Производство серной кислоты: промышленные методы и технологии

1.

Производство серной кислоты
Промышленные методы и технологии
Анфиса
Макаравоская
МАОУ «СОШ №44»
им Г. Я. Грицая
9б класс

2.

1. Значение и применение
(«Хлеб химической
промышленности»)
Масштабы: Мировое производство больше 250
млн т/год (РФ — 13 млн т).
Сферы использования:
• Сельское хозяйство (удобрения) 1/3 всего
объема.
• Нефтепереработка и металлургия.
• Производство пластмасс, красок, моющих
средств.

3.

2. Сырье и общая схема
производства
Обзор того, из чего и как делают
кислоту.
Сырьевая база: Сера (S), серный
колчедан (FeS2), сероводород (H2S).
Переход от колчедана к чистой сере.
Три стадии контактного способа:
1. Получение оксида серы (IV) SO2.
2. Окисление до оксида серы (VI) SO3.
3. Получение кислоты H2SO4.

4.

3. Технологические
этапы (Детализация)
Стадия І: Обжиг и очистка
Метод кипящего слоя: Подача воздуха снизу
для «взвешивания» частиц колчедана.
Уравнение (для колчедана):
4FeS2 + 1102 → 2Fe2O3+8SO2+ Q
Очистка газа: Циклон (от крупной пыли) →
Электрофильтр (от мелкой пыли) →
Сушильная башня (удаление влаги).
Стадия II: Контактный аппарат
Окисление SO2 в SO3 на катализаторе (V205).
Поддержание температуры ≈ 400°С.
Стадия III: Абсорбция
Поглощение SO3 не водой (иначе будет туман), а
концентрированной серной кислотой.
Образование олеума.

5.

6.

4. Научные принципы
производства
• Принцип противотока: Вещества движутся
навстречу друг другу для ускорения реакции
(в печах обжига и поглотительных башнях).
• Принцип теплообмена: Тепло от
экзотермических реакций используется для
подогрева входящего сырья (экономия
энергии).
• Циркуляция: Непрореагировавшие
газы возвращаются в цикл.
• Гетерогенный катализ: Использование
твердого катализатора оксида ванадия (V).

7.

8.

Производство серной кислоты — это фундамент
химической индустрии.
Современный контактный способ позволяет:
Максимально использовать сырье: Степень
превращения достигает 98% благодаря катализу и
циркуляции.
Экономить ресурсы: Принципы теплообмена
делают завод энергоэффективным.
Обеспечивать продовольственную
безопасность: Без серной кислоты невозможно
массовое производство удобрений.
Результат: Эффективная технология, сочетающая
научный подход и экономическую выгоду.