Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Промышленный метод производства серной кислоты – контактный процесс, используемый для моделирования популяции. Контактный процесс является современным методом получения серной кислоты в высоких концентрациях, необходимых для промышленных процессов. Изначально в качестве катализатора в этой реакции использовалась платина; однако, из-за её чувствительности к реакциям с примесями мышьяка в сырье, содержащем серу, в настоящее время предпочтение отдается оксиду ванадия(V) (V2O5).
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.
История
Этот процесс был запатентован в 1831 году британским торговцем уксусом Перегрином Филлипсом. Помимо того, что он был значительно более экономичным способом производства концентрированной серной кислоты, чем предыдущий процесс в свинцовой камере, контактный процесс также производит триоксид серы и олеум. В 1901 году Эуген де Хэн запатентовал основной процесс, заключающийся в соединении диоксида серы и кислорода в присутствии оксидов ванадия, в результате чего образуется триоксид серы, который легко поглощается водой с образованием серной кислоты. Этот процесс был значительно улучшен благодаря уменьшению размера частиц катализатора (например, ≤ 5000 микрон), что было открыто двумя химиками компании BASF в 1914 году.
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.
Очистительная установка
Это включает в себя пылеуловитель, охладительные трубы, скрубберы, сушильную колонну, очиститель от мышьяка и контрольную коробку. Диоксид серы содержит множество примесей, таких как пары, частицы пыли и оксид мышьяка. Поэтому его необходимо очищать, чтобы избежать отравления катализатора (то есть снижения каталитической активности и потери эффективности). В этом процессе газ промывается водой и осушается серной кислотой. В пылеуловителе диоксид серы подвергается воздействию водяного пара, который удаляет частицы пыли. После охлаждения газа диоксид серы поступает в промывочную колонну, где распыляется водой для удаления растворимых примесей. В сушильной колонне на газ распыляют серную кислоту для удаления влаги. Наконец, оксид мышьяка удаляется при контакте газа с гидроксидом железа.
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.
Двойной контакт двойной поглощения
Следующий этап контактного процесса – двойной контакт с двойным поглощением (DCDA). В этом процессе газы, содержащие SO2 и SO3, дважды проходят через абсорбционные башни для дальнейшего поглощения и превращения SO2 в SO3, а также для получения серной кислоты более высокой концентрации. Газы, богатые SO2, поступают в каталитический конвертер, как правило, в башню с несколькими каталитическими слоями, где они превращаются в SO3, достигая первой стадии конверсии. Газы, выходящие из этой стадии, содержат как SO2, так и SO3, и направляются в промежуточные абсорбционные башни, где серная кислота стекает вниз по заполненным колоннам, а SO3 реагирует с водой, повышая концентрацию серной кислоты. Хотя SO2 также проходит через башню, он остается неактивным и выходит из абсорбционной башни. Этот поток газа, содержащий SO2, после необходимого охлаждения снова проходит через каталитический конвертер, достигая конверсии SO2 в SO3 до 99,8%, после чего газы снова поступают в конечную абсорбционную колонну, что обеспечивает не только высокую эффективность конверсии SO2, но и возможность получения серной кислоты более высокой концентрации. Промышленное производство серной кислоты требует точного контроля температуры и скорости потока газов, поскольку эффективность конверсии и поглощения зависят от этих параметров.
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.