«Производство фосфорной кислоты термическим методом»

Министерство образования и науки Российской Федерации
РОССИЙСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени Д.И. Менделеева
Кафедра технологии неорганических веществ и электрохимических процессов

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по основам проектирования и оборудованию на тему:
«Производство фосфорной кислоты термическим методом».

Выполнил: студент

4 курса, группы Н -41
Гуреев М.А.
Проверила к.т.н., доц.:
Почиталкина И.А.

Москва 2018

Содержание

Введение.........................................................................................................3
1. Получение термической фосфорной кислоты двухступенчатым методом.....................................................................................................................5
2. Описание технологической схемы производства термической фосфорной кислоты двухступенчатым способом................................................6
3. Технологические расчеты.........................................................................7
3.1. Материальный баланс башни сжигания фосфора.............................7
3.2. Тепловой баланс башни сжигания фосфора....................................11
4. Механический расчет башни сжигания фосфора.................................13
4.1. Конструкция аппарата.......................................................................13
4.2. Расчет толщины стенки.....................................................................14
5. Перечень технологического оборудования..........................................16
Заключение..................................................................................................18
Список используемой литературы.............................................................19

Введение

Фосфорная кислота производится двумя способами: экстракционным (сернокислотным) и термическим. Развитие термического способа тесно связано с развитием фосфорной промышленности.
Экстракционная и термическая фосфорные кислоты резко различаются по качеству. Получаемая экстракционным способ кислота содержит до 15% примесей, а термическая – всего до 0,4% примесей.
Качество экстракционной кислоты зависит от состава исходного сырья, потому что в нее частично переходят примеси фосфатных руд, которые образуют с серной кислотой соединения, растворимые в фосфорной кислоте.
Термический способ дает возможность получать из любого вида сырья высококонцентрированную кислоту, содержащую 62-69% P₂O₅ (85-95% H₃PO₄) при незначительном количестве примесей, а также полифосфорную кислоту, содержащую 77-86% P₂O₅ (106-118% H₃PO₄).
Фосфорная кислота потребляется непосредственно и в виде разнообразных солей, которые широко применяются в сельском хозяйстве (удобрения, кормовые средства), в промышленности и других отраслях техники, коммунальном хозяйстве и в быту (технические соли).
По масштабам потребления фосфорной кислоты (экстракционной и термической суммарно) первое место занимает туковая промышленность, второе – солевые производства. Важной областью ее применения является также изготовление кормовых и пищевых фосфатов и пищевой фосфорной кислоты. На удобрения перерабатывается главным образом экстракционная фосфорная кислота. В производстве технических солей потребляется преимущественно термическая фосфорная кислота. Например, производство фосфатов натрия, которые широко используются для водоумягчения, получения синтетических моющих средств и других целей.
Непосредственно фосфорная кислота применяется, например, как катализатор процессов дегидрирования, полимеризации и алкилирования углеводородов. Пищевая фосфорная кислота используется в производстве безалкогольных напитков [1].
В данной работе будет рассмотрен термический метод получения фосфорной кислоты. Он основан на химических реакциях окисления элементарного фосфора и гидратации фосфорного ангидрида, сопровождающихся физическими процессами тепло- и массообмена [4].