Разработка установки по производству контактной серной кислоты из элементарной серы мощностью 1515 тонн моногидрата в сутки

Аннотация

          В данном  проекте представлена разработка установки по производству контактной серной кислоты из элементарной серы мощностью 1515 тонн моногидрата в сутки. В производстве использован метод двойного контактирования с промежуточной абсорбцией серного ангидрида. В контактном отделении применен  новый высокоактивный катализатор. Все вышеперечисленное позволило добиться степени контактирования сернистого ангидрида до 99,7% и уменьшить его содержание в выхлопных газах до приемлемых величин без дополнительной очистки.

          Проект содержит материально-тепловые расчеты процесса

ВВЕДЕНИЕ.

Производство серной кислоты отражает экономическое развитие страны. По разнообразию отраслей применения серная кислота занимает первое место среди важнейших продуктов химической промышленности. Её применяют почти во всех отраслях народного хозяйства: в химической и нефтяной, легкой и пищевой промышленности; в цветной металлургии, машиностроении, в сельском хозяйстве и пр. Основное количество серной кислоты в химической промышленности используется для производства минеральных удобрений, солей, пластических масс.

          В настоящее время перед сернокислотной промышленностью стоит задача повышения единичной мощности агрегатов по производству этого продукта при одновременном решении экологических проблем. Повышение мощности энерготехнологических агрегатов, работающих на элементарной сере,  позволяет добиться увеличения эффективности производства и снижения себестоимости продукта, а внедрение системы двойного контактирования с промежуточной адсорбцией и применение высокоактивных катализаторов позволило повысить степень окисления SO₂ в SO₃ от 97.5-98% до 99.7-99.9 % в результате чего примерно в 8 – 10 раз снизилось содержание диоксида серы в выхлопных газах. В перспективе внедрение систем  с тройным контактированием, работающих под давлением 3 МПа.

          Современные отечественные сернокислотные заводы по своему техническому уровню, экономической эффективности и экологическому совершенству не уступают лучшим зарубежным аналогам. 

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ.

2.1. Характеристика производимой продукции.

          Серная кислота является одним из важнейших продуктов неорганического синтеза и имеет разнообразное применение в различных отраслях промышленности. Широкое применение H₂SO₄  связано, прежде всего с ее химическими свойствами. Серная кислота одна из самых активных неорганических кислот. Она применяется в производстве минеральных удобрений, солей, кислот,  в органическом синтезе, нефтехимии, металлургии при травлении металлов и прочее.

          Химический состав серной кислоты выражается формулой H₂SO₄.

          Валентно-структурная формула серной кислоты:  H – O       O

                                                                                                  S

                                                                                      H – O      O

Относительная молекулярная масса серной кислоты  98.08 у.е.

Серную кислоту следует рассматривать как соединение одной молекулы триоксида серы  SO₃  (ангидрид серной кислоты) с одной молекулой воды; безводная серная кислота     содержит              81,63%  SO₃ и

18,37 % Н₂О. Если в смеси на 1 моль   SO₃   приходится больше 1    моля Н₂О, то такая смесь является водным раствором серной кислоты. Смесь, в которой  на 1 моль   SO₃   приходится меньше  1  моля Н₂О представляет собой раствор триоксида серы в серной кислоте и называется олеумом.

          Состав водных растворов серной кислоты характеризуется массовой долей моногидрата H₂SO₄,  состав олеума  - содержанием общего или свободного серного ангидрида.

          Выпускаемая цехом серная кислота и олеум должны соответствовать требованиям ГОСТ 2184-77.  По физико-химическим показателям серная кислота должна соответствовать требованиям, представленным в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Требования к серной кислоте и олеуму.

№	Наименование показателя	Норма
		Контактная			Олеум
		Улучшеная	Техническая		Улучшеный	Технический
			1 сорт	2 сорт	Высшая категория качества	1-ая категория качества
1	Массовая  доля моногидрата  H2SO4	92.5-94.0	Не менее 92.5		Не нормируется
2	Массовая доля свободного серного ангидрида (SO3)	_	_	_	24	19
3	Массовая доля  железа, Fe2O3,%, не более	0.006	0.02	Не норм.	0.006	Не норм
4	Остаток после прокаливания,% ,не  более	002	0.05	Не норм	0.02	Не норм
5	Массовая доля оксидов азота,% не более	0.00005	Не нормируется		0.0002	Не норм
6	Массовая доля  мышьяка,% не более	0.00008	Не нормируется		0.00008	Не норм.
7	Массовая доля хлористых соединен, % ,не более	0.0001	Не нормируется		Не нормируется
8	Массовая доля  свинца,% не более	0.001	Не нормируется		0.0001