Вибір каталізатора - хімія

5. Вибір каталізатора

6. Обґрунтування способу виробництва

Отримання сірчаної кислоти з сірководню (мокрий каталіз) на Пермському нафтопереробному заводі є малотоннажним виробництвом (65тис. Тонн на рік). В основному, це виробництво створено для того, щоб знизити викиди сірковмісних газів і максимально переробляти сировину, яке в даному випадку є відходом процесу гідроочищення нафти.

Крім використання сірководню, в процесі отримання сірчаної кислоти протікають 3 реакції:

Ці три реакції протікають з виділенням значної кількості тепла, яке використовується для різних потреб цеху виробництва сірчаної кислоти і в різних цілях підприємства: отримання пара, який використовується в даному виробництві, отримання пари високого тиску, який використовують інші установки, підігрів повітря, що надходить в котли для спалювання сірководню і в контактний апарат.

Перевага отримання сірчаної кислоти з сірководню полягає в тому, що даний процес максимально використовує і сірководень, і діоксид сірки, що в значній мірі знижує викиди в атмосферу, при проведенні процесу, що складається з 3 реакцій, використовуються невисокі температури і атмосферний тиск, що значно знижує енерговитрати в порівнянні зі схемою, яка застосовує високий тиск. З урахуванням того, що в результаті технологічного процесу виділяється велика кількість тепла, процес, завдяки цьому, протікає автотермічно.

7. Стадії і хімізм процесу

Процес отримання сірчаної кислоти методом "мокрого" каталізу складається з наступних основних стадій.

1. Отримання сірчистого ангідриду (SO2) шляхом спалювання сероводородсодержащих газу за такою реакції:

2. Охолодження димових газів і утилізація тепла реакції горіння сірководню в котлі-утилізатори з отриманням водяної пари.

3. Окислення сірчистого ангідриду до сірчаного ангідриду (SO3) на ванадієвої каталізаторі в контактному апараті (конвертері) R-104 за такою реакції:

4. Отримання сірчаної кислоти (H2 SO4) шляхом конденсації в конденсаторі WSA У-109 по реакції:

4NOSO3 H + N2 H4 · H2 SO4 3N2 + 5H2 SO4

Надлишок гідразину окислюється з утворенням елементарного азоту:

N2 H4 · H2 SO4 + O2 N2 + 2H2 O + H2 SO4

Хіміческійсостав сірчаної кислоти виражається формулою H2 SO4. Структурна формула сірчаної кислоти виглядає наступним чином:

Відносна молекулярна маса сірчаної кислоти - 98,08 кг / кмоль.

Безвода сірчана кислота містить 100% H2 SO4 або 81,63% SO3 і 18,37% мас. H2 O. Це безбарвна масляниста рідина не має запаху з температурою кристалізації 10,37 º С. Температура кипіння безводної сірчаної кислоти при тиску 1,01 × 10 5 Па (760 мм рт.ст.) становить 298,2 ºС. Щільність при 20 ºС становить 1830,5 кг / м 3.

З водою і сірчистим ангідридом сірчана кислота змішується в будь-яких пропорціях.

В процесі виробництва сірчаної кислоти для окислення сірчистого ангідриду в сірчаний застосовуються ванадієвий каталізатор. Він являє собою пористе речовина, на яке нанесено активну комплексне з'єднання, що містить пятиокись ванадію V2 O5.

В даному випадку застосовується каталізатор марки VK-WSA фірми "Хальдор Топсе".

Температура запалювання каталізатора 400-430 ºС. При температурі вище 620 ° С активність каталізатора швидко знижується, тому що при цьому розпадається активний комплекс, що містить пятиокись ванадію (V2 O5), а також руйнується структура носія, що призводить до руйнування каталізатора і утворенню пилу.

Термін служби каталізатора не менше 4 років.

Інформація про роботу «Виробництво сірчаної кислоти»