Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Күкірт қышқылын өндірудің өнеркәсіптік әдісі – халықты модельдеу үшін қолданылатын стохастикалық процесс. Контактілік процесс – өнеркәсіптік процестер үшін қажетті жоғары концентрациядағы күкірт қышқылын өндірудің қазіргі әдісі. Бастапқыда платина осы реакцияның катализаторы ретінде қолданылды; алайда күкірт шикізатындағы сынап қоспаларымен реакцияға түсуге бейім болғандықтан, қазір ванадий(V) оксиді (V2O5) көбірек қолданылады.
Industrial method of sulfuric acid productionthe stochastic process used to model population
The contact process is the current method of producing sulfuric acid in the high concentrations needed for industrial processes. Platinum was originally used as the catalyst for this reaction; however, as it is susceptible to reacting with arsenic impurities in the sulfur feedstock, vanadium(V) oxide (V2O5) is now preferred.
Тарих
Бұл әдісті 1831 жылы британдық сірке қышы саудагері Перегрин Филлипс патенттеген. Концентрацияланған күкірт қышқылын өндіру үшін бұрынғы қорғасын камералы процеске қарағанда әлдеқайда тиімді процесс болғанмен қатар, контактілік процесс күкірт триоксиді мен олеумды да өндіреді. 1901 жылы Эуген де Хэн вандий оксидтерінің қатысуында күкірт диоксиді мен оттегіні біріктіретін негізгі процеске патент алды, нәтижесінде суға оңай сіңіріліп, күкірт қышқылын беретін күкірт триоксиді пайда болды. Бұл процесс катализатордың бөлшектерінің мөлшерін кішірейте беру арқылы едәуір жақсартылды (мысалы, ≤ 5000 микрон), бұл жаңалықты 1914 жылы BASF компаниясының екі химигі ашқан.
This process was patented in 1831 by British vinegar merchant Peregrine Phillips. In addition to being a far more economical process for producing concentrated sulfuric acid than the previous lead chamber process, the contact process also produces sulfur trioxide and oleum. In 1901 Eugen de Haën patented the basic process involving combining sulfur dioxide and oxygen in the presence of vanadium oxides, producing sulfur trioxide which was easily absorbed into water, producing sulfuric acid. This process was improved remarkably by shrinking the particle size of the catalyst (e. g. ≤ 5000 microns), a process discovered by two chemists of BASF in 1914.
Тазарту қондырғысы
Бұған шаң тоқтату мұнарасы, салқындату құбырлары, тазартқыштар, кептіру мұнарасы, мышьяк тазартқышы және сынақ қорабы кіреді. Күкірт диоксидінде булар, шаң бөлшектері және мышьяқ оксиді сияқты көптеген қоспалар бар. Сондықтан, катализатордың заластануын болдырмау үшін (яғни: катализдік белсенділіктің жойылуы және тиімділіктің төмендеуі) оны тазарту қажет. Бұл процесте газ сумен жуылады және күкірт қышқылымен кептіріледі. Шаң тоқтату мұнарасында күкірт диоксиді шаң бөлшектерін кетіру үшін буға ұшыратылады. Газ салқындатылғаннан кейін жуу мұнарасына енгізіліп, ерігіш қоспаларды жою үшін сумен шашыратылады. Кептіру мұнарасында газға күкірт қышқылы шашыратылып, ылғал алынады. Соңында, газды темір гидроксидімен байланыстыру арқылы мышьяқ оксиді алынып тасталады.
This includes the dusting tower, cooling pipes, scrubbers, drying tower, arsenic purifier and testing box. Sulfur dioxide has many impurities such as vapours, dust particles and arsenous oxide. Therefore, it must be purified to avoid catalyst poisoning (i. e.: destroying catalytic activity and loss of efficiency). In this process, the gas is washed with water, and dried by sulfuric acid. In the dusting tower, the sulfur dioxide is exposed to a steam which removes the dust particles. After the gas is cooled, the sulfur dioxide enters the washing tower where it is sprayed by water to remove any soluble impurities. In the drying tower, sulfuric acid is sprayed on the gas to remove the moisture from it. Finally, the arsenic oxide is removed when the gas is exposed to ferric hydroxide.
Қос түйісу қос сіңіру
Контакт процесінің келесі кезеңі қос контактты қос сіңіру (DCDA) болып табылады. Бұл процесте өнімдік газдар (SO2) және (SO3) SO2-нің SO3-ке одан әрі сіңірілуі мен айналуын және жоғары сапалы күкірт қышқылының өндірілуін қамтамасыз ету үшін екі рет сіңіру мұнараларынан өтеді. SO2-ге қаныққан газдар катализаторға, әдетте бірнеше катализатор қабаттары бар мұнараға енгізіліп, SO3-ке айналады, осылайша айналудың бірінші сатысы орындалады. Бұл сатыздан шығатын газдар SO2 және SO3-тің қоспасын құрайды және олар аралық сіңіру мұнараларынан өтеді, онда күкірт қышқылы толтырылған бағаналар арқылы тамшылап ағызылады және SO3 сумен реакцияласып, күкірт қышқылының концентрациясын арттырады. SO2 да мұнарадан өтеді, бірақ ол реакцияға түспейді және сіңіру мұнарасынан шығып кетеді. Қажетті салқындатудан кейін SO2-ні қамтитын газ ағыны қайтадан катализатор қабаттары арқылы өтеді, нәтижесінде SO2-нің 99,8%-ға дейін SO3-ке айналуына қол жеткізіледі, ал газдар қайтадан соңғы сіңіру бағанасынан өтеді, осылайша SO2 үшін жоғары айналу тиімділігі қамтамасыз етіледі және күкірт қышқылының жоғары концентрациясын өндіруге мүмкіндік туады. Күкірт қышқылын өнеркәсіптік өндіру үшін газдардың температурасын және ағынын дұрыс бақылау қажет, себебі айналу тиімділігі мен сіңіру осы факторларға байланысты.
The next step to the contact process is double contact double absorption (DCDA). In this process the product gases (SO2) and (SO3) are passed through absorption towers twice to achieve further absorption and conversion of SO2 to SO3 and production of higher grade sulfuric acid. SO2 rich gases enter the catalytic converter, usually a tower with multiple catalyst beds, and are converted to SO3, achieving the first stage of conversion. The exit gases from this stage contain both SO2 and SO3 which are passed through intermediate absorption towers where sulfuric acid is trickled down packed columns and SO3 reacts with water increasing the sulfuric acid concentration. Though SO2 too passes through the tower it is unreactive and comes out of the absorption tower. This stream of gas containing SO2, after necessary cooling is passed through the catalytic converter bed column again achieving up to 99.8% conversion of SO2 to SO3 and the gases are again passed through the final absorption column thus achieving not only high conversion efficiency for SO2, but also enabling production of a higher concentration of sulfuric acid. The industrial production of sulfuric acid involves proper control of temperatures and flow rates of the gases as both the conversion efficiency and absorption are dependent on these.