Реферат: Производство серной кислоты нитрозным способом
Реферат: Производство серной кислоты нитрозным способом
Технологическая
схема производства
серной кислоты
контактным
путём хорошо
известна из
школьных учебников.
В нашей стране
используется
и другой, так
называемый
нитрозный,
способ её получения.
На первой
стадии, одинаковой
для обоих методов,
получают
сернистый
ангидрит CO2.
Исходным сырьём
может быть, в
принципе, любое
вещество, содержащее
серу: природные
сульфиды железа
(прежде всего,
пирит FeS2),
а также сульфиды
меди и никеля,
сульфидные
полиметаллические
руды, гипс CaSO4.2H2O
и элементарные
сера. Всё больше
и больше используют
газы, которые
выделяются
при переработке
и сжигании
горючих ископаемых
(угля, нефти),
содержащих
соединения
серы.
Полученный
SO2
окисляют
до H2SO4,
используется
для этого в
нитрозном
методе используется
окислы азота.
С этой стадии
оба метода
отличаются
друг от друга.
В специальной
окислительной
башне 3 смешивают
окись азота
NO
и NO2
с воздухом в
таком соотношении,
чтобы половина
имеющихся NO
и NO2.
2NO
+ O2
®
2NO2
В результате
газовая смесь
содержит равные
NO
и NO2.
Она подаётся
в башни 4 и 5, орошаемые
75% - ной серной
кислотой; здесь
смесь окислов
азота поглощается
с образованием
нитрозиллерной
кислоты:
NO
+ NO2
+ 2H2SO4
®2NO(HSO4)
+ H2O
Раствор
нитрозиллерной
кислоты в серной
кислоте, называемый
нитрозой, орошает
башни 1 и 2, куда
противотоком
поступает SO2
и добавляется
вода. В результате
гидролиза
нитрозиллерной
кислоты образуется
азотная кислота:
NO(HSO4)
+ H2O®H2SO4
+ HNO2
Она - то и окисляет
SO2
по уравнению:
SO2
+ 2HNO2®H2SO4
+ 2NO
В нижней части
башен 1 и 2 накапливается
75% - ная серная
кислота, естественно,
в большем количестве,
чем её было
затрачено на
приготовление
нитрозы (ведь
добавляется
«новорождённая»
серная кислота).
Окись азота
NO
возвращается
снова на окисление.
Поскольку
некоторое
количество
её меряется
с выхлопными
газами, приходится
добавлять в
систему HNO3,
служащую
источником
окислов азота.
Недостаток
башенного
метода состоит
в том, что полученная
серная кислота
имеет концентрацию
лишь 75% (при большей
концентрации
плохо идёт
гидролиз
нитрозиллерной
кислоты). Концентрирование
же серной кислоты
упариванием
представляет
дополнительную
трудность.
Преимущество
этого метода
в том, что примеси
содержащиеся
в SO2,
не влияют на
ход процесса,
так что исходный
SO2
достаточно
очистить от
пыли, т.е. механических
загрязнений.
Естественно,
башенная серная
кислота бывает
недостаточно
чистой, что
ограничивает
её применение.
|