Matières premières pour l'acide sulfurique. Résumé: Production d'acide sulfurique. L'utilisation d'acide sulfurique
Le développement industriel du pays peut être jugé par la quantité d'acide sulfurique qu'il consomme.
Justus Liebig (1803-1873)
La production annuelle d'acide sulfurique dans le monde dépasse 100 millions de tonnes et le Royaume-Uni représente moins de 3% de sa production - de 3 à 3,5 millions de tonnes par an. Environ 28% de ce montant est dépensé pour les besoins agricoles, y compris la production d'engrais. Dans la fig. 7.4 montre un graphique de l'utilisation d'acide sulfurique au Royaume-Uni en 1981.
De ce travail, nous avons pu conclure. Acide sulfurique Il est largement utilisé par l'industrie chimique car, parce qu'il a été découvert à une époque relativement ancienne et que ses processus de traitement ont été développés et améliorés il y a quelque temps, il a pu trouver de nombreuses applications.
La production d'acide sulfurique au Chili est associée à l'extraction du cuivre, car ils utilisent le soufre comme matière première, qui reste un résidu de leur industrie métallurgique, qui cuivre sulfurique. Étant donné que la production d'acide n'est associée qu'à l'extraction du cuivre, la production au Chili est minime et est utilisée pour une consommation indépendante, donc les autres industries chimiques nationales qui utilisent ce composé devraient importer la plupart de cet acide.
Fig. 7.4. L'utilisation de l'acide sulfurique pour divers besoins de l'économie britannique en 1981
Applications d'acide sulfurique
Engrais. Dans l'économie britannique, environ 26% de tout l'acide sulfurique est utilisé pour produire des engrais superphosphates (voir section 15.3). Un autre 2% est utilisé pour produire du sulfate d'ammonium.
Détergents. Les sels de sodium des alkylbenzènesulfonates non ramifiés sont utilisés comme principaux composants actifs des détergents synthétiques domestiques. L'acide sulfurique ou l'oléum est utilisé pour produire ces sulfonates.
La méthode des chambres de plomb a été abandonnée aujourd'hui car elle ne donne pas d'acide aussi pur que le contact, en plus du fait que les résidus obtenus par cette méthode sont très polluants. Encyclopédie de la technologie chimique.
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- Divers documents ont été traduits en anglais sur Internet.
Principales expéditions des raffineries
Ressources supplémentaires requises par la raffinerie. Il est principalement utilisé comme moyen de refroidissement et comme source pour les chaudières à vapeur. Acide sulfurique et soude caustique comme matières premières pour l'eau déminéralisée pour la production de vapeur.
- Isobutane.
- Composants essence oxydés.
- Acide fluorhydrique.
- Catalyseur pour usines d'alkylation pour production alkylée.
Pigments. L'acide sulfurique est utilisé dans la première étape du processus de production d'oxyde de sulfate, tandis que le dioxyde de titane est utilisé comme pigment pour les peintures blanches.
Les processus qui composent la raffinerie
Une raffinerie moderne devrait avoir une infrastructure suffisante pour maintenir la continuité de son travail, c'est-à-dire avoir une flexibilité de service, c'est une interruption complète de la production. Usines avec lesquelles une nouvelle raffinerie devrait compter.
Fonction de chacun des processus
Distillation primaire et vide combinée. La fonction de ces processus est la décomposition ou la séparation du pétrole brut dans ses divers composants par distillation atmosphérique et sous vide.Tissus artificiels. L'acide sulfurique est utilisé pour produire du caprolactame à partir de la cyclohexanone. Le caprolactame est un monomère dont dérive le polymère de nylon-6.
Processus de contact moderne
L'acide sulfurique est actuellement produit dans le monde entier par un processus de contact. Ce processus comprend trois étapes.
La fonction de cette usine est de traiter les déchets sous vide pour produire des produits à plus forte valeur ajoutée tels que le gaz, l'essence et les gazoles. Hydrodésulfuration de l'essence. La fonction de ce processus est d'éliminer la teneur en produits indésirables, tels que le soufre et l'azote, de l'essence.
Hydrodésulfuration du naphta catalytique. La fonction de ce procédé est de réduire la teneur en soufre en dessous de 15 parties par million du produit d'essence catalytique. Hydrodésulfuration du coke et des gazoles sous vide. La fonction principale de ce procédé est de réduire la teneur en soufre du carburant diesel et d'un produit diesel.
1er étage. A ce stade, le dioxyde de soufre est obtenu: du soufre liquide est pulvérisé dans la chambre de combustion, où il brûle dans l'air à une température de l'ordre de 1000 ° C:
L'air entrant dans la chambre doit être sec pour éviter la formation de brouillard. Le soufre est obtenu par le procédé Frasch à partir de gisements situés en Pologne, au Mexique et aux États-Unis (voir section 15.4). Le soufre libre est également obtenu comme sous-produit dans le traitement du pétrole et la purification du gaz naturel. Par exemple, le gaz naturel français ou canadien contient jusqu'à 25% de sulfure d'hydrogène.
La fonction principale de ce procédé est la production d'essence catalytique à indice d'octane élevé. La fonction principale de ce procédé est la production d'essence reformée à haut indice d'octane. Isomérisation des pentanes et hexanes. La fonction principale de ce processus est d'augmenter l'indice d'octane de l'essence de charge.
La fonction principale de ce processus est de produire de l'isobutane. La fonction principale de ce processus est de produire de l'essence à indice d'octane élevé. La fonction de ce procédé est de produire de l'hydrogène de haute pureté. La fonction principale de ce procédé est d'extraire le soufre gaz acides.
Le dioxyde de soufre est également obtenu par cuisson de minéraux sulfurés, par exemple le sulfure de zinc ou la pyrite de fer:
Il convient de noter que les deux processus d'oxydation indiqués ici sont irréversibles et exothermiques.
2ème étape. A ce stade, le trioxyde de soufre est obtenu:
Cette réaction est réversible et exothermique. Le rendement élevé en trioxyde de soufre est favorisé par les basses températures et les hautes pressions. En pratique, ce procédé est réalisé à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique. Il s'agit uniquement d'assurer un bon débit de gaz. L'augmentation de la production due à une pression accrue ne justifie pas les coûts supplémentaires.
La fonction principale de ce processus est de transformer le diesel en essence. La production d'acide sulfurique en traitant les gaz résiduels générés lors de la combustion de la pyrite. La production d'acide sulfurique en traitant les gaz résiduels générés lors de la combustion de la pyrite.
Une étude de faisabilité pour la production d'acide sulfurique en cours de double contact est présentée. Sur la base des caractéristiques des gaz résiduels générés lors de la friture de la pyrite, la technologie de traitement des eaux usées et le processus de production d'acide sulfurique ont été sélectionnés. Pour la purification du gaz, il a été constaté qu'une colonne de séparation est utilisée, consistant en un séparateur à cyclone, un laveur Venturi, un éliminateur de brouillard et des précipitateurs électrostatiques à deux étages. De plus, un convertisseur catalytique à quatre composants est conçu pour la synthèse du trioxyde de soufre.
Le gaz d'alimentation (un mélange de dioxyde de soufre et d'oxygène) passe à travers un convertisseur catalytique, qui se compose d'un certain nombre de couches contenant un oxyde de catalyseur et des promoteurs. La conversion du dioxyde de soufre en trioxyde de soufre étant une réaction exothermique, la température du gaz augmente. Par conséquent, les gaz quittant chaque couche du convertisseur passent à travers des échangeurs de chaleur où ils sont refroidis. L'action de l'échangeur de chaleur est basée sur le même principe que le condenseur Liebig utilisé dans les laboratoires de chimie. Après avoir traversé chaque couche de réacteur, la proportion de trioxyde de soufre formé augmente. La température des couches catalytiques est maintenue à un niveau non inférieur à 400 ° C, car à des températures plus basses, le catalyseur perd son activité. Le rendement final pour le convertisseur contenant quatre couches catalytiques atteint 98%.
Enfin, nous présentons une estimation des coûts en capital et de la faisabilité économique pour deux concentrations de produits. Mots clés: acide sulfurique, torréfaction de pyrite, gaz d'échappement, précipitateurs électrostatiques. Une étude de faisabilité de la production d'acide sulfurique par la méthode du double contact est présentée. En fonction des caractéristiques des gaz résiduels générés lors de la combustion de la pyrite, la technologie de traitement des eaux usées et le processus de production d'acide sulfurique ont été sélectionnés. Pour nettoyer l'effluent gazeux d'un train de séparation composé d'un séparateur à cyclone, un laveur Venturi, un éliminateur de brouillard et deux filtres électrostatiques ont été envisagés.
3e étape. À ce stade, le processus suivant est effectué:
Cependant, l'absorption directe du trioxyde de soufre par l'eau n'est pas possible, car la vapeur d'eau au-dessus de sa surface forme un brouillard stable de minuscules gouttelettes d'acide sulfurique. Par conséquent, l'acide sulfurique à 98% est utilisé pour absorber le trioxyde de soufre. Sa concentration est portée à 99,5% (Fig. 7.5). Ensuite, l'acide est à nouveau dilué avec de l'eau à 98%. Une partie est retournée pour absorption et le reste est envoyé pour stockage. Si nous permettons à la concentration d'acide sulfurique de dépasser 99,5%, alors la pression de vapeur du trioxyde de soufre devient trop élevée, ce qui empêche leur absorption complète. En conséquence, un brouillard visible se forme. L'acide sulfurique avec une concentration de 99,5% est parfois appelé "oleum" et est désigné par la formule
De plus, un convertisseur catalytique à quatre positions a été développé pour la synthèse du trioxyde de soufre. Enfin, une évaluation des coûts d'investissement et de la faisabilité économique de deux concentrations de produits est présentée. Mots clés: acide sulfurique, torréfaction de pyrite, gaz résiduels, précipitateurs électrostatiques.
De tous les produits de l'industrie chimique lourde, l'acide sulfurique est peut-être le plus important, et sa production est considérée comme un trait distinctif de la maturité technologique du pays. En ce sens, le dioxyde de soufre, qui se forme lors du traitement de la pyrite, est une matière première intéressante, car en plus de résoudre le problème environnemental, un produit chimique commercialisable est obtenu. Dans ce travail, l'adaptation de la technologie pour la synthèse de l'acide sulfurique est un processus dénommé de double contact avec le traitement des effluents gazeux formés lors de la friture des pyrites dans l'industrie métallurgique.
Fig. 7.5. 3ème étape du procédé de production d'acide sulfurique voie de contact (processus d'absorption).
Usine d'acide sulfurique de contact de double absorption
À l'usine d'acide sulfurique à absorption par contact avec une seule absorption, les processus décrits ci-dessus se déroulent en trois étapes.
Ces drains sont accompagnés d'une grande quantité de poussières et de vapeurs, qui doivent être éliminées avant que le courant ne devienne une matière première. À cette fin, des technologies et des équipements appropriés pour l'épuration des gaz d'échappement ont également été sélectionnés. Le projet était basé sur la composition de la pyrite mexicaine et le débit annuel moyen des gaz d'échappement produits par l'usine industrielle de pyrite du complexe métallurgique du parc industriel de Coahuila, au Mexique.
L'un des fruits du développement technologique est la conception de processus de production. Cependant, le développement d'un procédé chimique axé sur l'environnement socio-économique d'un pays en développement nécessite des considérations qui ne sont généralement pas prises en compte dans les pays industrialisés. Une définition claire des besoins d'un pays en développement est la première étape afin qu'il puisse être satisfait de ce qu'il a fait dans d'autres pays. Ainsi, le choix des équipements d'épuration des gaz générés lors de la cuisson a été fait en tenant compte de la composition de la pyrite nationale et du flux de gaz d'échappement créé par l'industrie métallurgique mexicaine.
1ère étape: réception
Étape 2: conversion de 8%
3ème étape: absorption à 98% avec formation d'oléum.
Dans une usine d'acide sulfurique de contact à double absorption, l'absorption se produit aux 2e et 3e étapes.
1ère étape: réception
2ème étape:
a) transformation
b) l'absorption avec la formation de l'oléum - l'absorption dite intermédiaire;
La composition du minerai est estimée à 6% de fer et 4% de soufre, bien que la pyrite soit extraite avec divers minéraux, nickel, cobalt, cuivre, zinc, plomb, argent, or et arsenic. Comme étape préliminaire à la synthèse des gaz d'acide sulfurique issus du processus métallurgique, ils sont nettoyés pour éliminer les aérosols générés par la condensation des composants métalliques, des métaux en phase gazeuse et des composés gazeux non métalliques. La distribution du processus de double absorption pour produire de l'acide sulfurique à partir de gaz métallurgiques est présentée.
La charge de poudres et d'aérosols par m3 dans des conditions normales de température et de pression est estimée à 2 g de fer, 72 g de nickel, 56 g de cobalt, 6 g de cuivre, 8 g de zinc, 4 g d'arsenic, 36 g de mercure, 14 g d'acide fluorhydrique et 22 g l'acide chlorhydrique. Le courant de gaz résiduel du four à pyrite passe à travers un séparateur à cyclone pour éliminer les grosses particules avec une efficacité de collecte de 90%. La décharge inférieure du cyclone est recyclée vers l'unité de torréfaction de pyrite, et les gaz sont envoyés à un épurateur Venturi pour éliminer les impuretés de nickel, cobalt, cuivre, zinc, arsenic et mercure en ajoutant de l'acide sulfurique à la solution aqueuse à des concentrations proches de 30% en poids.
c) la conversion du rendement final résultant restant est portée à 99,5%.
(voir scan)
Fig. 7.6. Circuit de conversion dans une usine d'absorption à double contact d'acide sulfurique.
Étape 3: absorption finale à 98% avec formation d'oléum.
Une usine d'acide sulfurique de contact à double absorption réalise une conversion de 99,5% du dioxyde de soufre en trioxyde de soufre. Cela vous permet en fin de compte de réduire les émissions de dioxyde de soufre dans l'atmosphère et, par conséquent, de réduire la pollution de l'environnement. Une efficacité de conversion minimale de 99,5% est actuellement une condition préalable pour toutes les usines en construction au Royaume-Uni qui brûlent du soufre.
Le liquide lavé est recyclé pour accumuler des solides dans le réservoir de décanteur. Dans une étape préliminaire au précipitateur électrostatique, le gaz est refroidi dans un éliminateur de gouttelettes fonctionnant avec recirculation des condensats afin d'équilibrer les pertes par évaporation. Le gaz froid partiellement purifié passe dans deux précipitateurs électrostatiques humides pour garantir que les acides chlorhydriques pas atteint une usine d'acide sulfurique. Les sources documentaires avec lesquelles des consultations ont eu lieu pour déterminer les procédures de sélection et de conception des principaux équipements répondant à la norme de séparation sont les suivantes.
Dans la fig. 7.6 montre un diagramme de l'inclusion d'un absorbeur intermédiaire dans un convertisseur au 2e stade de la production d'acide sulfurique dans une usine à double absorption. Un gaz d'alimentation, qui contient environ 10% de dioxyde de soufre et 11% d'oxygène, est introduit dans le convertisseur, où se trouvent les lits de catalyseur. Après avoir traversé la première couche, une conversion de 63% du dioxyde de soufre en trioxyde de soufre est obtenue. Après avoir traversé la troisième couche, tout le trioxyde de soufre est éliminé et absorbé dans l'étape d'absorption intermédiaire. Les gaz non absorbés sont recyclés, où ils sont mélangés avec le dioxyde de soufre et l'oxygène restants pour terminer la conversion. Ensuite, le trioxyde de soufre formé après avoir traversé la quatrième couche catalytique pénètre dans l'absorbeur final.
Séparateur à cyclone Rondelle de type Venturi Dispositif de largage de gouttelettes Précipitateur électrostatique. Les détails de la conception et de la sélection des équipements qui composent le train de séparation sont rapportés en détail par Rosas. Pour développer l'équipement de base du processus de production d'acide sulfurique, les sources d'informations suivantes ont été utilisées.
Colonnes d'absorption catalytique Echangeurs de chaleur Cheminée. Le gaz pur est introduit dans un convertisseur catalytique à quatre composants avec un catalyseur au pentoxyde de vanadium, dans lequel la conversion de 5% en moles de dioxyde de soufre est obtenue. Le résidu non réactif est rejeté dans l'atmosphère. Selon les recommandations de Shukl, les particules de catalyseur qui composent les couches garnies du convertisseur sont des anneaux cylindriques d'un diamètre intérieur de 4 mm, d'un diamètre extérieur de 10 mm et d'une longueur de 13 mm. Les gaz d'échappement du second lit de catalyseur sont envoyés vers le système de refroidissement pour être ensuite dirigés vers la première colonne d'absorption.
Alors, répétez encore!
1. a) Pour la production industrielle d'ammoniac, le procédé Gaber est utilisé:
L'azote provient de l'air. L'hydrogène est obtenu à partir d'eau et de méthane.
b) Les sept premières étapes du procédé Haber moderne sont conçues pour produire du gaz de synthèse La synthèse de ce mélange gazeux est effectuée à la 8e étape. Pour cela, un catalyseur au fer est utilisé. Le rendement et la productivité optimaux sont atteints à une température de 400 ° C et une pression de 250 atm.
c) L'ammoniac est utilisé pour produire des engrais, de l'acide nitrique et de nombreux autres produits.
2. a) Pour la production industrielle d'acide sulfurique, un procédé de contact en trois étapes est actuellement utilisé.
1ère étape: réception
2ème étape: la conversion du dioxyde de soufre en trioxyde de soufre
Cette conversion est effectuée à l'aide d'un catalyseur, qui est utilisé comme oxyde. Le procédé est réalisé sous une pression légèrement supérieure à 1 atm, et à une température de 400 ° C.
3e étape. C'est l'étape d'absorption. Le trioxyde de soufre est absorbé par l'acide 8-sulfurique, formant l'oléum, c'est-à-dire l'acide sulfurique à 99,5%. Ensuite, l'oléum est dilué à 98% d'acide sulfurique. Ce processus peut être représenté par l'équation
b) Dans l'usine de double absorption d'acide sulfurique de contact, l'absorption du trioxyde de soufre s'effectue en deux étapes. L'absorption intermédiaire est réalisée à la 2ème étape du procédé, et l'absorption finale à la 3ème étape.
c) L'acide sulfurique est utilisé pour produire des engrais, des peintures, des détergents synthétiques, des tissus artificiels et de nombreux autres produits.
L'acide sulfurique est produit en grande quantité dans les usines d'acide sulfurique.
I. Matières premières utilisées pour la production d'acide sulfurique:
II. Préparation des matières premières.
Examinons la production d'acide sulfurique à partir de pyrite FeS 2.
1) Broyage de pyrite.
Avant utilisation, de gros morceaux de pyrite sont broyés dans des machines de broyage. Vous savez que lors du broyage d'une substance, la vitesse de réaction augmente, car la surface de contact des substances réactives augmente.
2) Purification de la pyrite.
Après broyage de la pyrite, elle est nettoyée des impuretés (gangue et terre) par flottation. Pour ce faire, la pyrite broyée est abaissée dans d'énormes réservoirs avec de l'eau, mélangée, la gangue apparaît, puis la gangue est retirée.
III. La chimie de la production.
La production d'acide sulfurique à partir de pyrite se déroule en trois étapes.
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PREMIÈRE ÉTAPE - cuisson à la pyrite dans un four de cuisson à «lit fluidisé».
L'équation de la réaction de la première étape
4FeS 2 + 11O 2 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q
La pyrite humide purifiée broyée (après flottation) est versée par le haut dans le four à "lit fluidisé". Le fond (principe du contre-courant) laisse passer l'air enrichi en oxygène pour une combustion plus complète de la pyrite. La température dans le four atteint 800 ° C. La pyrite est chauffée au rouge et est dans un "état suspendu" en raison de l'air soufflé par le bas. Tout cela ressemble à un liquide bouillant chauffé au rouge.
En raison de la chaleur générée par la réaction, la température dans le four est maintenue. L'excès de chaleur est détourné: des tuyaux avec de l'eau, qui est chauffée, passent le long du périmètre du four. L'eau chaude est en outre utilisée pour le chauffage central des locaux adjacents.
L'oxyde de fer résultant Fe 2 O 3 (cendre) n'est pas utilisé dans la production d'acide sulfurique. Mais il est collecté et envoyé dans une usine métallurgique, où le fer est obtenu à partir d'oxyde de fer et de ses alliages avec l'acier au carbone (2% de carbone C dans l'alliage) et la fonte (4% de carbone C dans l'alliage).
Ainsi, le principe de la production chimique - la production sans déchets.
Le gaz du four sort du four, dont la composition est: SO 2, O 2, vapeur d'eau (la pyrite était humide!) Et les plus petites particules de cendres (oxyde de fer). Un tel gaz de four doit être nettoyé des impuretés des particules solides de cendre et de la vapeur d'eau.
Le gaz du four est nettoyé des particules de cendres solides en deux étapes: dans un cyclone (en utilisant la force centrifuge, les particules de cendres solides frappent les parois du cyclone et sont déversées) et dans les précipitateurs électrostatiques (en utilisant l'attraction électrostatique, les particules de cendres adhèrent aux plaques électrifiées du précipitateur électrostatique, avec une accumulation suffisante sous par leur propre poids, ils sont déversés), l'acide sulfurique est utilisé pour éliminer la vapeur d'eau dans le gaz du four (séchage du gaz du four) acide concentré, qui est un très bon déshumidificateur car il absorbe l'eau.
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Le gaz du four est séché dans une tour de séchage - le gaz du four monte de bas en haut et l'acide sulfurique concentré coule de haut en bas. A la sortie de la tour de séchage, le gaz du four ne contient ni particules de cendre ni vapeur d'eau. Le gaz du four est désormais un mélange d'oxyde de soufre SO 2 et d'oxygène O 2.
DEUXIÈME ÉTAPE - oxydation du SO 2 en SO 3 avec de l'oxygène.
Fuites dans le dispositif de contact.
L'équation de réaction pour cette étape est: 2SO 2 + O 2 2SO 3 + Q
La complexité de la deuxième étape réside dans le fait que l'oxydation d'un oxyde en un autre est réversible. Par conséquent, il est nécessaire de choisir les conditions optimales pour le déroulement de la réaction directe (obtention de SO 3).
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a) température:
La réaction directe est exothermique + Q, selon les règles de déplacement de l'équilibre chimique, afin de déplacer l'équilibre de la réaction vers la réaction exothermique, la température dans le système doit être abaissée. Mais, par contre, à basse température, la vitesse de réaction baisse considérablement. Les chimistes expérimentaux ont établi que la température optimale pour la réaction directe avec la formation maximale de SO 3 est une température de 400-500 ° C. Il s'agit d'une température assez basse dans les industries chimiques. Afin d'augmenter la vitesse de réaction à une température aussi basse, un catalyseur est introduit dans la réaction. Il a été établi expérimentalement que le meilleur catalyseur pour ce procédé est l'oxyde de vanadium V 2 O 5.
b) pression:
La réaction directe se déroule avec une diminution des volumes de gaz: 3V gaz (2V SO 2 et 1V O 2) à gauche et 2V SO 3 à droite. Puisqu'une réaction directe se déroule avec une diminution des volumes de gaz, alors, selon les règles de déplacement de l'équilibre chimique, la pression dans le système doit être augmentée. Par conséquent, ce processus est effectué à une pression élevée.
Avant que le mélange de SO 2 et d'O 2 ne pénètre dans l'appareil de contact, il doit être chauffé à une température de 400-500 ° C. Le chauffage du mélange commence dans l'échangeur de chaleur, qui est installé devant l'appareil de contact. Le mélange passe entre les tubes de l'échangeur de chaleur et s'échauffe à partir de ces tubes. Du SO 3 chaud passe de l'appareil de contact à l'intérieur des tubes. Une fois dans l'appareil de contact, le mélange de SO 2 et O 2 continue de chauffer jusqu'à la température souhaitée, en passant entre les tubes de l'appareil de contact.
La température de 400 à 500 ° C dans l'appareil de contact est maintenue par la libération de chaleur lors de la réaction de conversion du SO 2 en SO 3. Dès que le mélange d'oxyde de soufre et d'oxygène atteint les lits catalytiques, l'oxydation du SO 2 en SO 3 commence.
L'oxyde de soufre formé SO 3 quitte l'appareil de contact et entre dans la tour d'absorption par un échangeur de chaleur.
TROISIÈME ÉTAPE - absorption de SO 3 par l'acide sulfurique.
Il coule dans une tour d'absorption.
Pourquoi l'oxyde de soufre SO 3 n'est pas absorbé par l'eau? Après tout, on pouvait dissoudre l'oxyde de soufre dans l'eau: SO 3 + H 2 O H 2 SO 4. Mais le fait est que si l'eau est utilisée pour absorber l'oxyde de soufre, l'acide sulfurique se forme sous forme de brouillard, composé de minuscules gouttelettes d'acide sulfurique (l'oxyde de soufre se dissout dans l'eau avec la libération d'une grande quantité de chaleur, l'acide sulfurique est tellement chauffé qu'il bout et se transforme en vapeur ) Afin de ne pas former de brouillard d'acide sulfurique, utilisez de l'acide sulfurique concentré à 98%. Deux pour cent de l'eau est si petite que le chauffage du liquide sera faible et non dangereux. L'oxyde de soufre est très soluble dans cet acide, formant de l'oléum: H 2 SO 4 · nSO 3.
L'équation de la réaction de ce processus est nSO 3 + H 2 SO 4 H 2 SO 4 · nSO 3
L'oléum résultant est versé dans des réservoirs métalliques et envoyé à un entrepôt. Ensuite, les réservoirs sont remplis d'oléum, les trains sont formés et envoyés au consommateur.
Protection de l'environnement
associée à la production d'acide sulfurique.
La principale matière première pour la production d'acide sulfurique est le soufre. C'est parmi le nombre le plus courant éléments chimiques sur notre planète.
La production d'acide sulfurique se déroule en trois étapes: dans la première étape, le SO 2 est obtenu en brûlant FeS 2, puis SO 3, après quoi l'acide sulfurique est obtenu dans la troisième étape.
La révolution scientifique et technologique et la croissance intensive associée de la production chimique provoquent des changements négatifs importants dans l'environnement. Par exemple, l'empoisonnement de l'eau douce, la pollution de l'atmosphère terrestre, l'extermination des animaux et des oiseaux. En conséquence, le monde s'est retrouvé en proie à une crise environnementale. Les émissions nocives des usines de sulfate doivent être estimées non seulement par l'effet de l'oxyde de soufre qu'elles contiennent sur les zones situées à proximité de l'entreprise, mais également d'autres facteurs doivent être pris en compte - une augmentation du nombre de cas de maladies respiratoires chez l'homme et les animaux, la mort de la végétation et l'inhibition de sa croissance, la destruction des structures en calcaire et en marbre, augmentation de l'usure par corrosion des métaux. En raison de la faute des pluies «acides», les monuments de l'architecture (Taj Makal) ont été endommagés.
Dans la zone jusqu'à 300 km de la source de pollution (SO 2), l'acide sulfurique est un danger, dans la zone jusqu'à 600 km. - sulfates. L'acide sulfurique et les sulfates ralentissent la croissance des cultures agricoles. L'acidification des plans d'eau (au printemps, lorsque la neige fond, provoque la mort des œufs et des juvéniles. En plus des dommages environnementaux, il y a des dommages économiques - des quantités énormes sont perdues chaque année lorsque le sol est désoxydé.
Envisagez la méthode chimique de nettoyage des polluants atmosphériques gazeux les plus courants. Plus de 60 méthodes sont connues. Les méthodes les plus prometteuses reposent sur l'absorption d'oxyde de soufre par le calcaire, une solution de sulfite - hydrosulfite d'ammonium et une solution alcaline d'aluminate de sodium. Les méthodes catalytiques pour l'oxydation de l'oxyde de soufre en présence d'oxyde de vanadium sont également intéressantes.
La purification des gaz des impuretés contenant du fluor est particulièrement importante, ce qui, même en petites concentrations, nuit à la végétation. Si les gaz contiennent du fluorure d'hydrogène et du fluor, ils traversent des colonnes avec une buse à contre-courant par rapport à une solution d'hydroxyde de sodium à 5-10%. Les réactions suivantes se produisent en une minute:
F 2 + 2NaOH-\u003e O 2 + H 2 O + 2NaF
HF + NaOH-\u003e NaF + H 2 O;
Le fluorure de sodium résultant est traité pour régénérer l'hydroxyde de sodium.
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Sergey Savenkov