Sxema 0,6 mpa umumiy bosim ostida ishlaydi

Vazifa

Sxema 0,6 MPa umumiy bosim ostida ishlaydi.

Quritish minorasidan keyin havo 30 ° C haroratda 4 aloqa moslamasiga kiradi. Oltingugurtning yonish darajasi 100% ga teng.
4 va 5-kontakt apparatlarida oltingugurt dioksidining konversiya darajasi mos ravishda 0,96 va 0,98 ni tashkil qiladi.
6 va 7-absorberlarda oltingugurt angidridining to'liq so'rilishi sodir bo'ladi.
100% sulfat kislotaning ishlashi: kuniga 1300 t.
Massa nisbati sulfat kislota: oleum = 5: 1.
Oleumdagi bepul OSO3 tarkibi: 6%.
Havodagi suv bug'ining qisman bosimi 3,2 kPa.
O'choqdan chiqadigan oltingugurt dioksidining konsentratsiyasi 13,4% vol.
Quritish minorasida sug'orish kislotasining konsentratsiyasi massaning 92,4% ni tashkil qiladi.
Monohidrat absorberidagi sug'orish kislotasining konsentratsiyasi massaning 98,7% ni tashkil qiladi.
Vazifa:
sulfat kislota ishlab chiqarishning texnologik sxemasiga asoslanib, uning operator sxemasini tuzing;
oltingugurt dioksidining umumiy konversiya darajasini uning 1 va 2-darajali aloqa darajalari uchun qiymatlari bo'yicha hisoblash uchun analitik ifodani toping;
umuman sulfat kislota ishlab chiqarishning XTS moddiy balansini hisoblang;
kontaktning 1 va 2 bosqichlari uchun moddiy balanslarni tuzing, buning uchun quyidagilarni aniqlang:
1-bosqichdan oldin gaz aralashmasining hajmi va tarkibi;
chiqish joyidagi gaz aralashmasining hajmi va tarkibi;
2-bosqichdan keyin gaz miqdori va tarkibi;
quritish minorasining moddiy muvozanatini tuzing, aniqlang:
quritish uchun keladigan havodagi suv bug'lari soni;
oleum va kislota oqimlari 6 va 7-absorberlardan quritish minorasi to'plamiga kiradi;
kislotani belgilangan konsentratsiyaga suyultirish uchun quritish minorasining kislota to'plamiga yuborilgan suv miqdori;
quritish minorasi to'plamidan absorber to'plamlariga kiradigan kislota oqimlari;
absorbsiya bo'limining moddiy balansini tuzing. Buning uchun aniqlang:
absorberlarda so'rilgan oltingugurt angidrid miqdori;
absorber to'plamlaridan quritish minorasi to'plamiga va quritish minorasi to'plamidan absorber to'plamlariga keladigan oleum va kislota oqimlari;
egzoz gazlarining hajmi va tarkibini hisoblang.

Kirish

Hozirgi kunda ma'lum bo'lgan yuz minglab organik birikmalar orasida sulfat kislota alohida rol o'ynaydi.
Sulfat kislotadan foydalanishning keng doirasi, birinchi navbatda, uning fizik va kimyoviy xususiyatlariga bog'liq. Sulfat kislota rangsiz, kaustik, hidsiz, og'ir yog'li suyuqlik bo'lib, har qanday nisbatda suv bilan aralashtiriladi. Ushbu kislota gigroskopik, ya'ni havodan namlikni yutishga qodir. Oddiy haroratda u uchuvchan emas va hidsiz. Sulfat kislota deyarli barcha metallar bilan o'zaro ta'sir qiladi. Ushbu o'zaro ta'sirning tezligi metallning tabiatiga, kislota kontsentratsiyasiga va haroratga bog'liq.
Gazlarning qurishi suvning sulfat kislota bilan so'rilishiga asoslanadi.
Sulfat kislota qaysi mahsulotni ishlab chiqarish kerakligiga qarab bir nechta navlarda ishlab chiqariladi. Masalan, dori-darmonlarni, ayniqsa toza reagentlarni ishlab chiqarish uchun batareyalarni to'ldirish uchun toza kislota kerak. Boshqa hollarda, vitriol yog'i deb ataladigan kamroq toza sulfat kislota ishlab chiqarish uchun javob beradi. Sulfat kislota sanoati ba'zi organik preparatlar va portlovchi moddalarni ishlab chiqarishda ishlatiladigan oleum ishlab chiqaradi. Oleum oltingugurt kislotasidagi oltingugurt angidridining eritmasi.
Zamonaviy dunyoda metallurgiya, neft sanoati, o'g'itlar ishlab chiqarish, mikroelektron ishlab chiqarish, nozik kimyoviy texnologiyalar kabi ko'plab sanoat tarmoqlari sulfat kislotadan foydalanmasdan tasavvur qilib bo'lmaydi.
Masalan, fosfor va azotli o'g'itlarni ishlab chiqarish uchun ko'p miqdorda sulfat kislota ishlatiladi. Metallurgiyada sulfat kislota tayyor mahsulotdagi mikro yoriqlarni aniqlash uchun ishlatiladi, shuningdek sulfat kislota elektrokaplama sexlarida ishlatiladi. Shuningdek, sulfat kislota turli xil rudalar va minerallarni qayta ishlash uchun zarurdir. Neftni qayta ishlash sanoati neftni va uning turli fraktsiyalarini tozalash uchun ko'p miqdorda sulfat kislota talab qiladi. Organik sintezda konsentrlangan sulfat kislota ko'plab bo'yoqlar va dori-darmonlarni qabul qilishda zarur komponent hisoblanadi.

1. Nazariy qism

1.1 sulfat kislota ishlab chiqarish

Oltingugurt kislotasini ishlab chiqarishning xom ashyo bazasi oltingugurt o'z ichiga olgan birikmalar bo'lib, ulardan oltingugurt dioksidini otish orqali olish mumkin. Sanoatda sulfat kislotaning taxminan 80% tabiiy oltingugurt va temir pirzoladan olinadi. Ba'zan rangli metallurgiyaning chiqindi gazlari xom ashyo sifatida ishlatiladi, ular rangli metallarning sulfidlarini yoqish natijasida olinadi va oltingugurt dioksidini o'z ichiga oladi va ba'zi sohalarda neftni qayta ishlashda oltingugurtni tozalash natijasida hosil bo'lgan vodorod sulfidi ishlatiladi. Chiqindi gazlardan sulfat kislota olganda, otish bosqichi boshqa ishlab chiqarishning bir qismidir.

Oltingugurtdan sulfat kislota ishlab chiqarishning kimyoviy sxemasi quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi:

S + O2 =>SO2 + QR (1)

SO2+ 1/2 O2<=> soz + QR (2)
Soz + H2O<=>H2SO4 + QR (3)

Mineral xom ashyo tarkibida aralashmalar mavjud, shuning uchun funktsional sxema gazni yoqishdan keyin uni tozalashning yana bir bosqichini o'z ichiga oladi. Oltingugurt-erish nuqtasi 386 K bo'lgan past eriydigan modda.kuyishdan oldin u yonish issiqligini utilizatsiya qilish natijasida olingan bug ' yordamida eritiladi. Gorenje-bu eruvchan modda. Eritilgan oltingugurt tabiiy xom ashyoda mavjud bo'lgan aralashmalarni olib tashlash uchun cho'kadi va filtrlanadi, so'ngra nasos bilan yonish pechiga beriladi.

Oltingugurt reaktsiya bilan yoqilganda, kislorodning 1 qismi ekvimolyar ravishda oltingugurt dioksidiga aylanadi, Shuning uchun o ning umumiy kontsentratsiyasi2 va SO2, doimiy va kislorod kontsentratsiyasiga teng Co manba gazida (a+b = Co), shuning uchun oltingugurt havoda yoqilganda Gorenje:
b = 0,21 – a.

Texnologik jarayonning tavsifi, funktsional va operator sxemalari.

sulfat kislota dioksid ishlab chiqarish


1-yuqori bosimda sulfat kislota ishlab chiqarishning texnologik sxemasi

To'g'rilangan oltingugurt 2-o'choqqa havo oqimi bilan ta'minlanadi , u erda oltingugurt dioksidiga yoqiladi.

Oltingugurt dioksidi 3-chiqindi qozonida sovutiladi va 4-aloqa moslamasiga yuboriladi, u erda SO2 ning SO3 ga oksidlanish jarayoni absorber 6-da SO3 ning oraliq singishi bilan ikki marta aloqa qilish orqali katalizatorda amalga oshiriladi.
Uch qavatli aloqa apparati 4 kontaktning birinchi bosqichini tashkil qiladi. Kimyoviy reaksiya natijasida isitiladigan gaz katalizatorning har uch qatlamidan o'tgandan so'ng issiqlik almashtirgichda sovutiladi 8.
Birinchi bosqichdan keyin gaz absorber 6 da SO3 dan chiqariladi.
Kontakt apparati 5-bu kontaktning ikkinchi bosqichi-unda reaksiyaga kirishmagan SO2 kislotalanishi sodir bo'ladi.
Oksidlanishdan oldin gaz aralashmasi iqtisodchi 13 da sovutiladi va monohidrat absorber 7 ga kiradi.
Kompressor 10 tomonidan pompalanadigan atmosfera havosini quritish 1-quritish minorasida konsentrlangan sulfat kislota bilan sug'oriladi.
Absorber 7 dan keyin gaz 8 issiqlik almashtirgichda isitiladi, shundan so'ng u gaz turbinasi 12 ga, so'ngra iqtisodchi 13 ga yuboriladi.
Oleum va monohidrat ko'rinishidagi mahsulotlar 6 va 7-absorberlardan olinadi.

2-yuqori bosimda sulfat kislota ishlab chiqarishning blok diagrammasi: 1-quritish minorasi; 2-oltingugurtni yoqish uchun o'choq; 3-utilizator qozon; 4,6,8,15-kontaktli qurilma; 5,7,9,10-issiqlik almashinuvchilari; 11-oleum absorber; 12-kompressor; 9,13,20-to'plamlar; 14-bug ' turbinasi; 16,19-iqtisodchilar; 17-monohidrat absorber; 18-gaz turbinasi

3-atmosfera bosimida sulfat kislota ishlab chiqarishning operator sxemasi: 1-quritish minorasi; 2-oltingugurtni yoqish uchun o'choq; 3-utilizatsiya qiluvchi qozon; 4,6,8,15-kontakt apparati; 5,7,9,10-issiqlik almashinuvchilari; 11-oleum absorber; 12-kompressor; 9,13,20-to'plamlar; 14-bug ' turbinasi; 16,19-iqtisodchilar; 17-monohidrat absorber; 18-gaz turbinasi
Sulfat kislota ishlab chiqarishning asosiy bosqichlari.
Elementar oltingugurtdan sulfat kislota ishlab chiqarish jarayoni quyidagi asosiy bosqichlardan iborat:
1. Xom ashyoni tayyorlash: oltingugurtni tozalash va eritish; havoni tozalash, quritish va dozalash;
2. Oltingugurtni yoqish:

S + O2 = SO2 (1).

Jarayon ortiqcha havo bilan amalga oshiriladi. Juda katta miqdordagi issiqlik ajralib chiqadi DN \ u003d -362,4 kj/mol
3. SO2 ning SO3 ga kontakt oksidlanishi:

SO2+ 0,5O2 = SO3 (2).

420-550C haroratda vanadiy katalizatorida 500C da reaksiyaning issiqlik ta'siri 94,23 kj / mol ni tashkil qiladi;
4. SO3 ning so'rilishi:

SO3 + H2O = H2SO4 (3).

Absorbsion ustun 98,6% H2SO4 bilan sug'oriladi. Omborga yuborishdan oldin kislota ~ 93 gacha suyultiriladi%

2. Hisoblash qismi

2.1 jarayonning moddiy balansi



Reaksiya uzeli

Oleum

Suv

Sulfat kislota

Отходящиегазы(N₂, O₂, SO₂, SO₃)

Oltingugurt
Havo (N2,O2)

Sulfat kislotaning ishlashini hisoblash (kmol/soat).

100% sulfat kislotaning mahsuldorligi kuniga 1300 t ni tashkil qiladi.
Keyin:
П(t/kun)=П*1000/(кол-во часов в сутки)=П(кг/ч).
П (с.к.) = 1 300 000 / 24 = 54 166,667 кг/ч.
П (с.к.) (кмоль/ч) =( П (с.к.) кг / ч ) / (М (с.к.) кг / кмоль).
М (с.к.) = 2 + 32 + 64 = 98 кг / кмоль.
П (с.к.) = 54 166,667/98 = 552,721 кмоль /ч.

Olingan oleum miqdorini hisoblang:

bu erda n-kislota va oleumning massa nisbati

Ushbu ma'lumotlarga asoslanib, shuningdek, konversiya va so'rilish darajasini bilish orqali biz mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan oltingugurt miqdorini hisoblashimiz mumkin. Barcha oltingugurt butunlay yonib ketishini qabul qilamiz:

O'tayotgan reaktsiyalarga ko'ra, biz stoxiometrik nisbatlar bir xil va birlikka teng ekanligini ko'ramiz:
S + O₂ = SO₂
SO₂ + O₂ = SO₃
SO₃+ H₂O = H₂SO₄
Keyin, x oltingugurt miqdori bo'lgan tenglamani tuzamiz (oltingugurt dioksidga oksidlanishi 100% bo'lganligi sababli oltingugurt gazi).:
1-oksidlanish bosqichidan keyin oqim:

Oleum absorberida so'rilganidan keyin:

2-oksidlanish holatidan keyin:

Monogidrat absorberida so'rilganidan keyin:

Oltingugurt dioksidi konversiyasining umumiy darajasini hisoblash uchun umumiy analitik ifoda:

Oleum va sulfat kislota hosil bo'lishiga sarflangan oltingugurt miqdorini topamiz. Oleum SO₃ va sulfat kislotadan iborat. Oleumdagi SO ₃ tarkibi 6%:




Kislotasini hosil qilish uchun sarflangan oltingugurt miqdori:

Mahsulot ishlab chiqarishga sarflangan oltingugurtning umumiy miqdori:



Chiqindi gazlarda yo'qolgan oltingugurt ulushi:



Oltingugurt miqdorini bilib, uni yoqish uchun zarur bo'lgan havo miqdorini hisoblaymiz. Oksidlanish reaktsiyasi tenglamasidan biz sarflangan kislorod miqdorini topamiz:
S + O₂ = SO₂


Oltingugurt gazidagi kislorod kontsentratsiyasini tenglama yordamida topish mumkin:

Reaktsiyadan keyin qolgan kislorod miqdori:




Quruq havo oqimini aniqlang.
Buning uchun biz proporsiya tuzamiz:







Quritishdan oldin havodagi suv miqdorini aniqlang.

Nam havo miqdori:



Qabul qilingan kislorodning bir qismi oltingugurt dioksidini oltingugurt trioksidiga oksidlanishiga ham ketadi. Oltingugurt dioksidining konversiya darajasini hisobga olgan holda 1-oksidlanish holatidan keyin qolgan kislorod miqdorini hisoblaymiz:
SO₂ + O₂ = SO₃


2-oksidlanish holatidan keyin qolgan kislorodni hisoblaymiz. Buning uchun ushbu bosqichga o'tadigan oltingugurt dioksidi miqdorini hisoblang:





Reaksiya davomida azot miqdori o'zgarmaydi.


Krandan tizimga kiradigan suv miqdorini topamiz, buning uchun kiruvchi oqimlarni qo'shamiz va chiqadigan oqimlarni olib tashlaymiz:

Chiqindi gazlarga reaksiyaga kirmagan oltingugurt dioksidi, kislorod va azot kiradi.


Hisoblangan ma'lumotlarga asoslanib, umuman sulfat kislota ishlab chiqarishning XTS moddiy balansi:

Kiruvchi parametrlar						Sarf
Sarflar ro`yhati	кг/ч	масс.%	куб.м/ч	об.%	Sarflar ro`yhati		кг/ч	масс.%	куб.м/ч	об.%
Oltingugurt	21336,5				Ortiqcha gazlar		111541,8	100	89074,0	100
Havoli aralashma	146993,544	100	115801,4	100	Кислород		1441,574	1,29	1009,0	1,133
Kislorod	33437,824	22,75	23406,0	20,21	Азот		110066,152	98,86	88052,992	98,85
Azot	110066,152	74,88	88052,992	76,04	Oltingugurt dioksid		34,112	0,03	11,94	0,013
suv	3489,569	2,37	4342,42	3,75
Krandagi suv	9067,937				Oleum		10976,0
					Sulfat kislota 98,6%		54880,108
Jami	177397,9	100	115801,4	100	Jami		177397,9	100	89074,0	100

Oltingugurt yonadigan pechdagi moddiy balans tenglamasi:

Pech


2