Краткая характеристика выпускаемой продукции

Серная кислота является одним из основных продуктов химической промышленности и применяется в различных отраслях народного хозяйства. Существенное достоинство серной кислоты состоит в том, что она не дымит, не имеет цвета и запаха, при комнатной температуре находится в жидком состоянии и в концентрированном виде не действует на черные металлы. Основная же особенность серной кислоты состоит в том, что она принадлежит к числу сильных кислот и является самой дешевой кислотой (она примерно в 2 раза дешевле азотной и соляной).

Серная кислота находит разнообразное применение в нефтяной, металлургической и других отраслях промышленности, она широко используется в производстве различных солей и кислот, всевозможных органических продуктов, красителей, дымообразующих и взрывчатых веществ и др., применяется в качестве водоотнимающего и осушающего средства, используется в процессах нейтрализации, травления и многих других.

Особенно большое количество серной кислоты – свыше 40% всей вырабатываемой продукции – используется в производстве минеральных удобрений. На получение 1т оксида фосфора в концентрированных фосфорных удобрениях расходуется 2,2-2,5т серной кислоты, а на получение 1т сульфата аммония – 0,75т серной кислоты.

Серную кислоту применяют:

-в производстве минеральных удобрений;

-как электролит в свинцовых аккумуляторах;

-для получения различных минеральных кислот и солей;

-в производстве химических волокон, красителей, дымообразующих веществ и взрывчатых веществ;

-в нефтяной, металлообрабатывающей, текстильной, кожевенной и др. отраслях промышленности;

-в пищевой промышленности — зарегистрирована в качестве пищевой добавки E513(эмульгатор);

-в промышленном органическом синтезе в реакциях:

-дегидратации (получение диэтилового эфира, сложных эфиров);

-гидратации (этанол из этилена);

-сульфирования (синтетические моющие средства и промежуточные продукты в производстве красителей);

-алкилирования (получение изооктана, полиэтиленгликоля, капролактама) и др.

Одновременно с общим увеличением объема производства серной кислоты расширяется ассортимент продукции сернокислотных заводов, организуется выпуск особо чистой кислоты, 100%-ного триоксида серы, а также увеличивается производство новых продуктов на основе SO₃. Кроме олеума, концентрированной серной кислоты и аккумуляторной кислоты сернокислотные заводы выпускают также контактную кислоту улучшенного качества (для производства искусственного волокна, титановых белил и др.), чистый олеум (для производства капролактама), химически чистую и реактивную серную кислоту.

Увеличение потребности в концентрированной кислоте вызвано интенсификацией многих химических процессов, в которых можно использовать более активную серную кислоту повышенной концентрации. Кроме того, возрастание потребности в концентрированной серной кислоте и 100%-ном SO₃ обусловлено быстрым развитием производства химических волокон и ряда отраслей органического синтеза, использующих серную кислоту в качестве сульфирующего, водоотнимающего и конденсирующего агента.

Химический состав серной кислоты выражается формулой H₂S0₄ (молекулярная масса 98,08).

Серную кислоту следует рассматривать как соединение одной молекулы триоксида серы SO₃ (ангидрид серной кислоты) с одной молекулой воды; следовательно, безводная серная кислота содержит 81,63% SO₃ и 18,37% H₂O.

В технике под серной кислотой подразумевают любые смеси триоксида серы с водой. Если на 1 моль SO₃ приходится более 1 моль H₂O, смеси являются водными растворами серной кислоты, если менее 1 моль воды, то это растворы серного ангидрида в серной кислоте, которые называют олеумом, или дымящей серной кислотой.

Состав водных растворов серной кислоты характеризуется содержанием H₂SO₄ или SO₃ (в %), состав олеума — содержанием общего или свободного серного ангидрида, а также количеством H₂SO₄, которое можно получить при добавлении к олеуму воды.

Промышленность выпускает несколько сортов серной кислоты, различающихся содержанием H₂SO₄ или SO₃ (своб.), а также содержанием примесей. Нитрозным методом получают сравнительно низкоконцентрированную кислоту, содержащую 75% H₂SO₄. Контактным методом может быть получена серная кислота практически любой концентрации.

Состав и содержание примесей также зависят от метода производства серной кислоты. Например, при получении башенной серной кислоты в нее попадают частицы пыли, остающиеся в обжиговом газе даже после его очистки в сухих электрофильтрах. Кроме того, башенная кислота содержит растворенные оксиды азота. Серная кислота может быть также загрязнена продуктами коррозии аппаратуры, растворимыми в H₂SO₄. Если кислота подвергается концентрированию, в ней могут находиться примеси, присутствовавшие в топочных греющих газах.

Техническая серная кислота иногда окрашена в темный цвет вследствие обугливания органических веществ, переходящих в кислоту в процессе ее производства, при хранении и перевозках.

При производстве серной кислоты контактным методом обжиговый газ после удаления из него пыли подвергается тщательной специальной очистке. Поэтому контактная серная кислота содержит только растворимые продукты коррозии. Применяя аппаратуру, изготовленную из достаточно коррозионно-стойких материалов, можно получить контактную серную кислоту высокой чистоты.

Требования к качеству различных сортов серной кислоты регламентируются стандартами и систематически пересматриваются в соответствии с изменениями техники производства кислоты и нужд ее потребителей.

Чтобы уменьшить возможность кристаллизации серной кислоты при перевозке и хранении, установлены стандарты на товарные сорта серной кислоты, концентрации которых соответствуют наиболее низким температурам ее кристаллизации.

В данном курсовом проекте будет рассмотрено производство трех видов серной кислоты: контактной технической, аккумуляторной и реактивной. В настоящее время приняты следующие стандарты для данных видов продукции:

Основные сорта серной кислоты.

Таблица 1. Серная кислота техническая. ГОСТ 2184-77

Таблица 2. Серная кислота аккумуляторная. ГОСТ 667-73

Таблица 3. Серная кислота реактивная. ГОСТ 4204-77

Таблица 4. Стандарты.