Производство серной кислоты методом «мокрого катализа» (схема Амелина)

1. При содово-поташном методе через 50 % раствор соды (Na₂CO₃) или поташа (K₂CO₃) пропускают газы, содержащие сероводород. При этом образуется раствор кислых солей:

Na₂CO₃ + H₂S ® NaHCO₃ + NaHS

K₂CO₃ + H₂S ® KHCO₃ + KHS

Через определенное время газ прекращают пропускать, а через раствор кислых солей пропускают водяной пар, который гидролизует гидросульфиды:

NaHS + H₂O ® NaOH + H₂S­

KHS + H₂O ® KOH + H₂S­

Накапливающиеся в растворе гидроксиды вновь переводят гидрокарбонаты в средние соли:

NaHCO₃ + NaOH ® Na₂CO₃ + H₂O

KHCO₃  + KOH ® K₂CO₃ + H₂O

Раствор средних солей упаривают до соответствующей концентрации (50%).

Выход сероводорода 98 %. Процесс экономичен, экологически безопасен.

2. Моноэтаноламинный метод заключается в том, что через водный раствор моноэтаноламина пропускают газы, содержащие сероводород:

2 HOCH₂CH₂NH₂ + H₂S ® (HOCH₂CH₂NH₃)₂S

                                                                                     ^{сульфид моноэтаноламина}

 Сероводород селективно поглощается раствором, остальные компоненты газов отдуваются. После полного насыщения раствора сероводородом, его обрабатывают водяным паром:                                                                                             

                                                               н₂о _(пар)

(HOCH₂CH₂NH₃)₂S              2 HOCH₂CH₂NH₂ + H₂S­

Раствор упаривают и возвращают в процесс.

Выход сероводорода 98 %. Метод дорогой, что обусловлено стоимостью моноэтаноламина и экологически опасен, т.к. моноэтаноламин вызывает раковые опухоли.

Производство серной кислоты методом «мокрого катализа» (рис. 5.4) состоит из следующих стадий:

1. высокое окисление сероводорода в регенеративных печах:

₁₂₀₀ ^о_С

2 H₂S + 3 O₂ ¾¾® 2 SO₂ + 2 H₂O

2. образующиеся продукты охлаждают до 450 ^оС и направляют в контактный аппарат:

                                                                                                        ₅₃₀ ^о_С

2 SO₂ + O₂ ¾¾¾® 2 SO₃ + Q

^V₂^O₅^{/ Al} ₂^O₃

Оксид серы(VI) охлаждают до 20 ^оС и направляют на абсорбцию в присутствии 20 % олеума. В качестве товарного продукта получают 60 % олеум. Процесс экономичный, образовавшаяся кислота имеет высокую степень чистоты.

98 % сероводород и атмосферный воздух, нагретый до 500 ^оС, насосом 1 подаются в регенеративную печь 2, где происходит окисление сероводорода до оксида серы (IV) и воды. Образовавшиеся продукты проходят теплообменник 3, отдают свое тепло на нагрев исходного атмосферного воздуха, а сами охлаждаются до 450 ^оС.

Дополнительно газы охлаждаются в водяном холодильнике 4, и с температурой 250 ^оС поступают в четырехслойный контактный аппарат 5, где оксид серы(IV)  полностью  окисляется  в оксид серы(VI). Контактные газы проходят систему водяных холодильников 6, где охлаждаются

до 20 ^оС. После чего поступают в абсорбционную колонну 7, орошаемую 20 % олеумом. В результате многократной циркуляции через башню 7 с промежуточным охлаждением раствора в водяном холодильнике 8, получают 60 % олеум. Его отправляют на склад. Для улавливания капель олеума, захваченных атмосферным воздухом, на выходе стоит электрофильтр 10. Воздух очищается и сбрасывается в атмосферу, а жидкость возвращается в процесс.

Мы поможем в написании ваших работ!