Kwas siarkowy.pdf

Kwas siarkowy

Kwas siarkowy należy do podstawowych produktów przemysłu chemicznego.

Wytwórnie kwasu siarkowego zalicza się do przemysłu wielko tonażowego.

Produkcja światowa (2006 rok) – 92,00 miliony ton

Produkcja w Polsce (2006 rok) – 1,71 miliony ton.

Produkt handlowy stanowi roztwór zawierający 94-98% kwasu, wytwarza się też

dymiący kwas siarkowy (tzw. oleum), który jest roztworem SO 3 w 100% H 2 SO 4 .

W oleum stężenie rozpuszczonego SO 3 może dochodzić do 80%, najczęściej wynosi 20-

25%.

Surowce siarkonośne

1. Siarka rodzima

2. Siarczki metali

3. Organiczne związki siarki występujące w ropie naftowej

4. Siarkowodór i inne związki siarki znajdujące się w niektórych złożach gazu

ziemnego.

Opracowanie procesu Clausa utleniania siarkowodoru do siarki elementarnej

spowodowało spadek cen siarki na rynkach światowych co spowodowało spadek

wydobycia siarki rodzimej.

H 2 S + 0,5O 2 = S + H 2 O Δ H 0 298 = - 220 kJ

Stopień przereagowania siarkowodoru wynosi 99,5% a zdolność produkcyjna dużych

instalacji przemysłowych wynosi około 2000 ton siarki/dobę.

Kwas siarkowy

Strona 1

W produkcji kwasu siarkowego znaczący udział mają instalacje przetwarzające gazy

zawierające SO 2 powstałe w procesach otrzymywania metali kolorowych (miedź, cynk,

ołów). Gazy powstałe przy utleniającym prażeniu siarczków metali w powietrzu

zawierają 5-9% SO 2 .

Metody wytwarzania kwasu siarkowego.

Niezależnie od surowca do produkcji H 2 SO 4 w pierwszym etapie ich przetwarzania

otrzymuje się gazy zawierające SO 2 . W zależności od surowca i stosowanej metody

zawartość SO 2 w gazach waha się od 5 do 12%.

Kwas siarkowy

Strona 2

Drugi etap stanowi katalityczne utlenianie SO 2 do SO 3 . Trzecim ostatnim etapem jest

absorpcja SO 3 który reagując z wodą tworzy kwas siarkowy.

OTRZYMYWANIE KWASU SIARKOWEGO Z SIARKI

1. Utlenianie siarki.

Siarka łatwo reaguje tlenem powietrza, zachodząca reakcja jest silnie egzotermiczna i

praktycznie nieodwracalna.

S + O 2 = SO 2 Δ H 0 298 = - 297 kJ

Reakcja ta przebiega w fazie gazowej pomiędzy parami siarki i tlenem.

Decydujący wpływ na szybkość procesu utleniania ma endotermiczny proces parowania

siarki.

Badania laboratoryjne nad procesem utleniania siarki wykazały że zarówno wielkość

kropel ciekłej siarki rozpylanej w palniku jak i też prędkość ich ruchu względem

otaczającego je powietrza mają decydujący wpływ na szybkość procesu.

Kwas siarkowy

Strona 3

Gaz opuszczający piec do spalania siarki ma temperaturę około 900 0 C . Wydzielające się

ciepło reakcji wykorzystuje się do produkcji pary wodnej.

Przy produkcji 1 tony H 2 SO 4 w kotłach utylizatorach uzyskuje się 1 tonę wysokoprężnej

pary ( ciśnienie 4MPa i temperatura 450 0 C). Para o tych parametrach nadaje się do

napędu maszyn za pomocą turbin parowych.

Nowoczesne piece do spalania siarki charakteryzują się dużą szybkością procesu

utleniania siarki.

2. Utlenianie SO 2 do SO 3 .

Utlenianie SO 2 zachodzi wg silnie egzotermicznej odwracalnej reakcji:

SO 2 + 0,5O 2 = SO 3 Δ H 0 298 = - 380 kJ

Stosuje się nadmiar powietrza w celu przesunięcia stanu równowagi w kierunku

tworzenia SO 3 oraz w celu zwiększenia szybkości reakcji katalizator którego głównym

składnikiem jest V 2 O 5 .

Kwas siarkowy

Strona 4

Linia operacyjna pięciopółkowego reaktora do utleniania SO 2 .

Kwas siarkowy

Strona 5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: