Mavzu: Texnologik jarayonlarda optimal sharoit. Sulfat kislota ishlab chiqarish texnologiyasi

Mavzu: Texnologik jarayonlarda optimal sharoit. Sulfat kislota ishlab chiqarish texnologiyasi.

Reja:

• Xossalari., ishlab chiqarish usullari va ishlatilashi.
• Oltingugurt (IV)- oksidini ishlab chiqarish.
• Kontakt usuli bilan sulfat kislota ishlab chiqarish.

Navoiy-2022
Xossalari.
Kimyoviy toza sulfat kislota (monogidrat) og'ir, moysimon, rangsiz, hidsiz, suyuqlik bo'lib 96% Ii (massa bo'yicha) zichligi 1,84 g/sm 3, 104,6°C da qotadi, muzlaydi va 338,8°C da qaynaydi. Suv bilan cheksiz miqdorda aralashadi, bunda ko'p issiqlik ajralib chiqadi
Sulfat kislotasining quyidagi turlari sanoatda ishlab chiqariladi: kuporos moyi va akkumulyator kislotasi 92-93 %Ii, oleum - 20,65 %Ii, minoraIi kislota 75 % Ii.
Konsentrlangan sulfat kislota kuchli oksidlovchi hamdir. Uning
metallar bilan ta'siri konsentratsiyasiga bog'liq bo'ladi. Konsentrlangan kislota oltin va platinadan boshqa barcha metallar bilan reaksiyaga kirishadi, bunda vodorod ajralib chiqmaydi, balki sulfat kislotaning qaytarilish mahsulotlari (SO2, S,H2S) tuz va suv hosil bo'ladi
U suv bilan gidratlar hosil qilish xossasiga ega bo'lganligidan suvni shiddatli tortib oladigan kuchli gidroskopik moddadir.
U hatto boshqa kislotalardan, tuzlarni kristallogidratlaridan, hatto
uglevodorodlarning kislorodli hosilalaridan (unda vodorod va kislorod
suv shaklida bo'lmasa ham) suvni tortib oladi. O'simlik va hayvonot
to'qimalari kraxmal, qand va sellyuloza kabi moddalarni yemiradi.
Ulardan suvni tortib olgach, qorayib uglerod qoladi. Suyuq kislotada esa sellyuloza va kraxmal glyukoza hosil qilib parchalanadi. Odam
terisiga konsentrlangan kislota tegsa kuydiradi.
Ishlab chiqarish usullari.
Sulfat kislota X asrdan boshlab olinib
kelinmoqda. U temir kuporosini yoki achchiqtoshni qattiq qizdirish
natijasida olingan. Hosil bo'lgan
H2S04+2FeS04•7H2O=Fe2O3 +2H2S04 +S02 + 13H2
og'ir moysimon suyuqlik sulfat kislota kuporos moyi deb atalgan.
XV asrda kimyogarlar oltingugurt va selitra aralashmasini yoqib,
sulfat kislota olish mumkinligini aniqlaganlar. Shu usulda 300 yildan
ko'proq vaqt mobaynida sulfat kislota oz miqdorda shisha qolbalar va
retortalarda faqat laboratoriyalardagina olingan
XVIII asr o'rtalarida sulfat kislotaga chidarnli material-qo'rg'oshin topilgach sulfat kislota qo'rg'oshin idishlar -kameralarda sanoat miqyosida olina boshlangan. Bunday usul kamerali usul deb ataldi. Bu kameralarda oltingugurt va selitra aralashmasi yoqilgan. Bunda hosil bo'lgan sulfat angidrid kameraga qo'yilgan suv yoki kislota eritmasida yutiladi. Keyinchalik selitra o'miga nitrat kislota, kameralar o'rniga esa minoralardan (XX asrning boshlarida) foydalanilmoqda. Shuning uchun ham kamerali usulni nitrozali yoki minorali usul deb ataladi.
Nitrozali usulda katalizator rolini azot oksidlari o'ynaydi. Suyuq
fazada nasadkali minorallarda oksidlanadi. XIX asming boshlarida S02 ni platina katalizatori ishtirokida S03 ga oksidlash mumkinligi aniqlandi. XIX asrning oxirlari XX asrning boshlarida bu usul kontakt (gazning katalizator bilan to'qnashuviga asoslanganligi uchun) usuli deb atalib, sanoatda qo'llanila boshlandi..
Nitrozali usulda olinadigan sulfat kislotaning sifati pastligi, 75%
dan yuqori konsentratsiyali kislota olib bo'lmasligi, N02 S02, S03
kabi gazlaming atmosferaga chaqirib yuborilishi tufayli atmosferaning
zaharlanishi kabi kamchiliklami bu usulni kontakt usuli tomonidan
siqib chiqarishiga sabab bo'ldi. Sobiq ittifoqda 1975-yillardan boshlab
faqat kontakt usuli bilan sulfat kislota ishlab chiqarish bo'lmalari
qurilmoqda. Hozirgi paytda ishlab chiqarayotgan sulfat kislotaning
95 % ga yaqini kontakt usulida ishlab chaqirilmoqda.
Sulfat kislota qanday usulda ishlab chiqarilishidan qat'i nazar
birinchi bosqich oltingugurtli ashyolarni kuydirib S02olishdir. So'ngra
uni tozalab S03 gacha oksidlantiriladi va suvga yuttirib kislotaga
aylantiriladi
Ishlatilishi.
Sulfat kislotaning aktivligi va nisbatan arzonligi uning
qo'llanish sohalari juda kengayishiga olib keldi. Sulfat kislota yoki
uning hosilalari qo'llanilmaydigan biror-bir sohani topish qiyin.
Anorganik moddalar ichida eng ko'p ishlab chiqariladigani sulfat
kislotadir.
Sulfat kislota ko'p miqdorda o'g'it sanoatida: ammoniy sulfat,
superfosfat va boshqalarni ishlab chiqarishda ishlatiladi. Yana yirik
ishlatiladigan sohalari: neft mahsulotlarini tozalash, toshko'mir
smolasini qayta ishlash, ko'p kislotalar (masalan, ortofosfat, sirka,
ftorid va boshqalar) va tuzlar olish, rangli va nodir metallar ishlab
chiqarish, po'latdan yasalgan buyumlarni bo'yash, nikellash,
xromlashdan oldin ishlov berish, lak va bo'yoqlar olish dori darmonlar olish va boshqalardir.
Sulfat kislota turli organik sintezlarda ishlatiladi. Undan etanol va
boshqa spirtlar, ba'zi efirlar, sintetik yuvish vositalari, pestisidlar,
bo'yoqlar, saxarin, plastmassalar olinadi. Uning tuzlari sun'iy ipak
ishlab chiqarishda, to'qirmachilik sanoatida, tola yoki gazlamalarni
bo'yashdan oldin ishlov berishda ishlatiladi. Oziq-ovqat sanoatida
kraxmal, patoka va boshqa mahsulotlarni olishda ham ishlatiladi.
U yana akkumulyatorlar tayyorlashda gazlarni quritishda, kislotalarni
konsentrlashda, nitrollash reaksiyalarida, portlovchi moddalar ishlab
chiqarishda, ionitlami regeneratsiyalashda va boshqa ko'pgina
sohalarda ishlatiladi.
Sulfat kislota Rossiyada 1913-yilda 0,15 million tonna, ishlab
chiqarilgan bo'lsa, 1990-yilga kelib 25 million tonnaga yetkazilgan.
O'zbekistonda sulfat kislota ishlab chiqarish Ikkinchi jahon urushidan keyin boshlandi va 1950-yilda 73 ming tonna ishlab chiqarildi. 1990-yilga kelib esa bu ko'rsatkich 2,5 million tonnaga yetkazildi. Hozirgi kunda O'zbekistonda 4 ta sulfat kislota ishlab chiqarish korxonalari: Chirchiq elektrokimyosanoat ishlab chiqarish
birlashmasi, Samarqand (1954- yil) , Oltintopgan (1965 yil) va
Olmaliq (1980- yil ) kimyo zavodlari ishlab turibdi. O'zbekiston
sulfat kislotani ishlab chiqarish bo'yicha 1985-yildayoq jahonning
yetakchi mamlakatlari safidan o'rin egallashga erishdi.
S02 - rangsiz, o'tkir hidli (yonayotgan oltingugurt hidini eslatadi) gaz. 100 % S02 atmosfera bosimida - 10,09°C da suyuq holga o'tadi. - 70°C da qotadi. Juda zaharli bo'lib, chegaraviy xavfli konsentratsiya miqdori 0,005 mg/m3 ishlab chiqarish binolarida esa 10,0 mg/m3 ga teng.
Pirit tarkibida nazariy jihatdan olganda 53,46 %oltingugurt saqlaydi.
Temir kolchedanini kuydirish. Kolchedanni kuydirish yuqori
haroratli (1000°C gacha) geterogen (gaz-qattiq), qaytmas,
katalizatorsiz (katalizator ishlatilmaydigan) va bir necha bosqichlarda
boradigan jarayonga yaqqol misol bo'la oladi.
Kolchedan pechda 500 C gacha qizdirilganda parchalanish avval
oltingugurt hosil bo'lish bilan boradi:
2FeS2= 2FeS +S2
So'ngra oltingugurt bug'lari oksidlanadi:
S+2O2=2SO2
Qolgan g'ovak FeS2 kislorod ta'sirida sekin oksidlanadi. Reaksiya yuqori haroratda boradi:
Oltingugurt (IV)-oksidini ishlab chiqarish
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2+3400kJ
Rangli metallaming sulfidlarini ajratish uchun ruda maydalanadi va fiotatsiyalanadi. Natijada rangli metall sulfidlarining konsentranti olinadi: qolgan qoldig'i asosan tarkibida 45-50% oltingugurt saqlovchi boyitilgan piritdan iborat bo'lib, S02 olish uchun yoqiladi.
Olingan rangli metall konsentratlari metallurgiya zavodlarida kuydirilib metallar ajratib olinadi. Bunda chiqindi gaz sifatida 3% gacha S02 ajralib chiqadi va havoni, atrof-muhitni zahadaydi. Keyingi yillarda shu chiqindi gazdan ham sulfat kislota ishlab chiqarish yo'lga qo'yilmoqda. Shunday yo'l bilan 1 t. mis olganda ajralib chiqqan S02 dan l0t. dan ko'proq sulfat kislota olish murnkin. Buning uchun S02 ni konsentratsiyasini oshirish kerak bo'ladi.
Hozircha ayrim rangli metallurgiya zavodlaridagina S02 konsentratsiyasini oshiruvchi qurilmalar o'rnatilgan xolos. Shuning uchun endilikda rangli metallurgiya zavodlarining chiqindi S02 gazini to'liq ushlab olish va undan foydalanish ishlarining loyihalari ishlab chiqilmoqda.
Kolchedanni kuydirish reaksiyasi tenglamasi umumiy holda shunday yoziladi:
4FeS+702=2Fe2O3+4S02
Yana bir muhim S02 olinadigan xomashyo bu vodorod sulfid gazidir. H2S ko'pgina tabiiy gazlar tarkibida bo'ladi. Qaysiki, uni tozalaganda H2S ajratib olinadi, va u S02 ga aylantiriladi. Ko'mirni kokslaganda, neftni qayta ishlaganda ular tarkibidagi S qisman vodorod sulfidga aylanib gaz holida ajralib chiqadi. Koks gazlari tozalanganda ularning tarkibidan H2S yoki S shaklida ajratib olinadi, yoqib S02 ga aylantiriladi.
Kontakt usuli bilan sulfat kislota ishlab chiqarish
Sulfat kislota ishlab chiqarish beshta bo'limni o'z ichiga oladi:
I. Pech bo'limi (bunda quruq S02 hosil bo'ladi).
2. Yuvish bo'limi (bunda S02 gazi ho'l usul bilan tarkibidagi
qo'shimchalardan, ya'ni H2S04ning tomchilaridan, suv bug'laridan va kontakt zaharlaridan to'liq tozalanadi).
3. Kompressor bo'limi (bunda tozalangan gaz so'rib olinib,
kontakt apparatiga yuboriladi).
4. Kontakt bo'limi (bunda S02 gazi katalizator bilan ta'sirlashib

• to'qnashib S03 ga aylanadi).
• 5. Absorbsiya bo'limi (bunda S03suvga yuttiriladi va H2S0 ga aylantiriladi) .

Oltingugurl (IV) oksidini kontakt usulida oksidlash. S02 ni S03 ga
oksidlash sulfat kislota ishlab chiqarishning eng asosiy bosqichidir.
Shuning uchun ham sulfat kislota ishlab chiqarishning bu usuli
kontakt usuli deb ataladi. Kontakt bu to'qnashuv degan ma'noni
angiatib, S02gazning katalizatori bilan to'qnashuvini bildiradi. S02
ni kontakt usulida S03 ga aylantirish geterogen ekzotermik katalizga
tipik misol bo'la oladi. Bu reaksiya gaz hajmini kamayishi bilan
boradigan qaytar ekzotermik jarayonidir.
2S02 +02=2S03 + 189 kj (500 at)
Atmosfera bosimida va 475°C haroratda S03 hosil bo'lishining gazlar aralashmasining % tarkibiga bog'liqligi quyidagicha bo'ladi:
S02 ning % miqdori 2 5 6 7 8 9 10 %
02 ning % miqdori 18,2 14,1 12,7 11,3 10,0 8,6 7,2 %
S02 ni S03 ga aylantirishning % miqdori 97,1 96,5 96,2 95,8 95,2 94,3 92,3 %
Hozirgi zamon kontakt apparatlarining quvvati - mahsuldorligi
sutkasida 1500 t sulfat kislota ga tengdir. Bunday qudratli zavod juda yirik, to'xtovsiz ishlovchi, mexanizatsiyalashtirilgan, ko'p qismi avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish korxonasidir.
Kelajakda sulfat kislota ishlab chiqarishning istiqbolli yo'li boshqa
ishlab chiqarishlaming oltingugurtli chiqindilaridan xomashyo sifatida
foydalanishdir. Yaqin kelajakda ancha rniqdor sulfat kislotasi rangli
metallurgiya korxonalarining oltingugurtli chiqindilaridan va elektrostansiyalarining yoqilg'i gazlaridan ajralib chiquvchi S02 dan ishlab chiqariladi. Bu tabiatni muhofaza qilishning muhim omilidir. Bu
holat hukumatimizning atrof-muhitni muhofaza qilish haqidagi
qarorlariga, g'arnxo'rliklariga mos bo'lib tushadi.
Bundan ko'rinib turibdiki 2 % S02 bo'lganda S03 ga aylanish
darajasi eng yuqori 97,1 % bo'ladi, ammo bunda kontakt
apparatining mahsuldorligi past bo'ladi. S02 ni miqdori orta borgan
sayin S03 ga aylanish darajasi pasayib boradi.
E’tiboringiz uchun rahmat
Topshirdi: Abdukaimova.N
Qabul qildi: Oliqulov. F