Tài liệu Công nghệ sản xuất acid suntuaric pdf

4 453 1
Tài liệu Công nghệ sản xuất acid suntuaric pdf

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

BÀI 6: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ACID SUNTUARIC ****** I. KHÁI NIỆM CHUNG 1. Tính chất cảu acid sunfuaric 2. Ứng dụng của H 2 SO 4 Các phương pháo sản xuất H 2 SO 4 3. II. ĐIỀU CHẾ KHÍ SUNFUARƠ (SO 2 ) 1. Nguyên liệu là quặng pyrit thành phần chủ yếu là FeS 2 2. Nguyên liệu là lưu huỳnh III. LÀM SẠCH KHÍ SO 2 IV. ĐIỀU CHẾ H 2 SO 4 THEO PHƯƠNG PHÁP TIẾP XÚC 1. Giai đoạn oxi hóa SO 2 2. Giai đoạn hấp thụ SO 3 I. Khái niệm chung: 1. Tính chất của acid Sunfuaric: H 2 SO 4 khan là một chất lỏng nhớt, không màu, sôi ở nhiệt độ 296,2°C ,ở áp suất thường, H 2 SO 4 hỗn hợp với nước ở bất kỳ tỉ lệ nào và tạo thành các loại hydrat: H 2 SO 4 .H 2 O, H 2 SO 4 .2H 2 O và H 2 SO 4 .4H 2 O. H 2 SO 4 cũng tạo với SO 3 thành các hợp chất: H 2 SO 4 .SO 3 , H 2 SO 4 .2SO 3 . Dung dịch của SO 3 trong H 2 SO 4 được gọi là oleum. H 2 SO 4 rất hoạt động, nó hòa tan các oxit kim loại và đa số các kim loại. Do tạo thành các hydrat nên H 2 SO 4 hút nước rất mạnh, có thể hút nước của các tế bào thực vật, động vật , gỗ ,tinh bột làm chúng bị "cháy" thành than. 2. Ứng dụng của H2SO4: H 2 SO 4 là acid vô cơ có vai trò quan trọng nhất trong ngành công nghiệp hóa chất và trong nền kinh tế quốc dân. H 2 SO 4 dùng để sản xuất phân Superphotphat, (NH 4 ) 2 SO 4 , phân phức hợp và điều chế HCl, HF, H 3 PO 4 , CH 3 COOH Ngoài ra để tinh chế các hợp chất hữu cơ, sản xuất thuốc nhuộm, sơn . Tóm lại, sự ứng dụng của nó rất rộng rãi, rất đa dạng hầu hết các ngành đều sử dụng nó nên gọi nó là máu của ngành công nghiệp. 3. Các phương pháp sản xuất H2SO4: Dùng nước tác dụng với SO 3 tiến hành qua 3 giai đoạn: a) Ðiều chế SO 2 : khí SO 2 ( SO 2 trong không khí có nồng độ từ 7( 15%) SO 2 được điều chế từ nhiều nguồn khác nhau, có thể từ lưu huỳnh và quặng pyrit. b) Oxi hóa SO 2 thành SO 3 theo phản ứng: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3 c) Hấp thụ SO 3 bằng nước theo phản ứng: SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 II. Ðiều chế khí Sunfuarơ ( SO2): 1. Nguyên liệu là quặng pyrit: thành phần chủ yếu là FeS2. Khi đốt quặng bằng không khí, xảy ra phản ứng tạo thành SO 2 : 4FeS 2 + 11O 2 = 8SO 2 + 2Fe 2 O 3 Ðốt ở nhiệt độ cao dư oxi không nhiều nên 3FeS 2 + 8O 2 = 6SO 2 + Fe 3 O 4 Quặng nghiền nhỏ đường kính 6 mm đưa vào phía trên lưới, không khí được thổi từ dưới lên đủ để lớp quặng ở trạng thái lơ lủng được gọi là tầng sôi (3). Khí SO 2 được lấy ra ở phía trên tháp, nhiệt độ tầng sôi là 750°C. Lò tầng sôi có thể đốt lưu huỳnh được. Ngày nay chủ yếu sử dụng lò đốt pyrit kiểu tầng sôi. 1. Lớp lót bằng vật liệu chịu lửa 2. Ghi lò 3. Tầng sôi 2. Nguyên liệu là lưu huỳnh: S + O 2 = SO 2 Sơ đồ nguyên lý của lò tầng sôi. 1: nồi nấu; 2,4: bơm; 3,7: thiết bị lọc; 5 vòi phun; 6: lò đốt; 8: tháp sấy; 9: nồi hơi-thu hồi. Lưu huỳnh được đưa vào ngăn thứ nhất của nồi nấu (1). Lưu huỳnh chảy lỏng được bơm (2) đưa qua thiết bị lọc (3) tách tạp chất, rồi vào ngăn 2 của nồi nấu (1), lưu huỳnh chảy lỏng cùng với không khí được bơm (4) đưa qua vòi phun (5) vào lò đốt (6), không khí vào lò đốt phải được lọc qua thiết bị lọc (7) trước lọc chất bẩn vào qua tháp sấy (8) để tách nước bằng H 2 SO 4 . Khử SO 2 ra khỏi lò đốt lưu huỳnh có nhiệt độ là 850 →900°C đưa qua nồi hơi - thu hồi (9) để tận dụng nhiệt thừa. III. Làm sạch khí SO2: Khí SO 2 ra lò còn chứa bụi và các tạp chất cần phỉa làm sạch bụi để chúng không phủ lên xúc tác trong thiết bị oxi hóa SO 2 khỏi làm bẩn H 2 SO 4 tạo thành. Người ta dùng xyclon để làm sạch bụi sơ bộ và dùng thiết bị lọc điện để khử hoàn toàn bụi và các tạp chất. IV. Ðiều chế H2SO4 theo phương pháp tiếp xúc: Hỗn hợp khí SO 2 khô và sạch có hàm lượng SO 2 khoảng 7→ 7,5% ,nhiệt độ 45→50°C, được đưa sang công đoạn điều chế H 2 SO 4 . Công đoạn này gồm 2 giai đoạn: oxi hóa SO 2 và hấp thụ SO 3 . 1. Giai đoạn oxi hóa SO2: - Phản ứng oxi hóa SO 2 xảy ra tốt nhất ở nhiệt độ 440°C, chất xúc tác có thành phần chủ yếu là V 2 O 5 . Sơ đồ lưu trình oxi hóa khử khí Sunfuarơ. 1: máy nén; 2:thiết bị lọc khí; 3: thiết bị truyền nhiệt kiểu ống chùm; 4: tháp tiếp xúc; 5: thiết bị làm sạch bằng nước; 6,7: thiết bị hấp thụ khí; 8: thùng tách bọt; 9: tháp hấp thụ khí SO 2 . Hỗn hợp khí nén (1) qua thiết bị lọc (2) đi vào thiết bị truyền nhiệt kiểu ống chùm (3) nhiệt độ 230 → 240°C, ở thiết bị tiếp xúc (4) nhiệt độ tăng lên 415 → 418°C. Khí đi vào lớp xúc tác chuyển hóa SO 2 thành SO 3 đạt 98%. 2. Giai đoạn hấp thụ SO 3 : Hỗn hợp khí SO 3 ở thiết bị tiếp xúc (4) đi vào thiết bị làm sạch (5) nhiệt độ hạ xuống 60°C, rồi vào hệ thống hấp thụ SO 3 ( Các tháp (6), (7)) điều chế oleum nồng độ 18,5 → 20% . Sau khi ra khỏi tháp, nồng độ acid lên tới 98,7 → 99%. Khí ra khỏi hệ thống hấp thụ còn chứa một ít SO 2 và bọt H2SO4 nên cần phải đưa qua thùng tách bọt (8) để giữ acid lại, rồi vào tháp đệm (9), dùng dung dịch NH4OH để hấp thụ SO 2 sản phẩm của quá trình này là các muối (NH 4 ) 2 SO 3 , NH 4 HSO 3 và (NH 4 ) 2 SO 4 . . BÀI 6: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ACID SUNTUARIC ****** I. KHÁI NIỆM CHUNG 1. Tính chất cảu acid sunfuaric 2. Ứng dụng của H 2 SO 4 Các phương pháo sản xuất H. H2SO4: H 2 SO 4 là acid vô cơ có vai trò quan trọng nhất trong ngành công nghiệp hóa chất và trong nền kinh tế quốc dân. H 2 SO 4 dùng để sản xuất phân Superphotphat,

Ngày đăng: 16/12/2013, 03:15

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan