8-Дәріс Бейорганикалық заттардың өндірісі

Бақылау сұрақтары

1. 
   Азот қышқылы өндірісінің шикізаты не? Оған қойылатын талаптар қандай?
   
2. 
   Сұйытылған азот қышқылын алудың химиялық жəне принципиалдық сызбанұсқаларын құрыңдар.
   
3. 
   Аммиактың тотығу реакцияларының термодинамикалық сипаттамаларына сəйкес қандай реакция термодинамикалық мүмкін?
   
4. 
   Жанасу уақыты деген не? Ол неге тəуелді?
   
5. 
   Аммиакты тотықтыру үшін қандай катализаторлар қолданылады? Газдық қоспада қандай бөгде заттар катализаторлардың улары болып табылады?
   
6. 
   Нитрозды газдардың абсорбциялану сатысында сұйытылған азот қышқылының түзілу механизмі қандай? Азот диоксидінің сіңірілу дəрежесі қандай технологиялық параметрлерімен анықталады?
   
7. 
   Сұйытылған азот қышқылы өндірісінде абсорбциялық аппаратқа қойылатын талаптар қандай?
   
8. 
   Су тартқыш заттарды қолдану арқылы азот қышқылын концентрлеудің негізі неде?
   

КҮКІРТ ҚЫШҚЫЛЫН ӨНДІРУ

Күкірт қышқылының қасиеті, қолданылуы жəне өндіру əдістері

Таза күкірт қышқылы (100%) түссіз май тəрізді сұйық зат. Ол 10,4⁰C температурада кристалдық зат болып қатады. Ал 296,2⁰C температурада қайнайды. Күкірт қышқылы суда ерігенде 1 моль 36 кДж жылу бөліп шығарады, өйткені ол сумен гидрат түзеді. Кейбір гидраттар ерітіндіден қатты күйде бөлініп шығарылған:
H₂SO₄•2H₂O, H₂SO₄•4H₂O
Құрамындағы қоспаларға жəне концентрациясына байланысты күкірт қышқылы үш түрге бөлінеді:

1. 
   Техникалық Н₂SO₄ (купорос майы) – 92,5 %.
   
2. 
   Олеум 18,50% SO₃ моногидрат құрамында бос қалпында болады, мұнара қышқылы 75% H₂SO₄ (нитроза əдісімен өндірілген).
   
3. 
   Аккумулятор күкірт қышқылы 92-94% H₂SO₄.
   

Қышқыл құрамында Mn, Fe, As, CІ иондары, азот оксидтері жəне
т.б. қоспалар болмауы керек, егер аз мөлшерде болса аккумуляторды зарядтағанда тотығу-тотықсыздану үдерісі жүреді, электродтар бұзылады жəне электр тогы артық мөлшерде жұмсалады.
Реактивті күкірт қышқыл маркалары: «ХЧ», «ЧДА», «Ч» 92-94% күкірт қышқылы контакт əдісімен платина немесе кварцтық аппараттарында өндіріледі.
Қолданылуы: H₂SO₄ химия өнеркəсібінде ең көп өндірілетін реактив. Күкірт қышқылы активті жəне құны төмен болғандықтан, өнеркəсіп орындарында əртүрлі мақсатта қолданылады. Құрамында сутек жəне оттек бар органикалық қосылыстардан (клетчатка, қант) суды тартып алу үшін техникада пайдаланады.
Минералдық тыңайтқыштар, металл өңдеу жəне қопарылғыш заттар өндірісінде көп қолданылады. Осы сияқты керосин, мұнай майларын коксохимия өндірісінің өнімдерін тазартуға (бензол, толуол), түрлі купоросты жасауда, бояу өндірісінде жəне т.б. қолданылады.
Күкірт қышқылын өндіру əдістері. Х ғасырда алғаш рет 940 л күкірт қышқылын табиғи купорос сланцесымен темір купорос қоспасын қыздыру арқылы өндірген, осы себептен өндірісте техникалық купорос майы деп аталады. ХV ғасырда күкірт қышқылын камерада күкірт пен селитра қоспасын өртеу арқылы өндіре бастады. Осы əдісті «камера» немесе «нитроза» əдісі деп атайды.
Қазіргі кезде күкірт қышқылын: контакты жəне нитроза əдістері сияқты негізгі екі əдіспен өндіреді .
Күкірт қышқылын өндіру үшін өнеркəсіпте, алдымен күкірт ангидридін (SO₃) алады. Өнеркəсіпте өндірілетін газ күкіртті ангидрид (SO₂) күрделі қоспа, құрамында күкірт ангидридтен басқа: азот, оттек жəне т.б. қоспалар болады.
Күкіртті газды өндіру. Күкіртті газды өндіуге шикізат ретінде құрамында күкірті бар табиғи минералды немесе өндіріс қалдықтары қолданылады. Концентрациясы 45% күкірт қышқылын колчеданнан, 25%-ы күкірттен, 25%-ы əртүрлі өндірістен шығатын күкіртті газдан, 5% əртүрлі шикізаттан алады.
Күкірт табиғатта негізінен үш: 1) бос түріндегі күкірт (самород), 2) сульфидтік кендерінде, 3) сульфаттар: CaSO₄ 2H₂O – гипс, CaSO₄ – ангидрид, Na₂SO₄•10H₂O – мирабиллит жəне т.б. түрде кездеседі
Қазіргі кезде күкіртті газды өндіруге негізгі шикізат ретінде күкірт колчеданын (FeS₂) қолданады. Күкірт мөлшері 35-50%-ға дейін болады. Кен орындары: Орал, Кавказ жəне Орта Азия республикаларында орналасқан.
Күкіртті газдың басқа да көздері бар, олар: түсті металлдар сульфидін күйдіргенде күкіртті газ бөлінеді. Мұнай өнімдерін өңдегенде, көмірді кокстегенде жəне генератор газдарын өңдегенде көп мөлшерде күкіртті сутек бөлінеді. Күкірт сутек – күкіртті газдың ерекше көзі.
2H₂S + 3O₂ 2H₂O + 2SO₂
Элементарлы күкірт – күкіртті газ өндіруге өте құнды шикізат. Элементарлы күкірт табиғатта бос күйінде кездеседі немесе мыс өндіргенде, газдарды тазартқанда жартылай өнім ретінде өндіріледі. Элементарлы күкірт колчеданнан қымбат жəне басқа да өнеркəсіптерде құнды шикізат ретінде қолданылады.
Күкірт колчеданын күйдіріп күкіртті газды өндіру. Күкірт оксидін алу үшін күкірт колчеданын күйдіреді:
4FeS_{2 +} 11O₂ 2Fe₂O₃ + 8SO₂ +Q ɨɝɚɪɨɤ
Колчеданды күйдіру үдерісі – тізбекті жəне параллельді химиялық реакциялардан тұратын күрделі үдеріс. Колчедан 500⁰С температураға дейін қыздырғанда пирит диссоцияланып, темір(ІІ) сульфидін жəне күкірт түзеді:
2FeS₂ 2FeS + S₂
Күкірт газ фазасында тез күйіп, күкіртті газға айналады:
S₂ + 2O₂ 2^SO₂ + Q
Температура одан əрі жоғарылағанда темір сульфиді тотығады:
4FeS + 7O₂ 2Fe₂O₃ + 4SO₂ + Q
Флотацияланған колчедан өртенгенде пириттен басқада оның құрамындағы металл сульфидтері тотығып, сол металдардың оксидтерін түзеді. Мысалы, мышьяк жəне селен (Al₂O₃, SeO₂) газ қалпында күкіртті газ құрамында «күйдіргіш газ» араласады. Күкіртті газ құрамында: 79%-ын N₂; 5,1%-ын Н₂О; 2%-ын О₂; 0,1%-ын SО₃ жəне огарок тозаңы болады.
Пириттің жануы – ішкі диффузия саласында жүретін гетерогенді үдеріс, сондықтан пириттің жану жылдамдығы мына теңдеумен сипатталады:

жүктеу/скачать 401,64 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: