Proprietățile și aplicarea acidului sulfuric

Acidul sulfuric poate exista ca un compus chimic separat H2SO4. precum și compușii cu H2 SO4 apă * 2H2O, H2 SO4 * H2O, H2 SO4 * 4H2O și trioxid de sulf H2 SO4 * SO3. H2S04 * 2S03. Tehnica de acid sulfuric se numește și anhidru H2 SO4 și soluțiile sale apoase (în esență, un amestec de H2O, SO2, și compușii H2 SO4 * nh2 O) și soluții de trioxid de sulf într-un SO4 H2 anhidru - oleum (un amestec de H2 SO4 și H2 compușilor SO4 * nS03). Acidul sulfuric anhidru este un lichid uleios greu, incolor, care se amestecă cu apă și trioxid de sulf în orice raport. Proprietățile fizice ale acidului sulfuric, cum ar fi densitatea, temperatura de cristalizare, punctul de fierbere, depind de compoziția sa. Acidul acid anhidru 100% are o temperatură de cristalizare relativ ridicată de 10,7 ° C Pentru a reduce posibilitatea de îngheț produs comercial în timpul transportului și depozitării, concentrația de acid sulfuric tehnic este selectat astfel încât să aibă o temperatură suficient de scăzute de cristalizare. Industria produce trei tipuri de acid sulfuric comercial.







Există 2 metode industriale de obținere a acidului sulfuric: contact și acid azotic.

Prin metoda de contact pentru producerea acidului sulfuric, minereul de sulfură (cel mai adesea Fe2 de fier) ​​este ars în cuptoare speciale cu pirită. Aceasta produce un gaz calcinat care conține aproximativ 9% dioxid de sulf.

Înainte ca dioxidul de sulf să fie oxidat în anhidridă sulfurică, gazul calcinat este purificat dintr-un număr de impurități care pot face dificilă și chiar imposibilă efectuarea unei oxidări ulterioare. O astfel de impuritate este praful, care poate otrăvi catalizatorul. Îndepărtarea prafului se efectuează în dispozitive speciale - unități de ciclon și precipitatoare electrostatice.

În aparatul de contact, dioxidul de sulf este oxidat până la anhidrida sulfurică. Această reacție este exotermă. Cu toate acestea, anhidrida sulfurică formată este insensibilă termic și, la temperaturi ridicate, se poate descompune din nou în oxigen și dioxid de sulf. Astfel, reacția 2 SO2 + O2 → 2S03 este reversibilă.

La oxidare la temperatură scăzută este foarte lentă și o mare parte a dioxidului de sulf de gaz trece prin dispozitivul de contact nu are timp să se oxideze. Prin urmare, pentru a atinge gradul maxim de oxidare dioxid de sulf și, în același timp evitând degradarea trioxid de sulf, viteza gazului este reglată astfel încât temperatura în contactorul este menținută în 470-490 ° C. S.

În procesul nitrosic pentru producerea acidului sulfuric, oxidarea dioxidului de sulf se realizează prin oxizi de azot. Gazul calcinat este alimentat în turnul de producție 1, irigat cu acid nitrosil sulfuric (NONS03). Pentru a începe procesul, acidul sulfuric este oxidat cu acid azotic conform ecuațiilor:

Oxizii de azot împreună cu gazele de evacuare (azot și oxigen) sunt alimentați în turnul 2 pentru a oxida monoxidul de azot în dioxid. Fluxul de gaz este reglat astfel încât 50% din gaz trece prin turnul de oxidare și 50% trece prin acesta. Astfel, un amestec de gaz conținând monoxid și dioxid de azot într-un raport echimolar intră în turnul de absorbție, rezultând formarea anhidridei de azot:







La o temperatură scăzută, echilibrul se îndreaptă spre formarea anhidridei de azot (N2O3), și cu creșterea temperaturii, spre formarea monoxidului și a dioxidului de azot. În turnul de absorbție, anhidrida de azot reacționează cu acidul sulfuric concentrat pentru a forma acidul sulfuric nitrozilic:

Această reacție poate avea loc numai cu acid sulfuric concentrat. Când se diluează cu apă, acidul nitrosil sulfuric se descompune din nou în acid sulfuric și oxizi de azot.

Acidul nitrosil sulfuric este alimentat în turnul de producție pentru irigare, unde este descompus cu apă și anhidrida de azot eliberată oxidează acidul sulfuric format în turn:

Monoxidul de azot este din nou trimis în turnul de oxidare și procesul este repetat.

Oxizii de azot care nu sunt absorbite de acid sulfuric, sunt prinse într-un turn sanitar (nu este prezentată în diagramă), în care se alimentează o soluție de sodă (Na2 CO3) sau soluție de var (Ca (OH 2)):

Pierderea oxizilor de azot este compensată prin introducerea de noi porțiuni de acid azotic.

Concentrația de acid sulfuric, obținută prin nitroză, ajunge la 70-80%.

Acidul sulfuric este folosit pe scară largă. Este folosit pentru a produce acid clorhidric, azotic, fosforic, fluorhidric și mulți acizi organici metoda de partajare în producția de îngrășăminte fosfat și azot, compuși sulfo organici, pentru purificarea diferitelor gaze incluse în amestecul de nitrare, este utilizat la fabricarea coloranților, pentru încărcare și altele.

Sare de acid sulfuric sunt utilizate pe scară largă. Sodiu de sodiu (sare glauber Na2S04 * 10H2O) este utilizat pentru producerea de sodă și în industria sticlei. Sulfatul de calciu este larg răspândit în natură sub formă de hidrat de cristalină (CaSO4 * 2H2O) și sare anhidră anhidră (CaS04) cu două godeuri.

Lianții de anhidră se obțin prin calcinarea pietrei de gips la temperaturi ridicate (600-700 ° C) cu diferiți aditivi. În acest caz, se obține cimentul de gips finit și gipsul calcinat (extrud-gips).

Aceste materiale se întăresc mult mai lent decât gipsul semi-apoasă și se utilizează pentru a produce mortar și beton de mică rezistență, precum și marmură artificială, podele fără sudură etc.

Sulfatul de magneziu sau sarea amară (MgSO4 * 7H2O) este utilizat în medicină ca laxativ.

sulfat de fier (II), sau sulfat de fier (FeSO4 * 7N2 O) folosit pentru prepararea ferocianura (K4 [Fe (CN) 6]), o cerneală, purificarea apei și conservarea lemnului.

Sulfatul de cupru sau sulfatul de cupru (CuS04 * 5H2O) se utilizează pentru a controla diversele ciuperci - dăunători ai agriculturii, pentru producerea de acoperiri de cupru și producerea de compuși diferiți de cupru.

Din soluțiile care conțin sulfat de metal trivalent (Fe 3+. Al 3+. Cr 3+) și sulfat al unui metal monovalent (K +. NH4 +. Rb +), săruri duble cristaliza tip K2 SO4 * Al2 (SO4) 3 * 24H2 O sau KAL (SO4) 3 * 12H2O. În loc de potasiu și aluminiu, elementele enumerate pot fi combinate în orice combinație.

Acești compuși sunt numiți alum. Alumurile există numai în formă solidă. În soluție, se comportă ca două săruri independente, adică ca un amestec de sulfați ai metalelor mono- și trivalente.

30. Schema de proces de bază pentru producerea acidului sulfuric din sulf.

Procesul tehnologic de producere a acidului sulfuric din sulful elementar prin metoda de contact diferă de procesul de producție de la piriți printr-o serie de caracteristici. Acestea includ:

- proiectarea specială a cuptoarelor pentru producerea gazului de cuptor;

- absența stadiului de curățare preliminară a gazului de cuptor.

Operațiile ulterioare de contactare a oxidului de sulf (IV) pe baza proiectării fizico-chimice și instrumentale nu diferă de cele pentru procesul bazat pe pirită și sunt formulate în mod obișnuit conform schemei DCDA. Termostatul de gaz în aparatul de contact în această metodă este de obicei realizat prin introducerea aerului rece între straturile de catalizator.

O diagramă schematică a producerii acidului sulfuric din sulf este prezentată în Fig. 1:

Fig. 1. Schema structurală pentru producerea acidului sulfuric din sulf.

1 - uscare cu aer; 2 - arderea de sulf; 3 - răcire cu gaz, 4 - contactare; 5-Absorbția oxidului de sulf (IV) și formarea acidului sulfuric.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: