Лекция №7. Технология серной кислоты. План: 1 Применение и свойства серной кислоты

Подготовка к контактному окислению газа, полученного при сжигании серы, значительно проще. Сера не содержит примесей, которые при ее сжигании могли бы стать каталитическими ядами. Поэтому очистка газа заключается лишь в его осушке и охлаждении до температуры зажигания катализатора. В связи с отсутствием громоздкой очистной аппаратуры схемы производства серной кислоты из серы называют «короткими».

7.7 Контактное окисление диоксида серы.

Реакция (3) окисления сернистого ангидрида SO2 + 0,5О2 ↔ SO3 + Q (3) характеризуется очень высоким значением энергии активации и поэтому практическое ее осуществление возможно лишь в присутствии катализатора. В промышленности применяются катализаторы на основе пентоксида ванадия V2O5. БАВ (бариевая алюмованадиевая КМ), СВД (сульфованадатдиатомитовая КМ), СВС (сульфованадатсиликогелевая КМ), КС (кипящий слой), в составе которых примерно 8% V2O5, нанесенного на пористый носитель.

Каталитическую активность в этой реакции проявляют и другие соединения, прежде всего платина. Однако платиновые катализаторы чрезвычайно чувствительны даже к следам мышьяка, селена, хлора и других примесей и поэтому постепенно были вытеснены ванадиевыми катализаторами.

Каталитическую активность проявляет также оксид железа (III) Fe2O3, однако лишь в области высоких температур. Каталитической активностью Fe2O3, входящего в состав огарка, можно объяснить наличие в обжиговом газе, выходящем из печей КС, небольших количеств триоксида серы. Реакция окисления диоксида серы — обратимая экзотермическая. При 500 °С тепловой эффект реакции ∆Н = -94,23 кДж/моль.

Скорость реакции повышается с ростом концентрации кислорода, поэтому процесс в промышленности проводят при его избытке. Например, при получении серной кислоты из колчедана состав газа, подаваемого на контактное окисление, поддерживают таким (в объемных долях, %): SО2 — 7-9; О2 — 9-11; N2 — 82. Таким образом, для осуществления реакции с высокой скоростью кислород берут почти в трехкратном избытке по отношению к стехиометрическому количеству. Для этого более концентрированный обжиговый газ (14—15% SО2) разбавляют воздухом перед стадией контактного окисления.