Регенерация азотной и серной кислоты
са определенного количества H2SO4
со ступени на ступень осуществляется такое распределение концентраций
серной кислоты на ступенях, при которой величины пересыщения паров серной
кислоты на ступенях не достигают критического значения и исключаются
условия образования тумана серной кислоты. Отсепарированная в верхней царге
серная кислота перетекает через внешний гидрозатвор на нижнюю царгу
нижележащей ступени. Серная кислота перетекает со ступени на ступень вниз,
концентрируется и поступает в нижнюю часть колонны. На первой ступени
кислота газовым потоком в виде капель и струй по тангенциальному каналу
поступает в днище колонны, где раскручивается газовым потоком и поднимается
в виде высокотурбулированного слоя жидкости, струй, брызг по внутренней
стенке днища колонны вверх, в зону сепарации, расположенную между первой и
второй ступенями. Отсепарированная крепкая (91-93%) серная кислота
перетекает через штуцер из зоны сепарации по трубопроводу в холодильник.
Газовый поток, контактируя на ступенях с кислотой, отдает ей свое
тепло, освобождается от брызг кислоты в брызгоуловительных ступенях и с
содержанием кислых компонентов в пределах санитарной нормы выбрасывается
через трубу выброса газов в атмосферу.
2.3. Стандартизация. Технологическая характеристика сырья, полуфабрикатов,
готового продукта. ГОСТ и технические требования.
Технологический процесс регенерации отработанных кислот позволяет
получить концентрированную HNO3 и H2SO4, от вещающие требованиям
соответствующих стандартов.
1. Азотная кислота концентрированная
Таблица №3 - Технические характеристики на HNO3 по ГОСТ 701-78
|№ |Наименование показателей |Нормы |
| | |Высший |I сорт |II сорт|
| | |сорт | | |
| |Содержание HNO3, в %, не менее |98,9 |98,2 |97,5 |
| |Содержание H2SO4, в %, не менее |0,04 |0,05 |0,06 |
| |Содержание окислов азота N2O4, в %, не |0,2 |0,3 |0,3 |
| |более | | | |
| |Содержание прокаленного остатка, в % |0,005 |0,015 |0,03 |
2. Кислота серная техническая регенерированная (купоросное масло)
Таблица №4 - Технические условия на H2SO4 по ГОСТ 2184-77
|№ |Наименование показателей |нормы |
| |Содержание H2SO4, в %, не менее |91,0 |
| |Содержание нитросоединений, в %, не менее |0,2 |
| |Содержание прокаленного остатка, в % |0,4 |
| |Содержание окислов азота N2O3, в %, не более |0,01 |
| |Содержание железа, в %, не более |0,2 |
3. Отработанные и вытесненные кислоты представляют собой тройную смесь
азотной и серной кислот, а также воды.
Таблица №5 - Состав тройных смесей
|№ |Наименование составных частей |Отработанной |Вытесненной |
| | |кислоты |кислоты |
| |Азотная кислота, в % |15-22 |15-22 |
| |Серная кислота, в % |35-40 |35-40 |
| |Окислы азота, в % |4-5 |0,5-1,0 |
| |Вода, в % |33-46 |37-49,5 |
4. Слабая серная кислота
Таблица №6 Состав слабой H2SO4 должен удовлетворять условиям ГОСТа 1500-78
|№ |Наименование составных частей |Нормы |
| | | |
|1. |Содержание серной кислоты, в % |67-70 |
| | | |
|2. |Содержание азотной кислоты, в % |0,03 |
| | | |
Топливо (природный газ)
Природный газ должен соответствовать требованиям по ГОСТ 5542-70
Таблица №7 Технические условия на природный газ
|№ |Наименование показателей на 100 гр. Газа |Нормы |
| | | |
| |Содержание сероводорода в гр., не более |2 |
| |Содержание аммиака в гр., не более |2 |
| |Содержание синильной кислоты в гр., не более |5 |
| |Содержание смол и пыли в гр., не более |0,1 |
| |Содержание нафталина в гр., не более |10 |
| |Содержание кислорода в гр., не более |1 |
Природный газ используется для получения тепла при концентрировании
кислот.
Серная кислота концентрированная должна быть изготовлена в
соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому
регламенту, утвержденному в установленном порядке. По физико-техническим
показателям СК должна соответствовать нормам, указанным в таблице 8 по ГОСТ
2184-77.
Таблица №8
|№ |Наименование показателей |норма |
| | |Контактная |Олеум высший |
| | |высший |I сорт |высший сорт |I |
| | |сорт | | |сорт |
| |Внешний вид |Не нормируется |Маслянистая |
| | | |жидкость без |
| | | |механических |
| | | |примесей |
| |Массовая доля моногидрата|92,5 |94 |92,5 |94 |
| |(H2SO4), в % | | | | |
| |Массовая доля свободного |- |- |24 |24 |
| |серного ангидрида (SO3) в| | | | |
| |%, не менее | | | | |
| |Массовая доля железа, не |0,006 |0,015 |0,006 |0,01 |
| |более | | | | |
| |Массовая доля остатка |0,02 |0,03 |0,02 |0,03 |
| |после прокаливания, %, не| | | | |
| |более | | | | |
| |Массовая доля |Не нормируется |Не нормируется |
| |нитросоединений, %, не | | |
| |более | | |
| |Массовая доля окислов |0,00005 |0,0001 |0,0002 |0,0005 |
| |азота (N2O3), %, не более| | | | |
| |Массовая доля мышьяка |0,00008 |0,00001|0,00008 |0,00001|
| |(As), %,не более | | | | |
| |Массовая доля хлористых |0,0001 |0,0005 |Не нормируется |
| |соединений, в %,не более | | | |
| |Массовая доля свинца |0,001 |0,01 |0,0001 |0,001|
| |(Pb), %,не более | | | | |
| |Прозрачность |Не нормируется |Разбавление |
| |Цвет в мл. раствора, |1 |2 |Не нормируется |
| |сравнение | | | |
Свойства готовых продуктов, сырья и полуфабрикатов.
1. Азотная кислота концентрированная HNO3 в чистом виде – бесцветная
жидкость с едким, удушливым запахом; имеет удельный вес 1,5 гр/см3 ; 100%
HNO3 плавится при температуре –42 ОС; кипит при температуре +86 ОС. HNO3
действует на все металлы, кроме серебра и платины. Хранится и
транспортируется в алюминиевых цистернах. На свету медленно разлагается с
выделением кислорода и двуокиси азота NO2. Туман азотной кислоты и окиси
азота в виде NO2, N2O3 вызывает тяжелые отравления. ПДК в рабочей зоне – до
5 мг/м3 .
2. H2SO4 техническая, регенерированная. H2SO4 в чистом виде –
прозрачная бесцветная жидкость. Удельный вес – 1,81-1,84 гр/см3 .
Температура кипения безводной серной кислоты 275 ОС, Температура плавления
10,45 ОС.
Концентрированная СК на холоде не действует на металлы, поэтому ее
можно хранить в емкостях из черного металла. ПДК туманообразной кислоты в
воздухе рабочей зоны 1мг/м3 .[ ]
2.4. Химизм основных и побочных реакций [4]
При установившемся в денитрационной колонне ГБХ равновесном процессе,
HNO3 из смеси кислот, поступающий в колонну на тарелку испарения, частично
уходит на нижележащие тарелки, откуда снова отгоняется на тарелку
испарения. В процессе дистилляции, то есть отгонки HNO3 из тройной смеси,
поднимающиеся вверх пары обогащаются более летучим компонентом – HNO3, а в
движущуюся вниз жидкость преходит менее летучий компонент – вода.
Процесс испарения HNO3 происходит главным образом в средней части
колонны. H2SO4, пройдя эту зону, содержит в себе растворенные окислы азота,
переходящие из тройной смеси. Даже если в тройной смеси не было бы
растворенных окислов азота, то при частичном разложении HNO3 происходит
выделение окислов, которые взаимодействуя с H2SO4, образуют нитрозилсерную
кислоту:
2H2SO4 + N2O3 = 2HNSO5 + H2O + 86250 Дж.
Диоксид или четырехоксид азота, реагируя с концентрированной H2SO4,
образует нитрозилсерную кислоту и азотную кислоту:
2NO2 + H2SO4 = HNSO5 + HNO3
Процесс разложения нитрозилсерной кислоты с выделением окислов азо
| |  скачать работу |
Регенерация азотной и серной кислоты |
