Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...

Реферат по химии

ПРОИЗВОДСТВО серной кислоты

Самый современный способ добывания серной кислоты в промышленности это контактный. В качестве сырья исполь-ся пирит FeS2 (железный или серный, колчедан).

Первая стадия процесса выжигание колчедана и сутки ния диоксида серы

4FeS2 + 1102 = 2Fe2O3 + 8SO2; = -13476 кДж.

Этот процесс в колчеданных печах, из которых следует обжигательный газ. Он содержит, кроме диоксида серы SO2, еще кислород, азот, водяной пар и другие Домиште-ки. Его очищают, высушивают и подают на вторую стадию производства в контактный аппарат.

Вторая стадия окисления диоксида серы и извлекаемых ния триоксида серы: V2O5

O5 кДж.

Окисление происходит в контактном аппарате за наружу ности катализатора и высокой температуры.

Но вы можете спросить, зачем здесь высокая температура, если реакция экзотермическая. Ведь мы знаем, что в соответствии с принципом Ле Шателье смещению равновесия в сторону образован ния SO3 способствовать низкая температура и высокое давление.

Это справедливо, но дело в том, что высокое давление приме-нения почти невозможно, так как SO2 сразу перейдет в жидкое состояние. И низкие температуры использовать нельзя, так как скорость реакции будет слишком мала. Поэтому и применяют катализатор V2O5, чтобы ускорить процесс, а катализатор сам становится активным только при 450 ° С. Вот почему, несмотря на экзотермичность реакции, используют еще дополнительный нагрев. Теплоту, которая выделяется при реакции, увел-дят и используют для нагрева обжигового газа, который успевает остыть, проходя сложную систему очис-ных сооружений перед поступлением в контактный аппарат (см. Схему производства серной кислоты на вклейке).

Итак, процесс окисления SO2 в SO3 осуществляется склад-ка, потому что эта реакция обратима и экзотермическая. Условия ее осу-снення определяются в основном по принципу Ле Шателье ^

Сформулируйте принцип Ле Шателье так, как вы его понимаете. Какие условия вкиснення SO2 в SO3 следует стараться увели-шить выход триоксида серы? О 'обоснуйте эти условия.

{Третья стадия производства поглощения триоксида серы и образования серной кислоты H2SO4.

Добытый в контактном аппарате триоксида серы SO3 поступает в поглотительную башню абсорбер1, где поглинаеть-ся концентрированной серной кислотой (массовая доля H2SO4 96 98%). В абсорбере SO3 взаимодействует с водой, содержащейся в концентрированном растворе серной кислоты, образуя безводную, 100% -ную серную кислоту, которая на-зиваеться моногидратом

SO3 + Н2О = H2SO4; АН = -130,6

^ Чистой водой поглощать триоксида серы SO3 нельзя, поскольку образуется очень устойчивый «туман» с дробь-ных капель серной кислоты, который плохо конденс ется.

Конечный продукт производства олеум (раствор SO3 y моногидрате). Его разбавляют водой до серной кисло-ти нужной концентрации ^

Объясните, как можно, исходя из концентрированной серной кислоты, получить ее разбавленный раствор. Обоснуйте действия, есть необходимость при этом.

\ Охрана труда и окружающей среды в производ-тви серной кислоты. Защита биосферы от загрязнения выбросами химических производств важнейшая проблема современности. В производстве серной кислоты могут быть потери какого-то количества диоксида SO2 и триоксида серы SO3 и выбрасывание их в атмосферу, вызывает кислотные дожди. Они способствуют повышению кислотности почв и снижению урожаев, увеличению кислотности водоемов и загы-бели его жителей. Кислотные дожди вызывают коррозию металлов, разрушают лакокрасочные покрытия. Под их пагубным воздействием разрушаются строительные материалы, памятники архитек-туры и т.

Чтобы предотвратить образование кислотных дождей и обеспечить охрану здоровья работников, стараются не допускать выбрасывания оксида серы (ГУ) SO2 в атмосферу и в цеха завода. С этой целью своевременно ремонтируют аппаратуру, устанавливают фильтры, поглотители, вентиляцию, строго до-держуютьтехнологического режима, используют средства индивидуальной защиты работников, совершенствуют и ав-томатизують производственные процессы, герметизируют оборудования и аппаратуры, внедряют принцип безвидхидности и эф-ные методы очистки отходящих газов. Из них теперь уловит-ляют SO2 и снова возвращают его в производство. Приме-вуют также методы извлечения ценных побочных продуктов из промышленных отходов.

Над проблемой полной утилизации1 и переработки отходов производства серной кислоты сейчас работают инженеры и

техники. Ведь реализация принципа безвидхидности позволяет не только существенно увеличивать выход кислоты, повышать эффективность производства, но и охранять здоровье людей и сохранять чистоту окружающей среды. / И

Задания для самоконтроля

43. Напишите уравнения реакций, которые происходят в процессе добычи серной кислоты в технике. Обоснуйте оптимальные условия их осуществления.

44. Объясните термины «моногидрат» и «олеум».

45. Как вы думаете, почему перед поступлением смеси газов в контактный аппарат ее тщательно очищают?

46 . Какую массу моногидрата можно добыть с 5 т серного Колч-дана, массовая доля серы в котором 45%?

47 . Вычислите массу раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4 20%, который можно добыть с 50 кг олеума с массовой долей SO3 10%.

§ 8. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ НА ВЫХОД ПРОДУКТА

В основе производства серной кислоты (так же и любой другой химико-технологического процесса) лежит химическое превращение веществ химические реакции, их суть выражают химическими уравнениями, состоящие на осно-ве закона сохранения массы веществ.

' "Сформулируйте закон сохранения массы веществ и объясните его суть с точки зрения атомно-молекулярного учения.

Знание закона сохранения массы позволяет не только составлять уравнения реакций, но и проводить с ними различные расчеты, в том числе вычислять выход продукта вы-изводства.

Выход продукта важныйпоказатель эффективности вы-производственный процесса. На его основании делают вывод о полноте использования сырья и тому подобное. Дело в том, что в реальных производственных условиях через оборачиваемость многих

Загрузка...