100 समाधान समाधान
0 40 80 20 60 100
एकाग्रता एकाग्रता
H2SO4,% SO3 (मुक्त),%
प्रक्रिया के तकनीकी मोड को चुनते समय, और व्यक्तिगत उपकरणों, पाइपलाइनों आदि को डिजाइन करते समय सल्फ्यूरिक एसिड के गुणों को ध्यान में रखा जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, एक खुले क्षेत्र में एक कार्यशाला रखते समय, थर्मल प्रदान करना आवश्यक है पाइपलाइनों का इन्सुलेशन जिसके माध्यम से सल्फ्यूरिक एसिड समाधान पर्याप्त रूप से उच्च तापमान क्रिस्टलीकरण के साथ घूमते हैं। वाष्प और तरल पदार्थों के चरण संतुलन आरेख को ध्यान में रखते हुए, सल्फर ट्राइऑक्साइड अवशोषण चरण को पूरा करने के लिए शर्तों का सही ढंग से चयन करना संभव हो जाता है, जो उच्च स्तर के अवशोषण को सुनिश्चित करता है और सल्फ्यूरिक एसिड धुंध के गठन जैसे दुष्प्रभावों को रोकता है।
सल्फ्यूरिक एसिड और इसकी विधियों के लिए कच्चे माल
प्राप्त करना।
सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए प्रारंभिक अभिकर्मक मौलिक सल्फर और सल्फर युक्त यौगिक हो सकते हैं, जिनसे सल्फर या सल्फर डाइऑक्साइड प्राप्त किया जा सकता है।
परंपरागत रूप से, कच्चे माल के मुख्य स्रोत सल्फर और आयरन (सल्फर) पाइराइट हैं। लगभग आधा सल्फ्यूरिक एसिड सल्फर से प्राप्त होता है, एक तिहाई पाइराइट से। कच्चे माल के संतुलन में एक महत्वपूर्ण स्थान अलौह धातु विज्ञान से ऑफ-गैसों द्वारा कब्जा कर लिया जाता है, जिसमें सल्फर डाइऑक्साइड होता है।
इसी समय, निकास गैसें सबसे सस्ता कच्चा माल हैं, पाइराइट्स के थोक मूल्य भी कम हैं, जबकि सल्फर सबसे महंगा कच्चा माल है। इसलिए, सल्फर से सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन को आर्थिक रूप से व्यवहार्य बनाने के लिए, एक ऐसी योजना विकसित की जानी चाहिए जिसमें इसके प्रसंस्करण की लागत पाइराइट्स या अपशिष्ट गैसों के प्रसंस्करण की लागत से काफी कम हो।
सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में कई चरण शामिल हैं। पहला चरण सल्फर युक्त कच्चे माल के ऑक्सीकरण (भुना हुआ) द्वारा सल्फर डाइऑक्साइड का उत्पादन होता है (इस चरण की आवश्यकता तब समाप्त हो जाती है जब अपशिष्ट गैसों को कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है, क्योंकि इस मामले में सल्फाइड भूनना अन्य चरणों में से एक है। तकनीकी प्रक्रियाएं)। अगला चरण सल्फर ऑक्साइड (IV) का सल्फर ऑक्साइड (VI) में रूपांतरण है। इस ऑक्सीकरण प्रक्रिया को एक बहुत ही उच्च सक्रियण ऊर्जा की विशेषता है, जिसे आमतौर पर उत्प्रेरक के उपयोग की आवश्यकता होती है ताकि इसे कम किया जा सके। SO2 से SO3 के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया कैसे की जाती है, इस पर निर्भर करते हुए, सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए दो मुख्य तरीके हैं।
सल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त करने के लिए संपर्क विधि में, SO2 से SO3 के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया ठोस उत्प्रेरक पर की जाती है।
सल्फर ट्राइऑक्साइड को प्रक्रिया के अंतिम चरण में सल्फ्यूरिक एसिड में परिवर्तित किया जाता है - सल्फर ट्राइऑक्साइड का अवशोषण, जिसे प्रतिक्रिया समीकरण द्वारा सरल बनाया जा सकता है:
SO3 + H2Oà H2SO4
नाइट्रस (टॉवर) विधि के अनुसार प्रक्रिया को अंजाम देते समय, नाइट्रोजन ऑक्साइड का उपयोग ऑक्सीजन वाहक के रूप में किया जाता है।
सल्फर डाइऑक्साइड का ऑक्सीकरण तरल चरण में किया जाता है और अंतिम उत्पाद होता है गंधक का तेजाब:
SO2 + N2O3 + H2O → H2SO4 + 2NO
वर्तमान में, उद्योग मुख्य रूप से सल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त करने के लिए संपर्क विधि का उपयोग करता है, जिससे अधिक तीव्रता वाले उपकरण का उपयोग करना संभव हो जाता है।
सल्फर प्राप्त करने की संपर्क विधि
एसिड
दो प्रकार के कच्चे माल से संपर्क विधि द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त करने की प्रक्रिया पर विचार करें: सल्फ्यूरिक (लौह) पाइराइट और सल्फर।
रसीदएच2 इसलिए4 पाइराइट्स से।
प्रक्रिया का पहला चरण सल्फर डाइऑक्साइड युक्त रोस्टिंग गैस प्राप्त करने के लिए कच्चे माल का ऑक्सीकरण है। कच्चे माल के प्रकार के आधार पर, एक्ज़ोथिर्मिक रासायनिक फायरिंग प्रतिक्रियाएं होती हैं:
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (I)
एस + ओ 2 एसओ 2 (द्वितीय)
जब प्रतिक्रिया (I) आगे बढ़ती है, तो गैसीय प्रतिक्रिया उत्पाद SO2 के अलावा, एक ठोस उत्पाद Fe2O3 बनता है, जो धूल के रूप में गैस चरण में मौजूद हो सकता है। पाइराइट में विभिन्न अशुद्धियाँ होती हैं, विशेष रूप से आर्सेनिक और फ्लोरीन यौगिकों में, जो फायरिंग प्रक्रिया के दौरान गैस चरण में चली जाती हैं। सल्फर डाइऑक्साइड के संपर्क ऑक्सीकरण के चरण में इन यौगिकों की उपस्थिति उत्प्रेरक की विषाक्तता का कारण बन सकती है। इसलिए, पाइराइट्स भूनने के चरण के बाद प्रतिक्रिया गैस को संपर्क ऑक्सीकरण (दूसरे चरण) के लिए तैयारी के चरण में निर्देशित किया जाना चाहिए, जिसमें उत्प्रेरक जहर से शुद्धिकरण के अलावा, जल वाष्प (सुखाने) की रिहाई भी शामिल है, साथ ही साथ उप-उत्पादों (Se और Te) के उत्पादन के रूप में।
यदि गंधक को जलाने से भूनने वाली गैस प्राप्त होती है, तो उसे अशुद्धियों से साफ करने की आवश्यकता नहीं है। तैयारी के चरण में केवल गैस सुखाने और गर्मी की वसूली शामिल होगी।
तीसरे चरण में, सल्फर डाइऑक्साइड के संपर्क ऑक्सीकरण की एक प्रतिवर्ती एक्ज़ोथिर्मिक रासायनिक प्रतिक्रिया होती है:
SO2 + 1/2O2 SO3 (III)
प्रक्रिया का अंतिम चरण सल्फर ट्राइऑक्साइड का सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड या ओलियम में अवशोषण है।
सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में सबसे महत्वपूर्ण कार्य SO2 के SO3 में रूपांतरण की डिग्री को बढ़ाना है। सल्फ्यूरिक एसिड की उत्पादकता बढ़ाने के अलावा, इस कार्य की पूर्ति हमें पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने की भी अनुमति देती है - पर्यावरण में हानिकारक घटक SO2 के उत्सर्जन को कम करने के लिए।
SO2 रूपांतरण को बढ़ाना विभिन्न तरीकों से प्राप्त किया जा सकता है। इनमें से सबसे आम दोहरे संपर्क और दोहरे अवशोषण (DKDA) योजनाओं का निर्माण है।
रसीदएच2 इसलिए4 सल्फर से।
सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में कच्चे माल मौलिक सल्फर और विभिन्न सल्फर युक्त यौगिक हो सकते हैं, जिनसे सल्फर या सीधे सल्फर ऑक्साइड प्राप्त किया जा सकता है।
देशी सल्फर के प्राकृतिक निक्षेप छोटे होते हैं। अक्सर, सल्फर प्रकृति में धातु सल्फाइड और सल्फेट्स के रूप में पाया जाता है, और यह तेल, कोयला और प्राकृतिक गैस का भी हिस्सा है। सल्फर की महत्वपूर्ण मात्रा ग्रिप गैसों और अलौह धातु विज्ञान गैसों में सल्फर ऑक्साइड के रूप में और दहनशील गैसों के शुद्धिकरण के दौरान निकलने वाले हाइड्रोजन सल्फाइड के रूप में होती है। इस प्रकार, सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए कच्चे माल काफी विविध हैं, हालांकि अब तक, मौलिक सल्फर और लौह पाइराइट मुख्य रूप से कच्चे माल के रूप में उपयोग किए जाते हैं। थर्मल पावर प्लांटों से निकलने वाली गैसों और कॉपर स्मेल्टिंग से निकलने वाली गैसों जैसे कच्चे माल के सीमित उपयोग को उनमें सल्फर ऑक्साइड की कम सांद्रता (4) द्वारा समझाया गया है। इसी समय, कच्चे माल के संतुलन में पाइराइट्स की हिस्सेदारी कम हो जाती है, और सल्फर की हिस्सेदारी बढ़ जाती है।
सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन की सामान्य योजना में, पहले दो चरण आवश्यक हैं - कच्चे माल की तैयारी और उनका दहन या भूनना। उनकी सामग्री और उपकरण महत्वपूर्ण रूप से कच्चे माल की प्रकृति पर निर्भर करते हैं, जो काफी हद तक सल्फ्यूरिक एसिड के तकनीकी उत्पादन की जटिलता को निर्धारित करता है।
1. आयरन पाइराइट।
प्राकृतिक आयरन पाइराइट एक जटिल चट्टान है जिसमें आयरन सल्फाइड FeS 2, अन्य धातुओं के सल्फाइड (तांबा, जस्ता, सीसा, आदि), धातु कार्बोनेट और अपशिष्ट चट्टान शामिल हैं। रूसी संघ में, उरल्स और काकेशस में पाइराइट जमा होते हैं, जहां इसे सामान्य पाइराइट के रूप में खानों में खनन किया जाता है। उत्पादन के लिए साधारण पाइराइट तैयार करने की प्रक्रिया का उद्देश्य मूल्यवान अलौह धातुओं को निकालना और आयरन डाइसल्फ़ाइड की सांद्रता को बढ़ाना है।
शुद्ध पाइराइट में 53.5% सल्फर और 46.5% आयरन होता है। सल्फर पाइराइट में, सल्फर सामग्री आमतौर पर 35 से 50% तक होती है, लोहा 30 से 40% तक, शेष अलौह धातु सल्फाइड, कार्बोनिक लवण, रेत, मिट्टी आदि होता है।
साधारण पाइराइट बनाने की योजनाचित्र में दिखाया गया है।
तैरने की क्रिया
| नस्ल |
| भौतिक संतुलन के आधार पर, खपत गुणांक की गणना की जाती है, उपकरणों के आयाम निर्धारित किए जाते हैं, और प्रक्रिया के तकनीकी मोड के मापदंडों के इष्टतम मूल्यों को स्थापित किया जाता है। 2. सल्फर। मौलिक सल्फर सल्फर अयस्कों या हाइड्रोजन सल्फाइड या सल्फर ऑक्साइड युक्त गैसों से प्राप्त किया जा सकता है। इसके अनुसार देशी सल्फर और गैस गांठ सल्फर को प्रतिष्ठित किया जाता है: देशी सल्फर अयस्क गैस सल्फर एच 2 एस गैसें रूसी संघ के क्षेत्र में देशी सल्फर का व्यावहारिक रूप से कोई जमा नहीं है। गैस सल्फर का स्रोत अस्त्रखान गैस घनीभूत क्षेत्र, ऑरेनबर्ग और समारा से जुड़े गैस क्षेत्र हैं। देशी अयस्कों से, सल्फर को भट्टियों, आटोक्लेव में या सीधे भूमिगत जमा (फ्रैश विधि) में पिघलाया जाता है। ऐसा करने के लिए, सल्फर को सीधे भूमिगत पिघलाया जाता है, कुएं में अत्यधिक गर्म पानी को मजबूर किया जाता है, और पिघला हुआ सल्फर को संपीड़ित हवा के साथ सतह पर निचोड़ा जाता है। देशी गंधक बनाने की योजना |
दहनशील और प्रक्रिया गैसों के शुद्धिकरण के दौरान निकाले गए हाइड्रोजन सल्फाइड से गैस सल्फर का उत्पादन एक ठोस उत्प्रेरक पर इसके अधूरे ऑक्सीकरण की प्रक्रिया पर आधारित होता है। निम्नलिखित प्रतिक्रियाएं होती हैं:
एच 2 एस + 1.5 ओ 2 \u003d एसओ 2 + एच 2 ओ
2H 2 S + SO 2 \u003d 2H 2 O + 1.5S 2
2एच 2 एस + ओ 2 \u003d एच 2 ओ + एस 2
3. हाइड्रोजन सल्फाइड.
विभिन्न दहनशील गैसें हाइड्रोजन सल्फाइड के स्रोत के रूप में काम करती हैं: कोक, जनरेटर, संबद्ध, तेल शोधन गैसें। उनके शुद्धिकरण के दौरान निकाली गई गैस में 90% तक हाइड्रोजन सल्फाइड होता है और इसके लिए विशेष उपचार की आवश्यकता नहीं होती है।
सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन की लागत में कच्चे माल का हिस्सा काफी बड़ा है। इसलिए, इस उत्पादन के तकनीकी और आर्थिक संकेतक उपयोग किए जाने वाले कच्चे माल के प्रकार पर महत्वपूर्ण रूप से निर्भर करते हैं। तालिका विभिन्न कच्चे माल से सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए मुख्य टीईसी दिखाती है (लौह पाइराइट पर आधारित उत्पादन संकेतक 100% के रूप में लिया जाता है)।
सल्फर के साथ पाइराइट के प्रतिस्थापन से निर्माण के लिए पूंजीगत लागत में कमी आती है और पर्यावरण की स्थिति में सुधार होता है, जिसके परिणामस्वरूप सिंडर के कचरे के ढेर को हटा दिया जाता है और वातावरण में विषाक्त पदार्थों के उत्सर्जन में कमी आती है। सल्फ्यूरिक एसिड के परिवहन में कठिनाइयों के कारण, सल्फ्यूरिक एसिड संयंत्र मुख्य रूप से इसके उपभोग के क्षेत्रों में स्थित हैं।
इसलिए, सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन रूसी संघ के सभी आर्थिक क्षेत्रों में विकसित किया गया है। इसके सबसे महत्वपूर्ण केंद्र हैं: श्चेल्कोवो, नोवोमोस्कोवस्क, वोस्करेन्स्क, डेरज़िंस्क, बेरेज़न्याकी, पर्म।
काम का अंत -
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रासायनिक प्रौद्योगिकी
उच्च व्यावसायिक शिक्षा के संघीय राज्य शैक्षिक संस्थान ... नोवगोरोडस्की स्टेट यूनिवर्सिटीयारोस्लाव द वाइज़ के नाम पर ...
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रासायनिक विज्ञान और विनिर्माण
3.1 रासायनिक प्रौद्योगिकी - रासायनिक उत्पादन का वैज्ञानिक आधार आधुनिक रासायनिक उत्पादन एक बड़े पैमाने पर, स्वचालित उत्पादन, बुनियादी है
एक विज्ञान के रूप में रासायनिक प्रौद्योगिकी की विशेषताएं
रासायनिक प्रौद्योगिकी सैद्धांतिक रसायन विज्ञान से अलग है, न केवल इसके अध्ययन के उत्पादन के लिए आर्थिक आवश्यकताओं को ध्यान में रखने की आवश्यकता से। सैद्धांतिक के कार्यों, लक्ष्यों और सामग्री के बीच
अन्य विज्ञानों के साथ रासायनिक प्रौद्योगिकी का संबंध
रासायनिक प्रौद्योगिकी कई विज्ञानों की सामग्री का उपयोग करती है:
रासायनिक कच्चे माल
कच्चा माल तकनीकी प्रक्रिया के मुख्य तत्वों में से एक है, जो काफी हद तक प्रक्रिया की दक्षता, प्रौद्योगिकी की पसंद को निर्धारित करता है। कच्चा माल प्राकृतिक सामग्री है
कच्चे माल के संसाधन और तर्कसंगत उपयोग
रासायनिक उत्पादों की लागत में कच्चे माल की हिस्सेदारी 70% तक पहुँच जाती है। इसलिए, उनके प्रसंस्करण और निष्कर्षण के दौरान संसाधनों और कच्चे माल के तर्कसंगत उपयोग की समस्या बहुत प्रासंगिक है। रासायनिक उद्योग में
प्रसंस्करण के लिए रासायनिक कच्चे माल की तैयारी
तैयार उत्पादों में प्रसंस्करण के लिए अभिप्रेत कच्चे माल को कुछ आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। यह संचालन के एक सेट द्वारा प्राप्त किया जाता है जो प्रसंस्करण के लिए कच्चे माल की तैयारी की प्रक्रिया को बनाते हैं।
खाद्य कच्चे माल को गैर-खाद्य और वनस्पति खनिजों के साथ बदलना।
कार्बनिक रसायन विज्ञान में प्रगति विभिन्न प्रकार के कच्चे माल से कई मूल्यवान कार्बनिक पदार्थों का उत्पादन करना संभव बनाती है। इसलिए, उदाहरण के लिए, एथिल अल्कोहल, सिंथेटिक के उत्पादन में बड़ी मात्रा में उपयोग किया जाता है
पानी का उपयोग, पानी के गुण
रासायनिक उद्योग पानी के सबसे बड़े उपभोक्ताओं में से एक है। लगभग सभी रासायनिक उद्योगों में विभिन्न प्रयोजनों के लिए जल का उपयोग किया जाता है। व्यक्तिगत रासायनिक उद्यमों में, पानी की खपत
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औद्योगिक पानी में निहित अशुद्धियों का हानिकारक प्रभाव उनकी रासायनिक प्रकृति, एकाग्रता, फैलाव की स्थिति, साथ ही पानी के उपयोग के एक विशेष उत्पादन की तकनीक पर निर्भर करता है। रवि
रासायनिक उद्योग में ऊर्जा का उपयोग
रासायनिक उद्योग में, विभिन्न प्रकार की प्रक्रियाएं होती हैं, जो या तो रिलीज से जुड़ी होती हैं, या लागत के साथ, या ऊर्जा के पारस्परिक परिवर्तनों के साथ होती हैं। ऊर्जा न केवल रसायन करने पर खर्च होती है
रासायनिक उद्योग द्वारा खपत की जाने वाली ऊर्जा के मुख्य स्रोत जीवाश्म ईंधन और उनके उत्पाद, जल शक्ति, बायोमास और परमाणु ईंधन हैं। ऊर्जा मूल्यविभाग
रासायनिक उत्पादन के तकनीकी और आर्थिक संकेतक
रासायनिक उद्योग के लिए, बड़े पैमाने पर सामग्री उत्पादन की एक शाखा के रूप में, न केवल प्रौद्योगिकी महत्वपूर्ण है, बल्कि इससे संबंधित आर्थिक पहलू भी महत्वपूर्ण है, जिस पर
रासायनिक उद्योग के अर्थशास्त्र की संरचना
आर्थिक दक्षता का आकलन करने के लिए महत्वपूर्ण ऐसे संकेतक हैं जैसे पूंजीगत लागत, उत्पादन लागत और श्रम उत्पादकता। ये संकेतक अर्थव्यवस्था की संरचना पर निर्भर करते हैं
रासायनिक उत्पादन की सामग्री और ऊर्जा संतुलन
एक नए उत्पादन का आयोजन करते समय या किसी मौजूदा की प्रभावशीलता का मूल्यांकन करते समय किए गए सभी मात्रात्मक गणनाओं के लिए प्रारंभिक डेटा सामग्री और ऊर्जा संतुलन पर आधारित होते हैं। इन
रासायनिक-तकनीकी प्रक्रिया की अवधारणा
रासायनिक उत्पादन की प्रक्रिया में, प्रारंभिक पदार्थ (कच्चे माल) को अंतिम उत्पाद में संसाधित किया जाता है। ऐसा करने के लिए, प्रतिक्रिया के लिए इसके हस्तांतरण के लिए कच्चे माल की तैयारी सहित कई संचालन करना आवश्यक है
रासायनिक प्रक्रिया
रासायनिक प्रक्रियाओं को एक रासायनिक रिएक्टर में किया जाता है, जो उत्पादन प्रक्रिया का मुख्य उपकरण है। एक रासायनिक रिएक्टर का डिजाइन और इसके संचालन का तरीका दक्षता निर्धारित करता है
एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दर
एक रिएक्टर में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया की दर सामान्य समीकरण द्वारा वर्णित है: वी = के * एल * डीसी एल-पैरामीटर प्रतिक्रियाशील प्रणाली की स्थिति को दर्शाता है; के- कॉन्स्ट
रासायनिक प्रक्रिया की कुल दर
चूंकि विषम प्रणालियों के लिए रिएक्टर जोन 1, 3, और 2 में प्रक्रियाएं अलग-अलग कानूनों का पालन करती हैं, वे अलग-अलग दरों पर आगे बढ़ती हैं। रिएक्टर में रासायनिक प्रक्रिया की समग्र दर किसके द्वारा निर्धारित की जाती है
रासायनिक-तकनीकी प्रक्रियाओं की थर्मोडायनामिक गणना
तकनीकी प्रक्रियाओं को डिजाइन करते समय, रासायनिक प्रतिक्रियाओं की थर्मोडायनामिक गणना बहुत महत्वपूर्ण होती है। वे इस रासायनिक परिवर्तन की मौलिक संभावना के बारे में निष्कर्ष निकालना संभव बनाते हैं,
व्यवस्था में संतुलन
रिएक्टर में रासायनिक प्रक्रिया के लक्ष्य उत्पाद की उपज स्थिर संतुलन की स्थिति के लिए प्रतिक्रिया प्रणाली के दृष्टिकोण की डिग्री से निर्धारित होती है। एक स्थिर संतुलन निम्नलिखित शर्तों को पूरा करता है:
थर्मोडायनामिक डेटा से संतुलन गणना
संतुलन स्थिरांक की गणना और गिब्स ऊर्जा में परिवर्तन से प्रतिक्रिया मिश्रण की संतुलन संरचना, साथ ही उत्पाद की अधिकतम संभव मात्रा निर्धारित करना संभव हो जाता है। विपक्ष की गणना के आधार पर
थर्मोडायनामिक विश्लेषण
थर्मोडायनामिक्स के नियमों का ज्ञान एक इंजीनियर के लिए न केवल थर्मोडायनामिक गणना करने के लिए आवश्यक है, बल्कि रासायनिक-तकनीकी प्रक्रियाओं की ऊर्जा दक्षता का आकलन करने के लिए भी आवश्यक है। विश्लेषण का मूल्य
एक प्रणाली के रूप में रासायनिक उत्पादन
रासायनिक उद्योग में उत्पादन प्रक्रियाएं कच्चे माल और उत्पादों के प्रकार, उनके कार्यान्वयन की शर्तों, उपकरणों की शक्ति आदि में काफी भिन्न हो सकती हैं। हालांकि, सभी प्रकार के कंक्रीट के साथ
एक रासायनिक-तकनीकी प्रणाली द्वारा सिमुलेशन
बाद के डिजाइन में एक प्रयोगशाला प्रयोग से औद्योगिक उत्पादन में बड़े पैमाने पर संक्रमण की समस्या को मॉडलिंग द्वारा हल किया जाता है। मॉडलिंग एक शोध पद्धति है
प्रक्रिया योजना चयन
किसी भी सीटीपी के संगठन में निम्नलिखित चरण शामिल हैं: - प्रक्रिया की रासायनिक, प्रमुख और तकनीकी योजनाओं का विकास; - इष्टतम तकनीकी मानकों और प्रतिष्ठानों का चयन
प्रक्रिया मापदंडों का चयन
सीटीपी मापदंडों को इस तरह से चुना जाता है कि उच्चतम आर्थिक दक्षता सुनिश्चित करने के लिए इसके व्यक्तिगत संचालन की नहीं, बल्कि संपूर्ण उत्पादन की। इसलिए, उदाहरण के लिए, ऊपर चर्चा किए गए उत्पाद के लिए
रासायनिक उत्पादन प्रबंधन
एक बहु-कारक और बहु-स्तरीय प्रणाली के रूप में रासायनिक उत्पादन की जटिलता इसमें व्यक्तिगत उत्पादन प्रक्रियाओं के लिए विभिन्न प्रकार की नियंत्रण प्रणालियों का उपयोग करने की आवश्यकता होती है,
हाइड्रोमैकेनिकल प्रक्रियाएं
हाइड्रोमैकेनिकल प्रक्रियाएं ऐसी प्रक्रियाएं हैं जो विषम, कम से कम दो-चरण प्रणालियों में होती हैं और हाइड्रोडायनामिक्स के नियमों का पालन करती हैं। ऐसी प्रणालियों में एक छितरी हुई अवस्था होती है,
थर्मल प्रक्रियाएं
थर्मल प्रक्रियाओं को प्रक्रियाएं कहा जाता है, जिसकी दर गर्मी की आपूर्ति या हटाने की दर से निर्धारित होती है। अलग-अलग तापमान वाले कम से कम दो मीडिया थर्मल प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं, और
बड़े पैमाने पर स्थानांतरण प्रक्रिया
बड़े पैमाने पर स्थानांतरण प्रक्रियाओं को प्रक्रियाएं कहा जाता है, जिसकी दर संतुलन (बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की दर) प्राप्त करने की दिशा में एक पदार्थ के एक चरण से दूसरे चरण में स्थानांतरण की दर से निर्धारित होती है। द्रव्यमान की प्रक्रिया में
रासायनिक रिएक्टरों के लिए डिजाइन सिद्धांत
रासायनिक-तकनीकी प्रक्रिया का मुख्य चरण, जो रासायनिक उत्पादन में अपना उद्देश्य और स्थान निर्धारित करता है, रासायनिक-तकनीकी योजना के मुख्य तंत्र में कार्यान्वित किया जाता है, जिसमें रासायनिक
रासायनिक रिएक्टर डिजाइन
संरचनात्मक रूप से, रासायनिक रिएक्टरों का एक अलग आकार और उपकरण हो सकता है, क्योंकि। वे द्रव्यमान और गर्मी हस्तांतरण की कठिन परिस्थितियों में होने वाली विभिन्न रासायनिक और भौतिक प्रक्रियाओं को अंजाम देते हैं
संपर्क उपकरणों का उपकरण
विषम उत्प्रेरक प्रक्रियाओं को करने के लिए रासायनिक रिएक्टरों को संपर्क उपकरण कहा जाता है। उत्प्रेरक की स्थिति और तंत्र में इसकी गति के आधार पर, उन्हें इसमें विभाजित किया गया है:
सजातीय प्रक्रियाओं की विशेषता
सजातीय प्रक्रियाएं, अर्थात्। एक सजातीय माध्यम में होने वाली प्रक्रियाएं (तरल या गैसीय मिश्रण जिनमें इंटरफेस नहीं होते हैं जो सिस्टम के हिस्सों को एक दूसरे से अलग करते हैं) अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं
गैस चरण में सजातीय प्रक्रियाएं
कार्बनिक पदार्थों की तकनीक में गैस चरण में सजातीय प्रक्रियाओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इन प्रक्रियाओं को करने के लिए, कार्बनिक पदार्थ वाष्पित हो जाते हैं, और फिर इसके वाष्पों को एक या अधिक के साथ इलाज किया जाता है
तरल चरण में सजातीय प्रक्रियाएं
तरल चरण में होने वाली बड़ी संख्या में प्रक्रियाओं में, ठोस नमक के गठन के बिना खनिज नमक प्रौद्योगिकी में क्षार उदासीनीकरण प्रक्रियाओं को सजातीय के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सल्फेट प्राप्त करना
सजातीय प्रक्रियाओं की मुख्य नियमितता
सजातीय प्रक्रियाएं, एक नियम के रूप में, गतिज क्षेत्र में होती हैं, अर्थात। प्रक्रिया की समग्र दर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर से निर्धारित होती है, इसलिए प्रतिक्रियाओं के लिए स्थापित पैटर्न लागू होते हैं और
विषम प्रक्रियाओं की विशेषता
विषम रासायनिक प्रक्रियाएं विभिन्न चरणों में अभिकारकों के बीच प्रतिक्रियाओं पर आधारित होती हैं। रासायनिक प्रतिक्रियाएं एक विषम प्रक्रिया के चरणों में से एक हैं और आगे बढ़ने के बाद आगे बढ़ती हैं
गैस-तरल प्रणाली में प्रक्रियाएं (जी-एल)
रासायनिक उद्योग में गैसीय और तरल अभिकर्मकों की परस्पर क्रिया पर आधारित प्रक्रियाओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इस तरह की प्रक्रियाओं में गैसों का अवशोषण और अवशोषण, तरल पदार्थों का वाष्पीकरण शामिल हैं
बाइनरी सॉलिड, टू-फेज लिक्विड और मल्टी-फेज सिस्टम में प्रक्रियाएं
जिन प्रक्रियाओं में केवल ठोस चरण (T-T) शामिल होते हैं, उनमें आमतौर पर उनके फायरिंग के दौरान ठोस पदार्थों का सिंटरिंग शामिल होता है। सिंटरिंग महीन चूर्ण से ठोस और झरझरा टुकड़ों का उत्पादन है।
उच्च तापमान प्रक्रियाएं और उपकरण
तापमान में वृद्धि गतिज और प्रसार दोनों क्षेत्रों में होने वाली रासायनिक-तकनीकी प्रक्रियाओं के संतुलन और गति को प्रभावित करती है। इसलिए, तापमान नियंत्रण pr
सार और उत्प्रेरण के प्रकार।
उत्प्रेरण पदार्थों-उत्प्रेरक की क्रिया के परिणामस्वरूप रासायनिक प्रतिक्रियाओं या उनके उत्तेजना की दर में परिवर्तन है, जो प्रक्रिया में भाग लेते हुए, रासायनिक रूप से इसके अंत में रहते हैं
ठोस उत्प्रेरक के गुण और उनका निर्माण
औद्योगिक ठोस उत्प्रेरक एक जटिल मिश्रण है जिसे संपर्क द्रव्यमान कहा जाता है। संपर्क द्रव्यमान में, कुछ पदार्थ वास्तव में उत्प्रेरक होते हैं, जबकि अन्य उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं।
उत्प्रेरक प्रक्रियाओं का हार्डवेयर डिजाइन
सजातीय कटैलिसीस उपकरणों में कोई नहीं है विशेषणिक विशेषताएंएक सजातीय माध्यम में उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं को अंजाम देना तकनीकी रूप से आसान है और इसके लिए विशेष उपकरण की आवश्यकता नहीं होती है
सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक उद्योग
एन.वी. में 50,000 से अधिक व्यक्तिगत अकार्बनिक और लगभग तीन मिलियन कार्बनिक पदार्थ ज्ञात हैं। उत्पादन की स्थिति में, खुले पदार्थों का केवल एक छोटा सा हिस्सा प्राप्त होता है। वास्तव में
आवेदन पत्र
सल्फ्यूरिक एसिड की उच्च गतिविधि, उत्पादन की अपेक्षाकृत कम लागत के साथ, इसके आवेदन के बड़े पैमाने और चरम विविधता को पूर्व निर्धारित करती है। खनिजों के बीच
सल्फ्यूरिक एसिड के तकनीकी गुण
निर्जल सल्फ्यूरिक एसिड (मोनोहाइड्रेट) H2SO4 एक भारी तैलीय तरल है जो एक बड़ी मात्रा में निकलने के साथ सभी अनुपातों में पानी के साथ मिश्रित होता है।
कैसे प्राप्त करें
13 वीं शताब्दी में, सल्फ्यूरिक एसिड FeSO4 फेरस सल्फेट के थर्मल अपघटन द्वारा प्राप्त किया गया था, इसलिए अब भी सल्फ्यूरिक एसिड की किस्मों में से एक को विट्रियल ऑयल कहा जाता है, हालांकि सल्फ्यूरिक एसिड लंबे समय से है
सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए संपर्क विधि
संपर्क विधि ओलियम सहित बड़ी मात्रा में सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन करती है। संपर्क विधि में तीन चरण शामिल हैं: 1) उत्प्रेरक के लिए हानिकारक अशुद्धियों से गैस शुद्धिकरण; 2) संपर्क
सल्फर से सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन
पाइराइट को जलाने की तुलना में सल्फर को जलाना बहुत सरल और आसान है। मौलिक सल्फर से सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन की तकनीकी प्रक्रिया उत्पादन प्रक्रिया से भिन्न होती है
बाध्य नाइट्रोजन प्रौद्योगिकी
गैसीय नाइट्रोजन सबसे स्थिर रसायनों में से एक है। नाइट्रोजन अणु में बाध्यकारी ऊर्जा 945 kJ/mol है; इसकी उच्चतम एंट्रोपी प्रति a . में से एक है
नाइट्रोजन उद्योग का कच्चा माल आधार
नाइट्रोजन उद्योग में उत्पाद प्राप्त करने के लिए कच्चे माल वायुमंडलीय वायु हैं और विभिन्न प्रकारईंधन। वायु के घटकों में से एक नाइट्रोजन है, जिसका उपयोग अर्ध-की प्रक्रियाओं में किया जाता है
प्रक्रिया गैसों का उत्पादन
ठोस ईंधन से संश्लेषण गैस। संश्लेषण गैस के उत्पादन के लिए कच्चे माल के मुख्य स्रोतों में से पहला ठोस ईंधन था, जिसे निम्नलिखित प्रक्रियाओं के अनुसार जल गैस जनरेटर में संसाधित किया गया था।
अमोनिया संश्लेषण
आइए हम 1360 टन/दिन की क्षमता वाले औसत दबाव पर आधुनिक अमोनिया उत्पादन की एक प्राथमिक तकनीकी योजना पर विचार करें। इसके संचालन का तरीका निम्नलिखित मापदंडों की विशेषता है:
विशिष्ट नमक प्रौद्योगिकी प्रक्रियाएं
अधिकांश एमयू विभिन्न खनिज लवण या नमक जैसे गुणों वाले ठोस होते हैं। एमयू के उत्पादन के लिए तकनीकी योजनाएं बहुत विविध हैं, लेकिन ज्यादातर मामलों में गोदाम
फॉस्फेट कच्चे माल का अपघटन और फॉस्फेट उर्वरकों का उत्पादन
प्राकृतिक फॉस्फेट (एपेटाइट्स, फॉस्फोराइट्स) का उपयोग मुख्य रूप से खनिज उर्वरकों के उत्पादन के लिए किया जाता है। प्राप्त फास्फोरस यौगिकों की गुणवत्ता का मूल्यांकन उनमें P2O5 की सामग्री द्वारा किया जाता है
फॉस्फोरिक एसिड उत्पादन
फॉस्फोरिक एसिड के उत्पादन के लिए निष्कर्षण विधि सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्राकृतिक फॉस्फेट की अपघटन प्रतिक्रिया पर आधारित है। प्रक्रिया में दो चरण होते हैं: फॉस्फेट का अपघटन और फ़िल्टरिंग
सरल सुपरफॉस्फेट का उत्पादन
साधारण सुपरफॉस्फेट के उत्पादन का सार प्राकृतिक फ्लोरापेटाइट का रूपांतरण है, जो पानी और मिट्टी के घोल में अघुलनशील है, घुलनशील यौगिकों में, मुख्य रूप से मोनोकैल्शियम फॉस्फेट में।
डबल सुपरफॉस्फेट का उत्पादन
डबल सुपरफॉस्फेट फॉस्फोरिक एसिड के साथ प्राकृतिक फॉस्फेट के अपघटन द्वारा प्राप्त एक केंद्रित फॉस्फेट उर्वरक है। इसमें 42-50% आत्मसात करने योग्य P2O5 शामिल है, जिसमें in . भी शामिल है
फॉस्फेट का नाइट्रिक एसिड अपघटन
जटिल उर्वरक प्राप्त करना। फॉस्फेट कच्चे माल के प्रसंस्करण में एक प्रगतिशील दिशा एपेटाइट्स और फॉस्फोराइट्स के नाइट्रिक एसिड अपघटन की विधि का उपयोग है। यह कॉल विधि
नाइट्रोजन उर्वरकों का उत्पादन
सबसे महत्वपूर्ण प्रकार के खनिज उर्वरक नाइट्रोजन हैं: अमोनियम नाइट्रेट, कार्बामाइड, अमोनियम सल्फेट, अमोनिया के जलीय घोल आदि। नाइट्रोजन जीवन में एक अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
अमोनियम नाइट्रेट का उत्पादन
अमोनियम नाइट्रेट, या अमोनियम नाइट्रेट, NH4NO3 एक सफेद क्रिस्टलीय पदार्थ है जिसमें अमोनियम और नाइट्रेट रूपों में 35% नाइट्रोजन होता है, नाइट्रोजन के दोनों रूप आसानी से अवशोषित हो जाते हैं
यूरिया उत्पादन
नाइट्रोजन उर्वरकों में कार्बामाइड (यूरिया) अमोनियम नाइट्रेट के बाद उत्पादन के मामले में दूसरे स्थान पर है। कार्बामाइड उत्पादन की वृद्धि कृषि में इसके आवेदन के व्यापक दायरे के कारण है।
अमोनियम सल्फेट उत्पादन
अमोनियम सल्फेट (NH4)2SO4 एक रंगहीन क्रिस्टलीय पदार्थ है, इसमें 21.21% नाइट्रोजन होता है, 5130C तक गर्म करने पर यह पूरी तरह से विघटित हो जाता है
कैल्शियम नाइट्रेट का उत्पादन।
गुण कैल्शियम नाइट्रेट (कैल्शियम या कैल्शियम नाइट्रेट) कई क्रिस्टलीय हाइड्रेट बनाता है। निर्जल नमक 5610C के तापमान पर पिघलता है, लेकिन पहले से ही 5000 . पर
तरल नाइट्रोजन उर्वरकों का उत्पादन
ठोस उर्वरकों के साथ, तरल नाइट्रोजन उर्वरकों का भी उपयोग किया जाता है, जो अमोनियम नाइट्रेट, कार्बामाइड, कैल्शियम नाइट्रेट और उनके मिश्रण को तरल अमोनिया या सांद्रण में घोलते हैं।
सामान्य विशेषताएँ
90% से अधिक पोटाश लवण पृथ्वी की आंतों से खनन और कारखाने के तरीकों से उत्पादित उर्वरकों के रूप में उपयोग किया जाता है। पोटाश खनिज उर्वरक प्राकृतिक या कृत्रिम हैं
पोटेशियम क्लोराइड प्राप्त करना
उत्पादन की प्लवनशीलता विधि
सिलिकेट सामग्री प्रौद्योगिकी के लिए मानक प्रक्रियाएं
सिलिकेट सामग्री के उत्पादन में, मानक तकनीकी प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है, जो उनके उत्पादन के लिए भौतिक और रासायनिक आधारों की निकटता के कारण होता है। सबसे सामान्य रूप में, किसी भी सिलिकेट का उत्पादन
वायु चूना उत्पादन
एरियल या कंस्ट्रक्शन लाइम कैल्शियम ऑक्साइड और कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड पर आधारित एक सिलिकेट-मुक्त बाइंडर है। वायु चूने तीन प्रकार के होते हैं:
ग्लास उत्पादन प्रक्रिया
कांच के उत्पादन के लिए कच्चा माल विभिन्न प्रकार की प्राकृतिक और सिंथेटिक सामग्री है। कांच के निर्माण में उनकी भूमिका के अनुसार, उन्हें पांच समूहों में विभाजित किया गया है: 1. ग्लास फॉर्मर्स जो आधार बनाते हैं
आग रोक उत्पादन
आग रोक सामग्री (दुर्दम्य सामग्री) गैर-धातु सामग्री है जो बढ़ी हुई अपवर्तकता की विशेषता है, अर्थात। पिघलने के बिना, उच्च तापमान के संपर्क में आने की क्षमता
सोडियम क्लोराइड के जलीय घोल का इलेक्ट्रोलिसिस
सोडियम क्लोराइड, क्लोरीन, हाइड्रोजन और कास्टिक सोडा (कास्टिक सोडा) के जलीय घोलों के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान प्राप्त होते हैं। वायुमंडलीय दबाव और सामान्य तापमान पर क्लोरीन एक पीली-हरी गैस होती है जिसमें
स्टील कैथोड और ग्रेफाइट एनोड के साथ स्नान में सोडियम क्लोराइड समाधान का इलेक्ट्रोलिसिस
एक स्टील कैथोड और एक ग्रेफाइट एनोड के साथ स्नान में सोडियम क्लोराइड समाधान का इलेक्ट्रोलिसिस एक उपकरण (इलेक्ट्रोलाइज़र) में कास्टिक सोडा, क्लोरीन और हाइड्रोजन प्राप्त करना संभव बनाता है। गुजरते समय
पारा कैथोड और ग्रेफाइट एनोड के साथ स्नान में सोडियम क्लोराइड समाधान का इलेक्ट्रोलिसिस डायाफ्राम के साथ स्नान की तुलना में अधिक केंद्रित उत्पादों को प्राप्त करना संभव बनाता है। गुजरते समय
हाइड्रोक्लोरिक एसिड उत्पादन
हाइड्रोक्लोरिक एसिड पानी में हाइड्रोजन क्लोराइड का घोल है। हाइड्रोजन क्लोराइड एक रंगहीन गैस है जिसका गलनांक -114.20C और क्वथनांक -85 . होता है
पिघलने का इलेक्ट्रोलिसिस। एल्यूमिनियम उत्पादन
जलीय विलयनों के इलेक्ट्रोलिसिस में, केवल वही पदार्थ प्राप्त किए जा सकते हैं जिनकी कैथोड पर रिलीज क्षमता हाइड्रोजन रिलीज की क्षमता से अधिक सकारात्मक है। विशेष रूप से, ऐसे इलेक्ट्रोनगेटिव
एल्यूमिना उत्पादन
एल्यूमिना उत्पादन का सार अन्य खनिजों से एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड का पृथक्करण है। यह कई जटिल तकनीकी विधियों का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है: एल्यूमिना का घुलनशील में रूपांतरण
एल्यूमिनियम उत्पादन
Na3AlF6 क्रायोलाइट में घुली एल्यूमिना से एल्यूमीनियम का उत्पादन किया जाता है। एल्यूमिना के लिए विलायक के रूप में क्रायोलाइट सुविधाजनक है क्योंकि यह अल को अच्छी तरह से घोलता है।
धातुकर्म
धातुकर्म अयस्कों और अन्य कच्चे माल से धातु प्राप्त करने के तरीकों और धातुओं का उत्पादन करने वाले उद्योग की शाखा का विज्ञान है। धातुकर्म उत्पादन प्राचीन काल में उत्पन्न हुआ। एक बार फिर भोर में
अयस्क और उनके प्रसंस्करण के तरीके
धातुओं के उत्पादन में कच्चा माल धातु अयस्क है। एक छोटी संख्या (प्लैटिनम, सोना, चांदी) के अपवाद के साथ, धातु प्रकृति में रासायनिक यौगिकों के रूप में पाए जाते हैं जो धातु की संरचना बनाते हैं।
लौह उत्पादन
पिग आयरन के उत्पादन के लिए कच्चा माल लौह अयस्क है, जिसे चार समूहों में विभाजित किया गया है: चुंबकीय लौह ऑक्साइड या चुंबकीय लौह अयस्क के अयस्कों में 50-70% लोहा होता है और मुख्य हैं
तांबे का उत्पादन
कॉपर एक धातु है जिसका व्यापक रूप से इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है। पर शुद्ध फ़ॉर्मतांबे का रंग हल्का गुलाबी होता है। इसका गलनांक 10830C है, इसका क्वथनांक 23000C है, यह एक अच्छा है
ईंधन का रासायनिक प्रसंस्करण
ईंधन एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला या कृत्रिम रूप से उत्पादित दहनशील कार्बनिक पदार्थ है, जो तापीय ऊर्जा का स्रोत है और रासायनिक उद्योग के लिए एक कच्चा माल है। स्वभाव से,
कोल कोकिंग
कोकिंग ईंधन के प्रसंस्करण की एक विधि है, मुख्य रूप से कोयले, जिसमें उन्हें 900-10500C तक हवा के उपयोग के बिना गर्म करना शामिल है। इस मामले में, ईंधन गठन के साथ गठन के साथ विघटित हो जाता है
गैसीय ईंधन का उत्पादन और प्रसंस्करण
एक गैसीय ईंधन एक ईंधन है जो तापमान और उसके संचालन के दबाव में गैस की स्थिति में होता है। मूल रूप से, गैसीय ईंधन को प्राकृतिक और सिंथेटिक में विभाजित किया जाता है
मूल कार्बनिक संश्लेषण
मूल कार्बनिक संश्लेषण (ओओएस) एक अपेक्षाकृत सरल संरचना के कार्बनिक पदार्थों के उत्पादन का एक सेट है, जो बहुत बड़ी मात्रा में उत्पादित होता है और एक के रूप में उपयोग किया जाता है
कच्चे माल और पर्यावरण संरक्षण प्रक्रियाएं
पर्यावरण संरक्षण उत्पादों का उत्पादन जीवाश्म कार्बनिक कच्चे माल पर आधारित है: तेल, प्राकृतिक गैस, कोयला और शेल। विभिन्न प्रकार के रासायनिक और भौतिक-रासायनिक पदार्थों के परिणामस्वरूप
कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन पर आधारित संश्लेषण
कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन पर आधारित कार्बनिक संश्लेषण ने व्यापक औद्योगिक विकास प्राप्त किया है। CO और H2 से हाइड्रोकार्बन का उत्प्रेरक संश्लेषण सबसे पहले Sabatier, synth . द्वारा किया गया था
मिथाइल अल्कोहल का संश्लेषण
लंबे समय तक, लकड़ी के सूखे आसवन के दौरान छोड़े गए टार पानी से मिथाइल अल्कोहल (मेथनॉल) प्राप्त किया जाता था। इस मामले में शराब की उपज लकड़ी के प्रकार पर निर्भर करती है और 3 . से लेकर होती है
इथेनॉल उत्पादन
इथेनॉल एक रंगहीन मोबाइल तरल है जिसमें एक विशिष्ट गंध, क्वथनांक 78.40С, गलनांक -115.150С, घनत्व 0.794 t / m3 होता है। इथेनॉल मिलाया जाता है
फॉर्मलडिहाइड उत्पादन
फॉर्मलडिहाइड (मेथेनल, फॉर्मिक एल्डिहाइड) एक तेज जलन वाली गंध वाली रंगहीन गैस है, जिसका क्वथनांक -19.20C, गलनांक -1180C और घनत्व (तरल में) होता है।
यूरिया-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन प्राप्त करना।
कृत्रिम रेजिन के विशिष्ट प्रतिनिधि यूरिया-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन हैं, जो यूरिया अणुओं और रूपों की बातचीत के दौरान होने वाली पॉलीकोंडेशन प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बनते हैं।
एसीटैल्डिहाइड उत्पादन
एसीटैल्डिहाइड (एथेनल, एसिटिक)
एसिटिक एसिड और एनहाइड्राइड का उत्पादन
एसिटिक एसिड (एथेनोइक एसिड) एक रंगहीन तरल है जिसमें तीखी गंध होती है, क्वथनांक 118.10C, गलनांक 16.750C और घनत्व होता है
पोलीमराइजेशन मोनोमर्स
मोनोमर्स मुख्य रूप से कार्बनिक प्रकृति के कम-आणविक यौगिक होते हैं, जिनमें से अणु एक दूसरे के साथ या अन्य यौगिकों के अणुओं के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम होते हैं।
पॉलीविनाइल एसीटेट फैलाव का उत्पादन
यूएसएसआर में, पीवीएडी का औद्योगिक उत्पादन पहली बार 1965 में किया गया था। यूएसएसआर में पीवीएडी प्राप्त करने का मुख्य तरीका एक निरंतर झरना था, हालांकि, ऐसे निर्माण थे जिनमें इसे समय-समय पर अपनाया गया था।
मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिक
राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में बहुत महत्व के प्राकृतिक और सिंथेटिक उच्च-आणविक कार्बनिक यौगिक हैं: सेल्यूलोज, रासायनिक फाइबर, घिसने वाले, प्लास्टिक, रबर, वार्निश, चिपकने वाले, आदि। कैसे करें
लुगदी उत्पादन
सेलूलोज़ बहुलक सामग्री के मुख्य प्रकारों में से एक है। रासायनिक प्रसंस्करण के लिए उपयोग की जाने वाली लकड़ी के 80% से अधिक का उपयोग लुगदी और लकड़ी के गूदे के उत्पादन के लिए किया जाता है। सेल्यूलोज, कभी-कभी
रासायनिक रेशों का निर्माण
तंतु वे पिंड होते हैं जिनकी लंबाई उनके बहुत छोटे क्रॉस-सेक्शनल आयामों से कई गुना अधिक होती है, जिसे आमतौर पर माइक्रोन में मापा जाता है। रेशेदार सामग्री, यानी। फाइबर सामग्री और
प्लास्टिक का उत्पादन
प्लास्टिक में सामग्रियों का एक व्यापक समूह शामिल है, जिनमें से मुख्य घटक प्राकृतिक या सिंथेटिक आईयूडी हैं, जो ऊंचे तापमान और दबाव में प्लास्टिक में बदलने में सक्षम हैं।
रबर और रबर का उत्पादन
घिसने में लोचदार आईयूडी शामिल होते हैं जो बाहरी ताकतों के प्रभाव में महत्वपूर्ण रूप से विकृत हो सकते हैं और भार हटा दिए जाने के बाद जल्दी से अपनी मूल स्थिति में वापस आ सकते हैं। लोचदार गुण
सल्फ्यूरिक एसिड औद्योगिक रूप से दो तरह से निर्मित होता है: संपर्क और नाइट्रस।
सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए संपर्क विधि।
सल्फ्यूरिक एसिड पौधों में बड़ी मात्रा में संपर्क विधि द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन किया जाता है।
I. सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए प्रयुक्त कच्चा माल:
द्वितीय. कच्चे माल की तैयारी।
पाइराइट FeS 2 से सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन।
1) पाइराइट को पीसना। उपयोग करने से पहले, पाइराइट के बड़े टुकड़ों को क्रशर में कुचल दिया जाता है। आप जानते हैं कि जब किसी पदार्थ को कुचला जाता है, तो प्रतिक्रिया दर बढ़ जाती है, क्योंकि। अभिकारकों के संपर्क का पृष्ठीय क्षेत्रफल बढ़ जाता है।
2) पाइराइट की शुद्धि। पाइराइट को कुचलने के बाद, इसे प्लवनशीलता द्वारा अशुद्धियों (अपशिष्ट चट्टान और पृथ्वी) से शुद्ध किया जाता है। ऐसा करने के लिए, कुचल पाइराइट को पानी के विशाल वत्स में उतारा जाता है, मिश्रित, खाली चट्टान ऊपर तैरती है, फिर बेकार चट्टान को हटा दिया जाता है.
III. उत्पादन का रसायन .
पाइराइट से सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में तीन चरण होते हैं।
पहला चरण - एक "द्रवयुक्त बिस्तर" भट्ठे में भुना हुआ पाइराइट।
प्रथम चरण प्रतिक्रिया समीकरण
4FeS 2 + 11O 2 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q
कुचल, साफ, गीला (प्लवन के बाद) पाइराइट को ऊपर से "द्रवयुक्त बिस्तर" में फायरिंग के लिए भट्ठी में डाला जाता है। नीचे से (काउंटरफ्लो सिद्धांत) ऑक्सीजन से समृद्ध हवा को पाइराइट की अधिक पूर्ण फायरिंग के लिए पारित किया जाता है। भट्ठी में तापमान 800 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। पाइराइट को लाल रंग में गर्म किया जाता है और नीचे से उड़ने वाली हवा के कारण "निलंबित अवस्था" में होता है।यह सब उबलते हुए तरल की तरह दिखता है गर्म लालरंग की।
प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप निकलने वाली गर्मी के कारण भट्टी में तापमान बना रहता है। अतिरिक्त गर्मी हटा दी जाती है: पानी के साथ पाइप भट्ठी की परिधि के साथ चलते हैं, जिसे गर्म किया जाता है। आसन्न परिसर के केंद्रीय हीटिंग के लिए गर्म पानी का उपयोग आगे किया जाता है।
परिणामी आयरन ऑक्साइड Fe 2 O 3 (सिंडर) का उपयोग सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में नहीं किया जाता है। लेकिन इसे एकत्र किया जाता है और धातुकर्म संयंत्र में भेजा जाता है, जहां लौह धातु और कार्बन के साथ इसके मिश्र धातु लौह ऑक्साइड - स्टील (मिश्र धातु में 2% कार्बन सी) और कच्चा लोहा (मिश्र धातु में 4% कार्बन सी) से प्राप्त होते हैं।
इस प्रकार, रासायनिक उत्पादन का सिद्धांत पूरा होता है - अपशिष्ट मुक्त उत्पादन।
फर्नेस गैस भट्ठी से निकलती है, जिसकी संरचना है: SO 2, O 2, जल वाष्प (पाइराइट गीला था!) और सिंडर (लौह ऑक्साइड) के सबसे छोटे कण। ऐसी भट्ठी गैस को सिंडर और जल वाष्प के ठोस कणों की अशुद्धियों से साफ किया जाना चाहिए।
सिंडर के ठोस कणों से फर्नेस गैस का शुद्धिकरण दो चरणों में किया जाता है - एक चक्रवात में (केन्द्रापसारक बल का उपयोग किया जाता है, सिंडर के ठोस कण चक्रवात की दीवारों से टकराते हैं और नीचे गिर जाते हैं) और इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स में (इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण का उपयोग किया जाता है, कण इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर की विद्युतीकृत प्लेटों में सिंडर स्टिक, पर्याप्त संचय के साथ वे अपने स्वयं के वजन के साथ नीचे गिरते हैं), सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग फर्नेस गैस (भट्ठी गैस को सुखाने) में जल वाष्प को हटाने के लिए किया जाता है।केंद्रित एसिड, जो एक बहुत अच्छा सुखाने वाला एजेंट है क्योंकि यह पानी को अवशोषित करता है।
फर्नेस गैस को सुखाने वाले टॉवर में सुखाया जाता है - फर्नेस गैस नीचे से ऊपर की ओर उठती है, और सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड ऊपर से नीचे की ओर बहता है। सुखाने वाले टावर के आउटलेट पर, भट्ठी गैस में अब कोई सिंडर कण या जल वाष्प नहीं होता है। फर्नेस गैस अब सल्फर ऑक्साइड SO2 और ऑक्सीजन O2 का मिश्रण है।
दूसरा चरण - ऑक्सीजन के साथ SO 2 से SO 3 का ऑक्सीकरण।
यह संपर्क उपकरण में बहता है।
इस चरण के लिए प्रतिक्रिया समीकरण है: 2SO 2 + O 2 2SO 3 + Q
दूसरे चरण की जटिलता इस तथ्य में निहित है कि एक ऑक्साइड के दूसरे ऑक्साइड में ऑक्सीकरण की प्रक्रिया प्रतिवर्ती है। इसलिए, प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया के प्रवाह के लिए इष्टतम स्थितियों को चुनना आवश्यक है (SO3 प्राप्त करना)।
तापमान:
सीधी प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक + क्यू है, रासायनिक संतुलन को स्थानांतरित करने के नियमों के अनुसार, प्रतिक्रिया संतुलन को एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया की ओर स्थानांतरित करने के लिए, सिस्टम में तापमान कम होना चाहिए। लेकिन, दूसरी ओर, कम तापमान पर, प्रतिक्रिया दर काफी कम हो जाती है। प्रयोगात्मक रूप से, रसायनज्ञ-प्रौद्योगिकीविदों ने स्थापित किया है कि एसओ 3 के अधिकतम गठन के साथ आगे बढ़ने के लिए प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया के लिए इष्टतम तापमान 400-500 डिग्री सेल्सियस का तापमान है। यह रासायनिक उद्योगों में काफी कम तापमान है। इतने कम तापमान पर प्रतिक्रिया दर बढ़ाने के लिए, एक उत्प्रेरक को प्रतिक्रिया में पेश किया जाता है। यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया था कि इस प्रक्रिया के लिए सबसे अच्छा उत्प्रेरक वैनेडियम ऑक्साइड है। वी 2 ओ 5।
बी) दबाव:
गैसों की मात्रा में कमी के साथ सीधी प्रतिक्रिया होती है: बाईं ओर, 3V गैसें (2V SO 2 और 1V O 2), और दाईं ओर, 2V SO 3। चूंकि प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया गैसों की मात्रा में कमी के साथ आगे बढ़ती है, इसलिए, रासायनिक संतुलन को स्थानांतरित करने के नियमों के अनुसार, सिस्टम में दबाव बढ़ाया जाना चाहिए। इसलिए यह प्रक्रिया ऊंचे दबाव पर की जाती है।
SO 2 और O 2 का मिश्रण संपर्क तंत्र में प्रवेश करने से पहले, इसे 400-500 ° C के तापमान पर गर्म किया जाना चाहिए। मिश्रण का गर्म होना शुरू होता है उष्मा का आदान प्रदान करने वाला, जो संपर्क डिवाइस के सामने स्थापित है। मिश्रण हीट एक्सचेंजर की ट्यूबों के बीच से गुजरता है और इन ट्यूबों से गर्म होता है। ट्यूबों के अंदर संपर्क तंत्र से गर्म SO 3 गुजरता है। संपर्क तंत्र में प्रवेश करते हुए, SO 2 और O 2 का मिश्रण संपर्क तंत्र में ट्यूबों के बीच से गुजरते हुए, वांछित तापमान तक गर्म होता रहता है।
एसओ 2 के एसओ 3 में परिवर्तन की प्रतिक्रिया में गर्मी की रिहाई के कारण संपर्क तंत्र में 400-500 डिग्री सेल्सियस का तापमान बना रहता है। जैसे ही सल्फर ऑक्साइड और ऑक्सीजन का मिश्रण उत्प्रेरक बेड तक पहुंचता है, SO 2 से SO 3 के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया शुरू हो जाती है।
गठित सल्फर ऑक्साइड SO 3 संपर्क तंत्र को छोड़ देता है और हीट एक्सचेंजर के माध्यम से अवशोषण टॉवर में प्रवेश करता है।
तीसरा चरण - सल्फ्यूरिक एसिड द्वारा SO 3 का अवशोषण.
यह अवशोषण टावर में बहती है।
और सल्फर ऑक्साइड SO3 पानी द्वारा अवशोषित क्यों नहीं होता है? आखिरकार, सल्फर ऑक्साइड पानी में घुल सकता है: SO 3 + H 2 O H 2 SO 4। लेकिन तथ्य यह है कि अगर पानी का उपयोग सल्फर ऑक्साइड को अवशोषित करने के लिए किया जाता है, तो सल्फ्यूरिक एसिड एक धुंध के रूप में बनता है जिसमें सल्फ्यूरिक एसिड की छोटी बूंदें होती हैं (सल्फर ऑक्साइड बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ पानी में घुल जाता है, सल्फ्यूरिक एसिड होता है) इतना गर्म कि यह उबलकर भाप में बदल जाए)। सल्फ्यूरिक एसिड धुंध के गठन से बचने के लिए, 98% केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करें। दो प्रतिशत पानी इतना छोटा है कि तरल को गर्म करना कमजोर और हानिरहित होगा। इस तरह के एसिड में सल्फर ऑक्साइड बहुत अच्छी तरह से घुल जाता है, जिससे ओलियम बनता है: एच 2 एसओ 4 एनएसओ 3.
इस प्रक्रिया के लिए प्रतिक्रिया समीकरण एनएसओ 3 + एच 2 एसओ 4 एच 2 एसओ 4 एनएसओ 3
परिणामस्वरूप ओलियम को धातु के टैंकों में डाला जाता है और गोदाम में भेज दिया जाता है। फिर टैंकों को ओलियम से भर दिया जाता है, ट्रेनें बनाई जाती हैं और उपभोक्ता को भेजी जाती हैं।
सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए नाइट्रस प्रक्रिया।
पहले चरण में, दोनों विधियों के लिए समान, सल्फर डाइऑक्साइड SO 2 प्राप्त होता है।प्रारंभिक कच्चा माल, सिद्धांत रूप में, सल्फर युक्त कोई भी पदार्थ हो सकता है: प्राकृतिक लौह सल्फाइड (मुख्य रूप से पाइराइट .) फेज़ 2), साथ ही तांबा और निकल सल्फाइड, पॉलीमेटेलिक सल्फाइड अयस्क, जिप्सम मामलेचार । 2H 2 O और मौलिक सल्फर। अधिक से अधिक गैसों का उपयोग किया जाता है, जो सल्फर यौगिकों वाले जीवाश्म ईंधन (कोयला, तेल) के प्रसंस्करण और दहन के दौरान निकलती हैं।
परिणामी SO 2 को H 2 SO 4 में ऑक्सीकृत किया जाता है, इसके लिए नाइट्रस विधि में नाइट्रोजन ऑक्साइड का उपयोग किया जाता है।इस चरण से, दोनों विधियां एक दूसरे से भिन्न होती हैं।
एक विशेष ऑक्सीकरण टावर 3 में, नाइट्रोजन ऑक्साइड NO और NO 2 को हवा के साथ इस अनुपात में मिलाया जाता है कि उपलब्ध NO और NO 2 का आधा हिस्सा मौजूद हो।
2नहीं+O2→ 2 नहीं 2
नतीजतन, गैस मिश्रण में बराबर NO और NO 2 होते हैं। इसे 75% सल्फ्यूरिक एसिड से सिंचित टावर 4 और 5 में डाला जाता है; यहाँ नाइट्रोजन ऑक्साइड का मिश्रण नाइट्रोसिलेरिक एसिड बनाने के लिए अवशोषित होता है:
नहीं + नहीं 2 + 2 एच 2 एसओ 4→ 2NO(एचएसओ 4) + एच 2 ओ
सल्फ्यूरिक एसिड में नाइट्रोसिलेरिक एसिड का एक घोल, जिसे नाइट्रोस कहा जाता है, टावरों 1 और 2 को सिंचित करता है, जहां SO 2 प्रतिधारा में बहता है और पानी मिलाया जाता है। एनिट्रोसिलेरिक एसिड के हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, नाइट्रिक एसिड बनता है:
ना(एचएसओ 4) + एच 2 ओ→ एच 2 एसओ 4 + एचएनओ 2
वह फिर समीकरण के अनुसार SO 2 का ऑक्सीकरण करती है:
SO2 + 2HNO2→ एच 2 एसओ 4 + 2 नहीं
टावरों 1 और 2 के निचले हिस्से में, 75% सल्फ्यूरिक एसिड जमा होता है, स्वाभाविक रूप से, नाइट्रोस की तैयारी पर खर्च किए जाने की तुलना में अधिक मात्रा में (आखिरकार, "नवजात शिशु" सल्फ्यूरिक एसिड जोड़ा जाता है)। नाइट्रिक ऑक्साइड NO को पुनः ऑक्सीकरण के लिए वापस कर दिया जाता है। चूंकि इसकी एक निश्चित मात्रा को निकास गैसों से मापा जाता है, इसलिए सिस्टम में एचएनओ 3 जोड़ना आवश्यक है, जो नाइट्रोजन ऑक्साइड के स्रोत के रूप में कार्य करता है।
टावर विधि का नुकसान यह है कि परिणामी सल्फ्यूरिक एसिड में केवल 75% की एकाग्रता होती है(नाइट्रोसिलेरिक एसिड का हाइड्रोलिसिस उच्च सांद्रता में खराब होता है)। वाष्पीकरण द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड की सांद्रता एक अतिरिक्त कठिनाई प्रस्तुत करती है। इस विधि का लाभ यह है कि SO2 में निहित अशुद्धियाँ प्रक्रिया के पाठ्यक्रम को प्रभावित नहीं करती हैं, जिससे प्रारंभिक SO 2 धूल हटाने के लिए पर्याप्त है, अर्थात। यांत्रिक अशुद्धियाँ। स्वाभाविक रूप से, टॉवर सल्फ्यूरिक एसिड पर्याप्त शुद्ध नहीं है, जो इसके उपयोग को सीमित करता है।
पर्यावरण संरक्षण,
अवश्यंभावी सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के साथ।
सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए मुख्य कच्चा माल सल्फर है। यह हमारे ग्रह पर सबसे आम रासायनिक तत्वों में से एक है।
सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन पहले चरण में तीन चरणों में होता है प्राप्त SO 2 फायरिंग द्वारा फेज़ 2, फिर SO3, जिसके बाद तीसरी अवस्था में सल्फ्यूरिक अम्ल प्राप्त होता है।
वैज्ञानिक और तकनीकी क्रांति और इससे जुड़े रासायनिक उत्पादन की गहन वृद्धि से पर्यावरण में महत्वपूर्ण नकारात्मक परिवर्तन होते हैं। उदाहरण के लिए, विषाक्तता ताजा पानी, पृथ्वी के वायुमंडल का प्रदूषण, जानवरों और पक्षियों का विनाश। नतीजतन, दुनिया एक पारिस्थितिक संकट की चपेट में है। सल्फ्यूरिक एसिड संयंत्रों से हानिकारक उत्सर्जन का आकलन न केवल उद्यम के पास स्थित क्षेत्रों पर सल्फर ऑक्साइड के प्रभाव से किया जाना चाहिए, बल्कि अन्य कारकों को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए - मनुष्यों में श्वसन रोगों के मामलों की संख्या में वृद्धि और पशु, वनस्पति की मृत्यु और उसके विकास का दमन, चूना पत्थर और संगमरमर से बनी संरचनाओं का विनाश, धातुओं के क्षरण में वृद्धि। "खट्टी" बारिश की गलती के कारण, स्थापत्य स्मारक क्षतिग्रस्त हो गए थे।
प्रदूषण के स्रोत (SO 2) से 300 किमी तक के क्षेत्र में, सल्फ्यूरिक एसिड 600 किमी तक के क्षेत्र में खतरा पैदा करता है। - यूवीए के साथ। सल्फ्यूरिक एसिड और सल्फेट कृषि फसलों की वृद्धि को धीमा कर देते हैं। अम्लीकरणजलाशय (वसंत में, जब बर्फ पिघलती है, तो यह अंडे और किशोर मछलियों की मृत्यु का कारण बनती है।पर्यावरणीय क्षति के अलावा, आर्थिक क्षति होती है - मिट्टी के डीऑक्सीडेशन के कारण हर साल भारी मात्रा में नुकसान होता है।
आइए सबसे आम गैसीय वायु प्रदूषकों से शुद्धिकरण की एक रासायनिक विधि पर विचार करें। 60 से अधिक तरीके ज्ञात हैं। सबसे आशाजनक तरीके चूना पत्थर द्वारा सल्फर ऑक्साइड के अवशोषण पर आधारित हैं, सल्फाइट का एक समाधान - अमोनियम हाइड्रोसल्फाइट और सोडियम एल्यूमिनेट का एक क्षारीय समाधान। वैनेडियम ऑक्साइड की उपस्थिति में सल्फर ऑक्साइड के ऑक्सीकरण के लिए उत्प्रेरक विधियां भी रुचिकर हैं।
विशेष महत्व का फ्लोरीन युक्त अशुद्धियों से गैसों का शुद्धिकरण है, जो कि छोटी सांद्रता में भी वनस्पति पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है। यदि गैसों में हाइड्रोजन फ्लोराइड और फ्लोरीन होते हैं, तो उन्हें 5-10% सोडियम हाइड्रॉक्साइड समाधान के संबंध में काउंटरकुरेंट पैकिंग वाले स्तंभों से गुजारा जाता है। निम्नलिखित प्रतिक्रियाएं एक मिनट के भीतर होती हैं:
एफ 2 +2NaOH→ ओ 2 + एच 2 ओ + 2NaF
एचएफ + NaOH→ NaF+H 2 O;
परिणामस्वरूप सोडियम फ्लोराइड को सोडियम हाइड्रोक्साइड को पुन: उत्पन्न करने के लिए इलाज किया जाता है:
2NaF + CaO + H 2 O→ सीएएफ 2 +2NaOH
बेलारूस गणराज्य के शिक्षा मंत्रालय
बेलारूसी राज्य आर्थिक विश्वविद्यालय
प्रौद्योगिकी विभाग
व्यक्तिगत काम
विषय पर: "सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन"
1. सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन
1.1 सल्फ्यूरिक एसिड के गुण और उपयोग
विभिन्न उद्योगों में इसके व्यापक उपयोग के कारण, सबसे मजबूत और सबसे सस्ते एसिड में से एक, सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन बहुत आर्थिक महत्व का है।
निर्जल सल्फ्यूरिक एसिड (मोनोहाइड्रेट) एक भारी तैलीय तरल है (घनत्व 20 डिग्री सेल्सियस 1830 किग्रा / एम 3; वायुमंडलीय दबाव पर क्वथनांक 296.2 डिग्री सेल्सियस; क्रिस्टलीकरण तापमान 10.45 डिग्री सेल्सियस)। यह किसी भी अनुपात में पानी के साथ एक महत्वपूर्ण गर्मी रिलीज के साथ मिश्रित होता है (हाइड्रेट बनते हैं)। सल्फर ऑक्साइड सल्फ्यूरिक एसिड में घुल जाता है। ऐसा समाधान, जिसकी संरचना मुक्त SO3 (100% H2SO4) की सामग्री द्वारा विशेषता है, को ओलियम कहा जाता है।
सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग उर्वरकों के उत्पादन के लिए किया जाता है - सुपरफॉस्फेट, अमोफोस, अमोनियम सल्फेट, आदि। इसकी खपत पेट्रोलियम उत्पादों के शुद्धिकरण के साथ-साथ अलौह धातु विज्ञान में धातुओं को अचार बनाने में महत्वपूर्ण है। अत्यधिक शुद्ध सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग रंजक, वार्निश, पेंट के उत्पादन में किया जाता है, औषधीय पदार्थ, कुछ प्लास्टिक, रासायनिक फाइबर, कई कीटनाशक, विस्फोटक, ईथर, अल्कोहल, आदि।
सल्फ्यूरिक एसिड दो तरह से बनता है: संपर्क और नाइट्रस (टॉवर)। एसिड उत्पादन की कुल मात्रा का लगभग 90% संपर्क विधि द्वारा प्राप्त किया जाता है, क्योंकि यह उत्पाद की उच्च सांद्रता और शुद्धता सुनिश्चित करता है।
1.2 सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए कच्चा माल
सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए कच्चे माल मौलिक सल्फर हैं और सल्फर पाइराइट; इसके अलावा, सल्फर युक्त औद्योगिक कचरे का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
सल्फर पाइराइट की विशेषता सल्फर सामग्री 35 ... 50% है। सल्फ्यूरिक पाइराइट जमा में अक्सर सल्फाइड अयस्क होते हैं, जिनका उपयोग अलौह धातुओं (Cu, Zn, Pb, आदि) के उत्पादन में किया जाता है।
सल्फाइड अयस्कों को भूनने से गुजरना पड़ता है, जिसके दौरान सल्फर डाइऑक्साइड गैसें बनती हैं, जिनका उपयोग सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए किया जाता है। वर्तमान में, इसके उत्पादन के लिए कच्चा माल हाइड्रोजन सल्फाइड गैसें हैं जो तेल शोधन, कोयला कोकिंग के दौरान बनती हैं, और प्राकृतिक गैस शोधन के दौरान भी प्राप्त होती हैं।
देशी अयस्कों या कई उद्योगों (गैस सल्फर) के उप-उत्पादों से पृथक सल्फर से सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन सबसे सरल है। हालांकि, सल्फर से प्राप्त एसिड की कीमत पाइराइट्स की तुलना में अधिक होती है। इसके अलावा, सल्फर की जरूरत है
रबर, माचिस, कार्बन डाइसल्फ़ाइड, कीटनाशकों के उत्पादन के लिए, दवाईआदि।
पर वर्तमान चरणप्राकृतिक विकास और संबद्ध सल्फर के उत्पादन के माध्यम से उद्योग को सल्फर युक्त कच्चे माल प्रदान करने की परिकल्पना की गई है। अलौह और लौह धातु विज्ञान में, गैस और पेट्रोकेमिकल उद्योगसल्फर गैस संघनन से प्राप्त होता है। इसलिए, अलौह धातु विज्ञान उद्यमों में प्लवनशीलता पाइराइट का उत्पादन बढ़ रहा है।
नए प्रकार के कच्चे माल के प्रसंस्करण के लिए एक तकनीक विकसित की जा रही है: सोकोलोव्स्को-सरबास्की कॉम्प्लेक्स के सामूहिक सल्फाइड सांद्रता के सल्फेट रोस्टिंग और घटिया पाइराइट्स की रोस्टिंग।
1.3 संपर्क विधि द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकी
संपर्क विधि द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में चार चरण शामिल हैं: सल्फर डाइऑक्साइड प्राप्त करना; अशुद्धियों से गैस शुद्धिकरण; सल्फर ट्राइऑक्साइड का उत्पादन; सल्फर ट्राइऑक्साइड का अवशोषण।
पहला चरण पाइराइट से डाइऑक्साइड के उत्पादन से जुड़ा है, जिसे भट्टियों में जलाया जाता है, जहां एक अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया होती है।
4FeS2+llO2 = 2Fe2O3 + 8SO2 + Q.
इस प्रतिक्रिया का त्वरण, और इसलिए प्रक्रिया की गहनता, कच्चे माल के बारीक पीस, इसके पूरी तरह से मिश्रण और ऑक्सीजन के साथ अतिरिक्त हवा या वायु संवर्धन द्वारा सुनिश्चित की जाती है।
कुचल सल्फर पाइराइट को यांत्रिक शेल्फ ओवन, धूल फायरिंग और पाइराइट की एक निलंबित (उबलती) परत के साथ निकाल दिया जाता है (चित्र। 2.1।)। नवीनतम स्टोव अधिक कुशल हैं।
पाइराइट्स की फायरिंग के दौरान बनने वाले सिंडर में 50% तक लोहे की मात्रा होती है और उपयुक्त तैयारी के बाद, कच्चा लोहा के उत्पादन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। 1 टन पाइराइट से 0.72 ... 0.75 टन सिंडर प्राप्त होता है।
पाइराइट के भूनने के दौरान प्राप्त फर्नेस गैसों में बहुत अधिक धूल होती है, जो चक्रवातों और इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स (सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन का दूसरा चरण) द्वारा कब्जा कर ली जाती है। चक्रवातों में, केन्द्रापसारक बलों की कार्रवाई के तहत धूल जम जाती है। इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर उच्च वोल्टेज कैपेसिटर (60000 ... 70000 वी) हैं। धूल भरी गैस इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर की प्लेटों के बीच से गुजरती है, जहां धूल के कणों को चार्ज किया जाता है और विपरीत चार्ज वाली प्लेटों पर जमा किया जाता है। प्लेटों को हिलाते समय, जमी हुई धूल इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर के हॉपर में गिरती है, जिससे इसे हटा दिया जाता है।
इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स में, गैस को लगभग 0.2 ग्राम / एम 3 की अवशिष्ट धूल सामग्री के लिए शुद्ध किया जाता है, जो सल्फर डाइऑक्साइड गैसों को नाइट्रस विधि द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड में संसाधित करने के लिए काफी पर्याप्त है। संपर्क विधि को न केवल धूल से, बल्कि गैसीय अशुद्धियों से भी अधिक गहन शुद्धिकरण की आवश्यकता होती है जो सल्फर डाइऑक्साइड के ऑक्सीकरण में प्रयुक्त उत्प्रेरक को "जहर" देती है।
इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स में धूल की सफाई के बाद रोस्टिंग गैस का तापमान लगभग 350 ° C होता है और इसमें धूल के अवशेष, साथ ही आर्सेनिक यौगिकों (As2O3), सेलेनियम (SeO2) और अन्य तत्वों की गैसीय अशुद्धियाँ होती हैं जो उत्प्रेरक को नष्ट कर सकती हैं और कम कर सकती हैं।
चावल। 2.1. द्रवित पाइराइट फर्नेस
पाइराइट, इसकी गतिविधि
उद्योग के लिए आवश्यक सामग्री के रूप में गैस से सेलेनियम अशुद्धियों को निकालना समीचीन है। गैस शुद्धिकरण के लिए वाशिंग टावर, इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर और सुखाने वाले टावरों की एक प्रणाली प्रदान की जाती है। सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में तीसरा चरण मुख्य है। सूखी शुद्ध गैस SO2 से S03 के संपर्क ऑक्सीकरण में प्रवेश करती है, जो एक प्रतिवर्ती एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया से होती है जो गैस की मात्रा में कमी के साथ होती है:
इस प्रतिक्रिया का संतुलन तापमान में कमी और गैसीय माध्यम के दबाव में वृद्धि के साथ SO3 के गठन की ओर जाता है। हालांकि, चूंकि रोस्टिंग गैस में सल्फर डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन की सांद्रता कम है (गैस में गिट्टी नाइट्रोजन की मात्रा 80% से अधिक है), सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन में दबाव बढ़ाने की सलाह नहीं दी जाती है, और इसलिए तापमान है सल्फर डाइऑक्साइड ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया के संतुलन का मुख्य नियामक।
उत्प्रेरक की अनुपस्थिति में SO2 ऑक्सीकरण की दर उच्च तापमान पर भी कम होती है।
हमारे देश में सल्फ्यूरिक एसिड संयंत्रों में, मुख्य रूप से लगभग 7% की V2O5 सामग्री वाले वैनेडियम संपर्क द्रव्यमान का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है, साथ ही साथ क्षार धातु ऑक्साइड और वाहक के रूप में अत्यधिक झरझरा एल्युमिनोसिलिकेट्स के रूप में उपयोग किया जाता है।
SO2 से SO3 के ऑक्सीकरण की अधिकतम दर प्राप्त करने के लिए, प्रक्रिया लगभग 600 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर शुरू होनी चाहिए और 400 डिग्री सेल्सियस पर समाप्त होनी चाहिए। आधुनिक शेल्फ संपर्क उपकरणों के डिजाइन इन शर्तों को प्रदान करते हैं। गैस की सावधानीपूर्वक सफाई के साथ, संपर्क द्रव्यमान कई वर्षों तक सक्रिय रहता है। उत्प्रेरक की उच्चतम गतिविधि और उत्प्रेरण प्रक्रिया के लिए अनुकूल तापमान की स्थिति एक निलंबित (द्रवयुक्त) बिस्तर वाले उपकरणों में प्राप्त की जाती है।
संपर्क डिब्बे (चित्र। 2.2) में एक ट्यूबलर हीट एक्सचेंजर 6 और एक संपर्क उपकरण शामिल है। सूखी और ठंडी शुद्ध गैस की आपूर्ति टर्बोचार्जर 5 द्वारा हीट एक्सचेंजर 6 के कुंडलाकार स्थान को प्रीहीटिंग के लिए की जाती है। संपर्क द्रव्यमान के साथ अलमारियों के बीच संपर्क तंत्र में स्थित हीट एक्सचेंजर्स की ट्यूबों के बीच से गुजरने वाली गर्म गैस को 450 ° C तक गर्म किया जाता है और उत्प्रेरक की ऊपरी परत में प्रवेश करती है, जहाँ 70 ... 75%
चावल। 2.2. संपर्क विधि द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन की योजना: 1, 2-वाशिंग टॉवर (खोखले और नोजल के साथ); 3 - इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर; 4 - एक नोजल के साथ टॉवर; 5 - टर्बोचार्जर; 6 - हीट एक्सचेंजर; 7 - संपर्क डिवाइस; 8 - प्रशीतन; 9 - अवशोषक टॉवर; 10 - सिंचाई के लिए टॉवर; 11 - एसिड रेफ्रिजरेटर; 12 - संग्रह; 13 - केन्द्रापसारक पम्प
गर्मी की प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप ओलियम, गैस का तापमान 590...600 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है। फिर गैस को आंतरिक हीट एक्सचेंजर में भेजा जाता है, जहां इसे 450...490 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा किया जाता है। SO2 + SO3 का ठंडा मिश्रण दूसरे उत्प्रेरक बिस्तर के माध्यम से खिलाया जाता है, जिस पर SO2 से SO3 का आगे ऑक्सीकरण जारी रहता है। आमतौर पर, गैस संपर्क द्रव्यमान और उनके बीच स्थित हीट एक्सचेंजर्स के साथ 3...5 जाली अलमारियों से गुजरती है, जिसके परिणामस्वरूप SO2 का 97...98% SO3 में परिवर्तित हो जाता है। ऑक्सीकृत गैस, संपर्क तंत्र से बाहर निकलने पर 400...430 डिग्री सेल्सियस का तापमान, हीट एक्सचेंजर 6 में प्रवेश करती है, जहां इसे 200 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा किया जाता है, और फिर रेफ्रिजरेटर 8 में, जहां इसका तापमान कम हो जाता है। 60...80 डिग्री सेल्सियस तक। SO2 ऑक्सीकरण की प्रक्रिया की ऑटोथर्मल प्रकृति SO3 प्रतिक्रिया के दौरान जारी गर्मी का कुशलतापूर्वक उपयोग करना संभव बनाती है।
सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन प्रक्रिया के चौथे चरण में, ठंडा ऑक्सीकृत गैस को दुकान के अवशोषण (अवशोषण) खंड में भेजा जाता है। पानी द्वारा ट्राइऑक्साइड का अवशोषण करना उचित नहीं है, क्योंकि प्रतिक्रिया SO3 + H2O -> H2SO4 + Q गैस चरण में आगे बढ़ेगी (जारी गर्मी के कारण, पानी भाप में बदल जाता है) की छोटी बूंदों के गठन के साथ एसिड (कोहरा), जिसे पकड़ना बहुत मुश्किल है। इसलिए SO3 दो चरणों में केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड द्वारा अवशोषित होता है।
अर्थ:
1-बारीक पीस।
3-इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स के साथ धूल पकड़ना।
4-इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर और सुखाने वाले टावरों के टावरों को धोने की प्रणाली में गैस शोधन।
6-उत्प्रेरक की पहली परत (V2O5) से गुजरना।
7-आंतरिक ताप विनिमायक में शीतलक।
8-उत्प्रेरक की दूसरी परत से गुजरना।
9-2000 तक हीट एक्सचेंजर में कूलिंग।
10-रेफ्रिजरेटर में ठंडा करना।
11-अवशोषण (SO3) दो चरणों में केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के साथ।
2. तकनीकी प्रक्रिया के विकास के दौरान श्रम लागत की गतिशीलता
टीएफ=200/(9टी+210)
ग्राफ के आधार पर, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि तकनीकी प्रक्रिया का विकास एक सीमित पथ का अनुसरण करता है।
2.1 तकनीकी प्रक्रिया के विकास की प्रकृति
व्यंजक Tzh./Tp. समय के साथ घटता जाता है, इसलिए, विकास प्रक्रिया प्रकृति में श्रम-बचत है।
2.2 हटना प्रकार
गणना चरण:
टी \u003d 100 (टीपी-0.7)
Tf.=200/(9(100(Tp-0.7)/3)+210)=200/300Tp
(Tzh.f(Tp))¢=(200/300Tp)¢= -1/Tp2
|टीएफ.एफ(टीपी)|¢= 1/टीपी2
Tp बढ़ने से Tj घटता है, इसलिए प्रतिफल का प्रकार घट रहा है।
2.3 पिछले श्रम के संचय की आर्थिक सीमा
गणना चरण:
Ts.=Tzh.+Tp।
Ts.¢=(Tzh.+Tp.)¢=(200/(9t+210))¢+(0.03t+0.7)¢= -1800/(9t+210)2+0.03
1800/(9t+210)2+0.03=0
1800=0.03(9t+210)2
81t2+3780t+44100=60000
27t2+1260t-5300=0
t1<0 – не подходит.
t2=(-1260+√2160000)/54≈3.88
p.= 0.03t+0.7=0.03∙3.88+0.7=0.816
3. प्रक्रिया स्तर
वाई \u003d (1 / Tzh।) (1 / Tp।)
वाई*=यू/एल=1/टीपी।
गणना चरण:
Y*>L => तर्कसंगत विकास समीचीन है।
4. तकनीकी प्रक्रिया
4.1 सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए तकनीकी प्रक्रिया की परिचालन संरचना
4.2 सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन संचालन की संरचना
4.3 सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन के लिए प्रक्रिया संक्रमण संरचना
4.4 सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन के विकास के लिए प्रगतिशील तरीके और संभावनाएं
संपर्क विधि द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त करने की प्रक्रिया बहुत सरल है यदि सल्फर, जिसमें लगभग कोई आर्सेनिक नहीं होता है, या हाइड्रोजन सल्फाइड दहनशील गैसों और तेल उत्पादों के शुद्धिकरण के दौरान प्राप्त होता है, SO के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है। कच्चे माल के रूप में स्मेल्टेड सल्फर का उपयोग करते समय, सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन प्रक्रिया में तीन चरण शामिल होते हैं: बर्नर भट्टियों में सल्फर को जलाना; संपर्क उपकरणों में सल्फर डाइऑक्साइड का ट्राइऑक्साइड में ऑक्सीकरण; सल्फर ट्राइऑक्साइड का अवशोषण।
हाइड्रोजन सल्फाइड से सल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त करने की विधि को गीला उत्प्रेरण कहा जाता है और इसमें निम्नलिखित मुख्य चरण होते हैं: 1) हाइड्रोजन सल्फाइड का दहन (2H2S + 302-»2H2O + 2SO2); 2) वैनेडियम उत्प्रेरक और जल वाष्प की उपस्थिति में SO2 से SO3 का ऑक्सीकरण, जिसके परिणामस्वरूप वाष्प के रूप में सल्फ्यूरिक एसिड का निर्माण होता है; 3) वाष्प के ठंडा होने पर सल्फ्यूरिक एसिड का संघनन।
गीली कटैलिसीस विधि द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए संयंत्र में हाइड्रोजन सल्फाइड जलाने के लिए एक भट्ठी, SO2 को SO3 के ऑक्सीकरण के लिए एक संपर्क उपकरण और परिणामस्वरूप एसिड वाष्प को संघनित करने के लिए एक पैकिंग के साथ एक टॉवर शामिल है। इस तरह के प्रतिष्ठान तेल रिफाइनरियों और अन्य उद्यमों में बनाए जाते हैं जो अपशिष्ट के रूप में हाइड्रोजन सल्फाइड गैसों का उत्पादन करते हैं।
उद्योग तकनीकी, बैटरी और प्रतिक्रियाशील सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन करता है। इस प्रकार के एसिड मुख्य घटक और अशुद्धियों के उद्देश्य और सामग्री में भिन्न होते हैं।
वर्तमान में, संपर्क विधि द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए विशिष्ट तकनीकी लाइनों की क्षमता प्रति वर्ष 180 हजार टन है। प्रति वर्ष 360 हजार टन एसिड की क्षमता वाली लाइनों के साथ उन्हें बदलने से इसके उत्पादन के लिए विशिष्ट पूंजीगत लागत को 30% और उत्पादन लागत को 20% तक कम करना संभव हो जाता है।
काफी हद तक, विशिष्ट पूंजीगत लागत कच्चे माल के प्रकार से निर्धारित होती है: यदि प्राकृतिक सल्फर का उपयोग करते समय उन्हें 100% के रूप में लिया जाता है, तो हाइड्रोजन सल्फाइड का उपयोग करते समय वे 108%, निकास गैसें - 167, पाइराइट्स - 208% होंगी। विशिष्ट पूंजीगत लागत में वृद्धि मुख्य रूप से उपचार सुविधाओं के निर्माण की लागत के कारण होती है। उपचार कार्यों में और सुधार से उपकरणों की सामग्री की खपत में कमी आती है और सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए पूंजीगत लागत में कमी आती है।
सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन के तकनीकी और आर्थिक संकेतकों में सुधार के मामले में ड्राई गैस क्लीनिंग सिस्टम आशाजनक हैं। इसके उत्पादन की शास्त्रीय संपर्क विधि में कई विपरीत प्रक्रियाएं शामिल हैं: गर्म भुना हुआ गैस उपचार अनुभाग में ठंडा किया जाता है, फिर संपर्क अनुभाग में फिर से गरम किया जाता है; वाशिंग टावरों में गैस को सिक्त किया जाता है, सुखाने वाले टावरों में इसे अच्छी तरह से सुखाया जाता है। यूएसएसआर में आधार पर वैज्ञानिक अनुसंधानसल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए एक नई प्रक्रिया - ड्राई क्लीनिंग (CO) बनाई गई। सीओ प्रक्रिया की मुख्य विशेषता यह है कि डस्टिंग के बाद, गर्म भुना हुआ गैस सीधे संपर्क उपकरण को ठंडा, धोने और सुखाने के बिना भेजा जाता है। यह पाइराइट्स की एक निलंबित (उबलती) परत के साथ भट्टों के संचालन के ऐसे तरीके द्वारा सुनिश्चित किया जाता है, जिसमें आर्सेनिक यौगिकों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा सिंडर द्वारा सोख लिया जाता है। इस प्रकार, शास्त्रीय प्रक्रिया के चार चरणों के बजाय, सीओ में केवल तीन शामिल हैं, जिसके कारण पूंजी निवेश 15...25%, सल्फ्यूरिक एसिड की लागत - 10...15% कम हो जाती है।
कम अतिरिक्त लागत पर संपर्क विधि द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए मौजूदा और निर्माणाधीन उद्यमों की क्षमता बढ़ाने की योजना है। यह संसाधित गैसों में SO2 की सांद्रता बढ़ाने के साथ-साथ पाइराइट्स से सल्फर दहन में स्विच करने के लिए एक छोटी योजना की शुरूआत के द्वारा प्राप्त किया जाएगा। प्रक्रिया के उपकरण में सुधार करने के लिए, समानांतर उत्प्रेरक परतों के साथ एक संपर्क उपकरण विकसित किया गया था (इसकी धातु की खपत 25% कम हो गई थी)। एनोड सुरक्षा वाले शेल-एंड-ट्यूब कूलर के उपयोग से उनकी सेवा का जीवन 10 वर्ष तक बढ़ जाएगा।
टॉवर सिस्टम में सुधार के कारण नाइट्रस विधि द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन की तकनीक को अद्यतन किया गया है। गणना से पता चलता है कि, हवा में पाइराइट्स को भूनने से प्राप्त गैसों के प्रसंस्करण की संपर्क विधि की तुलना में, नाइट्रस विधि और समान क्षमता (180 हजार टन प्रति वर्ष) के एक संयंत्र के साथ, पूंजीगत लागत 43.6% कम हो जाती है, सल्फर के प्रसंस्करण की लागत कम हो जाती है। डाइऑक्साइड - 45.5 तक, कम लागत - 44.7 और श्रम तीव्रता - 20.2%।
विभागीय संबद्धता की परवाह किए बिना, सल्फ्यूरिक एसिड के बड़े उपभोक्ताओं को अपने उद्यमों में इसका उत्पादन करना चाहिए; इससे रेलवे परिवहन की लोडिंग और टैंकों की आवश्यकता 3 गुना कम हो जाएगी।
खनिज उर्वरकों के शुद्धिकरण और पुनर्जनन के बाद उत्पादन में खर्च किए गए सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग बढ़ाया जाएगा।
सामान्य जानकारी
सल्फ्यूरिक एसिड रासायनिक उद्योग के मुख्य थोक उत्पादों में से एक है। इसका उपयोग राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के विभिन्न क्षेत्रों में किया जाता है, क्योंकि इसमें विशेष गुणों का एक समूह होता है जो इसके तकनीकी उपयोग को सुविधाजनक बनाता है। सल्फ्यूरिक एसिड धूम्रपान नहीं करता है, कोई रंग और गंध नहीं है, सामान्य तापमान पर तरल अवस्था में है, और केंद्रित रूप में लौह धातुओं को खराब नहीं करता है। इसी समय, सल्फ्यूरिक एसिड मजबूत खनिज एसिड में से एक है, कई स्थिर लवण बनाता है और सस्ता है।सल्फ्यूरिक एसिड के तकनीकी गुण
प्रौद्योगिकी में, सल्फ्यूरिक एसिड को सल्फर ऑक्साइड (VI) और विभिन्न रचनाओं के पानी से युक्त सिस्टम के रूप में समझा जाता है: एनएसओ 3 . एमएच 2 ओ. अत एन = एम= 1 सल्फ्यूरिक एसिड मोनोहाइड्रेट (100% एसिड) है, जिसमें एम > एन- मोनोहाइड्रेट के जलीय घोल, at एम < एन- मोनोहाइड्रेट (ओलियम) में सल्फर ऑक्साइड (VI) का घोल:एच 2 एसओ 4 ( एन- 1) SO 3 H 2 SO 4 H 2 SO 4 ( एम– 1) एच2ओ
ओलियम मोनोहाइड्रेट जलीय एसिड सल्फ्यूरिक एसिड मोनोहाइड्रेट 10.37 डिग्री सेल्सियस के क्रिस्टलीकरण तापमान, 296.2 डिग्री सेल्सियस के क्वथनांक और 1.85 ग्राम / सेमी 3 के घनत्व के साथ एक रंगहीन तैलीय तरल है। यह पानी और सल्फर ऑक्साइड (VI) के साथ हर तरह से मिश्रित होता है, जिससे H 2 SO 4 संरचना के हाइड्रेट बनते हैं। . एच 2 ओ; H2SO4 . 2H2O; H2SO4 . 4 एच 2 ओ और सल्फर ऑक्साइड (VI) संरचना के साथ यौगिक एच 2 एसओ 4 . एसओ 3 और एच 2 एसओ 4 . 2SO3. इन हाइड्रेट्स और सल्फर ऑक्साइड यौगिकों में अलग-अलग क्रिस्टलीकरण तापमान होते हैं और यूटेक्टिक्स की एक श्रृंखला बनाते हैं। इनमें से कुछ यूटेक्टिक्स में क्रिस्टलीकरण तापमान शून्य से नीचे या करीब होता है। इसके वाणिज्यिक ग्रेड चुनते समय सल्फ्यूरिक एसिड समाधान की इन विशेषताओं को ध्यान में रखा जाता है, जो उत्पादन और भंडारण की स्थितियों के अनुसार कम क्रिस्टलीकरण तापमान होना चाहिए। सल्फ्यूरिक एसिड किसी भी अनुपात में पानी के साथ गलत है, और यह छोड़ता है एक बड़ी संख्या मेंगर्मी। इस कारण से, सल्फ्यूरिक एसिड को हमेशा पानी में डालकर पतला करना चाहिए, न कि इसके विपरीत। यह अम्ल हीड्रोस्कोपिकयानी यह हवा से नमी सोखने में सक्षम है। इसलिए, इसका उपयोग उन गैसों को सुखाने के लिए किया जाता है जो इसके साथ प्रतिक्रिया नहीं करती हैं, उन्हें सल्फ्यूरिक एसिड के माध्यम से पारित करके।
सल्फ्यूरिक एसिड और ओलियम का उपयोग
सल्फ्यूरिक एसिड की उच्च गतिविधि, उत्पादन की अपेक्षाकृत कम लागत के साथ, इसके अनुप्रयोगों के विशाल पैमाने और असाधारण विविधता को पूर्व निर्धारित करती है। राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था की एक शाखा खोजना मुश्किल है जो विभिन्न मात्रा में सल्फ्यूरिक एसिड या उससे बने उत्पादों का उपभोग नहीं करती है। खनिज अम्लों में सल्फ्यूरिक अम्ल उत्पादन और उपभोग की दृष्टि से प्रथम स्थान पर है। पिछले 25 वर्षों में, इसका विश्व उत्पादन तीन गुना से अधिक हो गया है, जो अब प्रति वर्ष 160 मिलियन टन से अधिक है। रूसी संघ में सल्फ्यूरिक एसिड और ओलियम (मोनोहाइड्रेट के संदर्भ में) का उत्पादन हुआ: 1998 में, 5.7 मिलियन टन। सल्फ्यूरिक एसिड और ओलियम के आवेदन के क्षेत्र बहुत विविध हैं। इसका एक महत्वपूर्ण हिस्सा खनिज उर्वरकों (30 से 60% तक), साथ ही साथ रंजक (2 से 16% तक), रासायनिक फाइबर (5 से 15% तक) और धातु विज्ञान (से) के उत्पादन में उपयोग किया जाता है। 2 से 3%)। सल्फ्यूरिक एसिड, एथिल और अन्य अल्कोहल की मदद से, कुछ एस्टर, सिंथेटिक डिटर्जेंट, कृषि कीटों और खरपतवारों का मुकाबला करने के लिए कई कीटनाशक तैयार किए जाते हैं। सल्फ्यूरिक एसिड और उसके लवण के तनु घोल का उपयोग रेयान के उत्पादन में, कपड़ा उद्योग में रंगाई से पहले फाइबर या कपड़े के प्रसंस्करण के लिए, साथ ही साथ अन्य हल्के उद्योगों में किया जाता है। खाद्य उद्योग में, सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग स्टार्च, गुड़ और कई अन्य उत्पादों के उत्पादन में किया जाता है। परिवहन लेड सल्फ्यूरिक एसिड बैटरी का उपयोग करता है। अंत में, सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग नाइट्रेशन प्रक्रियाओं और अधिकांश विस्फोटकों के निर्माण में किया जाता है। अंजीर पर। 5. राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में सल्फ्यूरिक एसिड और ओलियम के उपयोग को प्रस्तुत किया गया है।2NOHSO 4 + H 2 O 2H 2 O + N 2 O 3 - Q
सल्फर डाइऑक्साइड पानी द्वारा अवशोषित होता है और सल्फ्यूरस एसिड बनाता है:
एसओ 2 + एच 2 ओ एच 2 एसओ 3 + क्यू
उत्तरार्द्ध तरल चरण में नाइट्रोजन ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है:
एच 2 एसओ 3 + एन 2 ओ 3 एच 2 एसओ 4 + 2एनओ + क्यू
आंशिक रूप से SO 2 को गैस चरण में ऑक्सीकृत किया जा सकता है:
SO 2 + N 2 O 3 SO 3 + 2NO + Q
SO 3, पानी द्वारा अवशोषित होने पर, सल्फ्यूरिक एसिड भी देता है:
एसओ 3 + एच 2 ओ एच 2 एसओ 4 + क्यू
नाइट्रिक ऑक्साइड गैस चरण में उतर जाता है और वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा नाइट्रोजन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत हो जाता है:
2NO + O 2 2NO 2 + Q
नाइट्रोजन ऑक्साइड NO + NO 2 N 2 O 3 सल्फ्यूरिक एसिड द्वारा अगले तीन या चार टावरों में समीकरण (ए) के विपरीत प्रतिक्रिया के अनुसार अवशोषित होते हैं। ऐसा करने के लिए, पहले टावरों से बहने वाले कम नाइट्रोस सामग्री वाले ठंडा सल्फ्यूरिक एसिड को टावरों में खिलाया जाता है। जब ऑक्साइड अवशोषित होते हैं, तो नाइट्रोसिलसल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त होता है, जो प्रक्रिया में शामिल होता है। इस प्रकार, नाइट्रोजन ऑक्साइड एक चक्र बनाते हैं और सैद्धांतिक रूप से इसका सेवन नहीं करना चाहिए। व्यवहार में, अपूर्ण अवशोषण के कारण नाइट्रोजन ऑक्साइड की हानि होती है। एचएनओ 3 के संदर्भ में नाइट्रोजन ऑक्साइड की खपत एच 2 एसओ 4 मोनोहाइड्रेट के प्रति टन 10-20 किलोग्राम है। नाइट्रस विधि अशुद्धियों से दूषित और 75-77% सल्फ्यूरिक एसिड को पतला करती है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से खनिज उर्वरकों के उत्पादन के लिए किया जाता है।
सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए कच्चा माल
सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में कच्चे माल मौलिक सल्फर और विभिन्न सल्फर युक्त यौगिक हो सकते हैं, जिनसे सल्फर या सीधे सल्फर ऑक्साइड (IV) प्राप्त किया जा सकता है। देशी सल्फर के प्राकृतिक भंडार छोटे हैं, हालांकि इसका क्लार्क 0.1% है। अक्सर, सल्फर प्रकृति में धातु सल्फाइड और धातु सल्फेट के रूप में पाया जाता है, और यह तेल, कोयला, प्राकृतिक और संबंधित गैसों का भी हिस्सा है। सल्फर की महत्वपूर्ण मात्रा ग्रिप गैसों और अलौह धातु विज्ञान गैसों में सल्फर ऑक्साइड के रूप में और दहनशील गैसों के शुद्धिकरण के दौरान निकलने वाले हाइड्रोजन सल्फाइड के रूप में होती है। इस प्रकार, सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए कच्चे माल काफी विविध हैं, हालांकि अब तक, मौलिक सल्फर और लौह पाइराइट मुख्य रूप से कच्चे माल के रूप में उपयोग किए जाते हैं। थर्मल पावर प्लांटों से निकलने वाली गैसों और कॉपर स्मेल्टिंग से निकलने वाली गैसों जैसे कच्चे माल के सीमित उपयोग को उनमें सल्फर ऑक्साइड (IV) की कम सांद्रता द्वारा समझाया गया है। इसी समय, कच्चे माल के संतुलन में पाइराइट्स की हिस्सेदारी कम हो जाती है, और सल्फर की हिस्सेदारी बढ़ जाती है। 1988 में, यह पहले से ही सल्फर युक्त कच्चे माल की कुल मात्रा का 60% से अधिक हो गया था। सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन की सामान्य योजना में, पहले दो चरण आवश्यक हैं - कच्चे माल की तैयारी और उनका दहन या भूनना। उनकी सामग्री और उपकरण महत्वपूर्ण रूप से कच्चे माल की प्रकृति पर निर्भर करते हैं, जो काफी हद तक सल्फ्यूरिक एसिड के तकनीकी उत्पादन की जटिलता को निर्धारित करता है। 1. आयरन पाइराइट। प्राकृतिक पाइराइट एक जटिल चट्टान है जिसमें आयरन सल्फाइड FeS 2, अन्य धातुओं के सल्फाइड (तांबा, जस्ता, सीसा, निकल, कोबाल्ट, आदि), धातु कार्बोनेट और अपशिष्ट चट्टान शामिल हैं। रूसी संघ के क्षेत्र में उरल्स और काकेशस में पाइराइट्स के भंडार हैं, जहां इसे साधारण पाइराइट्स के रूप में खदानों में खनन किया जाता है।|
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सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन की सामान्य योजना
सल्फर युक्त कच्चे माल से सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में कई रासायनिक प्रक्रियाएं शामिल होती हैं जिसमें कच्चे माल और मध्यवर्ती उत्पादों की ऑक्सीकरण अवस्था बदल जाती है। इसे निम्नलिखित आरेख के रूप में दर्शाया जा सकता है:
कहाँ पे: मैं- फर्नेस गैस के उत्पादन का चरण (सल्फर ऑक्साइड (IV)) द्वितीय- सल्फर ऑक्साइड (IV) से सल्फर ऑक्साइड (VI) और इसके अवशोषण (सल्फ्यूरिक एसिड में प्रसंस्करण) के उत्प्रेरक ऑक्सीकरण का चरण। वास्तविक उत्पादन में, कच्चे माल की तैयारी, फर्नेस गैस की सफाई और अन्य यांत्रिक और भौतिक-रासायनिक संचालन की प्रक्रियाएं इन रासायनिक प्रक्रियाओं में जोड़ा जाता है। सामान्य तौर पर, सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन की योजना निम्नानुसार व्यक्त की जा सकती है: कच्चा माल कच्चे माल की तैयारी कच्चे माल का दहन (भुना हुआ) फर्नेस गैस की सफाई संपर्क संपर्क गैस का अवशोषण सल्फ्यूरिक एसिड। उत्पादन की विशिष्ट तकनीकी योजना कच्चे माल के प्रकार, सल्फर ऑक्साइड (IV) के उत्प्रेरक ऑक्सीकरण की विशेषताओं, सल्फर ऑक्साइड (VI) के अवशोषण के चरण की उपस्थिति या अनुपस्थिति पर निर्भर करती है।
प्लवनशीलता पाइराइट्स से सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन
उत्पादन के रासायनिक और सर्किट आरेख
पाइराइट्स से सल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त करने की रासायनिक योजना में तीन क्रमिक चरण शामिल हैं: - वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ पाइराइट के लौह डाइसल्फ़ाइड का ऑक्सीकरण:4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2,
फर्नेस गैस ऑक्सीजन की अधिकता के साथ सल्फर ऑक्साइड (IV) का उत्प्रेरक ऑक्सीकरण:
2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3,
सल्फ्यूरिक एसिड के निर्माण के साथ सल्फर ऑक्साइड (IV) का अवशोषण:
एसओ 3 + एच 2 ओ \u003d एच 2 एसओ 4
तकनीकी डिजाइन के संदर्भ में, आयरन पाइराइट्स से सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन सबसे जटिल है और इसमें कई क्रमिक चरण होते हैं।
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ऑक्सीडेटिव पाइराइट रोस्टिंग
एक वायु धारा में पाइराइट का भूनना एक अपरिवर्तनीय गैर-उत्प्रेरक विषम प्रक्रिया है जो लोहे के डाइसल्फ़ाइड के थर्मल पृथक्करण के चरणों के माध्यम से गर्मी की रिहाई के साथ आगे बढ़ती है।2FeS 2 = 2FeS + S 2
और पृथक्करण उत्पादों का ऑक्सीकरण:
एस 2 + 2ओ 2 \u003d 2एसओ 2,
4FeS + 7O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 4SO 2,
जो सामान्य समीकरण द्वारा वर्णित है:
4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + 3400 kJ।
फायरिंग प्रक्रिया की गति तापमान पर निर्भर करती है, फायर किए गए पाइराइट्स का फैलाव। बढ़ोतरी प्रेरक शक्तिफायरिंग प्रक्रिया पाइराइट फ्लोटेशन द्वारा प्राप्त की जाती है, जो कच्चे माल में आयरन डाइसल्फ़ाइड की सामग्री को ऑक्सीजन के साथ हवा को समृद्ध करके और स्टोइकोमेट्रिक मात्रा से 30% तक फायरिंग के दौरान अतिरिक्त हवा का उपयोग करके बढ़ाती है। व्यवहार में, फायरिंग 1000 o C से अधिक नहीं के तापमान पर की जाती है, क्योंकि इस सीमा से परे कच्चे माल के कणों की सिंटरिंग शुरू हो जाती है, जिससे उनकी सतह में कमी आती है और कणों को धोना मुश्किल हो जाता है। वायु धारा। विभिन्न डिजाइनों की भट्टियों का उपयोग पाइराइट को भूनने के लिए रिएक्टर के रूप में किया जा सकता है: यांत्रिक, धूल जैसा भूनना, द्रवित बिस्तर (CF)। द्रवित बिस्तर भट्टियों को उच्च तीव्रता (10,000 किग्रा मी 2 / दिन तक) की विशेषता है, लोहे के डाइसल्फ़ाइड का अधिक पूर्ण बर्नआउट प्रदान करते हैं (सिंडर में सल्फर सामग्री 0.005 wt। भागों से अधिक नहीं होती है) और तापमान नियंत्रण, उपयोग की प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने के लिए फायरिंग प्रतिक्रिया की गर्मी। केएस भट्टियों के नुकसान में फायरिंग गैस में धूल की मात्रा में वृद्धि शामिल है, जिससे इसे साफ करना मुश्किल हो जाता है। वर्तमान में, केएस भट्टियों ने पाइराइट्स से सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में अन्य प्रकार की भट्टियों को पूरी तरह से बदल दिया है। पाइराइट्स के ऑक्सीडेटिव रोस्टिंग के उत्पाद रोस्टिंग (भट्ठा) गैस और सिंडर हैं, जिसमें आयरन ऑक्साइड (III), वेस्ट रॉक और अनबर्न आयरन डाइसल्फ़ाइड अवशेष शामिल हैं। व्यवहार में, पाइराइट को जलाने पर फर्नेस गैस में 13-14% सल्फर ऑक्साइड (IV), 2% ऑक्सीजन और लगभग 0.1% सल्फर ऑक्साइड (VI) होता है। चूंकि सल्फर ऑक्साइड (IV) के बाद के ऑक्सीकरण के लिए फर्नेस गैस में ऑक्सीजन की अधिकता होनी चाहिए, इसकी संरचना को हवा के साथ सल्फर ऑक्साइड (IV) सामग्री को 7–9% और ऑक्सीजन 11–9 में पतला करके समायोजित किया जाता है। %.
रोस्टिंग (भट्ठा) गैस की शुद्धि
भट्ठा गैस को धूल, सल्फ्यूरिक एसिड धुंध और ऐसे पदार्थों से साफ किया जाना चाहिए जो उत्प्रेरक जहर हैं या उप-उत्पादों के रूप में मूल्यवान हैं। रोस्टिंग गैस में 300 ग्राम एम 3 तक धूल होती है, जो संपर्क के चरण में उपकरण को बंद कर देती है और उत्प्रेरक की गतिविधि को कम कर देती है, साथ ही साथ सल्फ्यूरिक एसिड धुंध भी। इसके अलावा, पाइराइट रोस्टिंग के दौरान, एक साथ आयरन डाइसल्फ़ाइड के ऑक्सीकरण के साथ, पाइराइट्स में निहित अन्य धातुओं के सल्फाइड का ऑक्सीकरण होता है। इस मामले में, आर्सेनिक और सेलेनियम 2 O 3 और SeO 2 के रूप में गैसीय ऑक्साइड बनाते हैं, जो रोस्टिंग गैस में चले जाते हैं और वैनेडियम संपर्क द्रव्यमान के लिए उत्प्रेरक जहर बन जाते हैं। सामान्य गैस सफाई की प्रक्रिया में रोस्टिंग गैस से धूल और सल्फ्यूरिक एसिड धुंध को हटा दिया जाता है, जिसमें यांत्रिक (मोटे) और विद्युत (ठीक) सफाई कार्य शामिल हैं। केन्द्रापसारक धूल कलेक्टरों (चक्रवात) और रेशेदार फिल्टर के माध्यम से गैस पास करके यांत्रिक गैस शुद्धिकरण किया जाता है, जो गैस में धूल की मात्रा को 10-20 g/m 3 तक कम कर देता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स में विद्युत गैस की सफाई गैस में धूल और कोहरे की मात्रा को 0.05 - 0.1 ग्राम / मी 3 तक कम कर देती है। सामान्य शुद्धिकरण के बाद, पाइराइट से प्राप्त रोस्टिंग गैस को धूल और कोहरे के अवशेषों और मुख्य रूप से आर्सेनिक और सेलेनियम यौगिकों को हटाने के लिए विशेष शुद्धिकरण के अधीन किया जाना चाहिए, जिन्हें तब निपटाया जाता है। विशेष गैस शुद्धिकरण में 50% और 20% सल्फ्यूरिक एसिड के साथ क्रमिक रूप से सिंचित टावरों में आर्सेनिक ऑक्साइड (315 0 C) और सेलेनियम (340 0 C) के गलनांक के नीचे के तापमान पर इसे ठंडा करने के संचालन शामिल हैं, गीले इलेक्ट्रोस्टैटिक में सल्फ्यूरिक एसिड धुंध को हटाते हैं। 95% सल्फ्यूरिक एसिड से सिंचित स्क्रबर में प्रीसिपिटेटर और अंतिम गैस सुखाने। रोस्टिंग गैस 140 - 50С के तापमान पर विशेष उपचार प्रणाली से बाहर निकलती है। रोस्टिंग गैस से निकाले गए सेलेनियम ऑक्साइड (IV) को सल्फ्यूरिक एसिड में घुलने वाले सल्फर ऑक्साइड (IV) द्वारा धातु सेलेनियम में अपचयित किया जाता है:SeO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O \u003d Se + 2H 2 SO 4,
जिसे सेडिमेंटेशन टैंक में जमा किया जाता है। रोस्टिंग गैस के शुद्धिकरण की एक नई प्रगतिशील विधि इसमें निहित अशुद्धियों का ठोस अवशोषक, जैसे सिलिका जेल या जिओलाइट्स के साथ सोखना है। इस तरह की ड्राई क्लीनिंग के साथ, रोस्टिंग गैस को ठंडा नहीं किया जाता है और लगभग 400 ° C के तापमान पर संपर्क में आ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप इसे गहन अतिरिक्त हीटिंग की आवश्यकता नहीं होती है।
सल्फर ऑक्साइड संपर्क (चतुर्थ)
सल्फर ऑक्साइड (IV) से सल्फर ऑक्साइड (VI) की ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया, जो रोस्टिंग गैस से संपर्क करने की प्रक्रिया को रेखांकित करती है, एक विषम उत्प्रेरक, प्रतिवर्ती, एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया है और इसे समीकरण द्वारा वर्णित किया गया है:
SO 2 + 0.5 O 2 SO 3 - H।
प्रतिक्रिया का ऊष्मीय प्रभाव तापमान पर निर्भर करता है और 25 0 C पर 96.05 kJ और संपर्क तापमान पर लगभग 93 kJ के बराबर होता है। "SO 2 - O 2 - SO 3" प्रणाली को इसमें संतुलन की स्थिति और सल्फर ऑक्साइड (IV) के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया की दर की विशेषता है, जिस पर प्रक्रिया का कुल परिणाम ईर्ष्या है। सल्फर ऑक्साइड (IV) के सल्फर ऑक्साइड (VI) में रूपांतरण की डिग्री या उत्प्रेरक पर प्राप्त संपर्क की डिग्री उत्प्रेरक की गतिविधि, तापमान, दबाव, संपर्क गैस की संरचना और संपर्क समय पर निर्भर करती है। सल्फर ऑक्साइड (IV) के ऑक्सीकरण की दर प्रति यूनिट समय में ऑक्सीकृत सल्फर ऑक्साइड (IV) की मात्रा निर्धारित करती है, और, परिणामस्वरूप, संपर्क द्रव्यमान की मात्रा, रिएक्टर के आयाम और प्रक्रिया की अन्य विशेषताओं को निर्धारित करती है। उत्पादन के इस चरण के संगठन को यथासंभव प्रदान करना चाहिए उच्च गतिदी गई शर्तों के तहत प्राप्त संपर्क की अधिकतम डिग्री पर ऑक्सीकरण। सल्फर (IV) ऑक्साइड के ऑक्सीजन के साथ सल्फर (VI) ऑक्साइड में ऑक्सीकरण के लिए सक्रियण ऊर्जा बहुत अधिक है। इसलिए, उत्प्रेरक की अनुपस्थिति में, ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया व्यावहारिक रूप से उच्च तापमान पर भी आगे नहीं बढ़ती है। उत्प्रेरक का उपयोग प्रतिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा को कम करना और ऑक्सीकरण की दर को बढ़ाना संभव बनाता है। सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में, वैनेडियम (वी) ऑक्साइड पर आधारित संपर्क द्रव्यमान उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किए जाते हैं। संपर्क वैनेडियम द्रव्यमान का प्रज्वलन तापमान 380 - 420 0 C है और यह संपर्क गैस की संरचना पर निर्भर करता है, इसमें ऑक्सीजन की मात्रा में कमी के साथ बढ़ रहा है। संपर्क द्रव्यमान ऐसी स्थिति में होना चाहिए कि गैस प्रवाह के लिए न्यूनतम हाइड्रोलिक प्रतिरोध और उत्प्रेरक बिस्तर के माध्यम से घटकों के प्रसार की संभावना प्रदान की जाए। ऐसा करने के लिए, एक निश्चित उत्प्रेरक बिस्तर के साथ रिएक्टरों के लिए संपर्क द्रव्यमान लगभग 5 मिमी के औसत व्यास के साथ कणिकाओं, गोलियों या छल्ले के रूप में बनते हैं, और द्रवित बिस्तर रिएक्टरों के लिए लगभग व्यास के साथ गेंदों के रूप में। 1 मिमी। सल्फर ऑक्साइड (IV) के उत्प्रेरक ऑक्सीकरण के लिए रिएक्टर या संपर्क उपकरण को उनके डिजाइन द्वारा एक निश्चित उत्प्रेरक बिस्तर (शेल्फ या फिल्टर) के साथ उपकरण में विभाजित किया जाता है, जिसमें संपर्क द्रव्यमान 4-5 परतों में स्थित होता है, और द्रवित बिस्तर उपकरण। उत्प्रेरक की प्रत्येक परत के माध्यम से गैस के गुजरने के बाद गर्मी को हटाने के लिए उपकरण में ठंडी गैस या हवा को शामिल किया जाता है, या उपकरण में निर्मित हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग किया जाता है या अलग से हटाया जाता है। द्रवित बिस्तर संपर्क उपकरण के लाभों में शामिल हैं: - द्रवित बिस्तर अवस्था में उत्प्रेरक से हीट एक्सचेंजर सतह (गैस से 10 गुना अधिक) तक उच्च गर्मी हस्तांतरण गुणांक, जो सल्फर की उच्च सामग्री के साथ भट्ठी गैस से संपर्क करना संभव बनाता है। ऑक्साइड (IV) बिना ज़्यादा गरम किए और उत्प्रेरक के प्रज्वलन तापमान को कम करें; - फर्नेस गैस के साथ धूल के प्रति असंवेदनशीलता।
सल्फर ऑक्साइड अवशोषण (छठी)
संपर्क विधि द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में अंतिम चरण संपर्क गैस से सल्फर ऑक्साइड (VI) का अवशोषण और इसका सल्फ्यूरिक एसिड या ओलियम में परिवर्तन है। सल्फर ऑक्साइड (VI) का अवशोषण एक प्रतिवर्ती एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया है और इसे समीकरण द्वारा वर्णित किया गया है:
एनएसओ 3 + एच 2 ओ एच 2 एसओ 4 + ( एन- 1) SO 3 - H.
प्रतिक्रिया का ऊष्मीय प्रभाव n के मान पर निर्भर करता है और n = 1 (सल्फ्यूरिक एसिड मोनोहाइड्रेट का निर्माण) के लिए 92 kJ है। सल्फर ऑक्साइड (VI) और पानी के मात्रात्मक अनुपात के आधार पर, विभिन्न सांद्रता का उत्पाद प्राप्त किया जा सकता है:
- पर एन 1 ओलियम, at एन= 1 मोनोहाइड्रेट (100% सल्फ्यूरिक एसिड), at एन 1 पानी का घोलएसिड (पतला सल्फ्यूरिक एसिड)।
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