sản xuất axit sunfuric

Hiểu được ý nghĩa và tầm quan trọng của axit sunfuric, trang bị cho giáo sinh tiềm lực để chuẩn bị giảng dạy tốt bộ môn HH ở THCS.Sinh viên nắm chắc cơ sở lí thuyết của mỗi giai đoạn sản

Trang 1

Technology and Environment Chemistry

CHƯƠNG II SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC

Giảng viên chính – Thạc sĩ : Võ Thị Bích Lâm

Trang 2

Hiểu được ý nghĩa và tầm quan trọng của axit sunfuric, trang bị cho giáo sinh tiềm lực để chuẩn bị giảng dạy tốt bộ môn HH ở THCS.

Sinh viên nắm chắc cơ sở lí thuyết của mỗi

giai đoạn sản xuất axit sunfuric như : Các phản ứng HH, điều kiện thích hợp của các quá trình sản xuất

Hiểu nguyên tắc vận hành , cấu tạo của thiết

bị phản ứng, sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất axit sunfuric

Mục tiêu

Trang 3

Technology and Environme

nt Chemistry

Nội dung:

1 Nguyên liệu của sản xuất axit sunfuric

2 Sản xuất khí SO2

3 Tinh chế khí SO2

4 Oxi hóa SO2 bằng xúc tác V2O5

5 Phương pháp Nitro hóa.

6 Hấp thụ SO3.

Trang 4

Những nguyên liệu nào được sử dụng để sản xuất axit sunfuric?

Trang 5

nt Chemistry

 Các hợp chất chứa lưu huỳnh khác như: khí SO2, H2S…

Trả lời 1 Nguyên liệu sản xuất H2SO4

Lưu huỳnh: Dây chuyền sản xuất đơn giản,

chủ yếu ở các nước có mỏ lưu huỳnh.

Quặng pirit: Chủ yếu là FeS 2 Thành phần

trung bình của quặng chiếm 40-50% lưu huỳnh

Ở VN, quặng pirit nghèo, chiếm 15%, nên phải nhập khẩu từ nước ngoài.

Thạch cao: Thành phần chính là CaSO 4

khan Thạch cao vừa để sản xuất xi măng,

vừa sản xuất H 2 SO 4

Trang 6

2 Sản xuất khí SO2

2.1 Sản xuất SO2 từ lưu huỳnh

Trang 7

nt Chemistry

2.2 Sản xuất SO2 từ H2S

H2S + 3O2 đốt cháy2SO2 + 2H2O, ∆H < 0

Đây là phương pháp kinh tế nhất, nhưng khó khăn trong việc tinh chế SO2

Trang 8

2.3 Sản xuất SO2 từ pirit sắt.

FeS2 → 2FeS + S2(hơi) ; ∆H > 0

S2 +2O2 → 2SO2 ∆H < 0

4FeS + 7O2 → 2Fe2O3 + 4SO2 ∆H < 0.4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3+ 8 SO2

Trang 9

nt Chemistry

Câu hỏi thảo luận 1

Dựa vào bản chất của quặng pirit sắt và các quá trình hoá học trên hãy cho biết cơ sở lí thuyết và các điều kiện kĩ thuật cần thiết để sản xuất SO2?

Trang 10

Quặng pirit trước khi đưa vào sản xuất được làm sạch và nghiền nhỏ với kích thước phụ

thuộc cấu trúc của lò ( lò tầng sôi là 2 -5 mm; lò bơi chèo 6 -8 mm)

Nhiệt độ:

- Lúc đầu cần cung cấp nhiệt cho phản ứng

- Sau đó phản ứng toả nhiệt, nhiệt độ cao sẽ làm nguyên liệu nóng chảy kết khối Nhiệt độ

thích hợp khoảng 600 -8500C, cao nhất không qúa 10000C

Diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và

không khí

Quá trình đốt pirit trong không khí là quá

xảy ra trong hệ đồng thể Vì vậy kích thước

phù hợp tạo sự tiếp xúc tốt giữa quặng và

oxi trong không khí

Tốc độ thổi không khí vào lò thích hợp,

sao cho hỗn hợp khí thu được chứa khoảng

7% SO2, 11% O2

Cấu trúc tinh thể và thành phần của quặng Tuỳ theo cấu trúc tinh thể, kích thước và

thành phần trong quặng mà người ta sử dụng

loại lò đốt khác nhau

Trang 11

nt Chemistry

Các kiểu lò đốt

Lò đốt kiểu“ bơi chèo”

Nhìn vào hình vẽ hãy trình bày cấu tạo

và cách vận hành của lò đốt kiểu “

Trang 12

Lò đốt kiểu“ tầng sôi”

Nhìn vào hình vẽ hãy trình bày cấu tạo

và cách vận hành của lò đốt kiểu

“tầng sôi”?

SO2

FeS2

Trang 13

nt Chemistry

Lò phun đốt pirit

Nhìn vào hình vẽ hãy trình bày cấu tạo và

cách vận hành của lò phun đốt pirit.

Trang 14

3 Tinh chế hỗn hợp khí

3.3 Tách “mù” H2SO4

Do có một lượng nhỏ SO3 tác dụng với hơi nước tạo ra H2SO4, như sương mù đi theo các đường ống, ăn mòn thiết bị Tách bằng các lọc điện ướt

3.1 Tách bụi

Nhờ hệ thống lắng cơ học gọi là xyclon và máy lọc điện khô

3.2 Tách asen oixt và selen oxit

Đây là các hóa chất làm ngộ độc xúc tác, được tách bằng cách cho qua các tháp rửa

3.4 Tách hơi nước

Cho hỗn hợp khí đi qua các tháp tưới

H2SO4 đặc 98%

Trang 15

nt Chemistry

Anh chị hãy trình bày cơ sở lý thuyết của quá trình oxi hóa

4 Oxi hoá SO2 bằng xúc tác V2O5

Trang 16

Phản ứng này không xảy ra ở nhiệt độ

thường kể cả ở nhiệt độ cao, mặt khác SO3

không bền, dễ bị phân hủy.Khi dùng xúc tác

V2O5 thì nhiệt độ thực tế sản xuất được duy trì

khoảng 4500C,

Xúc tác là V2O5 có thêm Al2O3, SiO2, K2O, CaO rẻ tiền, bền hơn

Trang 17

Trang 18

4.2 Thiết bị oxi hoá

Hãy trình bày cấu tạo

và cách vận hành của

tháp oxi hoá SO2

Trang 19

nt Chemistry

5 Hấp thụ SO3 thành H2SO4

Hãy giải thích tại sao trong sản xuất H 2 SO 4 người ta không trực tiếp dùng nước để hấp phụ

SO 3 ? Cho biết cơ sở lí thuyết, quá trình hấp thụ SO 3 và cấu tạo của tháp hấp thụ SO 3 ?ø

Trang 20

 Phản ứng hoá học

SO3 + H2O H2SO4 H < 0

Phản ứng này toả nhiệt mạnh , tạo “ mù” axit H2SO4 không ngưng thành giọt lớn theo ống thải thoát ra ngoài gây ô nhiễm môi trường.

 Trong sản xuất người ta dùng oleum ( SO3 trong

H2SO4 đậm đặc ) để hấp thụ Dùng hai tháp hấp thụ đặt liền nhau để thu hoàn toàn SO3 trong hỗn hợp khí

Trang 21

nt Chemistry

Vỏ tháp bằng thép

Vỏ chống ăn mòn

Các vật đệm

Lưới phân phối khí

H2SO4 100%

Trang 22

Bài tập ở nhà:

1/ Vẽ sơ đồ mô tả dây truyền sản xuất H2SO4 từ nguyên liệu ban đầu là pirit sắt.

2/ Trả lời câu hỏi sách trong giáo trình

Trang 23

nt Chemistry

Định dạng
Số trang	23
Dung lượng	412 KB