Ders Amacı: Öğrenciler analiz etmelidir ortak özellikler mineral asitler ve bazında seyreltik ve konsantre sülfürik asidin özelliklerini incelemek, fiziksel ve kimyasal özelliklerdeki benzerlikleri ve farklılıkları not etmek.

Ders yöntemi: sözlü-görsel.

Konular arası iletişim: biyoloji (asitlerin organik maddeler üzerindeki etkisi).

Ekipman: test tüpü rafı, gösterge (litmus, metil turuncu, evrensel gösterge kağıdı), test tüpü tutucusu, cam çubuk, kibrit, ispirto lambası, filtre kağıdı, kimyasal beher.

Reaktifler: H 2 SO 4 (kons.), H 2 SO 4 (dil.), Cu, Zn, CuO, NaOH, BaCl 2, СuCl 2, C, S, H 2 O, sukroz.

I. Organizasyonel an (1-2 dk.)

II. Yeni materyal öğrenme (30 dk.)

Öğretmen: bugün kükürt - sülfürik asidin oksijen bileşiklerinden biriyle tanışacağız.

Öğretmen: Bir küme "Sülfürik asit" yapalım. (Önceden edinilmiş bilginin bir aktüelleşmesi ve sistemleştirilmesi vardır.)

Öğretmen bir kümeyi derlerken aşağıdaki soruları kullanarak öğrencilerin zihinsel aktivitelerini yönlendirebilir:

Sülfürik asit hakkında ne biliyorsun?

Bu maddenin fiziksel özellikleri nelerdir?

kimyasal özellikleri nelerdir sülfürik asit mineral asit gibi?

– Sülfürik asidin spesifik özelliklerini biliyor musunuz?

- Bu madde sanayinin hangi alanlarında kullanılmaktadır?

(Öğrencilerin doğru ve yanlış tüm varsayımları öğretmen tarafından tahtaya yazılır ve bir küme diyagramı 1 derlenir).

Küme "Sülfürik asit"

şema 1

Öğrencilerin tüm varsayımlarını bir küme şeklinde (Şema 1) yazdıktan sonra, öğretmen yeni materyali açıklamaya devam eder. Derlenen kümenin şeması dersin sonuna kadar kaydedilir.

1) Fiziksel özellikler.

Öğretmen: Sülfürik asidin fiziksel özellikleri nelerdir? Bu soruya bir deneyle cevap verelim.

Deneyim 1: Gösteri toplama durumu konsantre sülfürik asit, suda çözünme (güvenlik önlemlerine dikkat edilmelidir: özellikle, aside su eklenemez; çözelti karıştırılırken asit dikkatlice suya dökülmelidir).

Öğretmen: karakterize etmek fiziksel özellikler sülfürik asit.

Sonuç: Sülfürik asit renksiz yağlı ağır bir sıvıdır, suda yüksek oranda çözünür ve yoğunluğu 1.86 g/ml'dir.

2) Kimyasal özellikler.

Öğretmen: Bu maddenin kimyasal özellikleri nelerdir? Konsantre ve seyreltik sülfürik asitler aynı özelliklere sahip midir? Bunu bir deney yardımıyla belirleyeceğiz ve sonuçları Tablo 1'e gireceğiz.

Öğretmen: Konsantre ve seyreltik sülfürik asitlerin özelliklerini karşılaştırın. Bölmek defter sayfasıüç sütun halinde. İlk sütun “özellikler”, ikincisi “seyreltik sülfürik asidin özellikleri” ve üçüncüsü “konsantre sülfürik asidin özellikleri”. (seyreltik ve konsantre sülfürik asidin özelliklerinin incelenmesi, Tablo 1'in doldurulduğu bir gösteri deneyi kullanılarak gerçekleştirilir).

"seyreltik ve konsantre sülfürik asitlerin özellikleri". Tablo 1.

Özellikleri	H2S04 dil.	H 2 SO 4 kons.
Gösterge: a) turnusol b) metil portakal	Deneyim 1: Asitlerin göstergeler üzerindeki etkisi
	Kırmızı Pembe	Göstergelerin rengini değiştirmez
Suda asidin ayrışması	H 2 SO 4 \u003d H + + HSO 4 - HSO4 – = H + + SO 4 2-	AYRILMAZ
Hidrojene kadar elektrokimyasal voltaj serilerinde duran metaller ile	Deneyim 2: İçinde duran metallerle etkileşim elektrokimyasal seri hidrojene baskılar
	H 2 + SO 4 + Zn 0 \u003d Zn + 2 SO 4 + H 2 0 H + - oksitleyici ajan Zn 0 - indirgeyici ajan	4H 2 S +6 O 4 + 3Zn 0 = 3Zn +2 SO 4 + S 0 ↓ + 4H2O S +6 - oksitleyici ajan Zn 0 - indirgeyici ajan 5H 2 SO 4 + 4Ca = 4CaSO 4 + H2S+ 4H2O Fe, Cr, Ni, Bi, Co, Mg, Al ile tuzlarının bir oksit filminin oluşumu nedeniyle soğukta pasifleşir
Hidrojenden sonra elektrokimyasal voltaj dizisinde duran metallerle	Deneyim 3: metallerle etkileşim hidrojenden sonra elektrokimyasal voltaj dizisinde duran
	TEPKİ VERMEZ	2H 2 S +6 O 4 + Cu 0 \u003d Cu + 2 SO 4 + S +4 O2+ 2H2O S +6 - oksitleyici ajan Cu 0 - indirgeyici ajan Au ve Pt ile reaksiyona girmez
bazik oksitler ile	Deneyim 4: Bazik oksitlerle etkileşim H 2 SO 4 + CuO \u003d CuSO 4 + H 2 O CuO + 2H + + SO 4 2– → Cu 2+ + SO 4 2– + H 2 O CuO + 2H + → Cu 2+ + H 2 O
bazlar ile	Deneyim 5: Etkileşim alkaliler ile(Nötrleştirme reaksiyonu) H 2 SO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O 2H + + SO 4 2– + 2Na + + 2OH – = 2Na + + SO 4 2– + 2H 2 O H + + OH - \u003d H20 Etkileşim çözünmeyen bazlarla H 2 SO 4 + Cu(OH) 2 ↓ = CuSO 4 + 2H 2 O 2H + + SO 4 2– + Cu(OH) 2 ↓ = Cu 2+ + SO 4 2– + 2H 2 O 2H + + Cu(OH) 2 ↓ = Cu 2+ + 2H 2 O
SO 4 2-'ye kalitatif reaksiyon	Deneyim 6: Sülfat iyonunun varlığının kanıtı H 2 SO 4 + BaCl 2 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HCl 2H + + SO 4 2– + Ba 2+ + 2Cl – = BaSO 4 ↓ + 2H + + 2Cl - SO 4 2– + Ba 2+ \u003d BaSO 4 ↓
metal olmayanlar ile	Deneyim 7: Metal olmayanlarla etkileşim
	TEPKİ VERMEZ	2H 2 S +6 O 4 + C 0 \u003d 2S +4 O 2 + CO 2 + + 2H 2 O S +6 - oksitleyici ajan C 0 - indirgeyici ajan 2H 2 S +6 O 4 + S 0 \u003d 3S +4 O 2 + 2H 2 O S +6 - oksitleyici ajan S 0 - indirgeyici ajan
organik madde	Deneyim 8: Organik maddelerle etkileşim
	TEPKİ VERMEZ	odun kömürü, lif, sakaroz

III. Yeni malzemenin konsolidasyonu (5 dak.)

Öğretmen: Bu derste edinilen bilgilerden yola çıkarak dersin başında derlenen kümeye tekrar dönmenizi öneririm.

Öğrenciler sülfürik asit hakkında bildiklerini ve öğrendiklerini karşılaştırırlar.

Dersin son bölümünde öğrenilen materyal pekiştirilir ve dersin başında derlenen küme kullanılarak yansıtma yapılır. Öğretmen, öğrencilerden sülfürik asidin özellikleri hakkında daha önce yapılan varsayımların doğruluğunu kontrol etmelerini ister. Öğrenciler ifadelerindeki hataları düzeltir ve yeni materyali inceleme sürecinde elde edilen yeni bilgilerle ek şema 1'i düzeltir. Artırılmış ve düzeltilmiş kümenin olası bir versiyonu Şema 2'de gösterilmektedir.

Küme "Sülfürik asit"

Şema 2

IV. Yorumlarla işaretleme (1-2 dk.)

v. Ev ödevi(1-2 dak.)

Dersi öğretmeye yönelik bu yaklaşım şunları sağlar: ilk olarak, konsantre ve seyreltik sülfürik asitlerin özelliklerini karşılaştırmalı olarak incelemek ve ikincisi, aktive etmek Öğrenme aktiviteleriöğrenciler. Bir kümenin kullanılması, öğrencilerin dikkatini, genel olarak çalışılan materyalin daha etkili özümsenmesine katkıda bulunan öğrenme etkinliklerini harekete geçirmeye yardımcı olur. Aynı zamanda, öğrenciler hataları görmeyi, kendi başlarına düzeltmeyi, akıl yürütmeyi, edindikleri bilgileri genelleştirmeyi, reddetmeyi veya tam tersi başkalarının görüşlerini kabul etmeyi öğrenirler. Böyle bir ders sürecinde, öğrenciler hazır bilgiyi uygun hale getirmezler, ancak konuşmalarını, düşünme mantığını ve bakış açısını savunma yeteneğini geliştirirken, sorulan soruların cevaplarını bağımsız olarak ararlar.

Seyreltik ve konsantre sülfürik asitlerin özelliklerinin incelenmesi üzerine bir gösteri deneyi, öğrencilerin bir dizi soruyu bağımsız olarak yanıtlamasına, karşılaştırma yapmasına, yapılan varsayımların doğruluğunu kontrol etmesine ve asitlerle çalışma konusunda pratik beceriler geliştirmesine olanak tanır.

Sülfürik asitH 2 BÖYLE 4 - uçucu olmayan ağır sıvı, suda yüksek oranda çözünür (ısıtıldığında). t metrekare = 10,3°C, bp = 296°С,

Nemi çok iyi emer, bu nedenle genellikle kurutucu görevi görür.

Sülfürik asit üretimi H 2 SO 4 .

Üretme sülfürik asit bir iletişim sürecidir. 3 aşamaya ayrılabilir:

1. Makbuz SO2 kükürt yakarak veya sülfitleri kavurarak.

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q,

çinko + H 2 BÖYLE 4 = ZnSO 4 + H 2 ,

Alkaliler veya bazik oksitlerle reaksiyonlarında sülfatlar veya hidrofilatlar oluşturur:

CaO + H2S04 (razb) = İTİBARENaSO4 + H2O,

Na 2 O + H 2 SO 4 (razb) \u003d NaHSO 4 + NaOH,

Baryum sülfatın çözünmeyen bir sülfat olduğu unutulmamalıdır, bu nedenle sülfat iyonlarının varlığının bir göstergesi olarak kullanılır.

konsantreH 2 BÖYLE 4 bakır, gümüş, karbon ve fosforu oksitler:

2Ag + 2H 2 SO 4 \u003d Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O,

2P + 5H 2 SO 4 \u003d 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O,

konsantre H 2 BÖYLE 4 de normal koşullar ile etkileşime girmez Al, Cr, Fe, ancak ısıtıldığında reaksiyona girer.

konsantre H 2 BÖYLE 4 su ile hızla reaksiyona girerek büyük miktarda ısı açığa çıkarır.

GİRİİŞ

SÜLFÜRİK ASİT FİZYO-KİMYASAL TEKNOLOJİLERİ

İŞLEMİN KİNETİK VE MEKANİZMASI

1 Denge dönüşüm derecesi

2 S02'den S03'e reaksiyon hızı

3 SO2'nin akışkan yataklı bir katalizör üzerinde oksidasyonu

SÜLFÜRİK ASİT TEKNOLOJİSİ

1 Teknoloji için ham maddeler

2 Sülfürik asit üretimi için teknolojik şema ve tanımı

3 Sülfürik asit teknolojisindeki atıklar ve bertaraf yöntemleri

4 Sülfürik asit üretiminde izin verilen maksimum gaz, buhar ve toz konsantrasyonları

ANA ÜNİTE TASARIMI

1 Oleum emici

2 Monohidrat emici

3 Soğurucuların teknolojik özellikleri

TEKNOLOJİNİN TEKNİK VE EKONOMİK GÖSTERGELERİ

KAYNAKÇA

GİRİİŞ

Sülfürik asit, kimya endüstrisinin ana ürünlerinden biridir. Çeşitli endüstrilerde kullanılır Ulusal ekonomiçünkü kompleksi var özel mülkler teknolojik kullanımını kolaylaştırmaktadır. Sülfürik asit sigara içmez, rengi ve kokusu yoktur, normal sıcaklıklarda sıvı haldedir ve konsantre halde demirli metalleri aşındırmaz. Aynı zamanda, sülfürik asit güçlü mineral asitlerden biridir, çok sayıda stabil tuz oluşturur ve ucuzdur.

Sülfürik asidin kimyasal bileşimi H2SO4 formülü ile ifade edilir.

Mühendislikte, sülfürik asit, kükürt oksidin su ile herhangi bir karışımı anlamına gelir. 1 mol SO3 başına 1 mol'den fazla su varsa, karışımlar sulu sülfürik asit çözeltileridir ve daha azsa, sülfürik asit (oleum) veya dumanlı sülfürik asit içindeki sülfürik anhidrit çözeltileridir.

Mineral asitler arasında üretim ve tüketim açısından sülfürik asit ilk sırada yer almaktadır. Dünya üretimi son 25 yılda üç kattan fazla arttı ve şu anda yılda 160 milyon tondan fazla.

Sülfürik asit, gübrelerin üretimi için kullanılır - süperfosfat, amofos, amonyum sülfat, vb. Petrol ürünlerinin rafine edilmesinde ve ayrıca metalleri dekapaj ederken demir dışı metalurjide tüketimi önemlidir. Boya, vernik, boya, tıbbi maddeler, bazı plastikler, kimyasal lifler, birçok pestisit üretiminde yüksek saflıkta sülfürik asit kullanılmaktadır. patlayıcılar, eterler, alkoller vb.

Konsantre sülfürik asit, güçlü bir oksitleyici ajandır. HI ve kısmen HBr'yi serbest halojenlere, karbonu CO2'ye, S'yi SO2'ye oksitler, birçok metali oksitler. H2SO4 içeren redoks reaksiyonlarının gerçekleştirilmesi genellikle ısıtma gerektirir. Genellikle kurtarma ürünü SO2'dir:

S + 2 H2SO4 = 3SO2+ 2H2O (1) + 2 H2SO4 = 2SO2 + CO2 + 2H2O (2)S + H2SO4= SO2+ 2H2O + S (3)

Güçlü indirgeyici maddeler H2SO4'ü S veya H2S'ye dönüştürür.

Isıtıldığında, konsantre sülfürik asit hemen hemen tüm metallerle reaksiyona girer (Au, Pt, Be, Bi, Fe, Mg, Co, Ru, Rh, Os, Ir hariç), örneğin:

Cu + 2 H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O (4)

Sülfürik asit, tuzlar oluşturur - sülfatlar (Na2SO4) ve hidrosülfatlar (NaHSO4). Çözünmeyen tuzlar - PbSO4, CaSO4, BaSO4, vb.:

H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2HCl (5)

Soğuk sülfürik asit demiri pasifleştirir, bu nedenle demir kaplarda taşınır. Susuz sülfürik asit, SO3'ü iyi çözer ve onunla reaksiyona girerek, reaksiyonla elde edilen pirosülfürik asit oluşturur:

H2SO4+ SO3=H2S2O7 (6)

SO3'ün sülfürik asit içindeki çözeltilerine oleum denir. İki bileşik oluştururlar: H2SO4 SO3 ve H2SO4 2SO3

Standartlara göre teknik ve akümülatör sülfürik asitler ayırt edilir.

Sülfürik asit teknik GOST 2184-77

Teknik sülfürik asit, gübre, suni elyaf, kaprolaktam, titanyum dioksit, etil alkol, anilin boyaları ve bir dizi başka endüstrinin üretimi için geliştirilmiştir. GOST 2184-77'ye göre, aşağıdaki teknik sülfürik asit türleri ayırt edilir:

iletişim (gelişmiş ve teknik);

oleum (gelişmiş ve teknik);

kule;

yenilendi.

Fiziksel ve kimyasal göstergelere göre, sülfürik asidin standartları karşılaması gerekir:

Göstergenin adı
	İletişim					Kule	yenilenmiş
	gelişmiş	teknik		gelişmiş	teknik
1.kütle kesri monohidrat (H2SO4), %		92.5'ten az değil		standartlaştırılmamış		en az 75	en az 91
2. Serbest sülfürik anhidritin (SO3) kütle oranı, artık %
3. Demirin kütle oranı (Fe),%, artık yok					standartlaştırılmamış
4. Kalsinasyondan sonra tortunun kütle oranı,%, artık yok			standartlaştırılmamış
5. Azot oksitlerin (N2O3) kütle oranı,%, artık yok		standartlaştırılmamış			standartlaştırılmamış
6. Nitro bileşiklerinin kütle oranı,%, artık yok	standartlaştırılmamış
7. Arseniğin kütle oranı (As),%, artık yok		standartlaştırılmamış			standartlaştırılmamış
8. Klorür bileşiklerinin (Cl) kütle oranı,%, artık yok		standartlaştırılmamış
9.Kurşun kütle oranı (Pb),%, artık yok		standartlaştırılmamış			standartlaştırılmamış
10.Şeffaflık	seyreltme olmadan şeffaf.	standartlaştırılmamış
11. Renk, cm3 referans çözümü, artık yok			standartlaştırılmamış

Sülfürik akümülatör asidi GOST 667-73

Konsantre akü sülfürik asit, damıtılmış su ile seyreltildikten sonra kurşun aküleri doldurmak için bir elektrolit olarak uzmanlaşmıştır. Fiziksel ve kimyasal göstergelere göre akü sülfürik asidinin tabloda belirtilen standartları karşılaması gerekmektedir.

Göstergenin adı
	Üst sınıf
1. Monohidratın (H2SO4) kütle oranı,%
2. Demirin kütle oranı (Fe),%, artık yok
3. Kalsinasyondan sonra tortunun kütle oranı,%, artık yok
4. Azot oksitlerin (N2O3) kütle oranı,%, artık yok
5. Arseniğin kütle oranı (As),%, artık yok
6. Klorür bileşiklerinin (Cl) kütle oranı,%, artık yok
7. Manganezin kütle oranı (Mn),%, artık yok
8. Kurşun (Pb) cinsinden ağır metal miktarının kütle oranı,%, artık yok
9. Bakırın kütle oranı (Cu),%, artık yok
10. KMnO4, cm3'ü (1/5 KMnO4) = 0,01 mol/dm3 ile azaltan maddelerin kütle oranı, en fazla

Bu makale, en iyi uygulamaları kullanarak üretimi daha da iyileştirmek olan sülfürik asit endüstrisindeki işçilerin en önemli görevini tartışmaktadır. ilerici yöntem ve çalışma yöntemlerinin yanı sıra bilim ve teknolojinin en son başarılarına dayanan sülfürik asit üretimi için temelde yeni yöntemlerin geliştirilmesinde.

sülfürik asit emici

1.
SÜLFÜRİK ASİT TEKNOLOJİSİNİN FİZİKSEL VE ​​KİMYASAL TEMELLERİ

Modern sülfürik asit üretiminde, hammadde kükürt dioksit (kükürtlü anhidrit), oksijen ve sudur, aralarındaki etkileşim toplam stokiyometrik denkleme göre ilerler:

SO2 + 1 / 2O2 + nH2O H2SO4 + (n-1) H2O + Q (7)

Bu işlem iki şekilde gerçekleştirilir - nitröz ve temas.

SO2'nin SO3'e oksidasyonu için nitröz proses esas olarak sıvı fazda meydana gelir ve oksijenin nitrojen oksitler yoluyla transferine dayanır. SO2'yi SO3'e oksitleyen nitrojen oksitler, hem sıvı hem de gaz fazlarında gaz karışımının oksijeni tarafından tekrar oksitlenen NO'ya indirgenir.

Nitröz yöntemin özü, tozdan temizlendikten sonra kavurma gazının nitroz adı verilen nitrojen oksitlerin çözüldüğü sülfürik asit ile muamele edilmesidir. Kükürt dioksit nitroz tarafından emilir ve daha sonra reaksiyona göre nitrojen oksitler tarafından oksitlenir.

SO2 + N2O3 + H2O = H2SO4 + 2NO (8)

Nihai NO, nitrozda az çözünür ve bu nedenle ondan salınır ve daha sonra gaz fazında oksijen tarafından kısmen NO2 dioksite oksitlenir. Nitrojen oksitler NO ve NO2 karışımı, sülfürik asit, vb. tarafından yeniden emilir. Nitrojen oksitler esasen nitröz proseste tüketilmez ve üretim döngüsüne geri döndürülür. Ancak, sülfürik asit tarafından eksik emilmeleri nedeniyle, kısmen egzoz gazları tarafından taşınırlar; bu, onarılamaz bir oksit kaybı oluşturur.

SO2'nin sülfürik aside azot yöntemiyle işlenmesi, üretim kulelerinde - kil halkaları ile doldurulmuş silindirik tanklarda (15 m veya daha yüksek) gerçekleştirilir. Yukarıdan gaz pıhtısına doğru "nitroz" püskürtülür - reaksiyonla elde edilen nitrosil sülfürik asit NOOSO3H içeren seyreltik sülfürik asit:

O3 + 2 H2SO4 = 2 NOOSO3H + H2O (9)

SO2'nin nitrojen oksitler tarafından oksidasyonu, nitroz tarafından emildikten sonra çözelti içinde meydana gelir. Nitroz su ile hidrolize edilir:

H + H2O = H2SO4 + HNO2 (10)

Kulelere giren kükürt dioksit, su ile kükürtlü asit oluşturur:

H2O = H2SO3 (11)

HNO2 ve H2SO3 etkileşimi, sülfürik asit üretimine yol açar:

2 HNO2 + H2SO3 = H2SO4 + 2 NO + H2O (12)

Serbest bırakılan NO, oksidasyon kulesinde N2O3'e (daha doğrusu NO + NO2 kıvamına) dönüştürülür. Buradan, gazlar, onları yukarıdan karşılamak için sülfürik asidin sağlandığı absorpsiyon kulelerine girer. Üretim kulelerine pompalanan nitroz ortaya çıkıyor. Böylece üretimin sürekliliği ve azot oksitlerin döngüsü gerçekleştirilir. Egzoz gazlarıyla kaçınılmaz kayıpları HNO3 ilavesiyle yenilenir.

Nitröz yöntemle elde edilen sülfürik asit, yetersiz derecede yüksek bir konsantrasyona sahiptir ve zararlı safsızlıklar içerir (örneğin, As). Yaratılışına, nitrojen oksitlerin atmosfere salınması eşlik eder ("tilki kuyruğu", yani NO2'nin rengi için adlandırılır).

Kulelerin alt kısmında, doğal olarak, nitrozun hazırlanmasına harcanandan daha fazla miktarda% 76 sülfürik asit birikir (sonuçta “yenidoğan” sülfürik asit eklenir).

Kule yönteminin dezavantajı, elde edilen asidin sadece %76'lık bir konsantrasyona sahip olmasıdır (daha yüksek bir konsantrasyonda, nitrosilsülfürik asidin hidrolizi zayıftır). Buharlaştırma yoluyla sülfürik asit konsantrasyonu ek bir zorluk sunar. Bu yöntemin avantajı, SO2'de bulunan safsızlıkların işlemin gidişatını etkilememesidir, böylece ilk SO2 tozdan yeterince temizlenebilir, yani. mekanik kirlilikler.

Önceleri nitröz işlemi kurşun odalarda yapılıyordu bu nedenle oda yöntemi olarak adlandırılıyordu, günümüzde verimsiz olan bu yöntem kullanılmamaktadır. Bunun yerine, SO2 işlemenin tüm ana ve ara işlemlerinin odalarda değil, dolgu ile doldurulmuş ve sülfürik asit ile sulanan kulelerde gerçekleştiği bir kule yöntemi kullanılır.

Iletişim yöntemi. 1831'de İngiltere'de Phillips tarafından katı bir platin katalizörün yüzeyinde oksijenle SO2'yi oksitleme olasılığının keşfi, yalnızca 19. yüzyılın 70'lerinde yaygın olarak kullanıldı. Böylesine geç bir gelişme, ilk olarak platin katalizörün etkinliğini hızla kaybetmesi ile açıklanmaktadır; ve ikincisi, o sırada oleum tüketicisi olmadığı gerçeği.

70'lerde, Knitch'in çalışması sayesinde platin aktivitesindeki azalmanın nedeni belirlendi: piritlerin ateşlenmesi sırasında kükürt dioksitte arsenik varlığı; ayrıca kavurma gazını katalizör zehirinden temizlemenin bir yolunu buldu.

Şu anda dünyadaki sülfürik asidin çoğu temas yöntemiyle üretilmektedir. Temas yöntemiyle sülfürik asit üretimindeki büyüme, saf ve konsantre asit ihtiyacı, işlemi otomatikleştirme olasılığı ve egzoz gazlarındaki kükürt oksit içeriğinin azaltılması nedeniyle daha yüksek, teknik bir seviye ile belirlenir. izin verilen maksimum konsantrasyonlara (MPC) kadar. Dünyada sülfürik asit elde etmek için temas süreci iki yöntemle gerçekleştirilir:

S02'den S03'e oksidasyon derecesi % 97,5-98'e eşit olan tek temas yöntemi (SC) ve izin verilen maksimum konsantrasyonun (MPC) üzerinde atmosfere SO2 ve SO3 içeren egzoz gazlarının emisyonu, ek maliyetler gerektiriyordu. bu tür temizleme ayırma sistemlerinde yapı;

· çift temas (DK) ve çift absorpsiyon (DA) yöntemi. DC-DA sistemlerinde, SO2'nin SO3'e oksidasyon derecesi, egzoz gazlarında izin verilen maksimum SO2 ve SO3 konsantrasyonunun elde edilmesine karşılık gelen %99,7-99,8'dir.

DK sistemine göre temas yöntemiyle sülfürik asit üretimi aşağıdaki aşamalardan oluşur:

) hammaddelerin hazırlanması;

) kükürt dioksit üretimi

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 + 3415 Q (t = 800°C) (13)

veya 3FeS2 + 8O2 →Fe3O4 + 6SO2 + Q (14)

veya kükürt yakma S + O2 → SO2 (15)

)
gaz arıtma;

) kükürt dioksitin oksidasyonu

2SO2 + O2 ↔2SO3 + Q (400-500°С, kat. V2O5) (16)

) SO3 absorpsiyonu

H2O → H2SO4 + Q (17)

) egzoz gazı temizliği.

DK - YES sistemine göre sülfürik asit elde edilirken altıncı aşama yoktur.

Sülfürik asit teknolojisinin temas yöntemini en verimli olarak beğendim (elde edilen yüksek derece dönüşüm) ve ekoloji açısından daha elverişli (emisyonlar MPC ve MPE standartlarına uygundur.)

İŞLEMİN KİNETİK VE MEKANİZMASI

Proses kimyası:

kükürt yakma

SO2'nin SO3'e oksidasyonu

SO3 emilimi

Sülfürik asit üretimindeki en önemli görev, SO2'nin SO3'e dönüşüm derecesini arttırmaktır. Sülfürik asidin üretkenliğini artırmanın yanı sıra, bu görevin yerine getirilmesi, çevre sorunlarını çözmemize - zararlı bileşen SO2'nin çevreye emisyonlarını azaltmamıza da olanak tanır.

SO2 dönüşümünde bir artış farklı yollarla elde edilebilir. Bunlardan en yaygın olanı çift kontak devrelerinin oluşturulmasıdır.

Temas yöntemiyle sülfürik asit üretiminde, SO2+1/2O2↔SO3+Q reaksiyonu ile SO2'nin oksidasyonu bir katalizör varlığında gerçekleşir. Çeşitli metaller, bunların alaşımları ve oksitleri, bazı tuzları, silikatlar ve diğer birçok madde SO2'nin oksidasyonunu hızlandırma yeteneğine sahiptir. Her katalizör, belirli bir derecede dönüşüm özelliği sağlar. Fabrika koşulları altında, oksitlenmemiş SO2'nin kalıntı miktarı absorpsiyon bölmesinde tutulmadığı ve egzoz gazlarıyla birlikte atmosfere atıldığı için en yüksek dönüşüm derecesine ulaşan katalizörlerin kullanılması daha karlıdır.

Uzun bir süre boyunca platin, ince bir şekilde bölünmüş halde lifli asbeste, silika jele veya magnezyum sülfata uygulanan bu işlem için en iyi katalizör olarak kabul edildi. Ancak platin, en yüksek katalitik aktiviteye sahip olmasına rağmen çok pahalıdır. Ek olarak, gazdaki en küçük miktarlarda arsenik, selenyum, klor ve diğer safsızlıkların varlığında etkinliği büyük ölçüde azalır. Bu nedenle, bir platin katalizörün kullanılması, kapsamlı gaz saflaştırma ihtiyacı nedeniyle enstrümantasyonun karmaşıklığına yol açtı ve bitmiş ürünün maliyetini artırdı.

Platin olmayan katalizörler arasında vanadyum katalizörü (vanadyum pentoksit V2O5'e dayalıdır) en yüksek katalitik aktiviteye sahiptir; platin katalizöre göre daha ucuzdur ve yabancı maddelere karşı daha az hassastır.

Sülfürik asit üretiminde, BAV ve SVD kalitelerinin vanadyum (V) okside dayalı temas kütleleri katalizör olarak kullanılır, bu nedenle onları oluşturan elementlerin ilk harflerinden sonra adlandırılır.

BAS (baryum, alüminyum, vanadyum) bileşimi:

Katalizörlerin başka icatları da var. Buluş, kükürt dioksitin oksidasyonu için katalizörlerle ilgilidir ve normal ve yüksek kükürt dioksit içeriğine sahip gaz karışımlarının işlenmesinde sülfürik asit üretiminde kullanılabilir.

Si02, CaO içeren bir diatomit taşıyıcı üzerinde sodyum, potasyum, rubidyum ve (veya) sezyum bileşiklerinin alkali destekleyicilerinin eklenmesiyle vanadyum pentoksitten oluşan kükürt dioksitin oksidasyonu için bir katalizör bilinmektedir. Oksit cinsinden bir alkalin promotör karışımı, wt. Na2O 5-30; Rb2O ve (veya) Cs2O 15-35; K2O 8-35.

485oC'de katalizör aktivitesi 420oC'de %90.2-91 %57.8-59.7 Aşağıdaki koşullar altında test edildiğinde: V 4000 h-1, ilk gaz karışımındaki kükürt dioksit içeriği 7 hacim. gerisi havadır. Mekanik ezilme mukavemeti 1-2 MPa

SO2'nin oksidasyon reaksiyonu ekzotermiktir; termal etkisi, herhangi bir Kimyasal reaksiyon, sıcaklığa bağlıdır.

400–700°C aralığında, oksidasyon reaksiyonunun termal etkisi (kJ/mol cinsinden), aşağıdaki formülle teknik hesaplamalar için yeterli doğrulukla hesaplanabilir.

Q= 10 142 - 9,26T veya 24205 - 2,21T (kcal/mol cinsinden) (18)

burada T sıcaklık, K.

S02'nin S03'e oksidasyon reaksiyonu tersine çevrilebilir. Bu reaksiyonun denge sabiti (Pa-0.5 cinsinden) denklem ile tanımlanır.

burada Pso2 , Pso3 , Po2-dengesi SO2, SO3 ve O2 , Pa'nın kısmi basınçları. Kp değeri sıcaklığa bağlıdır:

Tablo 1. Denge sabitinin sıcaklığa bağımlılığı

390 400 425 450 475 500	1,801 1,410 0,768 0,437 0,258 0,159	525 575 600 625 650	0,100 0,044 0,030 0,021 0,015

390-650 °C aralığındaki Kp değerleri formül ile hesaplanabilir.

(20)

veya daha doğrusu

2.1 Denge dönüşümü

Katalizörde elde edilen S02 dönüşümünün derecesi, aktivitesine, gaz bileşimine, gazın katalizörle temas süresine, basınca, vb. bağlıdır. Belirli bir bileşime sahip bir gaz için teorik olarak mümkün, yani denge dönüşüm derecesi sıcaklığa bağlıdır. ve denklem ile ifade edilir:

(22)

burada Pso2 , Pso3, SO2 ve SO3'ün denge kısmi basınçlarıdır.

Denklem (6-5)'e, denklem (23)'teki Pso3/Pso2 oranını değiştirerek şunu elde ederiz:

(24)

P toplam gaz basıncı ise (Pa olarak), a gaz karışımındaki ilk S02 içeriğidir (hacim %), b gaz karışımındaki ilk oksijen içeriğidir (hacim %), o zaman denklem (6-6) ) aşağıdaki formu alacaktır:

(25)

Bu denkleme göre denge dönüşüm derecesinin belirlenmesi, ardışık yaklaşımlar yöntemiyle gerçekleştirilir. xp'nin beklenen değeri denklemin sağ tarafına yazılır ve hesaplamalar yapılır. Bulunan değer daha önce kabul edilen değerden farklıysa hesaplama tekrarlanır.

Sıcaklığın düşmesi ve gaz basıncının artmasıyla xp değeri artar. Bunun nedeni, oksidasyon reaksiyonunun ısı salınımı ve azalma ile ilerlemesidir. toplam sayısı moleküller. Aşağıda %7 S02, %11 02 ve %82 N2 içeren bir gaz için çeşitli sıcaklıklarda ve 0.1 MPa basınçta xp değerleri verilmiştir:

Tablo 2. Dönüşüm derecesinin sıcaklığa bağımlılığı

390 400 410 420 430 440 450 460	99,4 99,2 99,0 98,7 98,4 98,0 97,5 96,9	470 480 490 500 510 520 530 540	96,2 95,4 64,5 93,4 92,1 90,7 89,2 87,4	550 560 570 580 590 650 700 1000	85,5 82,5 80,1 77,6 75,0 58,5 43,6 5,0

Denge dönüşüm derecesi, gazdaki SO2 ve O2 oranına bağlıdır, bu da ateşlenecek hammaddenin tipine ve sağlanan hava miktarına bağlıdır. Ne kadar fazla hava verilirse, gaz karışımında o kadar az SO2 ve daha fazla 02 bulunur ve sonuç olarak, denge dönüşüm derecesi o kadar yüksek olur.

Tablo 3. Denge dönüşüm derecesinin basınca bağımlılığı

	Basınçta Xp* 100 (MPa cinsinden)
400 450 500 550 600	99,2 97,5 93,4 85,5 73,4	99,6 98,9 96,9 92,9 85.8	99,7 99,2 97,8 94,9 89,5	99,9 99,5 98,6 96,7 93,3	99,9 99,6 99,0 97,7 95,0	99,9 99,7 99,3 93,3 96,4

Tablo 4. Denge dönüşüm derecesinin xp gaz karışımının bileşimine bağımlılığı (475 °C'de ve 0,1 MPa basınçta)

		18,4 16,72 15,28 13,86 12,43	97,1 97,0 96,8 96,5 96,2		11,0 9,58 8,15 6,72	95,8 95,2 94,3 92,3

2.2 S02'den S03'e reaksiyon hızı

Üretim koşulları altında, SO2'nin oksidasyon hızı esastır.

Bir vanadyum katalizörü üzerinde (sabit bir yatakta) SO2'nin SO3'e oksidasyon hızı, denklem ile ifade edilir.

(26)

x, dönüşüm derecesi, bir birimin kesirleridir; τ - temas süresi, s; a, bir birimin kesirleri olan SOa'nın başlangıç ​​konsantrasyonudur; xp - denge dönüşüm derecesi, paylar; b - oksijenin ilk konsantrasyonu, paylar; T-sıcaklık, K; P - toplam basınç, Pa; Kp - denge sabiti [denklem (6-4)], Pa-0.5; k - reaksiyon hızı sabiti, s-1-Pa-1:

(28)

k0 - katsayısı; E-aktivasyon enerjisi, J/mol;

Sülfür oksidin (IV) oksijenle kükürt okside (VI) oksidasyonu için aktivasyon enerjisi çok yüksektir. Bu nedenle, bir katalizörün yokluğunda, oksidasyon reaksiyonu pratik olarak yüksek sıcaklıkta bile ilerlemez. Bir katalizörün kullanılması, aktivasyon enerjisini düşürmeyi ve oksidasyon oranını arttırmayı mümkün kılar.

3 SO2'nin akışkan yataklı bir katalizör üzerinde oksidasyonu

Akışkan yatakta, gazın katalizör parçacıkları ile çok yoğun bir şekilde karışması meydana gelir, bunun sonucunda gazın sıcaklığı ve bileşimi, katalizörün tüm hacmi boyunca pratik olarak aynıdır. Bu, SO2 ve O2'nin katalizör yüzeyine harici difüzyon hızını önemli ölçüde artırır.

Akışkan yatağın hidrolik direnci tane boyutuna bağlı değildir, bu nedenle katalitik oksidasyon Akışkan yatakta SO2, katalizörün iç yüzeyinin neredeyse tamamen kullanılmasını sağlayan çok küçük küresel granüller (yarıçap 0,5-2 mm) kullanılır.

Süspansiyonlu bir katalizör yatağında kükürt dioksit oksidasyon işleminin kinetiği, büyük ölçüde hidrodinamik faktörler tarafından belirlenir, çünkü yoğun radyal ve eksenel karıştırmaya ek olarak, kabarcıklar şeklinde gaz geçişi mümkündür. Tüm faktörleri hesaba katmak çok zordur. Ancak pilot ve endüstriyel testler, büyük çaplı reaktörlerde tam karıştırma koşullarının sağlandığını göstermektedir. Bu nedenle, bu durumda S02 oksidasyon hızının, akışkan yatağın tüm noktalarında aynı olduğu varsayılabilir ve bu nedenle, hesaplama denklemi (6-19) aşağıdaki gibi gösterilebilir:

(29)

Burada x, akışkanlaştırılmış yataktan gaz çıkışındaki dönüşüm derecesidir (tüm katalizör yatağında aynıdır)

Xp'nin sıcaklığa, basınca ve yanma gazındaki sülfür oksit (IV) içeriğine bağımlılığı, Şekil 2'de gösterilmiştir. bir.

Pirinç. 1. Kükürt oksidin (IV) kükürt okside (VI) dönüşümünün denge derecesinin sıcaklığa (A), basınca (B) ve gazdaki (C) kükürt oksit (IV) içeriğine bağımlılığı.

Piritlerin kavrulması ve havada kükürtün yakılmasıyla üretilen gaz için, %98'den fazla bir dönüşüm oranı elde edilmesi pratik değildir, çünkü bu, katalizör miktarında keskin bir artış ile bağlantılıdır. Bu arada, sülfürik asit tesislerinin yüksek üretkenliği (şu anda yapım aşamasındadır) ve %98'lik bir dönüşüm oranı ile, atmosferdeki S02 içeriği için sıhhi standart ancak çok yüksek (ve dolayısıyla pahalı) bir bina yapılması durumunda elde edilebilir. ) baca gazı borusu veya baca gazlarının ek sıhhi temizliği yapılarak S02'den- Örneğin 5000 t/d tesis kapasitesi ile atmosfere salınan SO2 miktarı (bir noktada) 100 t/d'dir ( H2S04 açısından).

Son SO2 dönüşümünü artırmak için çift kontak (DC) kullanılır. Özü, SO2 oksidasyonunun (temas etme) iki aşamada gerçekleştirilmesi gerçeğinde yatmaktadır, ilk aşamada %90'lık dönüşüm derecesi sağlanmaktadır. Daha sonra, reaksiyon karışımından S03 izole edilir, ardından, w = kalan SO2'nin %95'ine ulaşılan ikinci temas aşaması gerçekleştirilir; genel dönüşüm derecesi %99,5'tir.

S02 oksidasyon reaksiyonu tersine çevrilebilir, dolayısıyla toplam işlem hızı W şu şekilde ifade edilir:

nerede, düz çizginin hızları ve geri besleme reaksiyonları; , - doğrudan ve ters reaksiyonların hız sabitleri; CSO2, CO2, CSO3 - SO2, O2, SO3 gaz konsantrasyonları; l,m,n - karşılık gelen reaksiyonun sırası.

Denklem (30)'dan, eğer birinci temas aşamasından sonra reaksiyon karışımından SO3 çıkarılırsa, o zaman ikinci aşamadan önce CSO3=0 ve r2=0 olur. Bu nedenle, sürecin hızı artar. Bu durumda, son dönüşüm derecesi denklem ile ifade edilir.

(31)

burada x1, x2, xp birinci, ikinci (birinci aşamadan sonra geri kalanından) ve son aşamalarda dönüşüm dereceleridir, paylaşımlar.

Böylece, xn = 0.9+ (1-0.9) 0.95 = 0.995.

Sülfür oksitin (IV) oksidasyon sürecinin kinetiği ve termodinamiği arasındaki çelişki, temas aparatının tasarımı ve sıcaklık rejimi ile oldukça başarılı bir şekilde giderilir. Bu, süreci, her biri temas süreci için en uygun koşullara karşılık gelen aşamalara bölerek elde edilir.

Tablo 5. Kontak aparatının her aşamasında dönüşüm derecesi

3 SÜLFÜRİK ASİT TEKNOLOJİSİ

3.1 Teknoloji için ham maddeler

Sülfürik asit üretimi için ilk reaktifler, kükürt veya kükürt dioksitin elde edilebildiği elementel kükürt ve kükürt içeren bileşikler olabilir. Bu tür bileşikler demir sülfürler, demir dışı metal sülfitler (bakır, çinko vb.), hidrojen sülfür ve bir dizi başka kükürt bileşiğidir.

Geleneksel olarak, ana hammadde kaynakları kükürt ve demir (kükürt) piritlerdir. Yavaş yavaş, hammadde kaynağı olarak piritin payı azalır, bu da nakliyesi için yüksek nakliye maliyetleri (kükürtün yanı sıra, diğer bileşenlerin çok büyük bir bölümünü içerir) ve atık - külden kurtulamama ile ilişkilidir. Sülfürik asit üretiminin hammadde dengesinde önemli bir yer, kükürt dioksit içeren demir dışı metalurjiden çıkan gazlar tarafından işgal edilir.

bekçi için çevre dünya genelinde kükürt içeren endüstriyel atıkların kullanılması için önlemler alınmaktadır. Termik santrallerden ve metalürji tesislerinden çıkan egzoz gazları ile atmosfere sülfürik asit üretimi için kullanılandan çok daha fazla kükürt dioksit salınır. Örneğin, 1980'lerde dünya kükürt tüketimi yaklaşık 65 milyon ton/yıl idi ve 50'si atık gazlarla (kükürt cinsinden) yaklaşık 100 milyon ton kayıp oldu. SO2, bu tür atık gaz gazlarında işlenmesi henüz her zaman mümkün değildir.

demir pirit

Doğal pirit, demir sülfür FeS2, diğer metallerin sülfürleri (bakır, çinko, kurşun, nikel, kobalt vb.), metal karbonatlar ve atık kayalardan oluşan karmaşık bir kayadır. Rusya Federasyonu topraklarında, Urallarda ve Kafkasya'da, sıradan piritler şeklinde madenlerde çıkarıldığı pirit yatakları vardır.

Sıradan piriti üretim için hazırlama süreci, ondan değerli demir dışı metalleri çıkarmayı ve demir disülfid konsantrasyonunu artırmayı amaçlar. Pirit flotasyonu ile hammaddedeki demir disülfid içeriğinin arttırılması ve havanın oksijenle zenginleştirilmesi kavurma işleminin itici gücünü arttırır.

Fiziko-kimyasal parametrelere göre flotasyon kükürt piritleri Tablo 6'da belirtilen standartlara uygun olmalıdır.

Tablo 6

göstergelerin adı	Pullar için standartlar
1. Görünüm	Gevşek toz Yabancı kalıntılara izin verilmez (kaya, cevher, ahşap, beton, metal vb.)
3. Toplam kurşun ve çinko içeriği, %, artık yok	standartlaştırılmamış
7. Klorun kütle oranı, %, artık yok

Kükürt, doğada metal sülfürler ve metal sülfatlar şeklinde bulunur, kömür, yağ, doğal ve ilgili gazların bir parçasıdır. Çıkarılan kükürtün yaklaşık %50'si sülfürik asit üretmek için kullanılır.

Elementel kükürt, kükürt cevherlerinden veya hidrojen sülfür veya kükürt oksit S02 içeren gazlardan elde edilebilir. Buna göre, doğal kükürt ve gaz halindeki (topak) kükürt ayırt edilir.

Yerli cevherlerden kükürt elde etmek için termal yöntem, buhar yardımıyla eritilmesinden ve ham kükürtün damıtma yoluyla saflaştırılmasından oluşur. Yanıcı ve proses gazlarının saflaştırılması sırasında ekstrakte edilen hidrojen sülfürden gaz sülfür üretimi, katı bir katalizör üzerinde eksik oksidasyon işlemine dayanır:

H2S + O2 = 2H2O + S2 (32)

Çeşitli kükürt bileşikleri içeren bakır eritme ürünlerinden önemli miktarlarda kükürt elde edilebilir. Aynı zamanda, erime işlemi sırasında, elemental kükürt oluşumuna yol açan reaksiyonlar meydana gelir:

2FeS2 = 2FeS + S2 (33) + C = S + CO2 (34)

Fiziksel ve kimyasal göstergeler açısından teknik kükürt, tablo 7'de belirtilen standartlara uygun olmalıdır.

Tablo 7

Göstergenin adı
1. Kükürtün kütle oranı, %, en az
2. Külün kütle oranı,%. daha fazla yok
3. Kütle kesri organik madde, %, daha fazla yok
4. Asitlerin sülfürik asit cinsinden kütle oranı,%, artık yok
5. Arseniğin kütle oranı, %, artık yok
6. Selenyumun kütle oranı, %, artık yok
7. Suyun kütle oranı, %, artık yok
8. Mekanik kirlilik (kağıt, tahta, kum vb.)	İzin verilmedi

3.2 Sülfürik asit üretimi için teknolojik şema ve tanımı

Çoğu sülfürik asit tesisi, hammadde olarak kükürt kullanır. Kükürt, doğal gaz işlemenin ve diğer bazı endüstriyel gazların (jeneratör, rafineri çimi) bir yan ürünüdür. Bu tür gazlar her zaman bir miktar kükürt bileşiği içerir. Kükürtten ham doğal gazın yakılması, kükürt oksitlerle çevre kirliliğine yol açacaktır. Bu nedenle, kükürt bileşikleri genellikle önce hidrojen sülfür formunda çıkarılır, daha sonra kısmen SO2'ye yakılır, daha sonra hidrojen sülfit ve kükürt dioksit karışımı, 270-300 ºС'de bir boksit tabakası üzerinde etkileşir ve bunun sonucunda döner. bu etkileşimi S ve H2O'ya dönüştürür. Bu şekilde elde edilen kükürte "gaz" denir. "Gaz" a ek olarak, hammadde olarak doğal kükürt kullanılabilir.

Sülfürik asit üretimi için bir hammadde olarak kükürtün birçok avantajı vardır. İlk olarak, kükürt piritin aksine, kükürt dioksitin temas oksidasyonu aşamasında, örneğin arsenik bileşikleri gibi katalitik zehir olabilecek neredeyse hiçbir safsızlık içermez. İkincisi, yakıldığında, depolama veya daha sonraki işlemler için yöntemler aramayı gerektirecek katı ve diğer atıklar oluşmaz (piritler ateşlendiğinde, 1 ton ilk pirit - cüruf başına neredeyse aynı miktarda katı atık oluşur) . Üçüncüsü, konsantre bir hammadde olduğu için kükürtün taşınması piritlerden çok daha ucuzdur.

DCDA yöntemiyle kükürtten sülfürik asit elde etmek için "kısa" bir şema düşünelim (Şekil 2).

Pirinç. 2. Çift temas ve çift absorpsiyon yöntemiyle kükürtten sülfürik asit üretimi için şema:

Kükürt yakmak için fırın; 2 - atık ısı kazanı; 3 - ekonomizer 4 - başlangıç ​​fırını: 5. 6 - başlangıç ​​fırını ısı eşanjörleri. 7 - kontak cihazı: 8 - ısı eşanjörleri 9 - kurutma kulesi. 10, 11 - birinci ve ikinci monohidrat emiciler. 12 - asit toplayıcılar: 13 - egzoz borusu.

Erimiş kükürt, olası mekanik safsızlıkları gidermek için ağ filtrelerinden geçirilir (kükürt, 100 ºС'nin biraz üzerindeki bir sıcaklıkta erir, bu nedenle bu arıtma yöntemi en basit olanıdır) ve daha önce üretim sülfürik asit ile kurutulan havanın içine gönderildiği fırın 1'e gönderilir. kurutma kulesinde oksitleyici ajan olarak sağlanır 9. Fırından çıkan kavurma gazı atık ısı kazanı 2'de 1100-1200 ºº'den 440-450 ºº'ye soğutulur ve bu sıcaklıkla gönderilir, esaslı endüstriyel katalizörlerin tutuşma sıcaklığına eşit vanadyum pentoksit üzerinde, raf temas aparatının 7 birinci tabakasına.

Prosesin çalışma hattını optimal sıcaklıklar hattına yaklaştırmak için gerekli sıcaklık rejimi, kısmen reaksiyona girmiş kavurma gazı akışlarının, absorpsiyondan sonra ısıtılmış gaz akışları (veya kurutulmuş hava) ile soğutulduğu ısı eşanjörleri (8) içinden geçirilmesiyle kontrol edilir. Temaslamanın üçüncü aşamasından sonra, kavurma gazı ısı eşanjörlerinde 8 soğutulur ve bir ara monohidrat emiciye 10 gönderilir, asit toplayıcı 12 içinden dolaşan sülfürik asit ile %98,3'e yakın bir konsantrasyonla püskürtülür. Soğurucuda (10) kükürt trioksitin çıkarılmasından ve neredeyse ulaşılan dengeden ortaya çıkan sapmadan sonra, gaz, ısı eşanjörlerinde (8) tekrar ateşleme sıcaklığına ısıtılır ve dördüncü temas aşamasına gönderilir.

Bu şemada, dördüncü aşamadan sonra gazı soğutmak ve ayrıca dengeyi karıştırmak için, buna kurutulmuş havanın bir kısmı eklenir. Kontak aparatında reaksiyona giren gazlar, soğutma için ekonomizer 3'ten geçirilir ve son 11 monohidrat emiciye 11 gönderilir, buradan kükürt oksit içermeyen gazlar egzoz borusundan 13 atmosfere yayılır.

Kurulumu başlatmak için (belirli bir teknolojik, özellikle sıcaklık, moda getirin), bir başlangıç ​​fırını 4 ve başlangıç ​​fırını ısı eşanjörleri 5 ve 6 sağlanır.Bu cihazlar, kurulum çalıştırıldıktan sonra kapatılır.

3 Sülfürik asit teknolojisindeki atıklar ve bertaraf yöntemleri

Sülfürik asit üretimi sırasında, ekipman sızıntıları ve kükürt dioksitin sülfürik anhidrite tam olarak dönüştürülememesi nedeniyle atmosfere önemli miktarda kükürt oksit salınır. Örneğin, tek bir temasla, SO2'nin SO3'e dönüşüm derecesi %98'e ulaşır ve egzoz gazlarındaki kükürt dioksit içeriği, izin verilen atmosferik emisyon standartlarını 5 veya daha fazla kez aşar. Bu nedenle, bu tür sistemler için egzoz gazlarının temizlenmesi için özel tesisler sağlanmaktadır. Çift temas yöntemiyle sülfürik asit üretimi %99,8'e varan bir dönüşüm sağlarken, atmosfere verilen SO2 emisyonları tek kademeli temasa göre 2-3 kat azaltılır ve ayrıca herhangi bir gaz arıtımı gerekmez. Sistemin verimliliği %20-25 artar, hammadde kullanım oranı artar.

Oleum tesislerinden sülfürik asit azosollerin kaçak emisyonları 0,5 ila 5 kg/t bitmiş ürün aralığındadır.

Sülfürik asit üretiminden çıkan gazların saflaştırılması için en yaygın olarak amonyak yöntemleri kullanılır: ticari amonyum sülfat veya çözeltilerinin üretimi ile amonyak-sülfat ve %100 kükürt dioksit ve ticari amonyum bisülfit üretimi ile amonyak-siklik. Bu gaz saflaştırma yöntemleri, kükürt dioksitin kullanılmasını ve aynı zamanda değerli ürünler elde edilmesini mümkün kılar. Böylece, sülfürik asit üretimi giderek atıksız hale geliyor. Şu anda, hava kirliliği genellikle aşağıdaki yöntemlerden biri kullanılarak yakalanır:

· Kirletici bir ürünün oluşumunu önlemek veya en aza indirmek için teknolojik sürecin değiştirilmesi.

· Daha verimli yeni cihazların kurulumu.

· Elektrostatik çökelticiler, siklonlar, yıkama kuleleri vb.

Kimyasalların kullanımı veya fiziksel süreçler adsorpsiyon, absorpsiyon, yanma sonrası, çift temas, katalitik dekontaminasyon vb.

· yapıcı kararlar tek kapılar yerine çift kapılar, emisyonları hapseden kapalı valf sistemleri gibi.

· Tesisatın tasarımı, cihazın güvenilir ve emniyetli bir şekilde çalışmasını, muayene ve temizleme, yıkama, temizleme ve onarım imkanı ile gerekli testlerin yapılmasını sağlamalıdır.

· Boru hatları, silindirler, tanklar, içeriklerine uygun renklerle boyanır ve depolanan veya taşınan maddenin adının yazılı olduğu bir yazı ile sağlanır. Sülfürik asit üretim sürecinin modunu izlemek için otomatik kontroller kurulur.

Kükürt piritten kükürt dioksitin alınması üzerine bir pirit külü oluşur. Pirit cürufları esas olarak küçük kükürt (% 1-2), bakır (% 0,33-0,47), çinko (% 0,42-1,35), kurşun (% 0,32-0,58), değerli ( 10-20 g/t) ve diğer metaller.

Fırından çıkan gaz, kül tozu ve diğer yabancı maddelerle kirlenir. Kükürt dioksit içindeki toz konsantrasyonu, fırınların tasarımına, hammaddelerin kalitesine ve öğütülme derecesine bağlı olarak 1 ila 200 g/m3 arasında değişmektedir. Kavurma gazlarının hacmi günde yüz binlerce metreküptür. İşlenmeden önce, bu gazlar siklonlarda ve kuru (agar) elektrostatik çökelticilerde yaklaşık 0.1 g/m3 artık toz içeriğine kadar saflaştırılır. Fırın gazları, ıslak elektrostatik çökelticilerde oluşan sisin tutulmasıyla soğutulmuş %60-75 (içi boş kulelerde) ve %25-40 (paketlenmiş kulelerde) sülfürik asit ile sıralı yıkama yoluyla ilave saflaştırmaya tabi tutulur. Fırın gazlarının tozdan ilave saflaştırılması işlemine, yıkama bölümünün ekipmanında ve ıslak elektrostatik çökelticilerde biriken çamur oluşumu eşlik eder.

Bu nedenle, kükürt piritlerden sülfürik asit üretiminin katı atık ürünleri, pirit cürufları, siklon ve kuru elektrostatik çökelticilerin tozu, çöktürme tanklarında, asit toplayıcı ve soğutucularda toplanan yıkama kulelerinden gelen çamurlar ve ıslak elektrostatik çökelticilerden kaynaklanan çamurlardır.

Kükürt piritin kavrulması sırasında pirit cüruflarının atığı pirit kütlesinin ~%70'i kadardır. Üretilen 1 ton asit için cüruf verimi en fazla 0,55 tondur.Sülfürik asit üretimi için kullanılan hammaddeler, bu amaçla özel olarak çıkarılan kükürt pirit ile birlikte sülfit cevherlerinin flotasyon yöntemi ile zenginleştirilmesi sırasında oluşan atıklar olduğundan ve Zenginleştirme kömürü sırasında ortaya çıkan atık, birbirinden önemli ölçüde farklılık gösteren üç tip pirit cüruf (piritlerden gelen cüruflar, sülfit cevheri zenginleştirme flotasyon atıklarından gelen cüruflar, karbonlu cüruflar) vardır. kimyasal bileşim fiziksel özelliklerin yanı sıra. İlk iki türün külleri, önemli miktarda bakır, çinko, gümüş, altın ve diğer metallerle ayırt edilir.

Pirit küllerinin kullanımı birkaç alanda mümkündür: demir dışı metallerin çıkarılması ve demir ve çelik üretimi için, çimento ve cam endüstrilerinde, tarım ve benzeri.

4 Sülfürik asit üretiminde izin verilen maksimum gaz, buhar ve toz konsantrasyonları

maddeler	Sanayi tesislerinin çalışma alanının havasında, mg/m3	AT atmosferik hava nüfuslu alanlar
		maksimum tek, mg/m3	ortalama günlük, mg/m3
SiO2 ve toksik maddeler içermeyen mineral ve bitki tozu
Arsenik ve arsenik anhidritler
arsenik hidrojen
Azot oksitler (N2O3 cinsinden)
karbonmonoksit
Serbest SiO2 içermeyen çimento, killer, mineraller ve bunların karışımlarının tozu
Vanadyum pentoksit tozu
cıva metali
Kurşun ve inorganik bileşikleri
selenyum amorf
selenyum anhidrit
Sülfürik asit, sülfürik anhidrit
Kükürt dioksit
hidrojen sülfit
fosfor hidrojen
Hidrojen florid
Hidrojen klorür ve hidroklorik asit (HC1 cinsinden)

ANA ÜNİTE TASARIMI

Soğurucularda, sülfürik asit, gaz karışımından sadece kükürt trioksiti çıkarır, gazın geri kalanı, emicilerden geçerek atmosfere çıkarılır. Genellikle SO3, seri bağlı iki emicide emilir: birincide - oleumda ve ikincide - monohidratta.

Absorpsiyon bölümünün çalışmasının ana göstergesi, SO3 absorpsiyonunun eksiksizliğidir; monohidrat emicinin optimal modunda, egzoz gazları pratik olarak şeffaftır, sadece eser miktarda sülfürik asit içerirler. Monohidrat emiciyi sulayan asit konsantrasyonu %98,3 H2S04'ten az veya daha fazla olduğunda, buğu oluşur ve egzoz gazları görünür hale gelir. Bir monohidrat emicide, yüksek gaz neminde de sis oluşur. Tipik olarak, kurutma kulelerinden sonra gazda %0.01 su buharı kalır. Kontak aparatından sonraki gaz büyük miktarda SO3 içerdiğinden, gaz soğutulduğunda, su buharı tamamen konsantrasyonu da %0.01 veya 0.437 g/m3 olan H2SO4 buharına dönüştürülür.

Sülfürik asit buharı, emici başlığın yüzeyinde yoğunlaşır. Geri akış asidinin çok düşük bir sıcaklığında veya gazın neminin artmasında (gazdaki sülfürik asit içeriği 0,437 g/m3'ten fazladır), sülfürik asit buharlarının bir kısmı sis oluşumu ile hacim olarak yoğunlaşır, emicilerde birikmez ve atmosfere salınır.

Ticari ürünler teknik temas asidi şeklinde serbest bırakıldığında, genellikle kurutma kulelerinden çıkarılır. Bunu yapmak için, kurutma kulelerinden birinde, temas teknik sülfürik asit için standart gereksinimleri karşılayan asit konsantrasyonu korunur ve biriktikçe toplayıcıdan depoya aktarılır. Bu gibi durumlarda, absorpsiyon bölmesi (seyreltmenin gerçekleştiği yer), monohidratın suyla seyreltilmesi gerektiğinden, oleum çıkışından önemli ölçüde daha fazla ısı üretir.

1
oleum emici

Pirinç. 3 Oleum emicinin yapısı

Çelik kabuk; 2 - kapaklar; 3 - kapaktaki koruma; 4 - asit sağlamak için boru; 5 - basınç tankı; 6 - plakaları asmak için çubuk; 7 - asit dağıtımı için bardaklı çelik levha; 8 - meme (alttan 150x150, 120X120, 100x100, 80X80 mm bir sıra halkanın alt kısmından, 143 sıra 50x50 mm'den itibaren); 9 - rendeleyin; 10 - raf (çelik boru); 11 - aside dayanıklı kaplamalı çelik ağ: 12 - alt (aside dayanıklı tuğla); 13 - destek kirişleri; 14 - gaz kutusu.

Eski fabrikalarda, emicinin duvarları aside dayanıklı tuğlalarla kaplanır ve ızgara, andezit veya diğer aside dayanıklı plakalardan monte edilir. Yeni kontak tesislerinde, oleum emicinin çelik duvarları astarlanmaz, ızgara çelik kirişlerden monte edilir.

İçin üniforma dağıtımı emici meme boyunca çeşitli cihazlar ve cihazlar kullanılır - içine çelik veya porselen boruların yerleştirildiği çelik plakalar, dağıtım kanalları, püskürtücüler, vb. Çelik asit dağıtıcıları, tasarım olarak kurutma asidi dağıtma cihazlarına benzer şekilde yeni temas tesislerinde kurulur. Tüm ürünleri oleum olarak üretmek için bile kükürt trioksitin sadece 1/3'ü oleum emicide absorbe edilmesi gerektiğinden, içindeki gazın reflü oleum ile temas yüzeyi küçük olabilir, bunun sonucunda bazı tesisler oleum emiciler kurar. ambalaj olmadan. Oleum püskürtülerek gazın sıvı ile gerekli temas yüzeyi oluşturulur.

Oleum emicinin boyutu ve sulama için sağlanan oleum miktarı, sülfürik asit sisteminin kapasitesine bağlıdır. Tipik olarak, 1 t/h üretim, emicide 600 ila 1000 m2 arasında, paketlemede 1 m/s'ye kadar gaz hızında bir paketleme yüzeyi ve oleum emici bölümünün 10-12 m3/m2'lik bir sulama yoğunluğu gerektirir.

2 Monohidrat emici

Monohidrat emici %98,3 sülfürik asit ile sulanır. Absorberde asit SO3'ü emer ve konsantrasyonu artar. Monohidrat toplayıcıda asit, başlangıç ​​konsantrasyonuna kadar su veya kurutma asidi ile seyreltilir ve monohidrat emicinin sulanması için buzdolabından yeniden girilir; sulama yoğunluğu yaklaşık 20m3/(m2*h)'dir.

Pirinç. 4 Monohidrat emici tasarım

Çelik kabuk: 2 - aside dayanıklı tuğla; 3 - asbest; 4 - kapaklar; 5 - plakayı asmak için çubuklar; 6 - basınç tankı; 7 - asit sağlamak için boru; 8 - kapakta koruma; 9 - kapak; 10 - plakadaki asit dağıtıcısı; 11 - görüntüleme penceresi; 12 - meme (alttan, iki sıra halka 150 X 150. 120x 120. 100x100 80X 80mm, 144 sıranın üstünde 60X 50 mm, halkanın üstünde toplu olarak 80X80 mm); 13 - gaz kutusu; 14 - çelik destek kirişi; 15 - tuğla kemerli destekleyici yapı; 16 - tuğla ızgara.

Bazı bitkilerde, oleum emici, bir şant içinde monohidrat emiciye bağlanır. Bu durumda, anhidrit soğutucudan sonraki gaz, biri doğrudan monohidrat emiciye gönderilen ve ikincisi ilk önce oleum emiciye ve ondan monohidrat olana gönderilen iki akıma bölünür. Böyle bir şema, oleum emicinin yalnızca oleumun serbest bırakılması gerektiğinde açılmasına izin verir.

Absorpsiyon kulesinin aşağıdakileri içeren farklı bir tasarımı önerilmiştir (Şekil 5): aside dayanıklı tuğla (1) ile kaplanmış bir gövde, bir gaz veya hava karışımını vermek için teğetsel olarak yapılmış bir giriş borusu (2), bir silindirik gaz dağıtımı kanallara sahip aside dayanıklı tuğla ile kaplanmış ızgara (3) farklı uzunluklar gazın her seviyesinde geçişi için. Gaz dağıtım şebekesi üzerine aside dayanıklı tuğlalardan aynı çapta (4) silindirik bir gövde yerleştirilmiştir. Kule gövdesi bir meme (5) ile doldurulur ve bir asit dağıtım cihazı (6) ile donatılır.

Absorpsiyon kulesi aşağıdaki gibi çalışır:

Gaz karışımı veya hava, gaz dağıtım şebekesi (3) üzerindeki aside dayanıklı tuğla, silindirik gövde (4) ile kaplı gövde (1) ile iç arasındaki halka şeklindeki boşluğa teğetsel olarak yapılmış branşman borusu (2) girişinden girer. , dairesel boşluğun tüm çevresine dağılır ve gaz dağıtım şebekesinin gaz kanallarından ısı alışverişi ve kütle transfer işlemlerinin gerçekleştiği absorpsiyon kulesinin (5) nozuluna eşit olarak girer. Nozul, asit dağıtıcılar (6) aracılığıyla konsantre sülfürik asit ile sulanır.

sistem gücü için Günde 120 ton emiciler 3,3 m çapında kurulur. sistemi kullanmak emici kapağın altında bulunan çelik veya dökme demir oluklar. Oleum emici yüksekliği 12 m ve monohidrat - 13,5 m.

Fabrikalardaki absorpsiyon departmanlarının şemaları birbirinden çok az farklıdır, uygulanan teknolojik rejimler de benzerdir. Kontak tesislerinden birindeki absorpsiyon bölümünün teknolojik modunun yaklaşık normları aşağıdadır:

Soğurucunun çıkışındaki sıcaklık, °C, oleumdan fazla değil .................................. ................... ................................................................ ......... .................. 60

monohidrat ................................................................ ................... ................................................................ .. 60

Absorberdeki yıkama asidi konsantrasyonu

oleum içinde, % SO3 (serbest)................................................ ........ ................................20±1

monohidrat içinde, % H2SO4 ................................................. .. ................. 98,6±0,2

Absorpsiyon derecesi, %, en az ................................................ ...... ................ 99.95

3 Soğurucuların teknolojik özellikleri

Tesis verimliliği, t/h

H2S04 ……………………………………………………………….10

Dönüşüm derecesi x………………………………………………… 0.98 SO3 absorpsiyonunun tamlığı

oleum emicide y………………………………………………….0.5

toplam z …………………………………………………………………..0.9995

konsantrasyon

oleum sulama oleum absorber Co, % SO3(serbest) …20

monohidrat Cm, % H2SO4……………………………98

kurutma asidi Sp, % H2SO4 ………..……………………………93

Kavurma gazı tüketimi, m3/h ………………………………………. 26820

içermek:

so2 ……………………………………………………………… 2350

O2 ...……………………………………………………………….2220

N2 ……………………………………………………………… 21460

H2O buharları ……………………………………………………………………………………………………………………… ………660

SO3 ………………………………………………………………………130

Barometrik basınç P, Pa ………………………………..1.01*105

Kurutma kulesinin önünü vakumlayın Pp, Pa……………………,9*103

Kurutma kulesinin girişindeki gaz sıcaklığı, °С…………………….32

Bu gazdaki su buharı basıncı РН2O, Pa ……………….4.75*103

SÜLFÜRİK ASİT TEKNOLOJİSİNİN TEKNİK VE EKONOMİK GÖSTERGELERİ

Farklı hammaddelerdeki kükürt maliyeti aynı olmadığından, sülfürik asit maliyeti önemli ölçüde işlenen hammaddenin türüne bağlıdır. Örneğin, piritlerdeki 1 ton kükürtün maliyeti, doğal kükürtten 2 kat daha düşüktür; metalurji endüstrisinden kaynaklanan atık gazlardaki kükürt maliyeti hiç dikkate alınmaz.

Hammadde türünün maliyet üzerindeki etkisi, farklı hammaddeler üzerinde çalışırken teknolojik şema ve donanım tasarımının farklı olması gerçeğine de yansır. Bu nedenle, doğal kükürt kullanıldığında, gazla yıkamaya gerek yoktur ve hidrojen sülfür yakıldığında, gazla yıkama ve kurutmaya gerek yoktur, bu da hammadde işleme maliyetini azaltır. Sülfürik asit maliyeti diğer birçok faktöre de bağlıdır: sülfürik asit tesisinin hammadde kaynaklarından uzaklığı, su, elektrik vb. maliyeti.

Sülfürik asit sisteminin verimliliğindeki artışla, amortisman maliyetleri düştüğünden, işçilik verimliliği arttığından, ekipman bakım maliyetleri azaldığından, üretim maliyeti azalır, vb. Ekipman yoğunluğunun artmasıyla sülfürik asit maliyeti de düşer. .

Sülfürik asit üretim sürecinin önemli bir göstergesi hammadde işleme maliyetidir, hammadde maliyeti dışındaki tüm maliyetleri içerir. Üretimin teknolojik şeması iyileştirildikçe, donanım tasarımı iyileştirildikçe, tüketim katsayıları azaldıkça, sistem verimliliği arttıkça, işleme maliyeti sürekli olarak düşmektedir. İşleme maliyeti, teknik ekipmanı ve üretim organizasyonunu karakterize eden ana göstergedir. .

Tablo 8. Kontak sülfürik asit üretiminde kullanılan hammadde tipine göre ortalama tüketim katsayıları (1 kg H2S04 başına)

Tablo 9. DC-DA yöntemi ile saf kükürtten 1 ton sülfürik asit üretimi için tüketim faktörleri

SONUÇLAR

Bu yazıda, fiziksel, Kimyasal özellikler sülfürik asit. Uygulamasının ana alanları incelenmiştir. Asit elde etmek için mevcut yöntemler verilmiştir. En çok olduğu tespit edildi etkili yöntem Sülfürik asit üretimi çift kontak ve çift absorpsiyon yöntemidir. Gerekli referans verileri sağlanır. Kükürt yakılarak kavurma gazı elde edilirken, demir piritin yanmasından farklı olarak safsızlıkların giderilmesine gerek yoktur. Şu anda, maksimum dönüşüm derecesine sahip kükürt trioksit üretimi için verimli katalizörlerin geliştirilmesi ve ayrıca MPC ve MPV standartlarına uymayan emisyonları önlemek için oleum üretimi için tesislerin geliştirilmesi devam etmektedir. Öte yandan, kükürt içeren hammaddelerin türü ne olursa olsun, asit üretim atıklarının diğer endüstrilerde (örneğin metalurjide pirit cürufları) kullanılması tavsiye edilir. Kükürt ve pirit rezervleri tükendiğinden, egzoz gazlarından asit için hammadde elde etmek de karar verir. çevresel problem. Böylece sülfürik asit teknolojisi atıksız üretimi hedefler.

KAYNAKÇA

1. Amelin A.G., Sülfürik asit teknolojisi, 2. baskı, M., 1983.- 360 s.

GOST 2184-77 Teknik sülfürik asit. Özellikler

GOST 667-73 Sülfürik akü asidi. Özellikler

4. Melnikov E.Ya., Saltanova V.P., Naumova A.M., Blinova Zh.S. İnorganik maddeler ve mineral gübreler teknolojisi. Teknik okullar için ders kitabı. M.: Kimya, 1983. - 432 s.

5. Boreskov G.K. Sülfürik asit M.-L. üretiminde kataliz: Goshimizdat, 1954. - 348 s.

RF patent No. 94025148/04 Dobkina E.I.; Kuznetsova S.M.; Larionov A.M. Kükürt dioksitin oksidasyonu için katalizör // Rus patent No. 2080176, 05/27/1997

GOST 444-75 Sülfürik pirit yüzdürme. Özellikler

8. GOST 127.1-93. Kükürt teknik. Özellikler

Kutepov A.M., Bondareva T.I., Berengarten M.G. Genel kimyasal teknoloji. 3. baskı. Proc. üniversiteler için. - 3. baskı, gözden geçirilmiş. - E.: Akademkniga, 2004. - 528 s.: hasta.

10. O.A. Fedyaeva Endüstriyel Ekoloji . Ders Notları. - Omsk: OmGTU Yayınevi, 2007. - 145 s.

Sülfürik asit / Pod El Kitabı. ed. KM Ahududu. - M.: Kimya, 1971.

12. Syromyatnikov V.D. , Igin V.V. , Filatov Yu.V., Sushchev V.S. , Golous V.I. Patent RU 2240976 Soğurma kulesi.

13. Sokolovsky A.A., Yashke E.V. Mineral gübreler ve asitler teknolojisi. - M.: Kimya, 1979. - 384 s.

14. Özet dergisi "Kimya".

Seyreltilmemiş sülfürik asit, kovalent bir bileşiktir.

Bir molekülde, sülfürik asit, ikisi hidroksil gruplarının parçası olan dört oksijen atomu ile tetrahedral olarak çevrilidir. S–O bağları çift, S–OH bağları tektir.

Renksiz, buz benzeri kristaller katmanlı bir yapıya sahiptir: her bir H2S04 molekülü, tek bir uzaysal çerçeve oluşturan dört bitişik güçlü hidrojen bağına bağlanır.

Sıvı sülfürik asidin yapısı katı olanın yapısına benzer, sadece uzamsal çerçevenin bütünlüğü bozulur.

Sülfürik asidin fiziksel özellikleri

Normal şartlar altında sülfürik asit, ağır yağlı bir sıvıdır, renksiz ve kokusuzdur. Mühendislikte sülfürik asit, hem su hem de sülfürik anhidrit ile karışımları olarak adlandırılır. SO 3: H20'nin molar oranı 1'den küçükse, bu sulu bir sülfürik asit çözeltisidir, 1'den fazlaysa, sülfürik asit içindeki bir SO3 çözeltisidir.

%100 H2S04, 10.45 °C'de kristalleşir; T bp = 296.2 °C; yoğunluk 1.98 g/cm3 . H 2 SO 4, H 2 O ve SO 3 ile herhangi bir oranda hidrat oluşturmak üzere karışır, hidratasyon ısısı o kadar yüksektir ki karışım kaynayabilir, sıçrayabilir ve yanıklara neden olabilir. Bu nedenle, suya asit eklemek gerekir, tersi değil, çünkü aside su eklendiğinde, açığa çıkan tüm ısının konsantre olacağı asidin yüzeyinde daha hafif su olacaktır.

%70'e kadar H2S04 içeren sulu sülfürik asit çözeltileri ısıtıldığında ve kaynatıldığında, buhar fazına sadece su buharı salınır. Sülfürik asit buharları ayrıca daha konsantre çözeltilerin üzerinde görünür.

Yapısal özellikler ve anomaliler açısından sıvı sülfürik asit suya benzer. İşte aynı hidrojen bağları sistemi, neredeyse aynı uzamsal çerçeve.

Sülfürik asidin kimyasal özellikleri

Sülfürik asit en güçlü mineral asitlerden biridir; yüksek polaritesi nedeniyle H-O bağı kolayca kırılır.

Sülfürik asit sulu çözeltide ayrışır , bir hidrojen iyonu ve bir asit kalıntısı oluşturarak:

H2SO4 \u003d H + + HSO 4 -;

HSO 4 - \u003d H + + SO 4 2-.

Özet Denklemi:

H 2 SO 4 \u003d 2H + + SO 4 2-.

Asitlerin özelliklerini gösterir metallerle reaksiyona girer, metal oksitler, bazlar ve tuzlar.

Seyreltik sülfürik asit oksitleyici özellikler göstermez; metallerle etkileşime girdiğinde hidrojen ve en düşük oksidasyon durumunda metali içeren bir tuz açığa çıkar. Soğukta asit, demir, alüminyum ve hatta baryum gibi metallere karşı etkisizdir.

Konsantre asit oksitleyici özelliklere sahiptir. Basit maddelerin konsantre sülfürik asit ile olası etkileşim ürünleri tabloda verilmiştir. İndirgeme ürününün asit konsantrasyonuna ve metalin aktivite derecesine bağımlılığı gösterilir: metal ne kadar aktif olursa, sülfürik asidin sülfat iyonu o kadar derine iner.

Oksitlerle etkileşim:

CaO + H 2 SO 4 \u003d CaSO 4 \u003d H 2 O.

Bazlarla etkileşim:

2NaOH + H2SO4 \u003d Na2S04 + 2H20.

Tuzlarla etkileşim:

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O.

oksitleyici özellikler

Sülfürik asit, HI ve HBr'yi serbest halojenlere oksitler:

H 2 SO 4 + 2HI \u003d I 2 + 2H 2 O + SO 2.

Sülfürik asit, hidroksil grupları içeren organik bileşiklerden kimyasal olarak bağlı suyu uzaklaştırır. Etil alkolün konsantre sülfürik asit varlığında dehidrasyonu etilen üretimine yol açar:

C2H5OH \u003d C2H4 + H20.

Şeker, selüloz, nişasta ve diğer karbonhidratların sülfürik asit ile temas ettiğinde kömürleşmesi dehidrasyonlarıyla açıklanır:

C 6 H 12 O 6 + 12H 2 SO 4 \u003d 18H 2 O + 12SO 2 + 6CO 2.

Revda şehrinde, sülfürik asitli 15 vagon raydan çıktı. Kargo, Sredneuralsk bakır izabe tesisine aitti.

Olay, bakanlıkta meydana geldi. demiryolu rayları 2013 yılında. Asit 1.000 kilometrekarelik bir alana döküldü.

Bu, sanayicilerin reaktife olan ihtiyacının ölçeğini gösterir. Örneğin Orta Çağ'da yılda sadece onlarca litre sülfürik asit gerekliydi.

21. yüzyılda, yılda bir maddenin dünya üretimi on milyonlarca tondur. Ülkelerin kimya endüstrilerinin gelişimi, üretim ve kullanım hacmine göre değerlendirilir. Bu nedenle, reaktif dikkate değerdir. Önce maddenin özellikleriyle başlayalım.

sülfürik asidin özellikleri

Dışa doğru yüzde 100 sülfürik asit- yağlı sıvı. Aşırı higroskopiklik ile karakterize edilen renksiz ve ağırdır.

Bu, maddenin atmosferden su buharını emdiği anlamına gelir. Bu durumda asit ısı verir.

Bu nedenle, maddenin konsantre formuna küçük dozlarda su eklenir. Çok ve hızlı bir şekilde dökün, asit sıçramaları uçacak.

Canlı doku da dahil olmak üzere maddeyi aşındırma yeteneği göz önüne alındığında, durum tehlikelidir.

konsantre sülfürik asit reaktifin %40'tan fazla olduğu bir çözelti olarak adlandırılır. Bu çözülebilir,.

sülfürik asit çözeltisi%40'a kadar - konsantre değil, kimyasal olarak kendini farklı şekilde gösterir. Su yeterince hızlı eklenebilir.

Paladyum c çözülmeyecek, ancak parçalanacaklar ve . Ancak her üç metal de asit konsantresine tabi değildir.

eğer bakarsan çözelti içinde sülfürik asit aktif metallerle hidrojene kadar reaksiyona girer.

Doymuş bir madde ayrıca aktif olmayanlarla etkileşime girer. Bunun istisnası asil metallerdir. Konsantre neden demire, bakıra "dokunmuyor"?

Nedeni ise pasifleşmeleridir. Bu metal kaplama işleminin adıdır. koruyucu film oksitler.

Ancak, sadece normal şartlar altında yüzeylerin çözünmesini engelleyen kişidir. Isıtıldığında, reaksiyon mümkündür.

seyreltik sülfürik asit yağdan çok su gibidir. Konsantre sadece süneklik ve yoğunlukla değil, aynı zamanda havadaki maddeden çıkan dumanla da ayırt edilebilir.

Maalesef, Sicilya'daki Ölü Göl'de asit içeriği %40'tan azdır. İle dış görünüş rezervuarın tehlikeli olduğunu söyleyemezsiniz.

Bununla birlikte, kayalarda oluşan alttan tehlikeli bir reaktif sızar. yerkabuğu. Hammadde, örneğin, hizmet edebilir.

Bu minerale kükürt de denir. Hava ve su ile temasında 2 ve 3 değerlikli demire ayrışır.

Reaksiyonun ikinci ürünü, sülfürik asit. formül sırasıyla kahramanlar: - H 2 SO 3. Belirli bir renk veya koku yoktur.

Cehaletten, bir elini Sicilya Ölüm Gölü'nün sularına birkaç dakika indirdikten sonra insanlar kaybeder.

Rezervuarın aşındırıcı özelliği göz önüne alındığında, yerel suçlular cesetleri içine atmayı üstlendi. Birkaç gün ve hiçbir organik madde izi yok.

Sülfürik asidin organik madde ile reaksiyonunun ürünü genellikle. Reaktif suyu organiklerden ayırır. Bu karbonu bırakır.

Sonuç olarak, "ham" odundan yakıt elde edilebilir. İnsan dokusu bir istisna değildir. Ama bu bir korku filminin konusu.

İşlenmiş organiklerden elde edilen yakıtın kalitesi düşüktür. Reaksiyondaki asit, bir indirgeyici madde olabilmesine rağmen oksitleyici bir maddedir.

İkinci rolde, madde örneğin halojenlerle etkileşime girerek hareket eder. Bunlar periyodik tablonun 17. grubunun elementleridir.

Bütün bu maddeler kendileri güçlü indirgeyici maddeler değildir. Asit bunlarla birlikte bulunursa, yalnızca oksitleyici bir madde olarak işlev görür.

Örnek: - hidrojen sülfür ile reaksiyon. Ve hangi reaksiyonlar sülfürik asidin kendisini verir, nasıl çıkarılır ve üretilir?

Sülfürik asit madenciliği

Geçtiğimiz yüzyıllarda, reaktif sadece pirit adı verilen demir cevherinden değil, aynı zamanda şapın yanı sıra demir sülfattan da çıkarıldı.

İkinci konsept altında, kristalin sülfat hidratları iki kat gizlidir.

Prensip olarak, listelenen minerallerin tümü kükürt içeren hammaddelerdir, bu nedenle bunlar için kullanılabilirler. sülfürik asit üretimi ve modern zamanlarda.

Mineral baz farklıdır, ancak işlenmesinin sonucu aynıdır - S02 formülüne sahip sülfürik anhidrit. Oksijenle reaksiyona girerek oluşur. Üssü yakmanız gerektiği ortaya çıktı.

Elde edilen anhidrit su tarafından emilir. Reaksiyon formülü aşağıdaki gibidir: SO 2 + 1 / 2O 2 + H 2) -àH 2 SO 4. Gördüğünüz gibi, sürece oksijen katılıyor.

Normal koşullar altında, kükürt dioksit onunla yavaş etkileşime girer. Bu nedenle sanayiciler hammaddeleri katalizörler üzerinde oksitlerler.

Yönteme kontak denir. Nitröz bir yaklaşım da vardır. Bu oksitlerle oksidasyondur.

Reaktifin ve üretiminin ilk sözü, 940. yılına kadar uzanan bir çalışmayı içerir.

Bunlar, Abubeker al-Razi adlı İranlı simyacılardan birinin notlarıdır. Ancak Cafer es-Sufi, şapın kalsine edilmesiyle elde edilen asit gazlarından da bahsetmiştir.

Bu Arap simyacı, 8. yüzyılın başlarında yaşadı. Ancak kayıtlara bakılırsa saf sülfürik asit almamış.

sülfürik asit kullanımı

Asidin %40'tan fazlası mineral gübrelerin üretimine gider. Süperfosfat, amonyum sülfat, amofos sırasında.

Bütün bunlar, çiftçilerin ve büyük üreticilerin güvendiği karmaşık üst pansumanlardır.

Gübrelere monohidrat eklenir. Saf, %100 asittir. Zaten 10 santigrat derecede kristalleşir.

Bir çözüm kullanıyorsanız, yüzde 65'i alın. Bu, örneğin mineralden elde edilen süperfosfata eklenir.

Sadece bir ton gübre üretimi için 600 kilo asit konsantresi gerekiyor.

Hidrokarbonların saflaştırılması için yaklaşık %30 sülfürik asit harcanmaktadır. Reaktif, yağlama yağları, gazyağı, parafin kalitesini artırır.

Mineral yağlar ve katı yağlar onlara bitişiktir. Ayrıca kükürt konsantresi ile temizlenirler.

Bir reaktifin metalleri çözme yeteneği, cevherlerin işlenmesinde kullanılır. Ayrışmaları, asidin kendisi kadar uygun maliyetlidir.

Demiri çözmeden içinde bulunanı çözmez. Bu, pahalı olanları değil, ondan ekipman kullanabileceğiniz anlamına gelir.

Uygun, ayrıca ucuz, ayrıca ferrum bazında yapılır. Sülfürik asitle çıkarılan çözünmüş metallere gelince, şunları elde edebilirsiniz:

Bir asidin atmosferden suyu emme yeteneği onu mükemmel bir kurutucu yapar.

Hava %95'lik bir çözeltiye maruz kalırsa, kalan nem, bir litre kuru gaz başına yalnızca 0.003 miligram su buharı olacaktır. Yöntem laboratuvarlarda ve endüstriyel üretimde kullanılır.

Sadece rolü değil, rolü de belirtmeye değer saf madde değil, aynı zamanda onun bileşikleri. Özellikle tıpta kullanışlıdırlar.

Baryum lapası, örneğin, gecikmeler röntgen. Doktorlar içi boş organları madde ile doldurarak radyologların muayenesini kolaylaştırır. Baryumlu yulaf lapası formülü: - BaSO 4.

Bu arada, doğal da sülfürik asit içerir ve doktorlar tarafından da gereklidir, ancak zaten kırıkları düzeltirken.

Mineral ayrıca, onu bir bağlayıcı, sabitleme malzemesi ve dekoratif kaplamalar olarak kullanan inşaatçılar için de gereklidir.

sülfürik asit fiyatı

Fiyat reaktif üzerinde, popülerliğinin nedenlerinden biridir. Sadece 7 ruble için bir kilogram teknik sülfürik asit satın alınabilir.

Ürünleri için çok fazla şey, örneğin Rostov-on-Don'daki işletmelerden birinin yöneticilerine soruyor. 37 kiloluk bidonlara döküldü.

Bu standart konteyner boyutudur. 35 ve 36 kilogramlık bidonlar da vardır.

sülfürik asit satın alözel bir plan, örneğin bir pil, biraz daha pahalıdır.

36 kilogramlık bir teneke kutu için kural olarak 2000 ruble istiyorlar. Bu arada, reaktifin başka bir kullanım alanı.

Damıtılmış su ile seyreltilmiş asidin bir elektrolit olduğu bir sır değildir. Sadece sıradan piller için değil, aynı zamanda makine pilleri için de gereklidir.

Sülfürik asit tüketildikçe boşaltılır ve daha hafif su salınır. Elektrolitin yoğunluğu ve dolayısıyla verimliliği azalır.