sản xuất axit sunfulric

Download sản xuất axit sunfulric

Post on 17-Jan-2016

18 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

PHN M U

Trng i Hc Bch Khoa H Ni n tt nghip

MC LC

Trang

PHN M U:

Lch s pht trin ca axit sunfuric..3 PHN MT

C S HO L.

I. NHNG KHI NIM CHUNG 1. Khi nim chung.....5 2. Vi tnh cht ca axit v lum.......5 3. Tnh cht ca SO2 v SO3 ......9 4. Bo qun v vn chuyn axit.. ....10 5. Vt liu ch to thit b.....10

II. C S HO L QU TRNH SN XUT H2SO4. 1. Ch to kh SO2..11 2. Tinh ch kh.......12 3. Qa trnh xi ho SO2 trn xc tc V2O5.......13 4. Qa trnh hp th19 PHN HAI

CHN V BIN LUN DY TRUYN - THIT B

TON PHN XNG

I. La chn dy chuyn cng ngh.... .22.

II. Chn cc thit b trong dy chuyn sn xut....23

III. Thuyt minh dy truyn sn xut. ..26 PHN BA

TNH CN BNG CHT

TNH CN BNG NHIT TON H THNG

I. L lp si t pyrit......28II. Ni hi nhit tha...34III. Cyclon........36IV. Lc in kh......38V. Thp ra I.....41VI. Thp ra II...47VII. Lc in t I..52VIII. Thp tng m..55IX. Lc in t II......60X. B xung khng kh......62XI.Thp sy kh........65XII. Thp tip xc ..68XIV.Thp hp th lum....82XIV. Thp hp th mn hydrat.....86 PHN IV

TNH TON THIT B

I. L t qung lp si..90II. Ni hi nhit tha..94III. Thp sy....97IV. Thp chuyn ho SO2 ...102IV. Thp hp th lum.....117V. Thp hp th mn hydrat....123VI. Tnh ton , chn thit b ph....128 PHN V

TNH TON KINH TI.Xc nh ch lm vic ca nh my..134II. Tnh ton nhu cu v in134III. Tnh ton nhu cu v nc .136IV. Tnh gi thnh sn phm 138 PHN VI

PHN XY DNG PHN M U

LCH S PHT TRIN CA AXIT SUNFURIC

T lu loi ngi bit n axit sunfuric, t th k X ngi ta iu tr axit sunfuric bng cch chng ct sunfat st nhit cao s thu c SO2 v SO3. Sau khi lm lnh hn hp kh SO2 v SO3 cng vi hi nc s to thnh H2SO4, nhng phng php ny c nng sut thp, gi thnh cao. n cui th k XV ngi ta t Lu hunh v Dim tiu c thm nc iu ch axit sunfuric cho y hc. Nm 1740 nh my sn xut axit sunfuric c xy dng Anh. Nguyn tc sn xut, t Lu hunh v Mui nitrat trong cc bnh kim loi sau hp th kh bay ra bng nc trong bnh thu tnh. Nm 1796 ngi ta thay th bnh thu tinh bng phng php phng ch. Qu trnh sn xut gin on, xit Nit thi ra ngoi nh hng n mi trng. u th k XIX bt u t Lu hunh trong cc l ring, cn cc xit Nit iu tr bng cch dng axit sunfuric phn hu cc mui Nitrat v ngi ta t mt s thp trc phng ch tch mt s xit Nit ho tan trong mt s sn phm v t mt s thp sau phng ch hp th xit Nit bay theo kh thi. Do , tng c nng sut v gim gi thnh sn phm. u th k XX ngi ta dng thp m thay cc phng ch. T , phng php thp c hnh thnh c nng sut ln hn nhiu so vi phng php phng tr. Nhng phng php ny ch iu ch c axit sunfuric c nng 75% v tinh khit ca sn phm khng cao.

Song song vi phng php thp nm 1931 P.Filit (ngi Anh) ngh xi ho SO2 trc tip trn xc tc Pt bng xi khng kh. T hnh thnh phng php tip xc. Trong cc cng trnh nghin cu, qu trnh xi ho SO2 thnh SO3 c tin hnh trn cc xc tc nh xit st, xit ng

n cui th k XIX u th k XX ngi ta c bin php khc phc xc tc ng c th phng php tip xc dng sn xut axit sunfuric ngy cng tng ln khng ngng, u im ca phng php ny: Sn phm tinh khit, c nng cao. C th sn sut c SO3 lng v leum, nng sut sn xut ln nhng gi thnh cao v tn ti h thng tinh ch kh.

Axit sunfuric l mt axit v c mnh , c s dng rng ri . nghnh phn bn ho hc tiu th nhiu axit nht . sn xut mt tn P2O5 hu hiu trong phn bn cn 1,9 2,5 tn axit, mt tn amn sunfat cn 0,75 tn axit sunfuric. Axit sunfuric c dng sn xut nhiu loi mui sunfat, mt s axit v c nh : axit photphoric, axit boric , axit flohidric, mt s bt mu v c, sn hu c, si visco, tinh ch sn phm du m, cht n, ty g kim loi, trong luyn mt s kim loi nh nhm, magi, ng , coban. Niken, vng nc ta, trong khng chin chng Php ng Phm nh A cng mt s ngi t chc sn xut axit saunfuric quy m nh theo phng php phng ch. Nm 1962 xng axit sufuric theo phng php tip xc i t pirit cng sut 40000 tn /nm Lm Thao bt u hot ng. trong nhng nm 60 v 70 hai xng axit sunfuric theo phng php tip xc i t S c xy dng Tn Bnh v Th c. tip l xng axit sunfuric 40000 tn/nm ca nh my supephotphat long thnh. Ti nm 1992 tng cng sut ca cc xng axit sunfuric nc ta l 240000 tn/nm. Hin nay ch ring nh my supephotphat v ho cht Lm Thao cng c ti ba dy chuyn sn xut axit sunfuric theo phng php tip xc i t S vi cng sut ln ti 240000 tn /nm. Khai thc ht cng sut thit k, ci tin nhng mt xch yu trong dy chuyn cng ngh a nng sut ln cao thit k, gim tiu hao vt cht v chi ph qun l cho mt tn sn phm, m bo cht lng sn phm theo tiu chun quc t, ci thin iu kin lao ng v mi trng l nhng yu cu cn thit i vi nhng ngi qun l vn hnh cc dy chuyn sn xut axit sunfuric nc ta hin nay. nhng nhim v sng to trn i hi phi nm vng bn cht cc l thuyt v nhng thnh tu mi nht ca cng ngh, thit b sn xut axit sunfuric. PHN MT

C S HO L

I. NHNG KHI NIM CHUNG.1. Khi nim chung:

Trong k thut, hn hp theo t l bt k ca SO3 vi H2O u gi l axt sunfuric.

Nu t l SO3 : H2O < 1 gi l dung dch axt sunfuric

SO3 : H2O > 1 gi l dung dch ca SO3 trong axt sunfuric hay lum hoc axt bc khi.

Thnh phn ca dung dch axt sunfuric c c trng bng % khi lng H2SO4 hoc SO3

2 - Vi tnh cht ca axt sunfuric v lum:

Axt sunfuric khan l cht lng khng mu, snh kt tinh 10,37oC p sut thng (760mmHg) n to = 296,2 oC axt sunfuric bt u si v b phn hu cho ti khi to thnh hn hp ng ph chim 98,3 % H2SO4 v 1,7 % H2O. Hn hp ng ph ny si 336,5 oC .

Axt sunfuric c th kt hp vi nc v SO3 theo t l bt k khi to thnh mt s hp cht c tnh cht khc nhau.

a. Nhit kt tinh.

Dung dch c nng bt k ca H2SO4 v lum c th xem l hn hp ca hai trong s cc hp cht khc sau:

H2O; H2SO4.3H2O; H2SO4.2H2O; H2SO4.H2O;H2SO4; H2SO4.SO3; H2SO4.2SO3; SO3.

ng vi nhit kt tinh l :

0 oC ; - 22,4 ; -39,6 ; 8,48 ; 10,37 ; 35,85 ; 1,2 ; 16,8 oC

T th biu din quan h gia nhit kt tinh v nng axt H2SO4

% H2SO4 % SO3 t do

Hnh 1: th kt tinh ca h nc v SO3

Ta thy rng:

Nhit kt tinh ca dung dch axt sunfuric v lum tng i cao, thm ch ngay c nhit vi chc .

V vy, ngi ta qui nh rt nghim ngt nng axt sunfuric v lum sao cho chng khng b kt tinh trong qu trnh vn chuyn v bo qun.

T tnh cht ny gip cho ta la chn thnh phn axt sn xut ra phi gn vi im cc tiu trn th kt tinh.

b. Nhit si v p sut hi:

Quan h gia nhit si v nng axt biu din trn th sau:

% H2SO4 % SO3

Hnh 2: Nhit si ca axit sunfuric v oleum 760 mmHg

Qua th ta thy rng:

Khi tng nng th nhit si ca dung dch axt sunfuric tng t cc i ( 336,5 oC ) 98,3 % H2SO4 sau li gim.

Khi tng hm lng SO3 t do th nhit si ca lum gim t 296,2oC ( 0% SO3 t do) xung 44,7 oC ( 100%SO3).

Khi tng nng p sut hi trn dung dch a xt gim t cc tiu 98,3 % H2SO4 sau li tng. p sut hi trn lum tng khi tng hm lng SO3 t do.

C th tnh p sut hi trn dung dch axt sunfuric v lum theo cng thc sau:

Trong :

P: p sut hi mmHg.

A, B : H s ph thuc vo nng axt v lum.

p sut hi ring phn ca H2SO4 trn dung dch axt sunfuric to khc nhau c th tch theo cng thc trn nhng gi tr A,B c khc i.

Ni chung hi trn dung dch axt sunfuric v lum c thnh phn khc vi thnh phn pha lng. Ch trn dung dch 98,3 % H2SO4 th thnh phn pha hi nc mi bng thnh phn pha lng.

c.T trng:

Khi tng nng , t trng ca dung dch axt sunfuric tng, t cc i 98,3% H2SO4 sau gim.

Khi tng hm lng SO3 t do t trng ca lum cng tng t cc i 62% SO3 t do sau li gim.

Hnh 3: Khi lng ring ca axit sunfuric v oleum 20 0C

Khi tng nhit , t trng ca axt sunfuric v lum gim. p dng tnh cht ny trong k thut sn xut ngi ta xc nh nng ca dung dch axt sunfuric c nng thp di 95% bng t trng ca trng k.

d. Nhit dung:

Khi tng nng , nhit dung ca dung dch axt sunfuric gim. Ngc li, khi tng hm lng SO3 nhit dung ca lum li tng. Khi tng nhit , nhit dung ca axt v lum tng.

% H2SO4 % SO3

Hnh 4: Nhit dung ca a xit sunfuric v oleum 20oC

e. nht:

nht ca axt sunfuric v lum c nh hng rt ln n tr lc ca axt khi chy trong ng ng, mng dn, n tc truyn nhit khi un nng hoc lm lnh axt, tc ho tan ca cc mui. V vy gi tr nht c s dng nhiu trong tnh ton k thut.

nht ca axt sunfuric v lum c gi tr cc i nng 84,5% H2SO4; 100% H2SO4 ; 50-55% SO3 t do.

Hnh 5: nht ca a xit sunfuric v oleum 20 oC

Khi tng nhit , nht ca axt gim kh nhanh.

g. Nhit to thnh:

Nhit to thnh axt sunfuric nng khc nhau (tc l lng nhit to ra khi thm nc vo 1 kg SO3 to thnh dung dch axt ).

C th tnh gn ng theo cng thc thc nghim sau:

Trong :

H: Nhit to thnh axit sunfuric, kJ/kg SO3

M: Lng nc trong axit, kg/kg SO3

C: Hm lng SO3 trong axit, %

(Mun chuyn nhit to thnh t kJ/kg SO3 sang kJ/kg H2SO4 th chia kt qu cho 1,225

Recommended

View more >