Контактные аппараты в производстве серной кислоты

Задача 4.20. Составить тепловой баланс контактного узла производства серной кислоты на основании материального. Температура обжигового газа, поступающего в контактный аппарат, равна 313 К температура газов, выходящих из узла, 473 К молярная теплоемкость ЗОа при тех же условиях принимается равной молярной теплоемкости 50з, т. е. 43,5 кД>к/(кмоль-К) Со, = = 30,1 кДж/(кмоль-К) N, —29,0 кДж/(кмоль-К). При 313 К молярная теплоемкость азота равна 41,2 и кислорода— 29,4 кДж/(кмоль-К). [c.70]

Каталитическое окисление двуокиси серы в трехокись— основной процесс в производстве серной кислоты. В контактном способе производства серной кислоты [13] SO 2 обычно получают обжигом сульфидных руд или сжиганием серы. Затем газ тщательно очищают от ныли, тумана серной кислоты и контактных ядов, сушат и подают компрессорами в контактное отделение. В контактном отделении газ подогревается в теплообменниках до температуры зажигания катализатора и проходит в контактных аппаратах через слои катализатора. На катализаторе идет окисление SOj [c.117]

Боресков Г. K-, Иванов A. A. и др. — В кн. Кинетические уравнения для расчета промышленных контактных аппаратов производства серной кислоты. Новосибирск, Ин-т катализа, СО АН СССР, 1980, с. 1—30. [c.374]

Рис. 13. Принципиальная схема контактного отделения производства серной КИСЛОТЫ с ДВОЙНЫМ контакхированием (процесс ДК-ДА) /—контактный аппарат первой стадии контактирования 2, 3—теплообменники 4—промежуточный абсорбер 5—фильтр б—конта-ктный аппарат второй стадии контактирования 7, 8— теплообменники 9— конечный абсорбер 10— сборники кислоты II— холодильник кислоты

Эти реакторы можно использовать при создании контактных аппаратов большой производительности для производства серной кислоты и синтеза аммиака. [c.502]

Процессы бывают непрерывные, периодические и циркуляционные. В непрерывных процессах исходное сырье непрерывно подается в реакционный аппарат, а продукты химического взаимодействия отводятся из аппарата (с. 183). Принцип непрерывности используется в производстве чугуна, при обжиге извести, в контактном способе производства серной кислоты, при синтезе аммиака и в производстве водяного газа. [c.166]

С момента возникновения контактного метода производства -серной кислоты и в процессе его развития разработано большое число разнообразных контактных аппаратов. Они отличаются конструкцией и расположением полок с контактной массой, устройством теплообменников и их размещением, приспособлениями для распределения газа по сечению контактного аппарата, устройствами для смешения холодного газа или воздуха, добавляемых для понижения температуры газовой смеси после выхода из слоев контактной массы, и т. д. Обширные исследования в области усовершенствования конструкций контактных аппаратов непрерывно [c.221]

В заключение необходимо отметить, что в течение более 70 лет с начала промышленного внедрения контактного метода производства серной кислоты его сущность не подвергалась коренным изменениям. Развитие этого метода шло по пути увеличения производительности контактных систем, усовершенствования отдельных стадий процесса, улучшения конструкций аппаратов, внедрения автоматических методов контроля и регулирования процессов и т. д. Важнейшая задача работников сернокислотной промышленности заключается в дальнейшем усовершенствовании производства путем использования передового опыта, внедрения прогрессивных приемов и методов работы, а также в разработке принципиально новых способов производства серной кислоты на основе последних достижений науки и техники. [c.12]

С начала разработки контактного способа производства серной кислоты сконструировано большое число разнообразных контактных аппаратов. Они отличаются конструкцией, расположением полок с контактной массой, устройством теплообменников и их разме- [c.117]

В соответствии с преимущественным развитием контактного метода производства серной кислоты раздел IX, посвященный этому методу, пополнен новыми сведениями о теоретических основах контактного процесса, его аппаратурном оформлении и необходимыми расчетными данными. В частности, значительно расширено и углублено изложение вопросов кинетики контактного окисления ЗОз. Раздел X, в котором рассмотрен нитрозный метод производства серной кислоты, несколько сокращен. В остальных разделах Справочника также помещены сведения о новых процессах и аппаратах, внедренных и предполагаемых к внедрению в сернокислотную промышленность, и исключены устаревшие данные. [c.5]

В настоящее время в производстве серной кислоты для контактного окисления применяются реакционные газовые смеси, полученные сжиганием серусо-держащего сырья кислородом воздуха или отходящие газы металлургических производств. Содержание ЗОз в таких газах составляет не более 9-12 % об. Показателями, характеризующими процесс контактного окисления ЗОз, являются степень превращения ЗОз в 80з, производительность контактного аппарата, употребляемый объём катализатора. Эти показатели являются взаимозависимыми [c.141]

Характерная особенность контактного способа производства серной кислоты — применение катализаторов. С их помощью очищенный и осушенный сернистый ангидрид переводится в контактных аппаратах в серный ангидрид, называемый также ангидридом серной кислоты, по реакции [c.121]

С начала разработки контактного метода производства серной кислоты и в процессе его развития сконструировано большое число разнообразных контактных аппаратов. Они отличаются конструкцией, расположением полок с контактной массой, устройством теплообменников и их размещением, приспособлениями для распределения газа по сечению контактного аппарата, устройствами для смешения холодного газа или воздуха, добавляемых для понижения температуры газовой смеси после выхода из слоев контактной массы, и т. д. Обширные исследования в области усовершенствования конструкций контактных аппаратов непрерывно проводятся во многих странах, поскольку процесс окисления ЗОг в ЗОз является наиболее важной стадией контактного процесса. Аппаратурное оформление и технологический режим контактного отделения определяются коэффициентом использования сырья (зависит от степени превращения), расходом электроэнергии (зависит от гидравлического сопротивления контактного апарата) и другими технико-экономическими показателями сернокислотных систем. [c.221]

С момента широкого промышленного внедрения контактного метода производства серной кислоты его сущность не изменилась. Во всем мире в основном используется классический процесс производства (см. рис. ПЫ), если сырьем служит колчедан или вообще сульфидные руды. Как упоминалось ранее, развитие метода идет по пути увеличения производительности контактных систем, усовершенствования отдельных стадий процесса, улучшения конструкций аппаратов, узлов и т. д. Между тем классический процесс включает в себя ряд противоречий (стр. 144), устранение которых позволяет значительно улучшить технико-экономические показатели производства. [c.275]

Очистка газов. Сернистые газы после электрофильтров содержат еще небольшое количество пыли и вредные для катализатора газообразные примеси соединений мышьяка АзгОз, селена ЗеОг и др. Поэтому газы при контактном способе производства серной кислоты подвергают тщательной очистке от этих примесей. Для этого сернистый газ, имеющий после электрофильтра температуру около 350°, промывают вначале холодной серной кислотой крепостью 60—75%, а затем крепостью 25—40%. В результате газы охлаждаются до температуры 40°, освобождаются от остатков пыли и значительной части соединений мышьяка и селена, которые с понижением температуры газов конденсируются и поглощаются серной кислотой. Однако часть соединений мышьяка и селена в виде тумана выходит с газами из промывных аппаратов. Для окончательного удаления их из газов служат мокрые электрофильтры, которые задерживают также мельчайшие капельки тумана серной кислоты. После мокрого электрофильтра сернистые газы промывают крепкой серной кислотой (92—98%) для освобождения их от влаги. Сухой сернистый газ Ог направляют на контактное окисление в 50з. [c.55]

При контактном способе производства серной кислоты выпускают продукт различной концентрации. Контактная серная кислота и олеум менее загрязнены примесями, так как обжиговые печные газы при контактном способе тщательно очищаются от пыли, мышьяка и селена в сухих и мокрых электрофильтрах и промывных башнях. Однако и контактная кислота и олеум могут быть загрязнены из-за разрушения (коррозии) аппаратуры,, поэтому для получения кислоты и олеума высокой степени чистоты применяют аппараты из достаточно устойчивых по отношению к серной кислоте и олеуму материалов. [c.23]

Составить таблицу производства серной кислоты контактным способом. В первой графе показать стадии процесса, во второй — химические процессы, в третьей — аппараты. [c.138]

Приведем несколько примеров. Так, при окислении метанола в формальдегид в комбинированном реакторе значительное влияние на технологический режим в трубчатой части аппарата оказывают неоднородности температуры хладоагента и активности катализатора . Это справедливо для всех трубчатых реакторов при осуществлении в них сильно экзотермических процессов. В адиабатической части аппарата температура на выходе из слоя катализатора и избирательность процесса зависят главным образом от неоднородностей начальной степени превращения метанола перед слоем и активности катализатора (особенно от соотношения констант полезной и побочной реакций). Очень чувствительны к неравномерному распределению температуры и концентраций контактные аппараты с адиабатическими слоями неподвижного катализатора и промежуточным отводом тепла, предназначенные для окисления двуокиси серы в производстве серной кислоты. Значительное влияние на достижение высоких конечных степеней превращения оказывают неоднородности в последних слоях этих реакторов. Сказанное выше справедливо и для других процессов, когда необходимо приблизиться к равновесию или достигнуть высокой степени превращения. [c.504]

Сжигание сероводородсодержащего газа при производстве серной кислоты обычно осуществляют с заметным избытком воздуха по сравнению со стехиометрическими коэффициентами уравнения реакции получения диоксида серы. При нормальной эксплуатации установки в контактные аппараты подают газ, содержащий 6—8 % (об.) 80а и 11 —12 % (об.) Оа, что достигается подачей в топку 8—10-кратного избытка воздуха по отношению к сероводороду. В качестве катализатора в контактных аппаратах используют сульфованадат-диатомовую массу. При изготовлении в нее вводят пиросульфат калия, образующий с пятиокисью ванадия активный комплекс УаОд-КаЗаО,. При прокаливании [c.114]

Преимущества кипящего слоя обеспечили экономичность й целесообразность применения контактных аппаратов КС для окисления газов повышенной и высокой концентрации [14—17, 251, а также газов, не полностью очищенных от пыли и контактных ядов в короткой схеме производства серной кислоты [1, 26] ив контактно-башенном способе для частичного окисления сернистого ангидрида [13, 27, 28]. [c.145]

Разработаны энерготехнологические циклические системы производства серной кислоты из серы и колчедана. Диоксид серы получают с применением технического кислорода. Высококонцентрированный газ не полностью (например, на 90%) окисляют в контактном аппарате с кипящим слоем катализатора. При абсорбции 50з получают высококонцентрированный олеум и моногидрат. Газ после абсорбции возвращают иа контактирование. В результате общая степень окисления составляет 99,995%. Для отвода накопляющегося азота часть газа после абсорбции пропускают через малогабаритную сернокислотную установку, из которой азот выбрасывается в атмосферу. Интенсивность работы циклической системы, работающей под давлением около 1 МПа [c.137]

Электрофильтры используют для наиболее полной очистки газа от мельчайших частиц и капелек (размером от 0,005 мкм) при малой их концентрации. Они работают обычно при скорости газа 0,2—1,5 м/с. Эти аппараты применяют, например, при переработке полиметаллических руд (извлечение ценных металлов из газов), в производстве сажи, для улавливания цементной и угольной пыли. В производстве серной кислоты из колчедана сухие электрофильтры используют для очистки газа от огарковой пыли, мокрые — для улавливания капелек кислоты и примесей из газа, поступающего в контактное отделение, и очистки отходящих газов. [c.230]

Основным сырьем в производстве серной кислоты служит серный колчедан (FeS г). Его сжигают в специальных печах, полученный газ— двуокись серы — окисляют в контактных аппаратах до SO3, последняя абсорбируется водой с образованием серной кислоты. [c.9]

Из (1) и (2) получим, что продольный перенос можно не учитывать при размере зерен контактной массы БАВ Ь мм при высоте слоя 1 > 300 мм. В промышленных контактных аппаратах производства серной кислоты высота адиаОа-тического слоя составляет не менее 31>0-400 мм, иоэтому при составлении математического описания слоя катализатора продольный перенос можно не учитывать и пользоваться в дальнейшем моделью слоя идеального вытеснения. [c.139]

Каталитическое окисление сернистого ангидрида в серный — основной процесс в производстве серной кислоты. В контактном способе производства серной кислоты [1] сернистый газ обычно получают обжигом сульфидных руд или сжиганием серы. Затем газ тщательно очищают от пыли, тумана серной кислоты и контактных ядов, сушат и подают компрессорами в контактное отделение. В контактном отделении газ подогревается в теплообменниках до температуры зажигания катализатора и проходит в контактных аппаратах через слои катализатора. На катализаторе идет окисление 802 кислородом, содержащимся в исходном газе. Далее газ, содержащий 80з, охлаждается в теплообменниках сначала исходным газом, затем воздухом. Серный ангидрид поглощается серной кислотой с образованием олеума или моногидрата Н2804. [c.139]

Потоковый хроматограф был применен также для определения содержания диоксида серы в газах после моногидридного абсорбера в контактном цехе производства серной кислоты контактным способом [14]. Параметры, характеризующие стабильность работы хроматографа, в течение года практически не изменялись. В работе [14] показана также принципиальная возможность использования потоковых хроматографов для оценки работы контактного аппарата и для анализа обжиговых газов. [c.167]

В контактном способе производства серной кислоты весь селен, содержащийся в обжиговом газе, осаждается в промывном отделении, т. е. в промывных башнях и в мокрых электрофильтрах. Максимальный выход промывной кислоты не превышает 10%. Таким образом, на контактных заводах по сравнению с башенными системами условия для выделения селена более благоприятны. Основными причинами потерь селена на контактных заводах являются неполнота восстановления НпЗеОз, находящейся в промывной кислоте, потери элементарного селена с выводимой промывной кислотой потери элементарного селена при промывке селенового шлама потери при чистке аппаратов, в которых осаждается селен в виде шлама. При концентрации промывной кислоты, которая имеет место на большинстве контактных заводов, восстановление НзЗеОз до элементарного селена протекает практически целиком. При более высоких концентрациях промывных кислот восстановление селена может быть неполным. [c.54]

При производстве серной кислоты контактным способом печной газ, поетупамщиц в контактный узел, имеет следующий состав (по объему) 7,8% ЗО2, 10.8% О2 и 81,4% N3. Процесс контактироваи.ня ЗОг в ЗО3 протекает ири температуре 500 С и давлении I ата. Подсчитать а) процент контактирования б) состав газа по выходе из контактного аппарата. [c.215]

Причины очистки. Мышьяк в колчедане содержится главным образом в виде РеАзЗ (мышьяковистый колчедан). При обжиге колчедана в печи мышьяк почти полностью окисляется до мышьяковистого ангидрида АзаОз. В условиях высокой температуры обжига колчедана в печи АзгОз переходит в газообразное состояние и вместе с печными газами попадает в контактную систему. Содержание АзгОз в печных сернистых газах в зависимости от содержания его в исходном сырье колеблется от О до 40 мг1м . В небольших количествах в печных газах содержится также селен (Зе). Примесь соединений мышьяка и селена в печных газах очень вредна. Попадая вместе с печными газами в контактный аппарат, АзгОз понижает активность катализатора или, ак говорят, отравляет его. Кроме того, для ряда потребителей необходима серная кислота, не содержащая соединений мышьяка. Поэтому при контактном способе производства серной кислоты печные сернистые газы очищают от вредных примесей. [c.206]

Содержание АЗгОд в печных газах в зависимости от содержания мышьяка в колчедане колеблется от О до 40 мг/м . В небольших количествах в печных газах содержатся также соединения селена. Примесь соединений мышьяка и селена в печных газах является вредной. Попадая вместе с печными газа ми в контактный аппарат АваОд понижает активность катализатора или, как говорят, отравляет его. Кроме того, для целого ряда потребителей необходима серная кислота, не содержащая соединений мышьяка. Поэтому в контактном способе производства серной кислоты печные газы. ф тщательно очищают от вредных примесей. [c.149]

Задача 4,10. Вычислить производительность (в килограммах в час) контактного аппарата установки по производству серной кислоты Новополоцкого нефтеперерабатывающего завода (НПЗ), если в течение 15 ч окисляется 168 т оксида серы (IV). Степень превращения его и оксид серы (VI) 97,8% [c.57]

В ХТС производства серной кислоты контактным способом Р , 49] могут возникать отказы контактного аппарата, заключающиеся в резком С 1ижеин11 степени конверсии диоксида серы в триоксид. Отказы обусловлены спеканием зерен катализатора и как следствие полной потерей активности катализатора при повышении температуры в аппарате до 800—900 °С. [c.18]

К разрабатываемым В настоящее время новым схемам производства серной кислоты относятся циклические схемы. В одной из таких схем использовано кислородное дутье для подачи концентрированного газа, содержащего до 60% сернистого ангидрида, в контактный аппарат с кипящ1им или стационарным слоем (Катализатора. На одном или двух слоях катализатора окисляется 60—70% газа. Затем в абсорбционном аппарате выделяется кислота, а оставшийся газ нalпpa вляeт я в печь для снижения температуры при сжигании серы или колчедана в токе чистого кислорода и ретура. Использование газа высокой концентрации делает возможным создание мощных систем с аппаратами небольших размеров. [c.222]

Технологическая схема установки приведена на рис. 1. Дизельное масло М-11 селективной очистки при 40—50 °С сульфируют серным ангидридом (контактным газом, содержащим 7—8 % серного ангидрида и полученным при производстве серной кислоты контактным способом) в сульфураторе 3 периодического действия. В процессе сульфирования температура в аппарате не превышает 50°С, что достигается циркуляцией сульфированного масла через выносной холодильник 5. Процесс сульфирования контролируют по кислотному числу сульфированного масла, которое должно быть в пределах 18—22 мг КОН/г. ПутеК отстаивания в аппарате 6 от сульфированного масла отделяют кислый гудрон. Нейтрализацию сульфированного масла осуществляют в реакторе 9 периодического действия с перемешивающим устройством, [c.223]

При увеличении производительности реакторов появляется необходимость усреднения свойств катализатора, поскольку в большие аппараты приходится загружать много его разных партий. Например, в производстве серной кислоты контактный аппарат производительностью 1000 т1год SO3 вмещает 250—280 ванадиевого катализатора. Для достижения однородности катализаторов различные партии их нужно смешивать на катализаторных заводах. [c.504]

Пример 11. При окислении оксида серы (IV) в оксид серы (VI) в производстве серной кислоты по контактному способу в форкон-тактный аппарат поступает сернистый газ состава [% (об.)] SO2—11 О2—10 N2 — 79. Процесс окисления осуществляется при / = 570°С и Я = 1200 кПа, Степень окисления 70%. [c.39]

Износоустойчивый окисножелезный катализатор [13, 27, 28, 38] может применяться в комбинированном контактно-башенном способе производства серной кислоты, для которого достаточно окислить около 30 объемн. % ЗОз перед поступлением газа в нитрозную башенную систему с целью получения купоросного масла и разгрузки питрозной системы. При переработке газов от сжигания колчедана ванадиевый катализатор отравляется мышьяком, в результате чего его активность снижается примерно в 2 раза. Железный катализатор мышьяком не отравляется, однако он все же менее активен, чем отравленный ванадиевый катализатор. Окись железа в виде крупных кусков огарка, получаемого при обжиге колчедана, применялась ранее в промышленных аппаратах для окисления сернистого газа. Активность ее достаточно исследована [2, 39—41]. Во взвешенном слое огарок в качестве катализатора не пригоден, так как его истираемость составляет 95% в месяц. Исследованиями [28, 38] было установлено, что можно резко повысить механическую прочность колчеданного огарка за счет введения цементирующих добавок (жидкое натриевое стекло или фосфорная кислота). При этом каталитическая активность огарка практически не снижается. Истираемость такого катализатора составляет 2—3% в месяц. В качестве порообразующего компонента в смесь вводится технический глицерин или другая органическая примесь, выгорающая при прокаливании катализатора. [c.148]

В-третьих, однопол очные аппараты ввиду простоты их конструкции заманчиво применять для короткой схемы сухой очистки [1, 26] производства серной кислоты контактным способом на газе от обжига серного колчедана. В этом случае газ, содержащий 8—10% ЗОз, после неполной сухой очистки поступает в контактный аппарат. Минимальная степень превращения для короткой схемы составляет около 80%, поэтому необходим высокий слой катализатора — 350— 450 мм. Оптимальная температура составляет 520—500° С, тогда как при адиабатическом режиме [уравнение (111.12)] она была бы 700° С. Поэтому необходимо отводить из слоя большое количество тепла и целесообразно устанавливать трубы парового котла непосредственно в кипящем слое катализатора, используя хорошую теплоотдачу. Газ после контактного аппарата охлаждается в теплообменниках, затем серный ангидрид абсорбируется с образованием загрязненного олеума и моногидрата, а оставшийся чистый газ поступает во вторую стадию окисления в аппарат с фильтрующими слоями катализатора и затем на повторную абсорбцию. Достигается весьма высокая степень окисления 30а х = 0,995), а также более полная абсорбция серного ангидрида. Загрязнение атмосферы уменьшается в несколько раз по сравнению с обычными системами. Себестоимость кислоты по сравнению с обычными установками снижается вследствие отсутствия громоздких и дорогих в эксплуатации мокрых электрофильтров и промывных башен, а также благодаря использованию тепла реакций для получения пара. [c.151]

Р1так, важнейшими тенденциями развития производства серной кислоты являются повышение концентрации диоксида и триоксида серы в технологических газах и уменьшение их содержания в отходящих газах применение давления циклическая система производства с использованием контактных аппаратов с кипящими слоями прочного термостойкого катализатора разработка и применение более активных катализаторов, имеющих пониженную температуру зажигания максимальное использование теплоты реакций на всех стадиях производства для выработки товарного водяного пара. [c.138]

Контактное производство серной кислоты — это крупномасштабное непрерывное, механизированное производство. В настоящее время проводится комплексная автоматизации контактных цехов. Расходные коэффициенты при производстве серной кислоты из колчедана на 1 т моногидрата N2804 составляют примерно условного (45%5) колчедана 0,82 т, электроэнергии 82 кВт-ч, воды 50 м . Себестоимость кислоты составляет 14—16 руб. за 1 т, в том числе стоимость колчедана составляет в среднем почти 50% от всей стоимости кислоты. Уровень механизации таков, что зарплата основных рабочих составляет лишь около 5% себестоимости кислоты. Важнейшие тенденции развития производства серной кислоты типичны для многих химических производств. 1. Увеличение мощности аппаратуры при одновременной комплексной автоматизации производства. 2. Интенсификация процессов путем применения реакторов кипящего слоя (печи и контактные аппараты КС) и активных катализаторов, а также производства и переработки концентрированного диоксида с использованием кислорода. 3. Разработка энерготехнологических систем с максимальным использованием теплоты экзотермических реакций, в том числе циклических и систем под давлением. 4. Увеличение степеней превращения на всех стадиях производства для снижения расходных коэффициентов по сырью н уменьшению вредных выбросов. 5. Использование сернистых соединений (5, 50о, 80з, НгЗ) из технологических и отходящих газов, а также жидких отходов других производств. 6. Обезвреживание отходящих газов и сточных вод. [c.138]

Выбор конструкционных материалов осложняется, когда перечисленные воздействия сопутствуют друг другу. Кроме того, в последнее время требования к материалам, используемым в химической технологии, повысились по двум причинам. Во-первых, значительно шире стали применять экстремальные воздействия, такие, как сверхвысокие и сверхнизкие температуры и давления, ударные и взрывные волны, ионизирующие излучения, био.чогические ферменты. Во-вторых, переход к аппаратам большой единичной мощности по производству основных химических продуктов создает исключительно сложные проблемы в изготовлении, транспортирюв-ке, монтаже и эксплуатации подобных установок. Например, на современном химическом предприятии можно видеть контактные аппараты для производства серной кислоты диаметром 5 м, содержащие до 5000 различных труб, реакторы синтеза аммиака и ректификационные колонны высотой более 60 м. [c.175]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология