |
53,5 |
52,5 |
43,5 |
53,5 |
|
|
9 |
52 |
51 |
42 |
52 |
51 |
42 |
52 |
51 |
42 |
52 |
|
|
0 |
51,5 |
60,5 |
41,5 |
51,5 |
60,5 |
41,5 |
51,5 |
60,5 |
41,5 |
51,5 |
Величина СSог
|
Последняя цифра в шифре |
Предпоследняя цифра в шифре |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
||
|
1 |
0,1 |
0,1 |
0,05 |
0,05 |
0,1 |
0,1 |
0,05 |
0,05 |
0,1 |
0,1 |
|
|
2 |
0,2 |
0,2 |
0,055 |
0,055 |
0,2 |
0,2 |
0,055 |
0,055 |
0,2 |
0,2 |
|
|
3 |
0,3 |
0,3 |
0,06 |
0,06 |
0,3 |
0,3 |
0,06 |
0,06 |
0,3 |
0,3 |
|
|
4 |
0,4 |
0,4 |
0,065 |
0,065 |
0,4 |
0,4 |
0,065 |
0,065 |
0,4 |
0,4 |
|
|
5 |
0,5 |
0,5 |
0,07 |
0,07 |
0,5 |
0,5 |
0,07 |
0,07 |
0,5 |
0,5 |
|
|
6 |
0,1 |
0,1 |
0,075 |
0,075 |
0,1 |
0,1 |
0,075 |
0,075 |
0,1 |
0,1 |
|
|
7 |
0,2 |
0,2 |
0,08 |
0,08 |
0,2 |
0,2 |
0,08 |
0,08 |
0,2 |
0,2 |
|
|
8 |
0,3 |
0,3 |
0,085 |
0,085 |
0,3 |
0,3 |
0,085 |
0,085 |
0,3 |
0,3 |
|
|
9 |
0,4 |
0,4 |
0,09 |
0,09 |
0,4 |
0,4 |
0,09 |
0,09 |
0,4 |
0,4 |
|
|
0 |
0,5 |
0,5 |
0,095 |
0,095 |
0,5 |
0,5 |
0,095 |
0,095 |
0,5 |
0,5 |
Величина W
|
Последняя цифра в шифре |
Предпоследняя цифра в шифре |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
||
|
1 |
2 |
1,5 |
2 |
1,5 |
2 |
1,5 |
2 |
1,5 |
2 |
1,5 |
|
|
2 |
3 |
2,5 |
3 |
2,5 |
3 |
2,5 |
3 |
2,5 |
3 |
2,5 |
|
|
3 |
4 |
3,5 |
4 |
3,5 |
4 |
3,5 |
4 |
3,5 |
4 |
3,5 |
|
|
4 |
5 |
4,5 |
5 |
4,5 |
5 |
4,5 |
5 |
4,5 |
5 |
4,5 |
|
|
5 |
6 |
5,5 |
6 |
5,5 |
6 |
5,5 |
6 |
5,5 |
6 |
5,5 |
|
|
6 |
7 |
6,5 |
7 |
6,5 |
7 |
6,5 |
7 |
6,5 |
7 |
6,5 |
|
|
7 |
8 |
7,5 |
8 |
7,5 |
8 |
7,5 |
8 |
7,5 |
8 |
7,5 |
|
|
8 |
9 |
8,5 |
9 |
8,5 |
9 |
8,5 |
9 |
8,5 |
9 |
8,5 |
|
|
9 |
10 |
9,5 |
10 |
9,5 |
10 |
9,5 |
10 |
9,5 |
10 |
9,5 |
|
|
0 |
11 |
10,5 |
11 |
10,5 |
11 |
10,5 |
11 |
10,5 |
11 |
10,5 |
Величина Cso2
|
Последняя цифра в шифре |
Предпоследняя цифра в шифре |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
||
|
1 |
5 |
6 |
5 |
6 |
5 |
6 |
5 |
6 |
5 |
6 |
|
|
2 |
6 |
7 |
6 |
7 |
6 |
7 |
6 |
7 |
6 |
7 |
|
|
3 |
7 |
8 |
7 |
8 |
7 |
8 |
7 |
8 |
7 |
8 |
|
|
4 |
8 |
9 |
8 |
9 |
8 |
9 |
8 |
9 |
8 |
9 |
|
|
5 |
9 |
10 |
9 |
10 |
9 |
10 |
9 |
10 |
9 |
10 |
|
|
6 |
10 |
11 |
10 |
11 |
10 |
11 |
10 |
11 |
10 |
11 |
|
|
7 |
11 |
12 |
11 |
12 |
11 |
12 |
11 |
12 |
11 |
12 |
|
|
8 |
12 |
13 |
12 |
13 |
12 |
13 |
12 |
13 |
12 |
13 |
|
|
9 |
13 |
14 |
13 |
14 |
13 |
14 |
13 |
14 |
13 |
14 |
|
|
0 |
14 |
15 |
14 |
15 |
14 |
15 |
14 |
15 |
14 |
15 |
Для сжигания 1000 кг колчедана объем воздуха рассчитывается по формуле (1.1):
Если масса колчедана отличается, то необходимо провести пересчет пропорционально заданной массе.
Объем выгоревшей серы CSвыг проводится по формуле (1.2):
где
Объем (в м3) воздуха (сухого), который нужно подать в печь на обжиг 1 т сухого сернистого сырья вычисляется по формуле (1.3):
Где m - стехиометрическое отношение числа молекул кислорода к числу молекул двуокиси серы (по уравнению реакции 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2)
Объем получаемого обжигового газа вычисляют по формуле (1.4)
В пересчете на 1 тонну натурального (влажного) колчедана (1.5) объем сухого воздуха составит:
В пересчете на 1 тонну натурального (влажного) колчедана (1.6) объем обжигового газа составит:
Если масса колчедана отличается, то необходимо провести пересчет пропорционально заданной массе
Количество кислорода в воздухе составит:
V(O2) = Vвозд * 0,21
серный кислота ангидрид катализатор
Количество азота в воздухе составит:
V(N2) = Vвозд * 0,79
По итогам расчетов заполнить таблицу:
|
Показатель |
Значение показателя |
|
|
Объем обжигового газа, м3 |
||
|
Объем сухого воздуха, м3 |
||
|
В том числе кислорода, м3 азота, м3 |
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Производство серной кислоты. Материальный тепловой баланс печи для обжига колчедана. Система двойного контактирования и абсорбции. Обжиг серного колчедана, окисление диоксида серы, абсорбция триоксида серы. Влияние температуры на степень выгорания серы.
курсовая работа [907,6 K], добавлен 05.02.2015Технология получения серной кислоты контактным методом. Разработка технологической схемы включающей, сжигания серы, окисления диоксида серы и его абсорбции с получением товарной серной кислоты. Выбор и расчет основного аппарата – контактного аппарата.
дипломная работа [551,2 K], добавлен 06.02.2013Методика отбора проб технической серной кислоты и олеума - раствора триоксида серы в серной кислоте. Методы анализа технической улучшенной аккумуляторной кислоты и олеума: определение моногидрата, свободного серного ангидрида, железа, мышьяка, меди.
реферат [49,1 K], добавлен 05.01.2011Товарные и определяющие технологию свойства серной кислоты. Сырьевые источники. Современные промышленные способы получения серной кислоты. Пути совершенствования и перспективы развития производства. Процесса окисления сернистого ангидрида. Катализатор.
автореферат [165,8 K], добавлен 10.09.2008Применение, физические и химические свойства концентрированной и разбавленной серной кислоты. Производство серной кислоты из серы, серного колчедана и сероводорода. Расчет технологических параметров производства серной кислоты, средства автоматизации.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 24.10.2011Структурная, химическая формула серной кислоты. Сырьё и основные стадии получения серной кислоты. Схемы производства серной кислоты. Реакции по производству серной кислоты из минерала пирита на катализаторе. Получение серной кислоты из железного купороса.
презентация [759,6 K], добавлен 27.04.2015Анализ технологического процесса производства серной кислоты. Получение обжигового газа из серы. Контактное окисление диоксида серы. Материальный баланс для печи сжигания серы. Расчет сушильной башни, моногидратного абсорбера, технологических показателей.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 03.06.2014Физико-химические основы процессов окисления SO2 в системе двойного контактирования и абсорбции. Расчет значения констант равновесия и выхода продукции. Материальный и тепловой балансы процессов. Разработка технологической схемы получения серной кислоты.
дипломная работа [207,8 K], добавлен 23.06.2014Описание промышленных способов получения серной кислоты. Термодинамический анализ процесса конденсации и окисления диоксида серы. Представление технологической схемы производства кислоты. Расчет материального и теплового баланса химических реакций.
реферат [125,1 K], добавлен 31.01.2011Виды сырья, используемого в производстве, и его классификация. Технологическая схема, химическая, функциональная и структурная система производства серной кислоты контактным способом. Основные физико-химические процессы производства серной кислоты.
курсовая работа [143,9 K], добавлен 26.12.2011
