Himicheskie_reakcii_lezhashie_v_osnove_promyshlennogo_polucheniya (2)

1.

Химические реакции, лежащие в основе
промышленного получения серной кислоты
Сделали ученики 9Б
класса:
Крюков Д. Шибаев А. Плотников М. Данилов А.

2.

ЭТАП 1
Исходное сырьё и получение диоксида серы
(SO₂)
Обжиг пирита или сжигание серы
Ключевой промежуточный продукт
Основным источником является пирит (FeS₂). Реакция
Диоксид серы (SO₂) является центральным звеном в
обжига:
производстве серной кислоты. Высокотемпературный
4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂ + тепло
Также может использоваться сжигание элементарной
серы: S + O₂ → SO₂.
обжиг при 800 °C в печах с кипящим слоем обеспечивает
высокую эффективность процесса.

3.

ЭТАП 2
Очистка и осушение газовой смеси
Первичная очистка:
Циклоны
Тонкая очистка:
Электрофильтры
Осушение газа
Газовая смесь после обжига содержит
Для удаления мельчайших частиц
должен быть тщательно осушен. Это
SO₂, кислород, азот, водяной пар и
пыли, которые могут "отравить"
происходит в сушильной башне, где
твёрдые частицы (оксид железа).
катализатор, используют
используется концентрированная
Циклоны удаляют крупные
электрофильтры.
серная кислота для поглощения
механические примеси за счёт
Электростатическое поле
влаги, предотвращая образование
центробежной силы.
притягивает и осаждает взвешенные
тумана серной кислоты.
частицы.
Перед контактным аппаратом газ

4.

ЭТАП 3
Контактный процесс: Окисление SO₂ в SO₃
Это ключевая стадия производства, где происходит превращение диоксида серы в триоксид серы.
Реакция окисления
Катализатор V₂O₅
2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃ + тепло
В качестве катализатора
Реакция обратима и
экзотермична, что требует
тщательного контроля
температурных режимов для
максимального выхода продукта.
Оптимальные условия
используется оксид ванадия
Реакция проводится при
(V₂O₅). Он обеспечивает высокую
температуре 400–500 °C. При
активность и устойчивость к
более низких температурах
"отравлению", а также имеет
скорость реакции слишком мала,
оптимальное соотношение цены
при более высоких — равновесие
и эффективности.
смещается в сторону исходных
веществ.

5.

ЭТАП 4
Абсорбция SO₃ и образование серной кислоты
Триоксид серы не поглощается водой напрямую из-за образования тумана. Вместо этого используется двухстадийный процесс.
01
02
Образование олеума
Разбавление олеума
Триоксид серы поглощается концентрированной серной
Полученный олеум затем разбавляется водой до нужной
кислотой с образованием олеума (дымящей серной кислоты):
концентрации серной кислоты:
H₂S₂O₇ + H₂O → 2H₂SO₄
SO₃ + H₂SO₄ → H₂S₂O₇ (олеум)
Обе реакции являются сильно экзотермическими, что требует
эффективного охлаждения и тщательного контроля процесса
для предотвращения перегрева.

6.

Заключение: Значение производства серной
кислоты
Производство серной кислоты — это фундаментальный процесс для современной промышленности.
Базовый химикат
Серная кислота является одним из важнейших промышленных
химикатов, занимая лидирующие позиции по объёмам
производства и применению в различных отраслях.
Высокая эффективность
Контактный метод обеспечивает высокую чистоту продукта,
большую производительность и экономичность, что делает его
предпочтительным в мировой практике.
Экологическая безопасность
Широкое применение
Современные технологии производства серной кислоты постоянно
Серная кислота используется в производстве удобрений,
совершенствуются, стремясь к минимизации выбросов и
красителей, взрывчатых веществ, лекарств, в нефтепереработке,
обеспечению экологической безопасности процесса.
металлургии и многих других отраслях.