ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Контактный способ производства серной кислоты Синтез аммиака из "Важнейшие химические производства Часть 2" Равновесные объемные концентрации обозначают символом С. [c.21] Однако анализ механизма каталитического процесса, а также и приближенные вычисления проще делать,по (1.10), поэтому в дальнейшем им и будем пользоваться. [c.23] Наиболее активным катализатором является платина, однако она вышла из употребления вследствие дороговизны и легкой отрав-ляемости примесями обжигового газа, особенно мышьяком. Окись железа дешевая, не отравляется мышьяком, но при обычном составе газа (7% ЗОз и 11% Оа) она проявляет каталитическую активность только выше 625° С, т. е. когда Хр 70%, и поэтому применялас лишь для начального окисления ЗОз ДО достижения Хр 50—60%. Ванадиевый катализатор менее активен, чем платиновый, но дешевле и отравляется соединениями мышьяка в несколько тысяч раз меньше, чем платина он оказался наиболее рациональным и только он применяется в производстве серной кислоты. Ванадиевая контактная масса содержит в среднем 7% УзОв активаторами являются оксиды щелочных металлов, обычно применяют активатор КзО носителем служат пористые алюмосиликаты. Обычные ванадиевые контактные массы представляют собой пористые гранулы, таблетки или кольца. При катализе окись калия превращается в К3З3О7, а контактная масса в общем представляет собой пористый носитель, поверхность пор которого смочена пленкой раствора пятиокиси ванадия в жидком пиросульфате калия. [c.23] Рост температуры увеличивает С о, и соответственно снижает АС. Однако повышается с ростом температуры согласно,закону Аррениуса [см. ч. I, (11.86)1. Поэтому в начале процесса при низкой степени окисления ЗОз с ростом температуры скорость процесса увеличивается (см. ч. I, рис. 16), а при приближении фактического выхода к равновесному сильнее сказывается влияние Сзо и скорость процесса с дальнейшим ростом температуры начинает снижаться. Уравнения (1.9)—(1.14) справедливы для аппаратов, гидродинамический режим которых близок к режиму идеального вытеснения. В частности, их с успехом применяют при технологических расчетах контактных аппаратов с фильтрующими слоями катализатора. Небольшое продольное перемешивание газа в аппарате, которое снижает АС, учитывается в коэффициенте запаса уравнения [см. ч. I, (VI. 18)] = 1Ух, по, которому рассчитывают количество катализатора. [c.25] Вследствие разрушения и слеживания гранул, загрязнения слоя, отравления катализатора соединениями мышьяка и температурной порчи его при случайных нарушениях режима ванадиевая контактная масса заменяется в среднем через 4 года. Если же нарушена очистка газа, получаемого обжигом колчедана, то работа контактного аппарата нарушается вследствие отравления первого слоя контактной массы через несколько суток. Для сохранения активности катализатора применяется тонкая очистка газа мокрым способом. [c.26] На рис. 9 представлен современный контактный аппарат с выносными теплообменниками производительностью 1000 т/сут H2SO4. Диаметр контактного аппарата 12, общая высота 22 м. Контактные аппараты с неподвижным слоем катализатора с достаточной для практических целей точностью можно рассчитать как адиабатические реакторы идеального вытеснения. [c.29] Для окисления двуокиси серы повышенной концентрации рационально применять контактные аппараты с кипящими слоями катализатора (см. ч. I, рис. ИЗ). [c.29] На рис. 10 представлена схема контактного отделения с двойным контактированием. Газ проходит теплообменники / и 2 и поступает на первый, а затем на второй и третий слои контактной массы аппарата 3. После третьего слоя газ подается в промежуточный абсорбер 8, из него — в теплообменники 5 и а затем — в четвертый слой контактной массы. Охлажденный в теплообменнике 5 газ проходит абсорбер б и из него выводится в атмосферу. [c.29] Контактное производство серной кислоты —это крупномасштабное непрерывное, механизированное производство. В настоя-ш,ее время проводится комплексная автоматизация контактных чехов. Расходные коэффициенты при производстве серной кислоты из колчедана па 1 т моногидрата Н2504 составляют примерно условного (45% 5) колчедана 0,82 т, электроэнергии 82 кВт-ч, воды 50 м . Себестоимость кислоты составляет 14—16 руб. за 1 т, в том числе стоимость колчедана составляет в среднем почти 50% от всей стоимости кислоты. Уровень механизации таков,что зарплата основных рабочих составляет лишь около 5% себестоимости кислоты. При применении контактных аппаратов со взвешенным слоем катализатора целесообразно производить и перерабатывать газ концентрацией 11—12% 50з и 10—9% Оа, что сильно уменьшает объемы аппаратуры и дает экономию электроэнергии на работу турбокомпрессора и насосов. Важнейшие тенденции развития про-. изводства серной кислоты типичны для многих химических производств. 1. Увеличение мощности аппаратуры при одновременной комплексной автоматизации производства. 2. Интенсификация процессов путем применения реакторов кипящего слоя (печи и контактные аппараты КС) и активных катализаторов производства и переработки концентрированной двуокиси серы с использованием кислорода. 3. Разработка энерго-технологических схем с максимальным использованием тепла экзотермических реакций, в том числе циклических и схем под давлением. 4. Увеличение степеней превращения на всех стадиях производства для снижения расходных коэффициентов по сырью и уменьшению вредных выбросов. 5. Использование сернистых соединений (5, ЗОа, 50з, НзЗ) из технологических и отходящих газов, а также жидких отходов других производств. 6. Обезвреживание отходящих газов и сточных вод. [c.31] Вернуться к основной статье