Сырье процесса и его характеристика

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Курсовая работа

Производство серной кислоты

Выполнила: студентка 4 курса группы Г

биологического факультета

Янгильдина А. Я.

Проверила: Бадикова А. Д.

Уфа – 2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………3

1. Название процесса……………………………………………………………4

2. Назначение процесса…………………………………………………………5

3. Сырье процесса и его характеристика………………………………………6

3. 1. Железный колчедан…………………………………………………..6

3. 2. Сера……………………………………………………………………6

3. 3. Сероводород…………………………………………………………...7

3. 4. Газы цветной металлургии……………………………………………7

4. Параметры процесса…………………………………………………………..8

5. Характеристика продуктов процесса…………………………………………9

6. Технологическое оформление процесса…………………………………….10

6.1 Технологическая схема производства серной кислоты из железного колчедана ………………………………………………………………………..12

7. Экологические проблемы, возникшие при производстве серной кислоты.14

7. 1. Обжиговый газ………………………………………………………...14

7. 2. Сернистый ангидрид SO …………………………………………….16

8. Заключение…………………………………………………………………....18

Список литературы………………………………………………………………19

Введение

Серная кислота - важнейший продукт химической промышленности.

Безводная серная кислота (моногидрат) — тяжелая маслянистая жидкость (плотность при 20 ⁰С 1830 кг/м³; температура кипения 296,2 ⁰С при атмосферном давлении; температура кристаллизации 10,45 ⁰С).

· Серная кислота H₂S0₄ является самым многотоннажным продуктом химической промышленности.

· Общее производство в мире –150-200 млн.тонн/год. В России – около 10 млн.тонн. Россия занимает четвертое место в мире по производству серной кислоты после США, Китая и Марокко.

· Самыми крупными мощностями по производству серной кислоты располагают ОАО «Аммофос» г. Череповец Вологодской области;

«Балаковские минеральные удобрения» г. Балаково Саратовской обл.; «Воскресенские минеральные удобрения» г. Воскресенск, Московская область.

Среди минеральных кислот серная кислота по объему производства и потребления занимает первое место. Мировое производство ее за последние 25 лет выросло более чем в три раза и составляет в настоящее время более 160 млн. т в год. Области применения серной кислоты весьма разнообразны. Значительная часть ее используется в производстве минеральных удобрений (от 30 до 60 %), а также в производстве красителей (от 2 до 16 %), химических волокон (от 5 до 15 %) и металлургии (от 2 до 3 %). Она применяется для различных технологических целей в текстильной, пищевой и других отраслях промышленности.

Название процесса

В настоящее время в промышленности для получения серной кислоты в основном применяют контактный метод, позволяющий использовать аппараты с большей интенсивностью. В качестве сырья используется железный колчедан (FeS2) и сера.

Обжиг FeS2 производится в печи кипящего слоя на воздушном дутье. При этом протекает необратимая реакция:

FeS2 + 11 O2 = 2 Fe 2 O3 + 8 SO2 + 13478 кДж.

В качестве реакторов для обжига колчедана могут применяться печи различной конструкции: механические, пылевидного обжига, кипящего слоя. Печи с взвешенным (кипящим) слоем представляют собой цилиндрическую футерованную камеру с решеткой, на которую непрерывно поступает колчедан. Под решетку подается воздух со скоростью, обеспечивающей переход частиц во взвешенное состояние, но не достаточной для их уноса из печи. Частицы колчедана находятся в непрерывном движении, напоминающем кипение жидкости. Время пребывания частиц колчедана в печи составляет несколько секунд. Постоянный приток воздуха обеспечивает почти полное выгорание серы из колчедана. Взвешенный слой имеет высоту, определяемую расположением патрубка для вывода огарка. Частицы огарка свободно вылетают через патрубок благодаря высокой подвижности взвешенного слоя. Печи кипящего слоя отличаются высокой интенсивностью (до 10000 кг/м • сут), обеспечивают более полное выгорание дисульфида железа и контроль температуры, облегчают процесс утилизации теплоты реакции обжига. К недостаткам печей кипящего слоя следует отнести повышенное содержание пыли в газе обжига, что затрудняет его очистку. В настоящее время печи кипящего слоя полностью вытеснили печи других типов в производстве серной кислоты из колчедана.

Назначение процесса

Получение целевого продукта серная кислота, которая является одной из самых сильных кислот. Среди минеральных кислот, производимых химической промышленностью серная кислота по объему производства и потребления занимает первое место. Объясняется это тем, что она самая дешевая из всех кислот, а также ее свойствами. Серная кислота не дымит, в концентрационном виде не разрушает черные металлы, в широком диапазоне температур находится в жидком состоянии.

Сырье процесса и его характеристика

Сырьем в производстве серной кислоты могут быть элементарная сера и различные серосодержащие соединения, из которых может быть получена сера или непосредственно оксид серы (IV).

Природные залежи самородной серы невелики, доля ее равна 0,1 %. На территории Российской Федерации залежей самородной серы очень мало. Чаще всего сера находится в природе в форме сульфидов и сульфатов металлов, а также входит в состав нефти, каменного угля, природного и попутного газов. Значительные количества серы содержатся в виде оксида серы в топочных газах и газах цветной металлургии и в виде сероводорода, выделяющегося при очистке горючих газов. На производство серной кислоты идет около 90% всей вырабатываемой в мире серы.

Источником газовой серы являются Астраханское газоконденсатное месторождение, Оренбургское и Самарское месторождения попутного газа.

В России серная кислота производится из следующего сырья:

· 70 % получают из серы, которую выделяют из природного газа, а также из отходов нефтехимии и цветной металлургии;

· 20 % из отходящих газов;

· 10% из железного колчедана.

Железный колчедан

Железный колчедан — один из самых распространенных минералов в земной коре. По запасам серосодержащих пиритных руд, наша страна занимает одно из первых мест в мире. Колчеданы – рудные материалы, в состав которых входят сульфиды металлов: железа, меди, кобальта, никеля и др. Основой руд в одном случае является пирит – серный колчедан (FeS₂), в других пирротин – магнитный колчедан. Если в рудах кроме железа мало остальных металлов, то их используют в сернокислотном производстве.

Сера

Сера - твердое кристаллическое вещество.

Элементарная сера может быть получена из серных руд или из газов, содержащих сероводород или оксид серы (IV). В соответствии с этим различают серу самородную и серу газовую (комовую).

На территории РФ залежей самородной серы практически нет. Источниками газовой серы являются Астраханское газоконденсатное месторождение, Оренбургское и Самарское месторождения попутного газа.

Из самородных руд серу выплавляют в печах, автоклавах или непосредственно в подземных залежах (метод Фраша). Для этого серу расплавляют непосредственно под землей, нагнетая в скважину перегретую воду, и выдавливают расплавленную серу на поверхность сжатым воздухом.

Сероводород

Бесцветный газ с запахом протухших яиц и сладковатым вкусом. Химическая формула – H2S. плохо растворим в воде, хорошо – в этаноле. В природе встречается очень редко в виде смешанных веществ нефти и газа. Также иногда встречается в воде. Входит в состав вулканических газов. Образуется при гниении белка.

Источником сероводорода служат различные горючие газы: коксовый, генераторный, попутный, газы нефтепереработки. Извлекаемый при их очистке сероводородный газ достаточно чист, содержит до 90% сероводорода и не нуждается в специальной подготовке.

Поиск по сайту: