ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы исследования технологических процессов Каталитическое окисление сернистого ангидрида из "Практикум по химической технологии" Цель работы. 1. Освоение методики лабораторного исследования каталитического окисления сернистого ангидрида. 2. Определение влияния изменения параметров процесса на степень превращения ЗОг в 50з. [c.7] Производство серной кислоты контактным методом состоит из нескольких стадий. [c.7] Использование этого уравнения позволило, например, рассчитать значения равновесных выходов 50з для газов различной концентрации при разных температурах (табл. 1). [c.9] Таким образом, согласно термодинамической (равновесной) характеристике процесса контактирования для получения более высоких значений выхода 50з необходимо проводить окисление при более низких температурах. В то же время кинетические показатели свидетельствуют о том, что выбор одной постоянной в течение всего процесса температуры технологически нерационален. [c.9] Вначале, когда газовая смесь далека от равновесия, процесс выгодно вести при наиболее высокой температуре, а затем по мере превращения ЗОг в ЗОз, температуру контактирования следует плавно снижать. Этот вывод основан на том, что скорость образования 50з растет с повышением температуры и достигает для каждой степени контактирования резко выраженного максимума при определенной, так называемой оптимальной температуре. [c.9] Следует отметить, что в этом случае степень контактирования т] уже не представляет собой равновесный выход SO3, а обозначает степень превращения SO2 в SO3 при заданном режиме контактирования, и ее определяют по содержанию сернистого газа в газовой смеси до и после контактирования. [c.10] В данном лабораторном исследовании ставится задача изучить и определить влияние рабочего режима установки (температуры, состава тазовой смеси, объемной скорости газового потока) на степень контактирования, а именно а) при постоянных значениях состава газовой смеси и объемной скорости газового потока установить зависимость степени контактирования от температуры б) установить зависимость степени контактирования от состава газовой смеси при постоянных значениях температуры и объемной скорости газового потока в) установить зависимость степени контактирования от объемной скорости газового потока при постоянных значениях состава газовой смеси и температуры. [c.10] Примечание. Изменения условий контактирования выполняются по заданию преподавателя. [c.10] В качестве задания может быть предложено изучение изменения степени контактирования в зависимости от температуры в пределах 450—550°, концентрации SO2 в газовой смеси от 5 до 10 об.% и скорости газового потока в пределах 300—700 мл1мин. [c.10] Регулирование и поддерживание заданного температурного режима контактирования осуществляют с помощью термопары 9, находящейся в середине реакционной трубки в комплекте с электронным регулятором (ЭРМ-47) 10 (или латром, а также любым другим регулирующим прибором ЭПД, ЭПП-09 и др. см. задачу 15). [c.12] Дозировка воздуха и сернистого газа осуществляется реометрами, предварительно проградуированными в интервале от О до 80 мл мин (для сернистого газа) и от О до 850мл1мин (для воздуха). Градуировку реометров проводят на этой же установке (порядок работы см. в задаче 11). [c.12] Для определения ЗОг в газовой смеси до контактирования в дрексельную склянку 11 количественно переносят 10 мл 0,1 н. раствора иода, добавляют 1—2 мл 0,5%-ного раствора крахмала и разбавляют водой так, чтобы общий объем был приблизительно 50 мл. Определение ЗОг в газе после контактирования отличается тем, что в дрексель 12 заливают не 10 мл, а. Ъ мл 0,1 п. раствора иода. [c.13] Исходя из того, что в иодометрическом определении сернистой кислоты миллиграмм-эквивалент 302 = 0,03203 г, момент обесцвечивания 10 мл титрованного раствора иода будет характеризовать прохождение через дрексель О г сернистого ангидрида Сзо, = = 0,03203-0,110=0,03203г, где — поправочный коэффициент к нормальности раствора иода. [c.13] Концентрация сернистого газа после контактирования рассчитывается по тем же самым формулам, но с учетом того, что дрексельная склянка 12 содержит 5 мл титрованного раствора иода, который обесцвечивается при прохождении 50, =0,03203-0,1 -к 5 = 0,01601 -к г сернистого ангидрида, что при нормальных условиях составляет 5,475 к мл газа. [c.13] Давление насыщенного водяного пара в равновесии с водой, мм рт. ст. [c.14] Контроль конечной стадии контактировани я— получения серной кислоты и олеума—достаточно точно можно осуществить с помощью автоматических концентратомеров типа КСО-3, действие которых основано на измерении электропроводности исследуемых жидкостей. [c.14] Устройство и принципиальная схема прибора изображены на рис. 4. Прибор состоит из стакана с платиновыми электродами. Там же находится сравнительная ячейка (эталон), в которой находится олеум. или кислота заданной концентрации. Пока концентрации измеряемой и эталонной кислот одинаковы, мост в электрической схеме прибора уравновешен и напряжение в точках а ц. Ь равно. Если концентрация кислот становится различной, между точками а я Ь создается разность потенциалов. Возникающий ток при помощи специального устройства передается на гальванометры, показывающие или записывающие результаты анализа. [c.14] Для проведения анализа газовой смеси необходимо заполнить аспираторы водой (через нижний тубус) залить дрексельные склянки дозированными количествами титрованного раствора иода (дрексель II — 10 мл, дрексель 12 — 5 мл) подставить под сливной кран аспиратора мерный цилиндр. [c.16] Открыть кран перед дрексельной склянкой и тотчас же начать открывать сливной кран аспиратора, регулируя при этом скорость подачи газа п скорость вытекания воды таким образом, чтобы в аспираторе поддерживалось постоянное давление, отличающееся от атмосферного не более чем на 45 мм вод. ст. Замерить объем вытекшей из аспиратора воды. [c.16] Амелин А. Г. Производство серной кислоты. М., Госхимиздат, 1956. Боресков Г. К. Катализ в производстве серной кислоты. М., Госхимиздат, 1954. [c.16] Вернуться к основной статье