Эксперт в учебе
+7 (495) 215-28-14
Кривоколенный переулок, д. 5 строение 4, офис 239, этаж 2
Вход только в медицинской маске.

Составить материальный и тепловой балансы контактного аппарата для окисления SO2 в SO3 в производстве H2SO4 производительностью 30 тыс. м3/ч

Тип работы
курсовая работа
Группа предметов
Химия
Предмет
Химические технологии
Страниц
30
Год сдачи
2013
Оглавление
Введение 1. Технико-экономическое обоснование способа производства серной кислоты 2. Физико-химические основы контактного способа производства серной кислоты 3. Технологическая схема производства серной кислоты контактным способом 4. Расчетная часть 4.1 Исходные проектные данные 4.2 Расчет материального баланса окисления SО2 в SО3 4.3 Расчет теплового баланса 4.4 Расчет контактного аппарата 4.4.1 Определение оптимальной температуры контактирования 4.4.2 Расчет времени контактирования 4.4.3 Расчет объема контактной массы Заключение Литература
Введение

ВВЕДЕНИЕ Серная кислота – один из тех продуктов, которые при современном состоянии химической промышленности вырабатываются в огромных количествах; если перефразировать известные слова Дюма, то можно до известной степени судить о промышленной мощности страны по количеству вырабатываемой в ней серной кислоте [1]. Действительно серная кислота является существенным реагентом во всех видах химической промышленности; она служит для производства суперфосфатов, для изготовления других кислот и для их концентрации. Она применяется при производстве сернокислотных солей, главным образом сульфата аммония, при декапировании металлов, при сульфировании и нитрации органических соединений, а следовательно, при производстве органических красителей, взрывчатых веществ и т. п. Еще задолго до империалистической войны производство серной кислоты непрерывно росло; оно следовало за развитием химической промышленности и в свою очередь способствовало дальнейшему развитию[3]. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Разраб. Литер Лист Листов Проверил У 4 Н контр. Зам. Упр. Главным сырьем для производства серной кислоты служит: а) Серный колчедан. Минерал сравнительно распространенный. В РФ серный колчедан добывается преимущественно на Урале, где известны крупные месторождения Красноуральского комбината (Ново-Левинский, Красногвардейский, Андреевский и Спассосерноколчеданный рудники). Колчедан Ново- Левинского рудника содержит в среднем 43% S, 45% Fe, 0,51% Сu и 0,52% Zn[2]. Колчедан Красногвардейского рудника содержит 33 - 51% S, 0,35 – 1,25% Сu и до 0,7% Zn. Колчедан Калатинского месторождения содержит в среднем 47% S, 2 - 3% Сu.; Белореченского рудника - 47% S и 0,4 – 1,6% Сu. Из других категорий сырья для серной кислоты указываются: б) Элементарная сера – ею пользуются как сырьем для производства серной кислоты либо в местностях, где сера обходится очень дешево (США, Италия), либо в тех случаях, когда хотят получить серную кислоту особой чистоты. По добыче элементарной серы на первом месте стоят США и Италия. На все остальные страны приходится лишь сравнительно малая часть мировой добычи серы[5]. в) Металлургические газы от обжига сульфидных руд (железный и медный колчеданы, цинковая обманка); их удельный вес как сырья для серной кислоты очень значительный[17]. г) Отработанная газоочистительная масса – используется как сырье для сернокислотного производства в тех странах, где развито сухое обессеривание светильного и коксового газов[6]. д) Сероводород. Сероводород содержат большинство имеющихся горючих газов. Содержание Н2S в данных газах, согласно нормативной документации, не должно превышать 20 мг/м3, поэтому их очищают промывкой поглотительными растворами. До 90% сероводорода выделяется при нагревании такого раствора. Полученный таким способом сероводород применяется для получения газовой серы, а также серной кислоты[4]. При сжигании 1/3 общего объема количества сероводорода в воздухе образуется SО2, в этом заключается процесс получения серы из сероводорода. Далее к полученному газу добавляют оставшиеся количество сероводорода и на катализаторе проводят процесс восстановления сероводорода до серы, при этом пары которой образовались, затем конденсируют. Безводная серная кислота (моногидрат) — представляет собой тяжелую маслянистая жидкость (плотность при 20°С составляет 1830 кг/м3; температура кипения колеблется в пределах около 296,2°С при атмосферном давлении; температура кристаллизации безводной серной кислоты составляет 10,45°С)[7]. Со значительным выделением теплоты, так как образуются гидраты, безводная серная кислота смешивается с водой в любых соотношениях. В серной кислоте достаточно хорошо растворяется оксид серы. Полученный раствор, называется олеумом, его состав характеризуется содержанием свободного SО3(100%-я H2SO4). Серная кислота, выпускаемая из производства, обычно загрязнена различными примесями. Эти примеси попадают в серную кислоту из сырья, из которого она вырабатывается, или заносятся в нее в процессе производства в результате изнашивания оборудования[8]. Серная кислота, как товарный продукт выпускается в виде нескольких сортов, отличающихся между собой различным содержанием SО3 и примесей. Качество каждого из выпускаемых продуктов-стандартов зависит от условий производства и требований , которые предъявляются потребителями. Стандарты серной кислоты, выпускаемой в РФ, и их основные показатели приведены в табл. 1[12]. Таблица 1 – Стандарты серной кислоты Стандарта серной кислоты Содержание в % Н2SО4 NО + NО2 Камерная Не менее 65 Не более 0,01 Башенная Не менее 75 – 76,5 Не более 0,02 Купоросное масло Не менее 92,5 - Олеум 18,5 – 20 свободного SО3 - Кроме того, для наполнения аккумуляторов выпускается особый сорт контактной кислоты под названием аккумуляторной. Содержание Н2SО4 в ней должно быть 92 -93%, железа не более 0,015%, мышьяк должен отсутствовать. Сверх этого аккумуляторная кислота должна удовлетворять еще ряду требований: она должна быть прозрачной, не должна содержать примесей органических веществ, металлов, хлора и азотной кислоты[10]. В зависимости от потребителя к товарной кислоте предъявляются в отдельных случаях и другие требования. Так, олеум, предназначаемый для нитрующих смесей, должен содержать свободного SО3 не менее 20%, железа не более 0,04% и твердого остатка после прокаливания не более 0,15%. Купоросное масло, предназначенное для нужд пищевой промышленности и промышленности искусственного волокна, не должно содержать мышьяка и окислов азота[15]. Стандарты на серную кислоту, как и на другие продукты промышленности, систематически пересматриваются в связи с изменяющимися условиями производства и требованиями потребителей.

Заключение

В ходе курсового проекта, ознакомившись с существующими схемами и оборудованием контактного отделения, выбрана схема ДК-ДА. Схема двойного контактирования и двойной абсорбции обладает возможностью достижения высокой степени контактирования (99,5 – 99,8%) и уменьшением размеров контактного аппарата и абсорберов за счет повышения концентрации газа. Рассмотрены различные конструкции контактных аппаратов. Выбран контактный аппарат с выносными теплообменниками. Выполнен расчет материального и теплового балансов схемы получения серной кислоты. Выполнен расчет основного оборудования. Контактный аппарат диаметром 6 м и высотой 15 метров имеет 5 слоев ванадиевого катализатора. Общая высота слоев равна 1,532 м. Рассчитаны температуры по каждому слою по участкам.

Список литературы

ЛИТЕРАТУРА 1. Амелин А.Г. Технология серной кислоты. Учеб. пособие для вузов. - М.: Химия, 1971. - 496с. 2. Васильев Б.Т., Отвагина М.И. Технология серной кислоты.- М.: Химия, 1985. - 384с., ил. 3. Справочник сернокислотчика. / Под редакцией К.М.Малинина – М.: Химия, 1971. – 744с. 4. Справочник химика./ Под ред. Никольского Б.П., т. III. – М. – Л.: Химия, 1964. – 1008 с. 5. Соколов Р.С. Химическая технология:Учеб.пособие для студ. высш.учеб.заведений: В 2т. Т.1: Химическое производство в антропогенной деятельности. Основные вопросы химической технологии. Производство неорганических веществ.- М: Гуманит.изд.центр ВЛАДОС, 2000.- 368с. 6. Общая химическая технология. В 2 ч./Под ред. М.П.Мухленова. Учебник для вузов. Ч. I. Теоретические основы химической технологии. Изд. 3-е, перераб и доп. – М.: Высш.шк., 1977. – 288с., ил. 7. Автоматизация управления сернокислотным производством/ Бернштейн И.М., Васильев Б.Т., Голант А.И.- М: Химия, 1975.-248с. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Разраб. Литер Лист Листов Проверил У 38 Н контр. Зам. Упр. 8. Дыбина П.В., Соловьева А.С., Вишняк Ю.И. Расчеты по технологии неорганических веществ: Учеб.пособие для вузов/ Под ред.П.В.Дыбиной.- М.: Высш.шк., 1967.- 523с. 9. Расчёты по технологии неорганических веществ. Учебное пособие для вузов. Изд. 2-е, перераб./ Под редакцией проф. М.Е. Позина. - Л.: Химия, 1977. – 496с. 10. Серов А.Н. Проектирование аппаратуры заводов неорганических веществ: Учеб. пособие. – Л.: СЗПИ, 1986. – 64с. 11. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов. / Под ред. Романкова П.Г. 9-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1981. – 560с., ил. 12. Краткий справочник физико-химических величин. Издание десятое, испр. и дополн./Под ред. Равделя А.А. и Пономаревой А.М. – СПб.: «Иван Фёдоров», 2003. – 240 с., ил. 13. Кутепов А.М. Общая химическая технология: Учебник для вузов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. – 528 с. 14. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю. И. Дытнерского, 2-е- изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991.-496 с. 15. Справочник химика. Т.2. – М.: Химия, 1966 – 1072 с. 16. Природная сера. // Под ред. Менковского М.А. -М.: Химия, 1972. 17. Криворот А.С. Конструкции и основы проектирования машин и аппаратов химической промышленности: Учеб. для средних специальных учеб. заведений.- М.: Машиностроение, 1992. – 398с. 18. Шварцштейн Я. Кузьмин Г. А. Получение сернистого газа из элементарной серы. М., «Химия», 1972.

Горят сроки, а работа ещё не готова?

Заполните небольшую форму заказа и мы сможем помочь вам сдать работу в оговоренные сроки!