Понятие о химико-технологическом процессе(ХТП)
Химико-технологический процесс (ХТП) - совокупность операций позволяющих получить целевой продукт заданного количества и качества из исходного сырья. ХТП, как правило, складывается из элементарных процессов (стадий):
- подвод реагирующих компонентов в зону реакции;
- химической реакции;
- отвода полученного продукта.
Подвод реагирующих компонентов в зону реакции совершается молекулярной диффузией или конвекцией. При сильном перемешивании реагирующих веществ конвективный перенос называется турбулентной диффузией.
В реагирующих системах обычно происходит несколько последовательных химических реакций, приводящих к образованию нового целевого продукта, а также ряд побочных реакций между основными веществами и примесями наличие которых в исходном материале неизбежно.
Отвод полученного продукта может совершаться также, как и подвод реагирующих компонентов, путем диффузии, конвекции и перехода вещества из одной фазы в другую.
Технологический режим - совокупность параметров, определяющих условие работы отдельных аппаратов или их системы (температура, давление, концентрация и др.).
Значительная часть ХТП является многостадийными, каждый из которых происходит в отдельных аппаратах образующих химико-техническую схему (ХТС). Для ХТС характерны типы связей между аппаратами (элементами ХТС):
-последовательное соединение: - выходящий из первого аппарата поток является входным для следующего
|
|
|
-параллельное соединение: - выходящий из первого аппарата поток подается сразу в несколько последующих (чаще всего с целью повышения производительности
-последовательно-обводная связь (байпас)- один поток проходит через все аппараты, второй смешивается с продуктами выхода из первого аппарата
- обратная связь (рецикл)- обратный поток связывается с входным потоком одного из предыдущих аппаратов
Различают разомкнутые и замкнутые ХТС. Разомкнутая ХТС - потоки проходят через аппарат только один раз. Замкнутая ХТС - содержит хотя бы одну обратную связь либо по потоку массы, либо по потоку энергии.
Значение производства серной кислоты и применения ее в промышленности
Производство серной кислоты(Н2S04) имеет важное народнохозяйственное значение. По объему производства и области применения она занимает одно из первых мест среди продукции химической промышленности. Серная кислота служит одним из главных продуктов, определяющих развитие химической промышленности.
Она используется в различных отраслях производства:
в химической промышленности – для производства удобрений, получения красителей, пластмасс;
|
|
|
химических волокон, при производстве нефтепродуктов и др
в металлургии – при выделении металлов из руд;
в машиностроении – при травлении;
в пищевой промышленности – при получении патоки, крахмала, спирта;
в текстильной – при отбеливании тканей и т.д.
Серная кислота Н2S04 – это бесцветная маслянистая жидкость. По химическому составу серная кислота представляет собой соединение серного ангидрида с водой.
В зависимости от их соотношения серная кислота может быть разбавленной, концентрированной или в виде олеума (раствор серного ангидрида в серной кислоте), которые и производятся в промышленности.
Сырьем для получения серной кислоты служат:
1.сера – лучшее сырье для производства. Но чистая сера – слишком дорогое сырье, вследствие чего себестоимость серной кислоты в два раза выше, чем при ее производстве из колчедановFеS2;
2.серный колчедан FеS2широко распространен в природе. При наличии от 40 до 50% серы в нем содержится также много ценных примесей (мышьяк, селен, медь, никель, серебро, золото и др.), которые тоже извлекаются;
3)Сероводород – значительное количество выделяется из газов нефтеперерабатывающей промышленности.
4)отходящие газы цветной металлургии, образующиеся при переработке серных руд.
|
|
|
В настоящее время в промышленности серную кислоту получают двумя способами – нитрозным и контактным. В обоих случаях сущность процесса сводится к окислению сернистого газаSО2до серногоSO3и соединению триоксида с водой. В обычных условиях сернистый газ кислородом воздуха не окисляется, поэтому процесс окисления осуществляется либо при помощи азота, либо в присутствии катализатора. Способ окисления и определяет технологию производства.
Нитрозный способ производства серной кислоты существует более 200 лет. Сущность его заключается в окислении диоксида серыSО2 диоксидом азотаNО2в присутствии воды. Этот способ обладает рядом недостатков: трудно поддается автоматизации, получаемая кислота имеет концентрацию не более 75-77% и загрязнена примесями. Серная кислота, полученная нитрозным способом по устаревшей технологии, используется при производстве сельскохозяйственных удобрений, где не требуется высокой концентрации и чистоты исходных продуктов.Имеющиеся недостатки привели к тому, нитрозный способ производства серной кислоты утрачивает свое значение, и преимущественное развитие получает контактный способ.
|
|
|
Контактный способ разработан в начале ХХ века. Сущность контактного способа заключается в окислении двуокиси серы в присутствии твердого катализатора. Первоначально в качестве катализатора использовали платину. Затем платина была заменена более дешевым и устойчивым катализатором на основе пятивалентного ванадияV2O5. Контактный способ эффективен, отвечает высокому уровню технологии, обеспечивает получение серной кислоты практически любой концентрации и высокой степени чистоты. Такая серная кислота может быть использована в любом производстве.
Промышленность выпускает несколько сортов серной кислоты. Они различаются между собой концентрацией, а также содержанием примесей.
Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 214; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!