Күкірт қышқылын жанасу әдісімен өндіру

Газдарды тазарту. 
Жанасу жүйесіне түсетін газ құрамында катализаторды уландыратын тозаң 
және 
Al
2
O
3
, 
SeO
2
және т.б қоспалар болады. Қоспалар катализатор активтілігін төмендетеді.
Зиянды 
қоспалардан тазарту үшін құрғақ электр сүзгіштен өткен соң ыстық күйінде (275-425
0
С) газ 
қоспаларын 60-75%-ті күкірт қышқылымен жуып, оны ары қарай тағы да 25-40%-ті қышқылмен 
жуады. Газ температурасы 30-40
0
С дейін төмендейді. Осының әсерінен газ құрамындағы
тозаң қалдығынан 
мышьяк және селен, күкірт ангидриді және т.б қоспалардан тазартылады. Газ салқындағанда 
күкірт 
ангидридінің көпшілігі бу қалпында күкірт қышқылын түзіп, газ құрамында тұман түрінде
болады. 
Газды тұманнан тазарту үшін ылғалды электросүзгішке бағыттайды. Ылғалды 
электросүзгіште мышьяк, селен қоспалардан, тұман қалпында күкірт қышқылы газдан 
толық бөлінеді. Тазартылған газды құрғату үшін газ құрғатқышқа 93-95% күкірт қышқылымен 
жанастырады. Бұл гетерогенді процесс, демек оның 
жылдамдығы 
газ 
бен
сұйықтықтың 
жанасу 
бетінің 
ұлғаюына 
қарай артады. Құрғатқыш мұнараның 
үстіңгі жағынан үнемі сұйықтық құйылып тұрады. Мұнараның астыңғы жағынан үздіксіз газ келіп 
тұрады. Сұйықтық пен газ бір-біріне қарама-қарсы бағыттағы ағыспен қозғалады. Қарама-қарсы 
ағыс кезінде мұнарадан шығып бара жатқан газ мұнараға келе жатқан суды көп мөлшерде қосып
алуға бейім, әрі концентрлі қышқылмен әрекеттеседі. Сондықтан газдың кебу дәрежесі жоғары 
болады. Осындай тазартылып құрғатылған газ жанасу бөліміне түседі. Күкірт диоксидін жанасу 
әдісімен тотықтыру. 
Күкірт диоксидін катализатордың қатысуымен тотықтыру күкірт қышқылын өндіру процесінің 
негізгі сатысы 
болып 
есептелінеді. Күкірт
диоксидінің үш оксидіне тотығуы 
гетерогенді
катализдік эгзотермиялық процесс. 
2
SO
2 

O
2 

2
SO
3 
+169 кДж (500
0
С ) 
Процесс қайтымды және процесс нәтижесінде газ көлемі азаяды. Сондықтан Ле-Шателье 
принципіне сәйкес тепе-теңдікті оңға қарай ығыстыру үшін температураны төмендетіп, қысымды 
жоғарылату қажет. Бірақ газ қоспаларының құрамындағы SO
2
және O
2
аз шамада, ал N
2
- 
тым көп 
шамада болғандықтан қысымды жоғарылатуға тигізетін әсерінен, қысымды жоғарылатуға 
жұмсалатын энергияның, қондырғының құны жоғары болады, сондықтан қысымды көтеру қажетсіз. 
Процеске температураның 
тигізетін әсері ерекше. Ванадийлі 
контакт массасын қолданғанда бастапқы температура 580-
600
0
С-дан 450-400
0
С дейін төмендейді. 
SO
2
-
тотығуының жылдамдығы қолданатын катализатор активтілігіне тәуелді. Катализатор 
ретінде: 1) 
платина; 2) темір оксиді; 3) ванадий (V) оксиді қолданылады. Ең активті катализатор платина, 
бірақ құны жоғары және оңай уланып, активтілігі төмендейді. Темір оксидінің құны төмен, әрі 
мышьякпен уланбайды, катализатордың активтілігі тек қана 625
0
С басталады. 
Ванадий катализаторының активтілігі платинадан 
төмен болғанымен құны да арзан, 
мышьякпен 
улануы платинамен 
салыстырғанда 
бірнеше мың есе аз. Қазіргі кезде еліміздегі 
күкірт 
қышқылы заводында тек қана құрамында 7%-ті V
2
O
5
қолданылады. Проматор ретінде сілтілік 
металдардың оксиді қолданылады. Түйірлі катализатордың мөлшері 5 мм шамасында болады. 
Күкірт газының тотығу теңдеуінің кинетикасын Г.К. Боресков шығарған. Мұндағы: К-реакциялардың 
жылдамдылық константасы; 
, 
, 
-
реакцияласушы заттардың концентрациясы; 
-
тепе-теңдіктегі 
-
концентрациясы; 
-
нің тотығуы бірнеше сатыдан тұрады. 
1. 
Реакцияласушы компоненттердің катализатор бетіне диффузиялануы; 
2. 
және 
катализатор бетіне абсорбциялануы; 
3. 
Катализатор бетінде 
және 
молекулалары реакцияласып, абсорбцияланған SO
3
молекуланың түзілуі. 
SO
3
десорбцияланып катализатор бетінен газ фазасына диффузияланады
.
Егер катализатор 

түйірлі ірі, температура тым жоғары болса, жалпы процесс жылдамдығы диффузия жылдамдығымен 
анықталады. Егер катализатор түйірі ұсақ, температура төмен болса, SO
3
концентрациясы жоғары 
болады. Процесс жылдамдығы оттектің абсорбциялану сатысымен анықталады.

жүктеу/скачать 1,33 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: