Химическая промышленность в Казахстане

Күкірт қышқылы: өндірісі және қолданылуы.

Оқу мақсаттары:

• 10.4.2.2 күкірт қышқылы өндірісінің процесін түсіндіру;
• 10.4.2.3 бұл процесті тепе – теңдік ретінде түсіну және жағдайдың өзгеруі мақсатталған өнімнің шығымына қалай әсер ететіндігін болжай алу;
• 10.4.2.4 күкірт қышқылының негізгі өндірістік тұтыну көздерін білу;
• 10.4.2.5 күкірт қышқылы өндірісінің экологиялық салдарларын және күкірт қышқылын өндіру зауыттары қалдықтарын азайту тәсілдерін бағалау;

10.4.2.2 күкірт қышқылы өндірісінің процесін түсіндіру;

• Күкірттің табиғатта алынуы?
• Күкірт қышқылын алу үшін қандай реакция теңдеулері қолданылады?
• Қышқылды алу үшін қандай өндірістік процесс қолданылады?
• Күкірт қышқылы қанша сатыда алынады?

Күкірт қышқылының өндірісі:

Күкірт қышқылының өндірісі:

• https://www.youtube.com/watch?v=BE2e6YJ6tkg

Күкірт қышқылының өндірісі туралы қысқаша бейнефильм

• https://www.youtube.com/watch?v=uHtmnGjSTNE

Өндірістегі күкірт қышқылының алынуы.

10.4.2.3 бұл процесті тепе – теңдік ретінде түсіну және жағдайдың өзгеруі мақсатталған өнімнің шығымына қалай әсер ететіндігін болжай алу;

• Тепе-теңдікті ығыстыруға қандай процесстер қолданылады?
• Температураның жоғарылауы процеске қалай әсер етеді?
• Қысым қандай жүйелерге қолданылады?
• Катализатордың атқаратын рөлі қандай?

Жанасу процесі: 1-сатысы

Пеште балқытылған күкіртті құрғақ ауада жағып, күкірт диоксиді, SO2 алады. Алынған газ тазартылады және салқындатылады.

S(с) + O2(г)  SO2(г)
Қыздырылған ауада бүрку арқылы балқытылған күкіртті жағудың артықшылығы неде, жауабыңызды түсіндіріңіз.
Реакция тез жүреді, беттік ауданы үлкен.

Жанасу процесі: 2-сатысы

Күкірт (VI) оксидін, SO3(г) алу үшін күкірт (IV) оксиді мен оттегі қоспасын ванадий катализаторының (ванадий(V) оксиді) қатысында және 101,3-202,6 кПа (1-2 атмосфера) қысымда 450⁰C-қа дейін қыздырады.

2SO2(г) + O2(г)  2SO3(г)

Жанасу процесі: 2-сатысы

Шамамен 99,5% күкірт (IV) оксиді, SO2 осы қайтымды реакция арқылы күкірт (VI) оксидіне, SO3 айналады.

2SO2(г) + O2(г)  2SO3(г)

II саты. Күкірт (IV) оксидінің күкірт (VI) оксидіне дейін тотығуы

Күкірт диоксиді + оттек (ауадан)
1:1 (көлемдік қатынаста)
Температура: 400-450ºС
Қысым: 1-2 атм
Катализатор: V2O5
Не себепті реакция 400-450ºС температурада жүргізеді?
400 - 450°C – өте қысқа мерзімде (аз уақытта ) тепе-теңдіктегі
қоспада күкірт триоксидінің өте жоғары үлесін құрайтын
компромисті температура.
2 SO2(г) + O2(г)  2 SO3(г) + Q 

II саты. Күкірт (IV) оксидінің күкірт (VI) оксидіне дейін тотығуы

Күкірт диоксиді + оттек (ауадан)
1:1 (көлемдік қатынаста)
Температура: 400-450ºС
Қысым: 1-2 атм
Катализатор: V2O5
Не себепті реакция 1-2 атм қысымда жүргізіледі?
Тіпті осы салыстырмалы түрдегі төмен қысымда күкірт
диоксинің 99,5%-ы күкірт триоксидіне айналады. Қысымды
арттыру арқылы қол жеткізуге болатын өте аз ғана жақсарту үшін
қысымды арттырудың қажеті жоқ.
2 SO2(г) + O2(г)  2 SO3(г) + Q 

II саты. Күкірт (IV) оксидінің күкірт (VI) оксидіне дейін тотығуы

Күкірт диоксиді + оттек (ауадан)
1:1 (көлемдік қатынаста)
Температура: 400-450ºС
Қысым: 1-2 атм
Катализатор: V2O5
Не себепті реакция катализатор қатысында жүргізіледі?
Катализатор тепе-теңдікке әсер етпейді. Катализаторды қосу
тепе-теңдік қоспасындағы күкірт триоксидінің мөлшерін
арттырмайды. Ол тек реакцияның жылдамдығын арттырады.
Катализатордың қатысынсыз реакция өте баяу жүреді.
Катализатор реактордағы газдардың арасында қысқа уақыт ішінде
динамикалық тепе-теңдікті орнату үшін қажетті
жылдамдықты қамтамасыз етеді.
2 SO2(г) + O2(г)  2 SO3(г) + Q 

Жанасу процесі: 3-сатысы

Сіңіру мұнарасында күкірт (VI) оксиді, SO3 алдымен концентрленген күкірт қышқылымен H2SO4 әрекеттеседі және олеум H2S2O7 деп аталатын өнімді түзеді.

SO3(г) + H2SO4(с)  H2S2O7(с)

Жанасу процесі: 3-сатысы

Содан кейін олеум, H2S2O7 концентрленген күкірт қышқылын H2SO4 алу үшін сумен сұйылтылады.

H2S2O7(с) + H2O(с)  2H2SO4(с)

IIІ саты. Күкірт (VI) оксидінен күкірт қышқылын алу

Неліктен күкірт (VI) оксидін сіңіру үшін су емес, 98% -дық
күкірт қышқылы қолданылады?
SO3(г) + Н2О(с)  Н2SO4(с) + Q
 
Газ фазасында аздаған мөлшердегі су буы күкірт қышқылының ұсақ тамшыларының түзілуіне әкеледі де, суға сіңірілмейтін тұрақты тұман түзіледі.
SO3(г) + H2SO4(с)  H2S2O7(с)
H2S2O7(с) + H2O(с)  2H2SO4(с)

Reactions in the Contact process

10.4.2.4 күкірт қышқылының негізгі өндірістік тұтыну көздерін білу;

10.4.2.5 күкірт қышқылы өндірісінің экологиялық салдарларын және күкірт қышқылын өндіру зауыттары қалдықтарын азайту тәсілдерін бағалау;

жүктеу/скачать 2,41 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: