Kimyo sanoatining asosiy yirik tonnali mahsulotlaridan biri. U turli sohalarda qo'llaniladi

Sulfat kislota- kimyo sanoatining asosiy yirik tonnali mahsulotlaridan biri. U turli sohalarda qo'llaniladi Milliy iqtisodiyot, chunki u texnologik foydalanishni osonlashtiradigan maxsus xususiyatlar to'plamiga ega. Sulfat kislota chekmaydi, rangsiz va hidsiz, oddiy haroratda u suyuq holatda, konsentrlangan shaklda qora metallarni korroziyaga uchramaydi. Shu bilan birga, sulfat kislota kuchli mineral kislotalardan biri bo'lib, ko'plab barqaror tuzlar hosil qiladi va arzon
Texnologiyada sulfat kislota deganda oltingugurt oksidi (VI) va turli tarkibdagi suvdan tashkil topgan tizimlar tushuniladi. Bu gidratlar va oltingugurt oksidi birikmalari har xil kristallanish haroratiga ega va bir qator evtektikani hosil qiladi. Ushbu evtektikalarning ba'zilarida kristallanish harorati noldan past yoki yaqin. Sulfat kislota eritmalarining bu xususiyatlari uning ishlab chiqarish va saqlash shartlariga ko'ra, past kristallanish haroratiga ega bo'lishi kerak bo'lgan savdo navlarini tanlashda hisobga olinadi
Sulfat kislotaning qaynash harorati uning konsentratsiyasiga, ya'ni "oltingugurt oksidi (VI) - suv" tizimining tarkibiga ham bog'liq. Suvli sulfat kislota konsentratsiyasining oshishi bilan uning qaynash nuqtasi ortadi va 98,3% konsentratsiyada maksimal 336,5 ° S ga etadi, bu azeotropik tarkibga to'g'ri keladi va keyin pasayadi. Erkin oltingugurt oksidi (VI) miqdori ortishi bilan oleumning qaynash nuqtasi 100% oltingugurt oksidining (VI) qaynash nuqtasiga to'g'ri keladigan 296,2 o C dan (monhidratning qaynash nuqtasi) 44,7 o C gacha kamayadi.
Sulfat kislotaning qaynash harorati uning konsentratsiyasiga, ya'ni "oltingugurt oksidi (VI) - suv" tizimining tarkibiga ham bog'liq. Suvli sulfat kislota konsentratsiyasining oshishi bilan uning qaynash nuqtasi ortadi va 98,3% konsentratsiyada maksimal 336,5 ° S ga etadi, bu azeotropik tarkibga to'g'ri keladi va keyin pasayadi. Erkin oltingugurt oksidi (VI) miqdori ortishi bilan oleumning qaynash nuqtasi 100% oltingugurt oksidining (VI) qaynash nuqtasiga to'g'ri keladigan 296,2 o C dan (monhidratning qaynash nuqtasi) 44,7 o C gacha kamayadi.
Mineral kislotalar orasida sulfat kislota ishlab chiqarish va iste'mol qilish bo'yicha birinchi o'rinda turadi. Uning jahon ishlab chiqarishi so'nggi 25 yil ichida uch barobardan ko'proq oshdi va hozirda yiliga 160 million tonnadan ortiqni tashkil etadi.
Sulfat kislota va oleumni qo'llash sohalari juda xilma-xildir. Uning katta qismi mineral o‘g‘itlar (30 dan 60 % gacha), shuningdek, bo‘yoqlar (2 dan 16 % gacha), kimyoviy tolalar (5 dan 15 % gacha) va metallurgiya (2 dan 15 % gacha) ishlab chiqarishda qo‘llaniladi. 2 dan 3% gacha). Toʻqimachilik, oziq-ovqat va boshqa sohalarda turli texnologik maqsadlarda foydalaniladi. Shaklda. 1-rasmda sulfat kislota va oleumning xalq xo‘jaligida qo‘llanilishi ko‘rsatilgan.
Sulfat kislota ishlab chiqarishda xom ashyo elementar oltingugurt va turli xil oltingugurt o'z ichiga olgan birikmalar bo'lishi mumkin, ulardan oltingugurt yoki to'g'ridan-to'g'ri oltingugurt oksidi (IV) olinishi mumkin.
Tabiiy konlar mahalliy oltingugurt kichikdir, garchi uning klarki 0,1% bo'lsa. Ko'pincha oltingugurt tabiatda metall sulfidlar va metall sulfatlar shaklida uchraydi, shuningdek, neft, ko'mir, tabiiy va bog'langan gazlarning bir qismidir. Oltingugurtning katta miqdori chiqindi gazlari va rangli metallurgiya gazlarida oltingugurt oksidi shaklida va yonuvchi gazlarni tozalash jarayonida ajralib chiqadigan vodorod sulfidi shaklida mavjud.
Shunday qilib, sulfat kislota ishlab chiqarish uchun xom ashyo juda xilma-xildir, garchi hozirgi kunga qadar elementar oltingugurt va temir piritlari asosan xom ashyo sifatida ishlatilgan. Issiqlik elektr stansiyalarining chiqindi gazlari va mis eritish gazlari kabi xom ashyolardan cheklangan foydalanish ulardagi oltingugurt oksidi (IV) ning past konsentratsiyasi bilan izohlanadi.
Shu bilan birga, xom ashyo balansida piritlarning ulushi kamayadi, oltingugurtning ulushi esa ortadi.
Sulfat kislota ishlab chiqarishning umumiy sxemasida dastlabki ikki bosqich - xom ashyoni tayyorlash va ularni yoqish yoki qovurish muhim ahamiyatga ega. Ularning tarkibi va asboblari sezilarli darajada xom ashyoning tabiatiga bog'liq bo'lib, u ko'p jihatdan sulfat kislotani texnologik ishlab chiqarishning murakkabligini belgilaydi.
Oltingugurt o'z ichiga olgan xom ashyolardan sulfat kislota ishlab chiqarish bir nechta kimyoviy jarayonlarni o'z ichiga oladi, bunda xom ashyo va oraliq mahsulotlarning oksidlanish darajasi o'zgaradi. Buni quyidagi diagramma shaklida ko'rsatish mumkin:
bu erda I - o'choq gazini ishlab chiqarish bosqichi (oltingugurt oksidi (IV)),
II - oltingugurt oksidi (IV) ning oltingugurt oksidi (VI) ga katalitik oksidlanish bosqichi va uning singishi (sulfat kislotaga qayta ishlash).
Haqiqiy ishlab chiqarishda bu kimyoviy jarayonlar xom ashyoni tayyorlash, o'choq gazini tozalash va boshqa mexanik va fizik-kimyoviy operatsiyalar bilan to'ldiriladi. umumiy holat sulfat kislota ishlab chiqarishni quyidagicha ifodalash mumkin:
Ishlab chiqarishning o'ziga xos texnologik sxemasi xom ashyo turiga, oltingugurt oksidining (IV) katalitik oksidlanish xususiyatlariga, oltingugurt oksidining (VI) yutilish bosqichining mavjudligi yoki yo'qligiga bog'liq.
SO 2 dan SO 3 gacha oksidlanish jarayoni qanday amalga oshirilishiga qarab, sulfat kislota olishning ikkita asosiy usuli mavjud.
Sulfat kislota olishning kontaktli usulida qattiq katalizatorlarda SO 2 dan SO 3 gacha oksidlanish jarayoni amalga oshiriladi.
Oltingugurt trioksidi jarayonning oxirgi bosqichida - oltingugurt trioksidining emilimida sulfat kislotaga aylanadi, uni reaksiya tenglamasi bilan soddalashtirish mumkin:
SO 3 + H 2 O H 2 SO 4
Jarayonni azotli (minora) usuli bo'yicha olib borishda kislorod tashuvchisi sifatida azot oksidlari ishlatiladi.
Oltingugurt dioksidining oksidlanishi suyuq fazada amalga oshiriladi va yakuniy mahsulot sulfat kislota hisoblanadi:
SO 3 + N 2 O 3 + H 2 O H 2 SO 4 + 2NO
Hozirgi vaqtda sanoatda asosan sulfat kislota olish uchun kontakt usuli qo'llaniladi, bu esa ko'proq intensivlikdagi apparatlardan foydalanish imkonini beradi.
Ikki turdagi xom ashyolardan: oltingugurt (temir) piritlari va oltingugurtdan kontakt usuli bilan sulfat kislota olish jarayonini ko'rib chiqing.
1) Piritlardan sulfat kislota olishning kimyoviy sxemasi ketma-ket uchta bosqichni o'z ichiga oladi:
Pirit konsentratining temir disulfidining atmosfera kislorodi bilan oksidlanishi:
Oltingugurt oksidi (IV) ning o'choq gazining kislorodining ortiqcha bilan katalitik oksidlanishi:
2SO 2 + O 2 2SO 3
Oltingugurt oksidining (VI) sulfat kislota hosil bo'lishi bilan singishi:
SO 3 + H 2 O H 2 SO 4
Texnologik loyihalash nuqtai nazaridan temir piritlardan sulfat kislota ishlab chiqarish eng murakkab va bir necha ketma-ket bosqichlardan iborat.
Nazariy savollar:
1. Sanoatda qanday navli sulfat kislota ishlab chiqariladi?
2. Sulfat kislota qaysi sohalarda ishlatiladi?
3. Sulfat kislotasining qanday fizik-kimyoviy xossalarini bilasiz?
4. Sulfat kislota sanoatda necha xil usulda olinadi?
5. Nitroza usulining mohiyati nimadan iborat?
6. Nitroza usuli bilan kontakt usuli o`rtasida qanday umumiylik va farqlar bor?
7. Sulfat kislota ishlab chiqarish uchun qanday xom-ashyolar zarur?
8. Sulfat kislota ishlab chiqarish qaysi kimyoviy jarayonlarga asoslangan?
9. Sulfat kislota ishlab chiqarishning asosiy qurilmalari qaysi? 10. Sulfat kislota ishlab chiqarishning texnologik sxemasini tavsifini bilasizmi?