सल्फ्यूरिक एसिड के लिए कच्चा माल। सारांश: सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन। सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग

देश के औद्योगिक विकास को सल्फ्यूरिक एसिड की मात्रा से आंका जा सकता है।

जस्टस लिबिग (1803-1873)

दुनिया में सल्फ्यूरिक एसिड का वार्षिक उत्पादन 100 मिलियन टन से अधिक है। ब्रिटेन में इसके उत्पादन का 3% से कम - 3 से 3.5 मिलियन टन प्रति वर्ष है। इस राशि का लगभग 28% उर्वरक उत्पादन सहित कृषि जरूरतों के लिए खर्च किया जाता है। अंजीर में। 7.4 1981 में यूके में सल्फ्यूरिक एसिड के उपयोग का एक ग्राफ दिखाता है।

इस काम से हम निष्कर्ष निकालने में सक्षम थे। सल्फ्यूरिक एसिड  इसका उपयोग व्यापक रूप से रासायनिक उद्योग द्वारा किया जाता है, क्योंकि यह अपेक्षाकृत प्राचीन समय में खोजा गया था, और इसकी प्रसंस्करण प्रक्रियाओं को कुछ समय पहले विकसित और सुधार किया गया था, यह कई अनुप्रयोगों को खोजने में सक्षम था।

चिली में सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन तांबे के निष्कर्षण के साथ जुड़ा हुआ है, क्योंकि वे सल्फर को कच्चे माल के रूप में उपयोग करते हैं, जो उनके धातुकर्म उद्योग के अवशेष के रूप में रहता है, जो सल्फ्यूरिक कॉपर। चूंकि एसिड का उत्पादन केवल तांबा खनन से जुड़ा हुआ है, चिली में उत्पादन कम से कम है और इसका उपयोग स्वतंत्र खपत के लिए किया जाता है, इसलिए इस यौगिक का उपयोग करने वाले अन्य घरेलू रासायनिक उद्योगों को इस एसिड का अधिकांश आयात करना चाहिए।

अंजीर। 7.4। 1981 में यूके की अर्थव्यवस्था की विभिन्न आवश्यकताओं के लिए सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग

सल्फ्यूरिक एसिड अनुप्रयोग

उर्वरक। यूके की अर्थव्यवस्था में, सभी सल्फ्यूरिक एसिड का लगभग 26% सुपरफॉस्फेट उर्वरकों का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है (धारा 15.3 देखें)। अमोनियम सल्फेट का उत्पादन करने के लिए एक और 2% का उपयोग किया जाता है।

डिटर्जेंट। अनब्रंचित एल्काइल बेंजीन सल्फोनेट्स के सोडियम लवण का उपयोग घरेलू सिंथेटिक डिटर्जेंट के मुख्य सक्रिय घटकों के रूप में किया जाता है। इन सल्फोनेट्स का उत्पादन करने के लिए सल्फ्यूरिक एसिड या ओमील का उपयोग किया जाता है।

लीड चैंबर्स विधि को आज छोड़ दिया गया है क्योंकि यह एसिड को संपर्क के रूप में शुद्ध नहीं देता है, इस तथ्य के अलावा कि इस विधि द्वारा प्राप्त अवशेष बहुत प्रदूषणकारी हैं। रासायनिक प्रौद्योगिकी का विश्वकोश।

  • आपने रसायन विज्ञान के विश्वकोश में खोज की।
  • इंटरनेट पर विभिन्न सामग्रियों का अंग्रेजी में अनुवाद किया गया है।
जर्मन कॉलेज ऑफ द डिवाइन वर्ड।

प्रमुख रिफाइनरी शिपमेंट

रिफाइनरी द्वारा आवश्यक अतिरिक्त संसाधन। यह मुख्य रूप से शीतलन माध्यम के रूप में और भाप उत्पन्न करने वाले बॉयलरों के स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है। स्टीम उत्पादन के लिए कच्चे पानी में कच्चे माल के रूप में सल्फ्यूरिक एसिड और कास्टिक सोडा।

  • Isobutane।
  • ऑक्सीकृत गैसोलीन घटक।
  • हाइड्रोफ्लोरिक एसिड।
  • अल्काइलेटेड पौधों के लिए अल्काइलेटेड उत्पादन के लिए उत्प्रेरक।
रिफाइनरी में प्राप्त मुख्य उत्पाद।


पिग्मेंट्स। सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग सल्फेट ऑक्साइड उत्पादन प्रक्रिया के पहले चरण में किया जाता है। टाइटेनियम डाइऑक्साइड का उपयोग दर्द निवारक पेंट के लिए किया जाता है।


रिफाइनरी बनाने वाली प्रक्रियाएँ

एक आधुनिक रिफाइनरी में अपने काम की निरंतरता को बनाए रखने के लिए पर्याप्त बुनियादी ढांचा होना चाहिए, अर्थात सेवा में लचीलापन हो, यह उत्पादन का पूर्ण व्यवधान है। पौधे जिनके साथ एक नई रिफाइनरी की गिनती होनी चाहिए।

प्रत्येक प्रक्रिया का कार्य

  संयुक्त प्राथमिक और खाली आसवन। इन प्रक्रियाओं का कार्य वायुमंडलीय और वैक्यूम आसवन के माध्यम से अपने विभिन्न घटकों में कच्चे तेल का अपघटन या पृथक्करण है।

कृत्रिम कपड़े। सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग साइक्लोहेक्सानोन से कैप्रोलैक्टम के उत्पादन के लिए किया जाता है। कैप्रोलैक्टम एक मोनोमर है जिसमें से नायलॉन -6 पॉलिमर निकला है।

आधुनिक संपर्क प्रक्रिया

वर्तमान में संपर्क प्रक्रिया के माध्यम से सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन दुनिया भर में किया जाता है। इस प्रक्रिया में तीन चरण शामिल हैं।

इस संयंत्र का कार्य गैस, गैसोलीन और गैस तेलों जैसे उच्च मूल्य वर्धित उत्पादों का उत्पादन करने के लिए वैक्यूम कचरे को संसाधित करना है। गैसोलीन का हाइड्रोडेसल्फराइजेशन। इस प्रक्रिया का कार्य गैसोलीन से अवांछित उत्पादों, जैसे सल्फर और नाइट्रोजन की सामग्री को खत्म करना है।

उत्प्रेरक नैफ्था के हाइड्रोडेसल्फराइजेशन। इस प्रक्रिया का कार्य उत्प्रेरक गैसोलीन उत्पाद के प्रति सल्फर सामग्री को 15 मिलियन प्रति मिलियन से कम करना है। कोक और वैक्यूम गैस तेलों के हाइड्रोडेसल्फराइजेशन। इस प्रक्रिया का मुख्य कार्य डीजल ईंधन में और डीजल ईंधन उत्पाद में सल्फर सामग्री को कम करना है।

पहला चरण। इस स्तर पर, सल्फर डाइऑक्साइड प्राप्त किया जाता है: दहन कक्ष में तरल सल्फर का छिड़काव किया जाता है, जहां यह 1000 डिग्री सेल्सियस के क्रम के तापमान पर हवा में जलता है:

कोहरे के गठन को रोकने के लिए कक्ष में प्रवेश करने वाली हवा शुष्क होनी चाहिए। सल्फर पोलैंड, मैक्सिको और संयुक्त राज्य अमेरिका में स्थित जमा राशि से फ्रैच प्रक्रिया का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है (धारा 15.4 देखें)। तेल के प्रसंस्करण और प्राकृतिक गैस के शुद्धिकरण में उप-उत्पाद के रूप में मुफ्त सल्फर भी प्राप्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, फ्रांसीसी या कनाडाई प्राकृतिक गैस में 25% तक हाइड्रोजन सल्फाइड होता है।

इस प्रक्रिया का मुख्य कार्य उच्च ऑक्टेन उत्प्रेरक गैसोलीन का उत्पादन है। इस प्रक्रिया का मुख्य कार्य सुधारित उच्च-ऑक्टेन गैसोलीन का उत्पादन है। पंचकोणों और षट्भुजों का संसेचन। इस प्रक्रिया का मुख्य कार्य चार्ज गैसोलीन की ओकटाइन संख्या को बढ़ाना है।

इस प्रक्रिया का मुख्य कार्य आइसोब्यूटेन का उत्पादन करना है। इस प्रक्रिया का मुख्य कार्य उच्च ऑक्टेन गैसोलीन का उत्पादन करना है। इस प्रक्रिया का कार्य उच्च शुद्धता वाले हाइड्रोजन का उत्पादन करना है। इस प्रक्रिया का मुख्य कार्य सल्फर को बाहर निकालना है एसिड गैसों.

सल्फर डाइऑक्साइड सल्फाइड खनिजों को फायरिंग द्वारा भी प्राप्त किया जाता है, उदाहरण के लिए जिंक सल्फाइड या आयरन पाइराइट:

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यहां इंगित की गई ऑक्सीकरण दोनों प्रक्रियाएं अपरिवर्तनीय और एक्ज़ोथिर्मिक हैं।

दूसरा चरण। इस स्तर पर, सल्फर ट्राइऑक्साइड प्राप्त होता है:

यह प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती और एक्सोथर्मिक है। सल्फर ट्राइऑक्साइड की उच्च उपज कम तापमान और उच्च दबावों के अनुकूल है। व्यवहार में, इस प्रक्रिया को वायुमंडलीय से थोड़ा ऊपर दबाव में किया जाता है। यह केवल एक अच्छा गैस प्रवाह सुनिश्चित करने के लिए है। बढ़े हुए दबाव के परिणामस्वरूप आउटपुट में वृद्धि अतिरिक्त लागतों को सही नहीं ठहराती है।

इस प्रक्रिया का मुख्य कार्य डीजल को गैसोलीन में बदलना है। पाइराइट के जलने के दौरान उत्पन्न अवशिष्ट गैसों का उपचार करके सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन। पाइराइट के जलने के दौरान उत्पन्न अवशिष्ट गैसों का उपचार करके सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन।

डबल संपर्क की प्रक्रिया में सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए एक व्यवहार्यता अध्ययन प्रस्तुत किया गया है। पीराइट के तलने के दौरान उत्पन्न अवशिष्ट गैसों की विशेषताओं के आधार पर अपशिष्ट जल उपचार तकनीक और सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन प्रक्रिया का चयन किया गया है। गैस शुद्धिकरण के लिए, यह पाया गया कि एक पृथक्करण स्तंभ का उपयोग किया जाता है, जिसमें एक चक्रवात विभाजक, एक वेंचुरी स्क्रबर, एक धुंध एलिमिनेटर और दो-चरण इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर शामिल हैं। इसके अलावा, एक चार-घटक उत्प्रेरक कनवर्टर सल्फर ट्राइऑक्साइड के संश्लेषण के लिए डिज़ाइन किया गया है।

फीड गैस (सल्फर डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन का मिश्रण) एक उत्प्रेरक कनवर्टर के माध्यम से पारित किया जाता है, जिसमें एक उत्प्रेरक ऑक्साइड और प्रमोटरों की कई परतें होती हैं। चूंकि सल्फर डाइऑक्साइड का सल्फर ट्राइऑक्साइड में रूपांतरण एक एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया है, इसलिए गैस का तापमान बढ़ जाता है। इसलिए, कनवर्टर की प्रत्येक परत को छोड़ने वाली गैसों को हीट एक्सचेंजर्स के माध्यम से पारित किया जाता है जहां उन्हें ठंडा किया जाता है। हीट एक्सचेंजर की क्रिया रासायनिक प्रयोगशालाओं में उपयोग किए जाने वाले लिबिग कंडेनसर के समान सिद्धांत पर आधारित है। प्रत्येक रिएक्टर परत से गुजरने के बाद, सल्फर ट्राइऑक्साइड का अनुपात बढ़ जाता है। उत्प्रेरक परतों का तापमान 400 डिग्री सेल्सियस से कम नहीं के स्तर पर बनाए रखा जाता है, क्योंकि कम तापमान पर उत्प्रेरक अपनी गतिविधि खो देता है। चार उत्प्रेरक परतों वाले कनवर्टर के लिए अंतिम उपज 98% तक पहुंच जाती है।

अंत में, हम दो उत्पाद सांद्रता के लिए पूंजीगत लागत और आर्थिक व्यवहार्यता का अनुमान प्रस्तुत करते हैं। मुख्य शब्द: सल्फ्यूरिक एसिड, पाइराइट भुनाई, निकास गैसें, इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर। डबल संपर्क विधि द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन की व्यवहार्यता अध्ययन प्रस्तुत किया गया है। पाइराइट के जलने के दौरान उत्पन्न अवशिष्ट गैसों की विशेषताओं के आधार पर अपशिष्ट जल उपचार तकनीक और सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन प्रक्रिया का चयन किया गया। एक चक्रवात विभाजक, एक वेंचुरी वॉशर, एक धुंध एलिमिनेटर और दो इलेक्ट्रोस्टैटिक फिल्टर से युक्त एक जुदाई ट्रेन से गैसीय प्रवाह को साफ करने के लिए विचार किया गया था।

तीसरा चरण। इस स्तर पर, निम्नलिखित प्रक्रिया को पूरा किया जाता है:

हालांकि, पानी द्वारा सल्फर ट्राइऑक्साइड का प्रत्यक्ष अवशोषण संभव नहीं है, क्योंकि इसकी सतह के ऊपर जल वाष्प सल्फ्यूरिक एसिड की छोटी बूंदों की एक स्थिर धुंध बनाता है। इसलिए, सल्फर ट्राईऑक्साइड को अवशोषित करने के लिए 98% सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग किया जाता है। इसकी एकाग्रता 99.5% (छवि 7.5) तक बढ़ जाती है। फिर एसिड को फिर से पानी के साथ 98% तक पतला किया जाता है। इसका एक हिस्सा अवशोषण के लिए लौटाया जाता है, और बाकी को भंडारण के लिए भेजा जाता है। यदि हम सल्फ्यूरिक एसिड की एकाग्रता को 99.5% से अधिक करने की अनुमति देते हैं, तो सल्फर ट्राइऑक्साइड का वाष्प दबाव बहुत अधिक हो जाता है, और यह उनके पूर्ण अवशोषण को रोकता है। नतीजतन, दृश्यमान कोहरा बनता है। 99.5% की सांद्रता वाले सल्फ्यूरिक एसिड को कभी-कभी "ओलियम" कहा जाता है और सूत्र द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है

इसके अलावा, सल्फर ट्राईऑक्साइड के संश्लेषण के लिए एक चार-पोजीशन उत्प्रेरक कनवर्टर विकसित किया गया था। अंत में, पूंजीगत लागत का आकलन और उत्पादों की दो सांद्रता की आर्थिक व्यवहार्यता प्रस्तुत की जाती है। मुख्य शब्द: सल्फ्यूरिक एसिड, पाइराइट भुना हुआ, अवशिष्ट गैस, इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर।

भारी रासायनिक उद्योग के सभी उत्पादों में से, सल्फ्यूरिक एसिड शायद सबसे महत्वपूर्ण है, और इसके उत्पादन को देश की तकनीकी परिपक्वता की एक विशिष्ट विशेषता माना जाता है। इस अर्थ में, सल्फर डाइऑक्साइड, जो पाइराइट के प्रसंस्करण के दौरान बनता है, एक आकर्षक कच्चा माल है, क्योंकि पर्यावरणीय समस्या को हल करने के अलावा, एक विपणन योग्य रासायनिक उत्पाद प्राप्त किया जाता है। इस काम में, सल्फ्यूरिक एसिड के संश्लेषण के लिए प्रौद्योगिकी का अनुकूलन धातु उद्योग में पाइराइट्स के फ्राइंग के परिणामस्वरूप गैसीय अपशिष्टों के उपचार के साथ दोहरे संपर्क की एक संप्रदायित प्रक्रिया है।

अंजीर। 7.5। सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए प्रक्रिया का तीसरा चरण संपर्क तरीका  (अवशोषण प्रक्रिया)।

डबल अवशोषण संपर्क सल्फ्यूरिक एसिड प्लांट

एक अवशोषण के साथ संपर्क अवशोषण सल्फ्यूरिक एसिड संयंत्र में, ऊपर वर्णित प्रक्रियाएं तीन चरणों में आगे बढ़ती हैं।

इस तरह की नालियां धूल और वाष्प की एक बड़ी मात्रा के साथ होती हैं, जिन्हें वर्तमान में कच्चे माल बनने से पहले हटा दिया जाना चाहिए। इस प्रयोजन के लिए, निकास गैसों के शुद्धिकरण के लिए उपयुक्त तकनीकों और उपकरणों का भी चयन किया गया था। परियोजना का आधार मैक्सिकन पाइराइट की संरचना और मेक्सिको के कोएहिला में औद्योगिक पार्क के मेटालर्जिकल कॉम्प्लेक्स में पाइराइट औद्योगिक संयंत्र द्वारा उत्पादित निकास गैसों का औसत वार्षिक प्रवाह था।

तकनीकी विकास के फलों में से एक उत्पादन प्रक्रियाओं का डिज़ाइन है। हालांकि, एक रासायनिक प्रक्रिया का विकास जो एक विकासशील देश के सामाजिक-आर्थिक वातावरण पर केंद्रित है, को उन विचारों की आवश्यकता होती है जिन्हें आमतौर पर औद्योगिक देशों में ध्यान में नहीं रखा जाता है। एक विकासशील देश की जरूरतों की स्पष्ट परिभाषा पहला कदम है ताकि वे दूसरे देशों में जो किया है उससे संतुष्ट हो सकें। इस प्रकार, फायरिंग के दौरान उत्पन्न गैसों की सफाई के लिए उपकरणों की पसंद को राष्ट्रीय पाइराइट की संरचना और मैक्सिकन धातुकर्म उद्योग द्वारा निर्मित निकास गैसों के प्रवाह को ध्यान में रखते हुए बनाया गया था।

पहला चरण: प्राप्त करना

स्टेज 2: 8% रूपांतरण

तीसरा चरण: ओमील के गठन के साथ 98% में अवशोषण।

एक डबल अवशोषण संपर्क सल्फ्यूरिक एसिड संयंत्र में, अवशोषण 2 और 3 चरणों में होता है।

पहला चरण: प्राप्त करना

दूसरा चरण:

ए) परिवर्तन

ख) अणु के गठन के साथ अवशोषण - तथाकथित मध्यवर्ती अवशोषण;

अयस्क की संरचना 6% लोहे और 4% सल्फर के रूप में अनुमानित है, हालांकि पाइराइट को विभिन्न खनिजों निकल, कोबाल्ट, तांबा, जस्ता, सीसा, चांदी, सोना और आर्सेनिक के साथ एक साथ निकाला जाता है। धातु प्रक्रिया से सल्फ्यूरिक एसिड गैसों के संश्लेषण के लिए एक प्रारंभिक कदम के रूप में, उन्हें धातु के घटकों, गैस-चरण धातुओं और गैर-धातु गैसीय यौगिकों के संघनन द्वारा उत्पन्न एरोसोल को हटाने के लिए साफ किया जाता है। धातुकर्म गैसों से सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए डबल अवशोषण प्रक्रिया का वितरण दिखाया गया है।

तापमान और दबाव की सामान्य परिस्थितियों में प्रति मी 3 प्रति पाउडर और एरोसोल का लोडिंग 2 ग्राम लोहा, 72 ग्राम निकल, 56 ग्राम कोबाल्ट, 6 ग्राम तांबा, 8 ग्राम जिंक, 4 ग्राम आर्सेनिक, 36 ग्राम पारा, 14 ग्राम हाइड्रोफ्लोरिक एसिड और 22 ग्राम अनुमानित किया गया है। हाइड्रोक्लोरिक एसिड। 90% की संग्रह क्षमता के साथ बड़े कणों को हटाने के लिए पाइराइट भट्ठे से अवशिष्ट गैस धारा एक चक्रवात विभाजक के माध्यम से पारित की जाती है। चक्रवात के निचले स्त्राव को पाइराइट रोस्टिंग यूनिट में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है, और निकोल, कोबाल्ट, तांबा, जस्ता, आर्सेनिक और पारा की अशुद्धियों को दूर करने के लिए गैसों को एक वेंचुरी स्क्रबर में भेजा जाता है, जिसमें सल्फ्यूरिक एसिड 30% के करीब सांद्रता में जलीय घोल में मिलाया जाता है।

ग) शेष परिणामी अंतिम उपज का रूपांतरण 99.5% तक बढ़ जाता है।

(स्कैन देखें)

अंजीर। 7.6। एक सल्फ्यूरिक एसिड डबल संपर्क अवशोषण संयंत्र में कनवर्टर सर्किट।

स्टेज 3: 98% ओयोलियम के गठन के साथ अंतिम अवशोषण।

एक डबल अवशोषण संपर्क सल्फ्यूरिक एसिड संयंत्र सल्फर डाइऑक्साइड को 99.5% सल्फर डाइऑक्साइड में परिवर्तित करता है। यह आपको अंततः वातावरण में सल्फर डाइऑक्साइड के उत्सर्जन को कम करने और इसलिए, पर्यावरण प्रदूषण को कम करने की अनुमति देता है। 99.5% की एक न्यूनतम रूपांतरण दक्षता वर्तमान में यूके में निर्माणाधीन सभी पौधों के लिए एक शर्त है जो सल्फर जला रहे हैं।

धोया तरल को पुनर्नवीनीकरण टैंक में ठोस जमा करने के लिए पुनर्नवीनीकरण किया जाता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर के प्रारंभिक चरण के रूप में, वाष्पीकरण के नुकसान को संतुलित करने के लिए गैस को संघनित पुनरावृत्ति के साथ काम करने वाली एक छोटी बूंद के रूप में ठंडा किया जाता है। आंशिक रूप से शुद्ध की गई ठंडी गैस दो गीली इलेक्ट्रोस्टैटिक अवक्षेपकों को पार करती है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि हाइड्रोफ्लोरोइक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड एक सल्फ्यूरिक एसिड संयंत्र तक नहीं पहुंचा। दस्तावेजी स्रोत जिनके साथ अलगाव मानकों को पूरा करने वाले मुख्य उपकरणों के चयन और डिजाइन के लिए प्रक्रियाओं का निर्धारण करने के लिए परामर्श आयोजित किए गए थे, निम्नानुसार हैं।

अंजीर में। 7.6 एक डबल सोख्ता संयंत्र में सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन के दूसरे चरण में एक कनवर्टर में एक मध्यवर्ती अवशोषक को शामिल करने का एक आरेख दिखाता है। एक फ़ीड गैस, जिसमें लगभग 10% सल्फर डाइऑक्साइड और 11% ऑक्सीजन होता है, को कनवर्टर में पेश किया जाता है, जहां उत्प्रेरक बेड स्थित हैं। पहली परत से गुजरने के बाद, सल्फर डाइऑक्साइड का एक 63% सल्फर ट्राइऑक्साइड में रूपांतरण प्राप्त किया जाता है। तीसरी परत से गुजरने के बाद, सभी सल्फर ट्राइऑक्साइड को हटा दिया जाता है और मध्यवर्ती अवशोषण चरण में अवशोषित किया जाता है। गैर-अवशोषित गैसों को पुनर्नवीनीकरण किया जाता है, जहां वे रूपांतरण को पूरा करने के लिए शेष सल्फर डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन के साथ मिश्रित होते हैं। फिर, चौथी उत्प्रेरक परत से गुजरने के बाद गठित सल्फर ट्राईऑक्साइड अंतिम अवशोषक में प्रवेश करता है।

चक्रवात विभाजक वेंचुरी प्रकार वॉशर डिवाइस बूंदों को छोड़ने के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर। रोज़ा द्वारा अलग-अलग ट्रेन बनाने वाले उपकरणों के डिज़ाइन और चयन का विवरण विस्तार से बताया गया है। सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन प्रक्रिया के बुनियादी उपकरणों को विकसित करने में, जानकारी के निम्नलिखित स्रोतों का उपयोग किया गया था।

उत्प्रेरक कनवर्टर अवशोषण कॉलम हीट एक्सचेंजर्स चिमनी। शुद्ध गैस को एक वैनेडियम पैंटोक्साइड उत्प्रेरक के साथ चार-घटक उत्प्रेरक कनवर्टर में खिलाया जाता है, जिसमें 5 mol% सल्फर डाइऑक्साइड का रूपांतरण प्राप्त होता है। गैर-प्रतिक्रियाशील अवशेषों को वायुमंडल में छुट्टी दे दी जाती है। शुक्ल की सिफारिशों के अनुसार, उत्प्रेरक कण जो कनवर्टर की पैक्ड परतों को बनाते हैं, 4 मिमी के आंतरिक व्यास, 10 मिमी के बाहरी व्यास और 13 मिमी की लंबाई के साथ बेलनाकार छल्ले होते हैं। दूसरे उत्प्रेरक बिस्तर से निकास गैस को चिलर सिस्टम में भेजा जाता है ताकि बाद में पहले अवशोषण कॉलम को निर्देशित किया जा सके।

तो, फिर से दोहराएं!

1. ए) अमोनिया के औद्योगिक उत्पादन के लिए, गैबर प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है:

नाइट्रोजन हवा से प्राप्त की जाती है। हाइड्रोजन पानी और मीथेन से प्राप्त किया जाता है।

बी) आधुनिक हैबर प्रक्रिया के पहले सात चरणों को संश्लेषण गैस का उत्पादन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस गैस मिश्रण का संश्लेषण 8 वें चरण में किया जाता है। इसके लिए, एक लोहे के उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है। इष्टतम उपज और उत्पादकता 400 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 250 एटीएम के दबाव में प्राप्त की जाती है।

c) अमोनिया का उपयोग उर्वरकों, नाइट्रिक एसिड और कई अन्य उत्पादों के उत्पादन के लिए किया जाता है।

2. ए) सल्फ्यूरिक एसिड के औद्योगिक उत्पादन के लिए, वर्तमान में तीन चरणों वाली एक संपर्क प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है।

पहला चरण: प्राप्त करना

दूसरा चरण: सल्फर डाइऑक्साइड का सल्फर ट्राइऑक्साइड में रूपांतरण

यह रूपांतरण एक उत्प्रेरक का उपयोग करके किया जाता है, जिसका उपयोग ऑक्साइड के रूप में किया जाता है। प्रक्रिया को 1 एटीएम से थोड़ा अधिक और 400 ° C के तापमान पर दबाव में किया जाता है।

तीसरा चरण। यह अवशोषण चरण है। सल्फर ट्राईऑक्साइड को 8-सल्फ्यूरिक एसिड द्वारा अवशोषित किया जाता है, जिससे ओलियम, यानी 99.5% सल्फ्यूरिक एसिड बनता है। फिर ओलियम 98% सल्फ्यूरिक एसिड से पतला होता है। इस प्रक्रिया को समीकरण द्वारा दर्शाया जा सकता है

बी) संपर्क सल्फ्यूरिक एसिड डबल अवशोषण संयंत्र में, सल्फर ट्राइऑक्साइड का अवशोषण दो चरणों में किया जाता है। इंटरमीडिएट अवशोषण प्रक्रिया के दूसरे चरण में किया जाता है, और तीसरा चरण में अंतिम अवशोषण।

ग) सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग उर्वरक, पेंट, सिंथेटिक डिटर्जेंट, कृत्रिम कपड़े और कई अन्य उत्पादों के उत्पादन के लिए किया जाता है।

सल्फ्यूरिक एसिड पौधों में सल्फ्यूरिक एसिड बड़ी मात्रा में उत्पन्न होता है।

I. सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए उपयोग की जाने वाली कच्ची सामग्री:

द्वितीय। कच्चे माल की तैयारी।

आइए हम पाइराइट FeS 2 से सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन की जांच करते हैं।

१) पाइराइट को पीसना।

उपयोग करने से पहले, पेराईट के बड़े टुकड़ों को कुचल मशीनों में कुचल दिया जाता है। आप जानते हैं कि किसी पदार्थ को पीसते समय, प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है, क्योंकि प्रतिक्रियाशील पदार्थों के संपर्क का सतही क्षेत्र बढ़ता है।

2) पाइराइट की शुद्धि।

पाइराइट को पीसने के बाद, इसे प्लवन द्वारा अशुद्धियों (गैंग्यू और पृथ्वी) को साफ किया जाता है। ऐसा करने के लिए, कुचल पाइराइट को पानी के साथ विशाल टैंकों में उतारा जाता है, मिश्रित किया जाता है, गैंग पॉप अप करता है, फिर गैंग्यू को हटा दिया जाता है।

तृतीय। उत्पादन का रसायन।

पाइराइट से सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में तीन चरण होते हैं।


सबसे पहले चरण - एक "द्रवित बिस्तर" फायरिंग भट्ठी में पाइराइट फायरिंग।

पहले चरण की प्रतिक्रिया का समीकरण

4FeS 2 + 11O 2 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q

कुचल शुद्ध गीला (प्लवन के बाद) पाइराइट को "द्रवित बिस्तर" भट्ठा में ऊपर से डाला जाता है। नीचे (प्रतिप्रवाह सिद्धांत) ऑक्सीजन-समृद्ध हवा को पाइराइट के अधिक पूर्ण जलने के लिए जाने दें। भट्ठे में तापमान 800 ° C तक पहुँच जाता है। पाइराइट को लाल रंग में गर्म किया जाता है और नीचे से हवा में उड़ने के कारण "निलंबित स्थिति" में होता है। यह सब लाल-गर्म उबलते तरल की तरह दिखता है।

प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप उत्पन्न गर्मी के कारण, भट्ठी में तापमान बनाए रखा जाता है। अतिरिक्त गर्मी को मोड़ दिया जाता है: पानी के साथ पाइप, जो गर्म होता है, भट्ठी की परिधि के साथ गुजरता है। गर्म पानी का उपयोग आसन्न परिसर के केंद्रीय हीटिंग के लिए आगे किया जाता है।

परिणामस्वरूप लौह ऑक्साइड Fe 2 O 3 (सिंडर) का उपयोग सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में नहीं किया जाता है। लेकिन इसे एकत्र करके एक धातुकर्म संयंत्र में भेज दिया जाता है, जहां लोहा लोहे के ऑक्साइड और इसके मिश्र धातुओं के साथ कार्बन - स्टील (मिश्र धातु में 2% कार्बन सी) और कच्चा लोहा (मिश्र धातु में 4% कार्बन सी) से प्राप्त होता है।

इस प्रकार, रासायनिक उत्पादन का सिद्धांत - गैर-अपशिष्ट उत्पादन।

भट्ठी से भट्ठी गैस निकलती है, जिसकी संरचना है: SO 2, O 2, जल वाष्प (पाइराइट गीला था!) \u200b\u200bऔर सिंडर (लौह ऑक्साइड) के सबसे छोटे कण। ऐसी भट्ठी गैस को ठोस सिंडर कणों और जल वाष्प की अशुद्धियों से साफ किया जाना चाहिए।

भट्ठी गैस को दो चरणों में ठोस सिंडर कणों से साफ किया जाता है: एक चक्रवात में (केन्द्रापसारक बल का उपयोग करके, ठोस सिंडर कणों ने चक्रवात की दीवारों को मारा और नीचे डाला जाता है) और इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीपिटिटर्स (इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण का उपयोग करते हुए), पर्याप्त मात्रा में संचय के साथ विद्युतीय प्लेटों के विद्युतीकृत प्लेटों का पालन करते हैं। अपने स्वयं के वजन के द्वारा उन्हें नीचे डाला जाता है), सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग भट्ठी गैस में जल वाष्प को निकालने के लिए किया जाता है (भट्ठी गैस का सूखना) केंद्रित एसिड, जो एक बहुत अच्छा dehumidifier है क्योंकि यह पानी को अवशोषित करता है।


भट्ठा गैस एक सूखने वाले टॉवर में सूख जाती है - भट्ठा गैस नीचे से ऊपर की ओर बढ़ती है, और केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड ऊपर से नीचे तक बहती है। सुखाने वाले टॉवर से बाहर निकलने पर, भट्ठी गैस में कोई सिंडर कण या जल वाष्प नहीं होता है। भट्ठी गैस अब सल्फर ऑक्साइड एसओ 2 और ऑक्सीजन ओ 2 का मिश्रण है।

दूसरा चरण - ऑक्सीजन के साथ SO 2 से SO 3 का ऑक्सीकरण।

संपर्क डिवाइस में लीक।

इस चरण के लिए प्रतिक्रिया समीकरण है: 2SO 2 + O 2 2SO 3 + Q

दूसरे चरण की जटिलता इस तथ्य में निहित है कि एक ऑक्साइड का दूसरे से ऑक्सीकरण प्रतिवर्ती है। इसलिए, प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया के पाठ्यक्रम (एसओ 3 प्राप्त करना) के लिए इष्टतम स्थितियों को चुनना आवश्यक है।


ए) तापमान:

प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया एक्सोथर्मिक + क्यू है, रासायनिक संतुलन को स्थानांतरित करने के नियमों के अनुसार, एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया के प्रति प्रतिक्रिया के संतुलन को स्थानांतरित करने के लिए, सिस्टम में तापमान कम होना चाहिए। लेकिन, दूसरी ओर, कम तापमान पर, प्रतिक्रिया दर में काफी गिरावट आती है। प्रायोगिक रसायनज्ञों ने स्थापित किया है कि एसओ 3 के अधिकतम गठन के साथ प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया के लिए इष्टतम तापमान 400-500 डिग्री सेल्सियस का तापमान है। यह रासायनिक उद्योगों में काफी कम तापमान है। इतने कम तापमान पर प्रतिक्रिया दर बढ़ाने के लिए, एक उत्प्रेरक को प्रतिक्रिया में पेश किया जाता है। यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया था कि इस प्रक्रिया के लिए सबसे अच्छा उत्प्रेरक वैनेडियम ऑक्साइड वी 2 ओ 5 है।

बी) दबाव:

प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया गैस वॉल्यूम में कमी के साथ आगे बढ़ती है: 3 वी गैसों (2 वी एसओ 2 और 1 वी ओ 2) बाईं तरफ और 2 वी एसओ 3 दाईं ओर। चूंकि एक प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया गैस वॉल्यूम में कमी के साथ आगे बढ़ती है, फिर, रासायनिक संतुलन को स्थानांतरित करने के नियमों के अनुसार, सिस्टम में दबाव बढ़ाना होगा। इसलिए, इस प्रक्रिया को उच्च दबाव में किया जाता है।

एसओ 2 और ओ 2 के मिश्रण से संपर्क तंत्र में आने से पहले, इसे 400-500 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गर्म किया जाना चाहिए। मिश्रण का ताप हीट एक्सचेंजर में शुरू होता है, जो संपर्क तंत्र के सामने स्थापित होता है। मिश्रण हीट एक्सचेंजर की ट्यूबों के बीच से गुजरता है और इन ट्यूबों से गर्म होता है। हॉट एसओ 3 ट्यूबों के अंदर संपर्क तंत्र से गुजरता है। एक बार संपर्क तंत्र में, एसओ 2 और ओ 2 का मिश्रण वांछित तापमान तक गर्म करना जारी रखता है, संपर्क तंत्र में ट्यूबों के बीच गुजरता है।

संपर्क तंत्र में 400-500 डिग्री सेल्सियस का तापमान एसओ 2 से एसओ 3 के रूपांतरण की प्रतिक्रिया में गर्मी की रिहाई से बना रहता है। जैसे ही सल्फर ऑक्साइड और ऑक्सीजन का मिश्रण उत्प्रेरक बेड पर पहुंचता है, एसओ 2 से एसओ 3 का ऑक्सीकरण शुरू हो जाता है।

गठित सल्फर ऑक्साइड एसओ 3 संपर्क तंत्र को छोड़ देता है और एक हीट एक्सचेंजर के माध्यम से अवशोषण टॉवर में प्रवेश करता है।

तीसरा चरण - एसओ 3 सल्फरिक एसिड द्वारा तेज।

यह एक अवशोषण टॉवर में बहती है।

सल्फर ऑक्साइड एसओ 3 पानी से अवशोषित क्यों नहीं होता है? आखिरकार, पानी में सल्फर ऑक्साइड को भंग करना संभव होगा: एसओ 3 + एच 2 ओ एच 2 एसओ 4। लेकिन तथ्य यह है कि अगर पानी का उपयोग सल्फर ऑक्साइड को अवशोषित करने के लिए किया जाता है, तो सल्फर एसिड एक कोहरे के रूप में बनता है, जिसमें सल्फ्यूरिक एसिड की छोटी बूंदें होती हैं (सल्फर ऑक्साइड पानी की एक बड़ी मात्रा में रिलीज होने के साथ पानी में घुल जाता है, सल्फ्यूरिक एसिड इतना गर्म होता है कि यह उबलता है और भाप में बदल जाता है )। सल्फ्यूरिक एसिड कोहरे का निर्माण न करने के लिए, 98% केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करें। दो प्रतिशत पानी इतना छोटा है कि तरल को गर्म करना कमजोर और गैर-खतरनाक होगा। ऐसे एसिड में सल्फर ऑक्साइड बहुत घुलनशील होता है, जिससे ओलियम बनता है: H 2 SO 4 · nSO 3।

इस प्रक्रिया की प्रतिक्रिया का समीकरण nSO 3 + H 2 SO 4 H 2 SO 4 · nSO 3 है

परिणामस्वरूप ओटमील को धातु के टैंक में डाला जाता है और एक गोदाम में भेजा जाता है। फिर टैंकों को ओलियम से भर दिया जाता है, गाड़ियों का निर्माण किया जाता है और उपभोक्ता को भेजा जाता है।

पर्यावरण संरक्षण

सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन से जुड़ा हुआ है।

सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए मुख्य कच्चा माल सल्फर है। यह सबसे आम संख्याओं में से है रासायनिक तत्व  हमारे ग्रह पर।

सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन तीन चरणों में होता है। पहले चरण में, SO 2 को FeS 2, फिर SO 3 को जलाकर प्राप्त किया जाता है, जिसके बाद तीसरे चरण में सल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त किया जाता है।

वैज्ञानिक और तकनीकी क्रांति और रासायनिक उत्पादन में संबंधित गहन विकास पर्यावरण में महत्वपूर्ण नकारात्मक परिवर्तन का कारण बनता है। उदाहरण के लिए, मीठे पानी की विषाक्तता, पृथ्वी के वायुमंडल का प्रदूषण, जानवरों और पक्षियों को भगाना। नतीजतन, दुनिया एक पर्यावरणीय संकट की चपेट में थी। सल्फेट पौधों के हानिकारक उत्सर्जन का अनुमान न केवल उद्यम के पास स्थित ज़ोन पर उनमें मौजूद सल्फर ऑक्साइड के प्रभाव से लगाया जाना चाहिए, बल्कि अन्य कारकों को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए - मनुष्यों और जानवरों में श्वसन रोगों के मामलों की संख्या में वृद्धि, वनस्पति की मृत्यु और इसके विकास को रोकना, चूना और संगमरमर से बने संरचनाओं का विनाश। धातुओं के संक्षारण पहनने में वृद्धि। "खट्टा" बारिश की गलती के कारण, वास्तुकला (ताज मकाल) के स्मारक क्षतिग्रस्त हो गए।

प्रदूषण के स्रोत (एसओ 2) से 300 किमी तक के क्षेत्र में, सल्फ्यूरिक एसिड 600 किमी तक के क्षेत्र में एक खतरा है। - सल्फेट्स। सल्फ्यूरिक एसिड और सल्फेट्स कृषि फसलों की वृद्धि को धीमा कर देते हैं। जल निकायों का अम्लीयकरण (वसंत में, जब बर्फ पिघलती है, तो अंडे और किशोर मछलियों की मृत्यु का कारण बनती है। पर्यावरणीय क्षति के अलावा, आर्थिक क्षति होती है - हर साल भारी मात्रा में खो जाती है जब मिट्टी को विषाक्त किया जाता है।

सबसे आम गैसीय वायु प्रदूषकों को साफ करने की रासायनिक विधि पर विचार करें। 60 से अधिक तरीके ज्ञात हैं। सबसे आशाजनक तरीके चूना पत्थर द्वारा सल्फर ऑक्साइड के अवशोषण पर आधारित होते हैं, सल्फाइट का एक समाधान - अमोनियम हाइड्रोसल्फाइट और सोडियम एलुमिनेट का एक क्षारीय समाधान। वैनेडियम ऑक्साइड की उपस्थिति में सल्फर ऑक्साइड के ऑक्सीकरण के लिए उत्प्रेरक तरीके भी रुचि रखते हैं।

विशेष रूप से महत्व फ्लोरीन-युक्त अशुद्धियों से गैसों की शुद्धि है, जो छोटी सांद्रता में भी वनस्पति को प्रतिकूल रूप से प्रभावित करते हैं। यदि गैसों में हाइड्रोजन फ्लोराइड और फ्लोरीन होते हैं, तो वे 5-10% सोडियम हाइड्रॉक्साइड समाधान के संबंध में नोजल काउंटरक्रैक वाले स्तंभों से गुजरते हैं। एक मिनट के भीतर निम्नलिखित प्रतिक्रियाएं होती हैं:

F 2 + 2NaOH-\u003e O 2 + H 2 O + 2NaF

HF + NaOH-\u003e NaF + H 2 O;

परिणामस्वरूप सोडियम फ्लोराइड का इलाज सोडियम हाइड्रोक्साइड को पुनर्जीवित करने के लिए किया जाता है।

  • सर्गेई सावेनकोव

    किसी तरह की "डरावना" समीक्षा ... जैसे कि कहीं जल्दी में