Ыбор технологического процесса

Ћтдельные этапы получениЯ серной кислоты могут быть по-разному скомбинированы в технологическом процессе:

ü Џроизводство серной кислоты из колчедана методом одинарного контактированиЯ

ü Џроизводство серной кислоты из серы методом двойногоконтактированиЯ

ü Џроизводство серной кислоты циклическим методом из серы

‚ажнейшей задачей в производстве серной кислоты ЯвлЯетсЯ повышение степени превращениЯ SO₂ в SO₃. Џомимо увеличениЯ производительности по получению серной кислоты выполнение этой задачи позволЯет решить и экологические проблемы Р снизить выбросы в окружающую среду вредного компонента SO₂.

‚ыбор абсорбента:
„иаграмма фазового равновесиЯ пар Р жидкость длЯ системы H₂O Р H₂SO₄ Р SO₃ (см. рис.2) показывает, что оптимальным абсорбентом ЯвлЯетсЯ 98,3%-наЯ сернаЯ кислота (техническое название Р моногидрат), соответствующаЯ азеотропному составу. „ействительно, над этой кислотой практически нет ни паров воды, ни паров SO₃.

€спользование в качестве поглотителЯ менее концентрированной серной кислоты может привести к образованию сернокислотного тумана, а над 100%-ной серной кислотой или олеумом в паровой фазе довольно велико равновесное парциальное давление SO₃, поэтому он будет абсорбироватьсЯ не полностью.’аким образом, длЯ обеспечениЯ высокой степени поглощениЯ следует поддерживать в абсорбере концентрацию серной кислоты, близкую к 98,3%, а температуру ниже 100˚C. Ћднако в процессе абсорбции SO₃ происходит закрепление кислоты (повышение ее концентрации) и в силу экзотермичности реакции увеличиваетсЯ температура. „лЯ уменьшениЯ тормозЯщего влиЯниЯ этих Явлений абсорбцию ведут так, чтобы концентрациЯ H₂SO₄ при однократном прохождении абсорбера повышалась только на 1 Р 1,5%, закрепившуюсЯ серную кислоту разбавлЯют в сборнике до концентрации 98,3%, охлаждают в наружном холодильнике и вновь подают на абсорбцию, обеспечиваЯ высокую кратность циркулЯции.

‚ыбор сырьЯ:
‘ера как сырье длЯ производства кислоты имеет рЯд преимуществ:

‚ отличие от серного колчедана, почти не содержит примесей, которые могли бы собой представлЯть каталитические Яды.

Џри ее сжигании не образуютсЯ твердые и иные отходы, которые требовали бы складированиЯ.

‘еру значительно дешевле транспортировать.

Ћдин из наиболее рациональных методов решениЯ этой задачи, повсеместно применЯемый сернокислой промышленности, - метод двойного контактированиЯ и двойной абсорбции („Љ„Ђ). …го сущность состоит в том, что реакционную смесь, в которой степень превращениЯ SO₂ составлЯет 90 Р 95%, охлаждают и направлЯют в промежуточный абсорбер длЯ выделениЯ SO₃. ‚ оставшемсЯ реакционном газа соотношение O₂:SO₂ существенно повышаетсЯ, что приводит к смещению равновесиЯ реакции вправо (равновеснаЯ криваЯ 2 на рис. 2). ‚новь нагретый реакционный газ снова подают в контактный аппарат, где на одном Р двух слоЯх катализатора достигают 95% степени превращениЯ оставшегосЯ SO₂. ‘уммарнаЯ степень превращениЯ SO₂ составлЯет в таком процессе 99,5-99,8%.

ђавновесные кривые: 1 Р длЯ исходного реакционного газа (перваЯ ступень контактированиЯ в схемах „Љ„Ђ), 2 - длЯ реакционной смеси после промежуточной абсорбции SO₃; адиабаты последнего слоЯ реактора, 3 Р при одинарномконтактировании, 4 Р при двойном контактировании.