Окисление диоксида серы под давлением

Анализ уравнения (6.44) показывает, что скорость окисления возрастает с увеличением констант скорости и равновесия и, кроме того, при повышении содержания в газе кислорода. Увеличению степени превращения способствует рост давления, при котором образуется ЗОз например, при Т = 713 К и Р = 0,1 МПа равновесная степень превращения р 0,98, а при давлении 5,0 и 10,0 МПа расчетное значение может составить соответственно 0,997 и 0,998. Это служит основой для внедрения циклических процессов получения серной кислоты под давлением и с применением технического кислорода. Данные о некоторых кинетических характеристиках окисления диоксида серы приведены в табл. 6.1. [c.212]

Уменьшение количества стадий производства и переход к циклическим (замкнутым) системам можно считать двуединым направлением в развитии химических производств, приводящим к снижению затрат на капитальное строительство и уменьшению себестоимости продукции. Так, например, в настоящее время формальдегид производится окислением метанола, а метанол синтезируют из смеси СО и На, получаемой конверсией метана (природного газа) с водяным паром. Ведутся исследования по прямому окислению метана до формальдегида, т. е. по замене трехстадийного способа одностадийным. Соответственно снизятся капитальные затраты и повысится производительность труда обслуживающего персонала. Эффективность циклической системы можно рассмотреть на примере производства серной кислоты контактным способом (см. ч. 2, гл. IV). Ныне серная кислота производится по схеме с открытой цепью аппаратов, через которые последовательно проходит газовая смесь. Окисление диоксида серы происходит в пять стадий, абсорбция триоксида серы — в две стадии. Переход к циклической системе с применением кислорода и повышенного давления позволит снизить количество аппаратов в системе в 3 раза, в частности применять одностадийное окисление диоксида серы. При этом резко снизится количество диоксида серы в отходящих газах, т. е. одновременно решается экологическая проблема. Разумеется, далеко не все производства целесообразно переводить к одностадийным или к циклическим, но искать такие пути надо. [c.19]

Высокий выход продукта и наибольшая селективность процесса. Они обеспечиваются оптимальным режимом работы реактора температурой, давлением, концентрацией исходных веществ и продуктов реакции. Каталитический реактор должен так же обеспечить эффективное применение катализатора. Однако, большей частью имеется противоречие между высокой степенью превращения и интенсивностью работы реактора (рис. 19). С повышением объемной скорости степень превращения (или общий выход продукта) неизбежно снижается, тогда как интенсивность рабогы реактора возрастает. В циклических схемах (замкнутых ХТС) преимущества отдают интенсивности, в схемах с открытой цепью (разомкнутые ХТС)—высокой степени превращения при наибольшей селективности. Так, в циклической схеме синтеза аммиака при объемной скорости до У = 40 000 ч-, степень превращения азота (выход аммиака) за один проход составляет лишь 12— 14%. При окислении диоксида серы в схеме с открытой цепью при объемной скорости V = 600 ч получают степень превращения до 99%. [c.78]

Если имеет место единственная реакция, количества всех присутствующих веществ связаны посредством сте-хиометрического уравнения, так что имеется только одна независимая переменная — скажем, превращение, выраженное в долях одного из компонентов. Таким образом, нахождение минимума энергии Гиббса и, следовательно, равновесной степени превращения осуществить проще, чем распределение фаз в равновесных условиях. Например, химическое равновесие окисления диоксида серы при нескольких температурах и давлениях находится как минимум на графиках энергии Гиббса (см. пример Л. 11). Для сложных многокомпонентных реакций иногда проще применять численные методы, чем прямую минимизацию энергии Гиббса (см. гл. 10). [c.138]

Рассмотрим в качестве примера окисление диоксида серы стехиометрическим количеством реагента при нескольких температурах и давлениях. Количества присутствующих компонентов выражаются в виде долей е превращенного 50г. [c.140]

Окисление диоксида серы при повышенном давлении [c.163]

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]

Фактором, влияющим на процесс очистки, является давление. Растворимость диоксида серы и оксидов азота в абсорбентах пропорциональна их парциальному давлению, в то время как содержание абсорбентов - 8О3 и Н Ю, — в газовой фазе обратно пропорционально общему давлению. Поэтому при проведении очистки под давлением растет насыщение абсорбентов вредными компонентами, а унос абсорбентов с газами снижается. Одновременно увеличение давления благоприятно влияет и на окисление N0 [c.242]

Аналитическое решение этой задачи было представлено в разделе 7.4.2. здесь предлагается использовать программный блок для вычисления зависимости Хр от температуры процесса окисления и начальной концентрации диоксида серы. Условия процесса давление р = 1 атм., начальная концентрация кислорода в газе =11 %, начальная концентрация диоксида серы а принадлежит диапазону [7-10 %. Вычисление зависимости равновесной степени превращения Хр от температуры процесса и начальной концентрации диоксида приведено на рис. 8.21. [c.376]

Сырой газ подается давлением в первый из двух вертикальных реакторов 1, 2, где контактирует с рабочим раствором (сульфоланом, ППГ), содержащим расчетное количество растворенного в нем диоксида серы. В реакторе протекает процесс окисления газообразного сероводорода до элементной серы в жидкой фазе. Очистка газа от примеси диоксида серы и осушка осуществляется в реакторе 4, в который газовый поток поступает из каплеуловителя 3, Отсепарированный раствор возвращается в реактор, а газовый поток в реакторе 4 очищается от диоксида серы и осушается ППГ и после отделения от капель раствора в циклонном аппарате 5 направляется в магистральный газопровод. Раствор, насыщенный 80г, из реактора 4 подается в емкость 11 для отделения рабочего раствора от 80г. Рабочий раствор, очищенный от 80г, снова подается в реактор 4, а 80г поступает в емкость 12 для приготовления рабочего раствора. [c.76]

Окружающий нас мир представляет собой материю, существующую в бесконечном разнообразии видов, которые непрерывно переходят друг в друга. Например, в недрах звезд и нашего Солнца прк температурах 10— 20 млн. градусов происходит превращение водорода в гелий. При этом освобождаются колоссальные количества энергии, которые в виде излучения достигают Земли. Под влиянием энергии солнечного света растения превращают диоксид углерода в сложные органические соединения и освобождают кислород. Кислород участвует в процессах окисления, которые всегда идут с выделением тепла. Из этих примеров видно, что материя и энергия неразрывно связаны. Все процессы, совершающиеся в природе, в ходе которых изменяется состояние материи, сопровождаются и изменение энергии. Большинство подобных процессов включают в себя химические реакции. Образование залежей каменных углей и нефти связано с цепью сложных химических реакций, в которых участвовали остатки растений и морских животных и другие вещества, находившиеся миллионы лет под воздействием тепла Земли и высоких давлений. Происхождение залежей руд также связано с протеканием многочисленных химических реакций. По мере остывания расплавленного вещества Земли тяжелые металлы, взаимодействуя с кислородом и серой, образовали сульфидно-оксидный слой, расположившийся над железо-никеле- [c.13]

Биохимические процессы наиболее перспективны для химической технологии. Они происходят в живой природе в атмосферных условиях (без повышения температуры, давления) под действием высокоактивных природных катализаторов — ферментов и гормонов, а также микроорганизмов, содержащих эти катализаторы. Возможности биохимических процессов в промышленности не ограничены, хотя природные биохимические процессы пока недостаточно изучены и еще мало воспроизведены в модельных условиях. Недавно возникла новая отрасль науки — техническая микробиология, которая изучает биохимические методы производства самых разнообразных химических продуктов. На практике реализован микробиологический синтез антибиотиков, витаминов, гормонов. В перспективе технической микробиологии находятся проблемы фиксации атмосферного азота, синтеза белков и жиров, окисления серы в диоксид и триоксид серы и, наоборот, [c.254]

Процесс окисления можно регулировать уменьшением парциального давления кислорода. Наиболее простой способ — использование воздуха вместо кислорода или смеси кислорода с диоксидом углерода [5.769], азотом [5.713, 5.770] или гелием [5.771 ]. Такие смеси позволяют предотвратить загрязнения пробы примесями, содержащимися в воздухе, избежать образования при окислении оксидов азота, а также при необходимости прекратить подачу кислорода в трубку и полностью его удалить из системы. Интересно отметить, что сожжение серы в гелии, содержащем 3% кислорода, сопровождается образованием только 50, [5.7721. [c.182]

Рассмотрим теперь реакции, для которых Av = 1- К этому типу реакций, в частности, относится реакция 250г + Ог = 250з. Реакция окисления диоксида серы в триоксид серы имеет большое промышленное значение при получении серной кислоты. Пусть в исходной смеси 50г и Ог находятся в эквивалентных количествах. Обозначим через х процентное содержание 50з в равновесной смеси. Если общее давление реагирующей смеси равно Р, то [c.252]

Отсюда методом последовательных приближений вычисляем степень окисления диоксида серы При 1000 К и Я = 1 Д = ЗДб, Утяч = 0.37- Если теперь приготовим реакционную смесь, в которой отсутствует азот, но сохраним то же соотношение ЗОг и Оз (7 И), то вычисленная степень окисления ЗОг из уравнения (76.10) = = 0,58. Из полученных данных следует, что при введении в систему инертного газа химическое равновесие будет сдвигаться в сторону исходных веществ. Этот вывод является справедливым для любого типа реакций, протекающих с уменьшением числа молекул газообразных веществ при постоянном давлении. Для газообразных реакций, протекающих с увеличением числа молекул, добавка инертного газа приведет к сдвигу химического равновесия в сторону продуктов реакции. [c.254]

В реактор окисления диоксида серы диаметром 7,2 м и высотой 7 м загружен один слой катализатора, а по торцам слоя — кусковой кварц. Реактор оснащен 24 термопарами для непрерывного контроля температуры и пробоотборными трубками для измерения концентрации 80а и перепадов давлений. При строительстве промышленной установки сохранены и использованы аппараты демонтированного до начала ее строительства контактного узла с полочным реактором фпльтробрызгоуловитель (диаметр 3600, высота 4020 мм), заполненных 6 м кокса, и с фильтрующей поверхностью 26 м , пусковой теплообменник и топка для подогрева 10 тыс. м7ч воздуха до 450°С. [c.194]

Примеры. При производстве серной кислоты стадия обжига серосодержащего сырья протекает при 700-800° С, а контактное окисление диоксида серы 802 при 420-550° С. При получепии азотсодержащих соединений конверсия метана СН4 осуществляется при температуре 700-800 °С, синтез аммиака NHз при давлении 35-40 МПа и 400 °С, окисление аммиака при производстве азотной кислоты при 750-800 ° С, синтез хлористого водорода ПС1 при 1000-1200°С, хлорирование метана при 400-450 °С, получение метилового спирта СП3ОП при 375-400 °С, крекинг нефтепродуктов выше 450 °С. [c.22]

Наиболее детальные исследования механизма электроокисления SO2 были проведены на вращающемся пирографитовом электроде [184] и на тонком плавающем электроде из активированного угля АГ-3 и других углеродных материалов с равнодоступной поверхностью [185]. Значение стационарного потенциала в 0,5 М H2SO4 при давлении i so2=98 кПа составляет на пирографите 0,65 В и на активированном угле —0,35—0,40 В. Электрокаталитическая активность углеродных материалов в реакции окисления диоксида серы уменьшается в ряду активированный уголь > графит > сажа (рис. 64). Посадка на углеродные материалы кислых оксидов приводит к снижению скорости реакции. Характер поляризационных кривых на высокодисперсных углеродных материалах указывает на возможность протекания вблизи стационарного потенциала как окислительных, так и восстановительных реакций с образованием восстановленных частиц SO2. При более отрицательных потенциалах наблюдается стационарный процесс восстановления SO (рис. 65). [c.150]

Принцип безотходности стремятся осуществить и в производствах, издавна осуществляемых по прямоточной технологической схеме, например в производстве серной кислоты (см. гл. X). Требования защиты атмосферы от серосодержащих выбросов могут быть удовлетворены либо проведением основных процессов (окисление 50г в 50з и абсорбция 50з) в несколько ступеней, многостадийно, либо организацией производства по циклической схеме. На рис. 73 показана циклическая энерготехнологическая схелта производства серной кислоты из серы, осуществляемая под давлением, при высокой концентрации ЗОа в исходном газе. Пары серы окисляются в ЗОг частично в испарителе и полностью в камерной печи. Диоксид серы из печи подается в контактный аппарат совместно с циркуляционным газом при помощи инжектора. В контактном аппарате во взвешенном слое ванадиевого катализатора происходит окисление 50г в 50з газовая смесь проходит теплообменник и абсорбер, где триоксид серы поглощается концентрированной серной кислотой с образованием продукционной серной кислоты, а газ, содержащий непрореагировавший 50г, вновь [c.155]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология