ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Контактный способ производства серной кислоты из "Общая химическая технология" Контактный способ производства серной кислоты — основной в сернокислотной промышленности. В 1965 г. больше половины всей серной кислоты в нашей стране произведено этим способом. Контактный способ производства серной кислоты включает следующие основные процессы очистку газов от вредных для катализатора примесей контактное окисление сернистого ангидрида в серный (ЗОг в 50з) абсорбцию серного ангидрида серной кислотой. [c.55] Очистка газов. Сернистые газы после электрофильтров содержат еще небольшое количество пыли и вредные для катализатора газообразные примеси соединений мышьяка АзгОз, селена ЗеОг и др. Поэтому газы при контактном способе производства серной кислоты подвергают тщательной очистке от этих примесей. Для этого сернистый газ, имеющий после электрофильтра температуру около 350°, промывают вначале холодной серной кислотой крепостью 60—75%, а затем крепостью 25—40%. В результате газы охлаждаются до температуры 40°, освобождаются от остатков пыли и значительной части соединений мышьяка и селена, которые с понижением температуры газов конденсируются и поглощаются серной кислотой. Однако часть соединений мышьяка и селена в виде тумана выходит с газами из промывных аппаратов. Для окончательного удаления их из газов служат мокрые электрофильтры, которые задерживают также мельчайшие капельки тумана серной кислоты. После мокрого электрофильтра сернистые газы промывают крепкой серной кислотой (92—98%) для освобождения их от влаги. Сухой сернистый газ Ог направляют на контактное окисление в 50з. [c.55] Контактное окисление сернистого ангидрида. Реакция окисления ЗОг в 50з является обратимой 2502-1-02 5i2SOз-fQ. Слева направо она протекает с выделением тепла и с уменьшением числа молекул, т. е. с уменьшением объема. По принципу Ле Шателье следует, что для этой реакции понижение температуры и повышение давления будут благоприятно влиять на полноту окисления ЗОг в 50з. В контактные аппараты поступают печные газы с содержанием 7—7,5% ЗОг. Процесс контактного окисления ЗОг в 50з осуществляется автотермпчески. [c.55] На современных контактных установках широко используется контактная масса, содержащая в среднем 7% пятиокиси ванадия УгОз. В качестве носителя УгОб применяют алюмосиликаты. Ванадиевый катализатор менее активен, чем платиновый, но значительно дешевле и отравляется соединениями мышьяка в несколько тысяч раз меньше, чем платиновый. Добавлением к ванадиевому катализатору некоторых веществ, называемых активаторами, можно повысить его активность и улучшить физические свойства. Активаторами для ванадиевого катализатора являются окислы щелочных металлов (обычно применяют К2О). Ванадиевый катализатор готовится в виде пористых гранул, таблеток или колец. Температура зажигания (начала контактирования) ванадиевой контактной массы колеблется в зависимости от состава печных газов от 400 до 500°. При температуре выше 600° ванадиевая контактная масса начинает спекаться и активность ее понижается. [c.56] На рис. 21 показана принципиальная схема производства серной кислоты контактным способом. Печной обжиговый газ после отделения пыли в огарковых электрофильтрах поступает на тонкую очистку от остатков пыли и соединений мышьяка и селена в промывные башни 1 (полая) и 2 (с насадкой из керамиковых колец), орошаемые охлажденной серной кислотой концентрации в башне 1 — 60—75%, в башне 2 — 25—40%. В промывных башнях газы охлаждаются до 35—40°, отмываются от остатков пыли и значительной части соединений мышьяка и селена. Окончательное удаление из газов мышьяковистого тумана и селена происходит в мокрых электрофильтрах 3. Далее для очистки от паров воды газы направляются в сушильную башню 4 с насадкой, орошаемой серной кислотой концентрации 92—96%. Сухой сернистый газ ЗОг поступает в контактный узел на окисление в ЗОз. [c.57] На схеме показаны холодильники 11 для охлаждения циркуляционных кислот и олеума в системе, сборники кислот 12 и насосы 13. [c.58] В производстве серной кислоты контактным способом применяют полочный контактный аппарат с внутренним теплообменом, схематическое устройство которого показано на рис. 22. Аппарат имеет цилиндрический корпус диаметром от 3 до 8 ж и высотой 10—20 м.. Внутри аппарата находятся четыре решетки 1 со слоем контактной массы 2 на каждой. Между решетками установлены трубчатые теплообменники 3 с горизонтальными направляюшими перегородками 4. [c.58] Контактная установка значительно упрощается, если в качестве сырья для получения сернистого ангидрида применять элементарную серу, почти не содержащую мышьяка, или сероводород, получаемый при очистке горючих газов. [c.59] В настоящее время ведутся работы по внедрению контактных аппаратов со взвешенным кипящим слоем катализатора. Такие аппараты высокой производительности позволяют перерабатывать газы с повышенной концентрацией ЗОг (11—12%). [c.59] Абсорбция серного ангидрида. Абсорбция ЗОз осуществляется в две стадии. На первой стадии в олеумном абсорбере ЗОз поглощается олеумом, содержащим около 18% свободного серного ангидрида, при этом концентрация олеума повышается примерно на 1%- Из олеумного абсорбера одна часть олеума, соответствующая количеству поглощенного в системе ЗОз, выводится как продукт с концентрацией примерно 19% свободного серного ангидрида, другая после разбавления кислотой, поступающей с моногидратного абсорбера, и охлаждения возвращается на орошение олеумного абсорбера. Поглощение ЗОз серной кислотой — процесс экзотермический, поэтому понижение температуры при абсорбации ЗОз имеет большое значение. Не поглощенная в олеумном абсорбере часть ЗОз окончательно поглощается в моногидратном абсорбере кислотой крепостью 98— 100%, обладающей наибольшей абсорбционной способностью по отношению к ЗОз. Накапливающаяся в цикле моногидратного абсорбера кислота идет часть на разбавление олеума в олеумном абсорбере, другая — на укрепление кислоты в сушильной башне и третья, после добавления кислоты с сушильной башни, возвращается вновь на орошение моногидратного абсорбера. [c.59] Преимуществом контактного способа производства серной кислоты в сравнении с нитрозным является возможность получения крепкой серной кислоты и олеума. [c.59] Вернуться к основной статье