Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И
Скачать (прямая ссылка):
Розчин NO2 в HNO3 надходить у вибілювальну колону 8, де від нагрівання глухою водяною парою NO2 виділяється з розчину і виходить через верхню частину колони в розсільний холодильник-конденсатор 10, а звідти в змішувач 11 В колону 8 надходить і автоклавна HNO3, в я.кій розчинений NO2. Продукційна HNO3, що звільнилася від оксидів азоту в вибілювальній колоні, надходить через розсільний холодильник на склад готової продукції і на зрошення доокислю-вальної 5 та поглинальної 7 башт. Діоксид азоту конденсується в розсільному холодильнику-конденсаторі 10 і збігає в змішувач 11. де розчиняється в HNO3. Суміш подається в автоклав 12, куди надходить і O2.
Автоклав —¦ це товстостінний вертикальний стальний циліндр об'ємом 8—12 м3, футерований всередині листовим алюмінієм для збереження від дії HNO3.
Перспективи розвитку азотнокислотного виробництва пов'язані з раціональним розв'язанням питань збільшення потужності агрегатів, повнішим використанням тепла реакцій, скороченням викидання оксидів азоту в атмосферу, значним зниженням відносних капіталовкладень і собівартості HNO3.
Зберігання і перевезення HNO3. Розбавлений 47—60%-нйй розчин HNO3 зберігають у резервуарах з нержавіючої сталі; невеликі кількості зберігають і перевозять у скляних бутелях місткістю 20— 50 л. Скляні бутелі мають бути упаковані в кошики або дерев'яні
ящики і обкладені соломою або стружками, обробленими вогнетривкими речовинами.
Концентровану HNO3 зберігають і перевозять в алюмінієвих цистернах. її змішують з невеликою кількістю (7,5%) купоросного масла і таку суміш (меланж) відправляють споживачам у цистернах з вуглецевої сталі. Перевозити концентровану HNO3 у скляному посуді з дерев'яною тарою не дозволяється.
Техніка безпеки у виробництві HNO3. Концентрація оксидів азоту в повітрі робочих приміщень не повинна перевищувати 0,005 мг/л (в перерахунку на N2O5), концентрація NH3 — 0,02 мг/л.
РОЗДІЛ XV
Виробництво сірчаної кислоти
§ 1. ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ TA ЗАСТОСУВАННЯ СІРЧАНОЇ КИСЛОТИ
Безводна H2SO4 (моногідрат) — важка, оліїста рідина з густиною 1,8305 г/см3 (при 20° С), кипить при 279,6° C і тиску 760 мм рт. ст., кристалізується при 10,37° С. При нагріванні вище 200° C безводна H2SO4 частково розкладається за схемою
H2SO4 5? SO3 + H2O1 (а)
утворюючи азеотропну суміш, яка містить 98,3% H2SO4 і 1,7% H2O і має температуру кипіння 338,8° C Сірчана кислота змішується" з H2O в будь-яких співвідношеннях, утворюючи гідрати (H2SO4 - H2O; H2SO4 • 2H2O; H2SO4 • 4H2O) з виділенням великої кількості тепла (937,84 кДж/кг H2SO4). З SO3 сірчана кислота утворює дві сполуки: H2SO4 • SO3 і H2SO4 • 2SO3. Розчин SO3 в H2SO4 в!д^18_до_65%^нази-, щакгтъ олеумом. На рис. 126 наведено діаграму кристалізації гідратів H2SO4. Для виробництва, транспортування і застосування JT2SO4 велике значення мають зміни температури плавлення і кипіння її" залежно від концентрації. Я_к видно з діаграми, H2SO4 з водою утворює кілька евтектичних сумішей. Суміш, що має найнижчу температуру кристалізації, містить 38% H2SO4. Окремі види H2SO4 за своїм складом близькі до таких евтектичних сумішей: 75%-ний розчин H2SO4 (кристалізується при—41° С); 93,3%-на H2SO4 (кристалізується при —37,85° С); олеум з вмістом 18,07% вільного SO3 (кристалізується при —17,05° C)1 а також неевтектичної суміші 98%-ної H2SO4 (кристалізується при +0,1° С). Розчини H2SO4, що містять близько 70% H2SO4, при нагріванні виділяють тільки водяну пару, а над олеумом, в якому понад 20% SO3, практично знаходиться пара SO3.
Діаграму кипіння водних розчинів H2SO4, наведену на рис. 127, використовують для визначення режиму концентрування розбавленої H2SO4. Як видно з діаграми, температура кипіння розчину, в якому міститься менш як 80% H2SO4 лежить нижче 200° С. Під час нагріван-
ня до пари переходить майже виключно вода. Якщо концентрація кислота вища за 93%, у паровій фазі значно підвищується вміст H2SO4. Пара H2SO4 з підвищенням температури дисоціює за схемою (а), при температурах вищих за 400° C молекул SO3 в паровій фазі більше, ніж H2SO4. При дальшому нагріванні відбувається дисоціація SO3, який при температурі вищій за 1000° C дисоціює майже повністю.
Сірчана кислота надзвичайно активна, вона дуже добре сполучається з водою, відбираючи її навіть від хімічних сполук. Рослинні і тваринні тканини, що містять у своєму складі вуглеводні (целюлозу, крохмаль, цукор), обвуглюються концентрованою H2SO4. У розбавленій H2SO4 целюлоза і крохмаль перетворюються на цукор. На шкірі людини H2SO4 викликає тяжкі опіки.
Переважна більшість H2SO4 витрачається на виробництво міне-ральних добрив. Майже всі інші кислоти і багато солей виробляються за участю H2SO4; її широко використовують у виробництві кольорових і рідкісних металів; у металообробній промисловості H2SO4 та її солі застосовують для протрави металевих виробів перед їх лудінням, нікелюванням, хромуванням або цинкуванням. Значну кількість H2SO4 використовують для очищення нафтопродуктів, у виробництві барвників, лаків, ліків, спиртів, ефірів, синтетичних миючих засобів, отрутохімікатів, вибухових речовин, пластичних мас та ін. її застосовують у текстильній промисловості для протрави тканин, для сульфування органічних сполук, у промисловості органічного синтезу, для виробництва іонообмінників, штучного волокна. Сірчану кислоту застосовують у харчовій промисловості для виробництва крохмалю, патоки та інших продуктів, а також для сушіння газів, при концентруванні різних кислот.
