Производство на сярна киселина

[Mozo]

РЕФЕРАТ
По Основи на химичните технологии


На тема: Производство на сярна киселина

Преподавател: гл. ас. Маргарита Колева


Съдържание:
1. Въведение………………………………………………………………………….….3
2. Суровини за производството на сярна киселина………………………….…….4
3. Контактен метод за производство на сярна киселина………………………….4
4. Нитрозен метод……………………………………………………………………....8
5. Условия при контактно окисляване на серния диоксид…………………….....8
6. По-важни тенденции в развитието на производството на сярна киселина…9
7. Източници………………………………………………………………………... 10

1. Въведение.
Сярната киселина е най-старият важен многотонажен продукт на неорганичния синтез. Тя се използва в производството на най-различни вещества: минерални соли, киселини, метали, различни органични съединения, оцветители, Димо образуващи и взривни вещества и други.
Наричат я „хляб“ и „кръв“ на химическата промишленост. Тя е по-евтина от азотната и солната киселина. Някога производството на сярната киселина и темпът на ръста му са се смятали мерилото за степента на развитието на химическата промишленост и въобще на индустриализацията на дадена страна. Според някои специалисти сярната киселина е така необходима за стопанството , както на металите, природния газ и въглищата.[2]
Сярната киселина по света се произвежда като четири основни продукта:
А) техническа- 92,5% H2SO4
Б) димяща(олеиум), съдържаща минимум безводната 100% сярна киселина (монохидрат) е маслообразна, безцветна течност, която се смесва във всяко отношение с водата с отделяне на голямо количество топлина. При 20 0C плътността на киселината е 1,83g/cm3.Тя кипи при 2960C, а замръзва при -100C.
Сярната киселина се нарича не само монохидратът, но и неговите водни разтвори(H2SO4 + nH2O), както и разтворите на SO3 в него (H2SO4 + nSO3- олеиум).
Изменението на температурата на топене и кипене с концентрацията има съществено значение за производството, транспортирането и използването на сярната киселина. Сярната киселина се произвежда до два основни метода: контактен и нитрозен (кулов). В света преобладава контактния метод (над 80% от киселината се произвежда по него). У нас се използва само този метод.
И по двата метода първата фаза при производството на киселина е получаване на SO2 от серосъдържащи суровини. Следва очистване на газа и окисляване до серен триоксид, който с вода( от разредена киселина) образува сярна киселина.
Окисляването на SO2 и SO3 при обикновенни условия протича много бавно. За ускоряването на този стадий се използват катализатори. При контактния метод се използва твърда контактна маса, съдържаща 5-10% V2O5.
При нитрозния метод като катализатор се използват оксидите на азота, отделени от селитра. Получаване се разредена сярна киселина ,която трябва допълнително да се концентрира. Тя съдържа примеси и се използва главно за производството на минерални торове.
През 1973 г. производството на сярна киселина (в монохидрат) е (в милиони тонове): 14.9 в СССР, 28.7 в Съединените щати, 7.1 в Япония, 5.5 във Федерална република Германия, 4.4 във Франция, 3.9 във Великобритания Великобритания, 3.0 в Италия, 2.9 в Полша, 1.2 в Чехословакия, 1.1 в Германската демократична република и 0.9 в Югославия.

УПОТРЕБА

Сярната киселина е един от най-важните продукти на тежката химическа промишленост. Наличните количества включват камерна киселина (не по-малко от 75% H2 SO4), масло от витриол (не по-малко от 92,5%) и олеум, или димяща сярна киселина (разтвор от 18,5–20% SO3 във H2SO4), както и като особено чиста акумулаторна киселина (92-94%; когато се разрежда с вода до 26-31%, служи като електролит в оловни батерии). Освен това, реакционната сярна киселина (92-94%) се получава чрез контактния процес в кварцов или платинов апарат. Силата на сярната киселина се определя от плътността, която се измерва с хидрометър. По-голямата част от камерната киселина се използва при производството на минерални торове. Сярната киселина се използва при производството на, например, фосфорна, солна, борна и флуороводородна киселина поради способността му да измести тези киселини от техните соли. Концентрираната сярна киселина се използва за отделяне на органо-серни съединения и ненаситени органични съединения от нефтопродукти. Разредената сярна киселина се използва за отстраняване на скалата от тел и листа преди нанасяне с калай или цинк и за ецване на метални повърхности преди нанасяне на покритие с хром, никел или мед. Използва се в металургията за разлагане на сложни руди, по-специално на уран. В органичния синтез, концентрираната сярна киселина е необходим компонент на нитриращи смеси и сулфониращ агент при производството на много багрила и фармацевтични продукти. Поради високата си хигроскопичност, сярната киселина се използва в сушилните газове и в концентрирането на азотната киселина.

2.Суровини за производството на сярна киселина
Изхожда се от серосъдържащи суровини: елементна сяра, сулфиди и сулфати на различни метали и промишлени ‚отпадни“ газове от предприятията на черната и цветната металургия,нефтопреработващата промишленост, при производството на амоняк и други химични продукти. Използва се както природни материали-минерални суровини, така и промишлени „отпадъци‘‘-изходящи газове, съдържащи H2S, SO2 и други. Елементната сяра е най-богатата и подходяща суровина за производство на сярна киселина.
Сероводородът ,който се съдържа в коксовите и генераторните газове, се използва за производство на сярна киселина при предварително окисляване на SO2. По аналогичен начин се използват отпадните газове на нефтохимическата промишленост и при производството на амоняк от природен газ:

Целият материал: