Производство серной кислоты контактным способом курсовая работа

Производство серной кислоты контактным способом

Виды сырья, используемого в производстве, и его классификация. Технологическая схема, химическая, функциональная и структурная система производства серной кислоты контактным способом. Основные физико-химические процессы производства серной кислоты.

Подобные документы

Исследование технологического процесса производства серной кислоты как объекта управления. Физико-химические основы получения продукта, описание схемы производства и выбор обоснования параметров контроля и управления уровня в сборниках кислоты.

реферат, добавлен 25.03.2012

Физико-химические основы процессов окисления SO2 в системе двойного контактирования и абсорбции. Расчет значения констант равновесия и выхода продукции. Материальный и тепловой балансы процессов. Разработка технологической схемы получения серной кислоты.

дипломная работа, добавлен 23.06.2014

Методика отбора проб технической серной кислоты и олеума — раствора триоксида серы в серной кислоте. Методы анализа технической улучшенной аккумуляторной кислоты и олеума: определение моногидрата, свободного серного ангидрида, железа, мышьяка, меди.

реферат, добавлен 05.01.2011

Физические и физико-химические свойства азотной кислоты. Дуговой способ получения азотной кислоты. Действие концентрированной серной кислоты на твердые нитраты при нагревании. Описание вещества химиком Хайяном. Производство и применение азотной кислоты.

презентация, добавлен 12.12.2010

Конструктивно-технологическая характеристика процесса получения серной кислоты. Функциональная схема автоматизации по контурам. Расчет автоматической системы регулирования. Выбор закона регулирования и расчет оптимальных параметров настройки регулятора.

курсовая работа, добавлен 22.07.2012

Технологическая схема очистки поверхности металлоизделий от оксидов металлов и обработка промывных вод травильных агрегатов. Регенерация отработанного раствора серной кислоты методом кристаллизации. Малоотходная технология регенерации медьсодержащих вод.

курсовая работа, добавлен 11.10.2010

Анализ технологического процесса производства серной кислоты. Получение обжигового газа из серы. Контактное окисление диоксида серы. Материальный баланс для печи сжигания серы. Расчет сушильной башни, моногидратного абсорбера, технологических показателей.

курсовая работа, добавлен 03.06.2014

Производство серной кислоты. Материальный тепловой баланс печи для обжига колчедана. Система двойного контактирования и абсорбции. Обжиг серного колчедана, окисление диоксида серы, абсорбция триоксида серы. Влияние температуры на степень выгорания серы.

курсовая работа, добавлен 05.02.2015

Применение серной кислоты. Природные серосодержащие соединения. Обжиг пирита, контактное окисление SO2 в SO3, абсорбция триоксида серы. Устройство печи для обжига в «кипящем слое». Очистка от крупной и мелкой пыли. Теплообменник и контактный аппарат.

презентация, добавлен 10.05.2015

Значение витамина С для организма человека. Строение и физико-химические свойства аскорбиновой кислоты, химическая схема производства. Характеристика стадий технологической схемы производства аскорбиновой кислоты. Выбор рационального способа производства.

курсовая работа, добавлен 12.12.2010

Источник

Особенности производства серной кислоты контактным способом

Характеристика свойств серной кислоты и контактного способа ее производства. Технологическая схема производства серной кислоты контактным способом по методу «ДК — ДА». Составление материального и теплового баланса печи для обжига серного колчедана.

Рубрика	Химия
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	16.04.2014
Размер файла	54,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.1 Способы производства серной кислоты

1.2 Свойства серной кислоты

1.3 Контактный способ производства серной кислоты

1.4 Технологическая схема производства серной кислоты контактным способом по методу «ДК — ДА»

2. Расчетная часть

2.1 Составление материального баланса

2.2 Составление теплового баланса печи для обжига серного колчедана

2.3 Расчет параметров печи

Список библиографических источников

Основным сырьем для производства серной кислоты, является сера. Она относится к числу наиболее распространенных химических элементов на нашей планете.

Производство серной кислоты происходит в три стадии: на первой стадии получают SO2, путем обжига FeS2, затем SO3, после чего на третьей стадии получают серную кислоту.

Научно-техническая революция и связанный с ней интенсивный рост химического производства, вызывает существенные негативные изменения в окружающей среде. Например, отравление пресных вод, загрязнение атмосферы, истребление животных и птиц. В результате мир оказался в тисках экологического кризиса. Вредные выбросы сернокислотных заводов следует оценивать не только по действию содержащегося в них оксида серы на расположенные вблизи предприятия зоны, но и учитывать другие факторы:

— увеличение количества случаев респираторных заболеваний человека и животных;

— гибель растительности и подавление её роста;

— разрушение конструкций из известняка и мрамора;

— повышение коррозионного износа металлов.

В зоне до 300 км от источника загрязнения (SO2) опасность представляет серная кислота, в зоне до 600 км — сульфаты. Серная кислота и сульфаты замедляют рост с/х культур. Помимо экологического ущерба налицо экономический ущерб — громадные суммы каждый год теряются при раскислении почв.

Способы производства серной кислоты

Серная кислота известна очень давно. Первое упоминание о ней относится к 940 г. В настоящее время серная кислота производится двумя основными способами: контактным и нитрозным. Контактный способ разработан в конце XIX и начале XX в. Этот способ эффективен, отвечает высокому уровню современной технологии и потому вытесняет нитрозный способ, существующий уже более 200 лет.

В контактном методе производства серной кислоты окисление SO2 в SO3 осуществляется на твердых контактных массах. Благодаря усовершенствованию контактного способа производства себестоимость более чистой и высококонцентрированной контактной серной кислоты лишь незначительно выше, чем башенной. В настоящее время свыше 90% всей кислоты производится контактным способом.

Свойства серной кислоты

В технике под серной кислотой подразумевают любые смеси триоксида серы с водой. Моногидрат, или безводная серная кислота H2SO4 , — тяжелая, маслянистая жидкость, смешивающаяся с водой в любых соотношениях. При разбавлении серной кислоты водой выделяется большое количество теплоты (теплота разбавления). Так, при разбавлении 100% — ной серной кислоты до концентрации 80 % выделяется на 1 моль SO3 36 кДж теплоты. Плотность моногидрата при 0°С составляет 1,85 г/см3 , температура кипения 296,7°С. Раствор SO3 в 100% — ной серной кислоте называется олеумом.

Отечественная сернокислотная промышленность выпускает несколько сортов серной кислоты, отличающихся концентрацией основного вещества и содержанием примесей. Основные сорта серной кислоты: техническая серная кислота (купоросное масло) — 92,5% H2SO4 , олеум — 18,5% свободного SO3 в моногидрате, башенная кислота (полученная нитрозным способом) — 75% H2SO4 , аккумуляторная и реактивная кислоты, в которых строго регламентированы примеси.

1.3 Контактный способ производства серной кислоты

Контактный способ производства серной кислоты включает после обжига серосодержащего сырья ещё три стадии:

очистку газа от вредных для катализатора примесей;

контактное окисление SO2 в SO3;

абсорбцию SO3 серной кислотой.

Очистка газа освобождает обжиговый газ от механических и химических примесей, что необходимо для предохранения контактной массы от порчи. Очистка газа от огарковой пыли осуществляется как в центробежных пылеочистителях — циклонах, так и в электрофильтрах. Содержание пыли в газе, полученном в печах со взвешенным слоем, после очистки в циклонах снижается с 300 до 20 г пыли на 1 м3 газа. Однако даже такая тонкая очистка в электрофильтрах недостаточна для контактного способа производства серной кислоты. Для окончательного освобождения газа от оставшихся частиц пыли и более полного отделения As2O3 и селена, являющихся сильными контактными ядами, необратимо отравляющими контактную массу, применяют очистку в промывных башнях и мокрых электрофильтрах. Последние называют так потому, что в них выделяются мельчайшие капельки воды, в которых растворены триоксиды серы и мышьяка. Образование мельчайших капелек (тумана) в газе происходит при увлажнении и охлаждении его до 30 — 50°С. После очистки от ядов газ осушают в сушильных башнях 93 — 95 % — ной серной кислотой. Подготовленный таким образом газ подается турбокомпрессором в контактное отделение для окисления диоксида серы.

Контактное окисление диоксида серы представляет собой главную стадию сернокислотного производства; по названию этой операции именуется и весь способ. Контактное окисление SO2 в SO3 служит типичным примером гетерогенного экзотермического катализа, осуществляемого по уравнению реакции

2SO2 + O2 > Н2SO4 + 92000 Дж

осуществляют в башнях с насадкой концентрированной серной кислотой. Если абсорбцию производить водой или разбавленной серной кислотой, то над абсорбентом из-за большой упругости водяных паров взаимодействие SO3 и Н2О происходит в газовой фазе с образованием мельчайших капелек тумана серной кислоты, который очень трудно улавливается.

Наилучшей по абсорбционной способности является 98,3% — ная серная кислота, отличающаяся ничтожной упругостью паров Н2О и SO3. Такой кислотой и орошают абсорбционные башни 8 и 9, получая в качестве продукции моногидрат Н2SO4. Если необходимо получать олеум, то устанавливают последовательно две башни, и моногидрат, получаемый в одной башне, концентрируется до олеума во второй.

Охлаждение кислоты, разогретой при абсорбции, осуществляется в холодильниках кислоты 11. Далее из приёмных сборников 12 насосами 13 кислота подается на орошение башен и частично откачивается на склад готовой продукции.

Составление материального баланса

4 FeS2 + 11 O2 = 2 Fe2O3 + 8 SO2

Расчет ведем на 1т серного колчедана

2 SO2 + O2 > 2 SO3 SO3 + Н2О > Н2SO4

1). Рассчитываем массу воды в 1т серного колчедана:

Сухого колчедана: 1000 — 46 = 954 (кг)

2). Рассчитываем объём воздуха, необходимого для горения колчедана:

а). Определяем содержание серы в сухом колчедане:

б). Рассчитываем выход огарка на 1т сухого серного колчедана:

160 — стехиометрическое количество огарка, получающееся из стехиометрического количества колчедана.

в). Рассчитываем процент выгоревшей серы:

г). Рассчитываем объём воздуха на 1т сухого колчедана:

где 700 и 7 — это коэффициенты, выведенные на основании стехиометрических уравнений горения колчедана;

m — стехиометрическое отношение числа молекул кислорода к числу молекул диоксида серы.

Не учитываем расход воздуха на окисление SO2 в SO3, так как погрешность составляет менее 1%.

д). Рассчитываем расход воздуха на 1т влажного колчедана:

3). Рассчитываем объём и массу кислорода и азота, поступающих с воздухом. Исходим из того, что в воздухе 21% кислорода и 79% азота:

Аналогично находим азот:

Рассчитываем количество влаги, поступающей с воздухом, принимая, что воздух поступает при температуре 20°С и степень насыщения его влагой равно 0,5 (щ = 0,5).

По справочнику при этих параметрах содержание водяного пара в воздухе равно:

Рассчитаем количество влаги, приносимой с воздухом в печь:

1). Рассчитываем массу полученного огарка на 1т влажного колчедана:

2). Рассчитываем количество образовавшегося сухого обжигового газа:

Это газ, выходящий из печи после обжига.

3). Рассчитываем содержание в газе основных компонентов:

Количество непрореагирующего компонента

где n — содержание О2 в воздухе (21%).

Содержание азота рассчитываем по разности

4). Рассчитываем общее количество влаги, поступающей из колчедана и воздуха:

5). Рассчитываем объём и массу составляющих сухого печного газа:

Составляем материальный баланс обжига 1т влажного колчедана

Источник

Производство серной кислоты контактным методом

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Января 2012 в 12:10, курсовая работа

Краткое описание

Целью данной курсовой работы является изучение принципов и правил организации производства, а также проверка и закрепление полученных в ходе изучения дисциплины знаний и приобретение практических навыков в вопросах организации и проектировании производственной системы промышленного предприятия, специализирующегося на производстве химической продукции.

Содержание

Введение 4
1. Технико-экономическая характеристика рассматриваемой продукции, ее назначение и области применения 5
2. Описание технологического метода производства серной кислоты. 9
3. Выбор и расчет потребности в основном технологическом оборудовании для выполнения программы 16
4. Расчет производственной мощности производственных участков (стадий) и цеха в целом. 23
5. Производственная структура цеха и организационная структура цеха 26
6. Организация работы участка фасовки и комплектации готовой продукции (ГП) 28
Заключение 35
Список литературы 36

Вложенные файлы: 1 файл

Курсовая работа Дыбаль -1.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный инженерно- экономический университет

Факультет экономики и управления в химической промышленности и природопользовании

Кафедра экономики и менеджмента в нефтегазохимическом комплексе

Курсовая работа по дисциплине

“ ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ”

студент __IV___ курса __4 г.10 м._ специальности_080502________

группа ___681____ № зачетной книжки ________________

Преподаватель: ______Дыбаль С.В.__________________________ __

Должность: _____кандидат экономических наук, профессор _________

Оценка: ______________ Дата ______________________

Индивидуальное задание на проектирование

Основные технико-экономические характеристики

Наименование

Тип оборудования

Производительность

Продолжительность ремонта, час. Период между ремонтами сред-ний теку-щий капитальный сред-ний теку-щий капитальный Контактный аппарат К-39-4 2,92 96 8 600 17280 720 34560 К-39-4 9,34 96 8 600 17280 720 34560 К-85-5 14,00 96 8 600 17280 720 34560 Печь для сжигания серы КС-200 5,79 300 12 720 17280 720 34560 ДКСМ 3,76 300 12 720 17280 720 34560 Брызгоулавливатель ПБ 3,45 240 12 720 8640 720 34560 Сушильная башня СБ 3,45 96 8 360 8640 720 34560 Абсорбер для технич. кислоты АТ 3,45 120 8 600 17280 720 86400 Абсорбер для реакт. кислоты АР 0,14 48 8 120 8640 2160 17280

Планируемая производственная программа

Наименование продукции	Ед.измерения	Плановый год.объем произ-ва продукции
Серная кислота, техническая	т	22500
Серная кислота, реактивная	т	20000

1. Технико-экономическая характеристика рассматриваемой продукции, ее назначение и области применения 5

2. Описание технологического метода производства серной кислоты. 9

3. Выбор и расчет потребности в основном технологическом оборудовании для выполнения программы 16

4. Расчет производственной мощности производственных участков (стадий) и цеха в целом. 23

5. Производственная структура цеха и организационная структура цеха 26

6. Организация работы участка фасовки и комплектации готовой продукции (ГП) 28

Список литературы 36

Введение

Организация производства – это процесс создания предприятия определенной правовой формы и формы собственности для выпуска продукции, выполнения работ, оказания услуг и получения дохода. Организация производства – это оптимальное объединение элементов производства (средств труда, предметов труда, рабочей силы) во времени и пространстве.

Основной задачей организации производства как науки является изучение закономерности форм и принципов создания и функционирования производственных систем, исследование оптимального сочетания элементов производственного процесса с учетом особенностей химической технологии и аппаратурного оформления химических производств.

Любое предприятие представляет собой органически целостную совокупность обусловленных элементов, взаимодействие которых создает возможность эффективного воспроизводства в зависимости от характера внутренних и внешних условий, реализации целей данной системы. Процесс изучения структуры и функций предприятия и представляет собой организацию производства.

Целью данной курсовой работы является изучение принципов и правил организации производства, а также проверка и закрепление полученных в ходе изучения дисциплины знаний и приобретение практических навыков в вопросах организации и проектировании производственной системы промышленного предприятия, специализирующегося на производстве химической продукции.

1. Технико-экономическая характеристика рассматриваемой продукции, ее назначение и области применения

Серная кислота (H₂SO₄) – сильная двухосновная кислота, отвечающая высшей степени окисления серы (+6). При обычных условиях концентрированная серная кислота – тяжёлая маслянистая жидкость без цвета и запаха. Она наиболее сильная и дешевая. Среди минеральных кислот, производимых химической промышленностью, серная кислота по объему производства и потребления занимает первое место. Серная кислота не дымит, в концентрированном виде не разрушает черные металлы, в то же время является одной из самых сильных кислот, в широком диапазоне температур (от 40…-20 до 260 336,5°С) находится в жидком состоянии.

Серную кислоту применяют:

-в производстве минеральных удобрений;

-как электролит в свинцовых аккумуляторах;

-для получения различных минеральных кислот и солей;

-в производстве химических волокон, красителей, дымообразующих веществ и взрывчатых веществ;

-в нефтяной, металлообрабатывающей, текстильной, кожевенной и др. отраслях промышленности;

-в пищевой промышленности — зарегистрирована в качестве пищевой добавки E513(эмульгатор);

-в промышленном органическом синтезе в реакциях:

• дегидратации (получение диэтилового эфира, сложных эфиров);

гидратации (этанол из этилена);

• сульфирования (синтетические моющие средства и промежуточные продукты в производстве красителей);
• алкилирования (получение изооктана, полиэтиленгликоля, капролактама) и др.

Самый крупный потребитель серной кислоты — производство минеральных удобрений. Поэтому сернокислотные заводы стремятся строить в комплексе с заводами по производству минеральных удобрений.

Серная кислота находит разнообразное применение в нефтяной, металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности, используется в качестве водоотталкивающего и осушающего средства, применяется в процессах нейтрализации, травления и т.д.

В промышленности применяют два метода окисления SO₂ в производстве серной кислоты: контактный — с использованием твердых катализаторов (контактов), и нитрозный — с оксидами азота.

Контактный способ вытесняет нитрозный (башенный). Первой стадией сернокислотного производства по любому методу является получение диоксида серы при сжигании сернистого сырья. После очистки диоксида серы (особенно в контактном методе) ее окисляют до триоксида серы, который соединяют с водой с получением серной кислоты. Окисление SO₂ в SO₃ в обычных условиях протекает крайне медленно. Для ускорения процесса применяют катализаторы.

В настоящее время контактным методом получают концентрированную серную кислоту, олеум и 100% серный ангидрид.

Одновременно с увеличением объема производства серной кислоты расширяется ассортимент продукции сернокислотных заводов, организуется выпуск особо чистой кислоты, 100% SO₂, высококачественного олеума и кислоты, а также увеличивается производство новых продуктов на основе SO₂. Кроме олеума, концентрированной серной кислоты и аккумуляторной кислоты, отечественные заводы выпускают также более чистую контактную кислоту улучшенного качества (для производства искусственного волокна, титановых белил и др.), чистый олеум, химически чистую и реактивную серную кислоту.

За последние годы в процессе производства серной кислоты внесены существенные улучшения. Широко применяется обжиг колчедана в кипящем слое и сжигание серы в циклонной печи, значительно увеличивается использование тепла, выделяющегося при обжиге сырья, и на других стадиях производства серной кислоты. Непрерывно повышается производительность башенных сернокислотных систем в результате поддержания оптимального технологического режима, разработанного на основе исследований; интенсивность башенных систем достигает 250 кг/м3 в сутки. Освоен контактно-башенный процесс производства серной кислоты, при котором расход HNO3 составляет 6-7 кг на 1 тонну H₂SO₄.

В контактном методе производства серной кислоты окисление диоксида серы в триоксид осуществляется на твердых контактных массах. Благодаря усовершенствованию контактного способа производства, себестоимость более чистой и высококонцентрированной контактной серной кислоты лишь незначительно выше, чем башенной. В настоящее время свыше 90% всей кислоты производится контактным способом.

Основными источниками сырья являются сера и железный (серный) колчедан. Значительное место в сырьевом балансе занимают отходящие газы цветной металлургии, содержащие диоксид серы.

Технологические свойства серной кислоты.

В технике под серной кислотой понимают системы, состоящие из оксида серы (VI) и воды различного состава: nSO₃*mH₂O.

При п = т — 1 это моногидрат серной кислоты (100% кислота), при т> п —водные растворы моногидрата, при m

Моногидрат серной кислоты —бесцветная маслянистая жидкость с температурой кристаллизации 10,37°С, температурой кипения 296,2°С и плотностью 1,85т/м 3 . С водой и оксидом серы (VI) он смешивается во всех отношениях, образуя гидраты состава H₂SO₄-H₂O; H₂SO₄-2H₂O; H₂SO₄-4H₂O и соединения с оксидом серы (VI) состава H₂SO₄-SO₃ и H₂SO₄-2SO3.

Серная кислота — довольно сильный окислитель, особенно при нагревании и в концентрированном виде; окисляет HI и частично HBr до свободных галогенов, углерод до CO₂, S — до SO₂, окисляет многие металлы (Cu, Hg и др.). При этом серная кислота восстанавливается до SO₂, а наиболее сильными восстановителями — до S и H₂S. Концентрированная H₂SO₄ частично восстанавливается H₂. Из-за чего не может применяться для его сушки. Разбавленная H₂SO₄ взаимодействует со всеми металлами, находящимися в электрохимическом ряду напряжений левее водорода с его выделением. Окислительные свойства для разбавленной H₂SO₄ нехарактерны. Серная кислота образует два ряда солей: средние — сульфаты и кислые — гидросульфаты, а также эфиры. Известны пероксомоносерная (или кислота Каро) H₂SO₅ и пероксодисерная H₂S₂O₈ кислоты.

2. Описание технологического метода производства серной кислоты.

Исходным веществом для производства серной кислоты является диоксид серы SO₂, который образуется в результате сжигания серы или другого серосодержащего сырья. Производство серной кислоты из серосодержащего сырья включает несколько химических процессов, в которых происходит изменение степени окисления сырья и промежуточных продуктов.

Источник