Производство кислот (Производство синильной кислоты контактным окислением аммиака и метана. Производство концентрированной азотной кислоты. Производство серной кислоты), страница 6

3.  Ангидрид пористый жидкий. ТУ 2918-79.

4.  Олеум (улучшенный, технический).

5.  Башенная.

6.  Регенерированная.

В качестве примесей в серной кислоте могут присутствовать: оксиды азота N₂O₃, мышьяка As, соединения Fe, Pb, хлориды.

Состав и содержание примесей зависят от метода производства серной кислоты. Например, при получении башенной серной кислоты в нее попадают частицы огарковой пыли, остающейся в обжиговом газе после очистки. Кроме того, башенная кислота содержит растворенные оксиды азота. В башенной кислоте нормируется: концентрация – 75%, содержание N₂O₃, Fe – 0,05% и прокаленный остаток – 0,3%. Контактным способом получается более концентрированная H₂SO₄  – 92,5-94%. Причем в контактной технической кислоте гостируется только содержание железа – 0,02% и прокаленный остаток – 0,05%. В улучшенной контактной H₂SO₄ и олеуме нормируются все показатели.

 Методы регенерирования жидкой серы

Элементарную серу получают в результате сложных окислительно-восстановительных реакций. Методы производства регенерированной серы многообразны и базируются на использовании всевозможных сырьевых источников.

К настоящему времени предложен и запатентован ряд различных способов утилизации серы богатых сернистых газов. Технология извлечения серы из богатых сернистых газов основана на восстановлении диоксида серы различными восстановителями – жидкими, твердыми и газообразными (С, СО₂, СН₄, Н₂, Н₂S). Удовлетворительная интенсивность процесса достигается либо при высокой температуре (1100 – 1300ºС) – термическое восстановление, либо при применении катализаторов – каталитическое восстановление. В качестве катализаторов применяют сульфиды и оксиды металлов, активированный глинозем, боксит, содержащий Fe₂O₃ или смесь Fe₂O₃ и Аl₂O₃, силикагель. В 40-х годах  в СССР, а также за рубежом (Норвегия, Швеция, Португалия, Испания) получил промышленное применение метод производства меди и серы, при плавке медистого колчедана в ватержакетных печах (рис.7.4). Шихта, состоящая из медистого колчедана, кокса, известняка, проходит в печи 4 зоны. В первой идет прогрев до 550ºС. Во второй при 800ºС:

2FeS₂→2FeS + S₂.

В третьей зоне, выделившийся в 4-й SO₂ восстанавливается углем до элементарной серы:

2SО₂ + 2С→2СО₂ + S₂.

В последней зоне:

2FeS + 3О₂→2FeО + 2SО₂.

При этом оксид железа (II) сплавляется с компонентами шихты и переходит в шлак, а неокисленная часть FeS вместе с сульфидом меди образует штейн. При восстановлении диоксида серы углем образуются различные серосодержащие соединения:

2SО₂ + 3С→СS₂ + 3CO₂,

2SО₂ + С→СОS + ½ O₂.

Помимо этого, влага, содержащаяся в шихте и воздухе, взаимодействует с серой с образованием некоторого количества сероводорода

3S₂ + 4Н₂О = 2SО₂ + 4H₂S.

Газы из ватержакетных печей (1) направляют в пылеуловитель (2), где осаждается грубая пыль, а затем для полной очистки от пыли – в электрофильтр (3).  Очищенный от пыли газ поступает в первую реакционную камеру (4). Здесь, на катализаторе (боксит) протекают экзотермические реакции:

SO₂ + CS₂  СО₂ + 1 ½ S₂

SO₂ + CОS  2СО₂ + 1 ½ S₂

Температура газа в ходе реакции повышается до 450ºС, поэтому выходящий из реакционной камеры газ охлаждается до 130ºС в котле-утилизаторе (5). Здесь же конденсируется основная масса серы. Остальная сера улавливается в насадочной башне (6), заполненной стальными кольцами.

Далее охлажденный газ через подогреватель (7) направляется во вторую реакционную камеру (8), где на таком же катализаторе при 200-250ºС диоксид серы реагирует с оставшимся в газе сероводородом:

2Н₂S + SO₂= 2Н₂О + 1 ½ S₂.

Далее газ поступает во второй котел утилизатор и башню (9) для выделения серы.

Получение серной кислоты

Отфильтрованная сера через форсунку направляется в печь (1) (рис.7.5). Необходимый для процесса горения воздух, пройдя сушильную башню (5) и теплообменник (4), подается в печь. Обжиговый газ охлаждается в котле-утилизаторе (2) до 400 – 420ºС и поступает в первый слой контактного аппарата. После первого слоя газ проходит теплообменник (4), где охлаждается и поступает во второй слой контактной массы; по выходе из него газ охлаждается в теплообменнике (4)  и поступает в абсорбер (6). После него охлажденный газ проходит теплообменник (4) и направляется в 4-й слой контактной массы.