Күкірт қышқылын концентрлеу.

Күкірт қышқылын концентрлеу оның ертіндісіндегі суды буға айналдыруға негізделген. Сұйытылған күкірт қышқылы қайнағанда концентрациясы 70% жеткенше буға тек су ауысады, ал 70% - тен басап бу фазасына күкірт қышқылы ауыса бастайды. Сөйтіп қышқылдың концентрациясы 98,3% - ке жеткенде бу фазасының құрамымен сұйық құрамы теңеседі, яғни тұрақты температурада қайнайтын азеотроп қоспасына айналады. (құрамы және қайнау температуралары өзгермей айдалатын ертінділер), қайнау температурасы 336,6⁰С .

Күкірт қышқылын концентрлеудің үш түрлі әдісі бар:

1. абанды барботаж( газды немесе буды сұйықтық қабаттан қысым арқылы өткізе отырып бөлшектеу) концентратында күкірт қышқылын тікелей пеш газымен жанастыру. Бұл әдіспен 92-93% күкірт қышқылын алынады (купарос майы) Әдістің кемшілігі – "пеш" газ құрамындағы қоспалар күкірт қышқылының құрамында қалады.

2. Күкірт қышқылын концентрлейтін аппаратты тыстан қыздыру. Артықшылығы- қышқыл басқа қоспалармен былғанбайды. Кемшілігі: аппаратты құратын материалдар қышқылға, жоғары температураға төзімді, жылу өткізгіштігі жоғары болу керек. Жұмсалатын жылу мөлшері жоғары.

3. Вакуумдеу әдісі. Бұл әдіс ті күкірт қышқылының құрамында органикалық қоспалар болғанда қолданады.

Мұнайды сульфирлеу әдісімен өңдегенде күкірт қышқылы көп жұмсалады, ал қышқылды қайтадан іске асыруға оларды вакуум әдісімен концентрлейді.

Вакуум әдісімен күкірт қышқылын концентрлегенде вакуум аппаратын қыздыруға 110-150⁰С температурадағы су буын қолданады. Кемшілігі: электр энергиясы көп мөлшерде жұмсалады.

Күкірт қышқыл өндірістерінің дамуындағы негізгі бағыттары.

1. Шикізат көзін, қорын кеңейту.

• пеш газының, метллургия газының құрамындағы күкірт диоксидін пайдалану.

• Өндіріс қалдықтарын: фосфогипс қышқылын гудрон, көмірлі колчедан жәнет.б. қолдану.

2. Жеке аппараттың және тұтас системаның қуатын көбейту.

• аппараттардың өнімділігін арттыру арқылы, конструкциясын өзгерту арқылы.

3. Технологиялық процестерді қарқындату.

• шикізатты күйдіргенде технологиялық оттекті пайдалану.

• SO₂ және O₂ концентрацияларын жоғарлату.

• Активті және берік катализаторлар қолдану.

4. Химиялық реакциялар жылуын толық пайдалану нәтижесінде 1 тонна күкірт қышқылын өндіргенде 1,5-2 т су буы өндіріледі, су буы күкірт қышқылының өзіндік құнын төмендетеді.

5. Негізгі аппараттардың қарқындылығын арттыру мақсатында процестің қысымын жоғарлату.

6. Шикізатты күйдіру және контактылау сатысында "қайнату қабатында" жұмыс жасайтын реактоларды пайдалану.

Күкірттті сутектен күкірт қышқылын өндіру.

1.Әдістің ерекшелігі мен маңызы.

Күкіртті сутектен күкірт қышқылын алу әдісі "ылғалды" (мокрый) деп аталады. (И.А. Ададуров, Д Гернст,1931ж) Бұл әдістің негізі мынада: күкіртті сутекті ауа ағынында жағу арқылы алынған күкірттің қостотығымен (І) судың буын бір-бірімен аралстырып контакт аппаратына жібереді. Онда қатты ванадий катализаторында күкірттің қос тотығы күкірт тотығына дейін тотығады. Газ қоспасы конденсаторда суыйды, содан пайда болған күкірт қышқылының буы сұйық өнімге айналады.

Сөйтіп ылғалды катализ процесінде күкірт қышқылын колчедан мен таза күкірттен өндіру әдісіне қарағанда айырмашылығы мынада: Мұнда күкірт оксидін адсорбциялау процесі жоқ, барлық процес тізбектелген үш сатыдан тұрады.

1.Күкірттісутегін жағу:

H₂S +5O₂= SO₂+H₂O –519 кДж

Күкірттің қос тотығымен су буының эквимолекулалары (1:1) құрамы түзіледі.

2. Күкірттің қос тотығын күкірт тотығына дейін тотықтыру.

SO₂+1/2 O₂= SO₃ –96кДж

Мұнда күкірт тотығымен су буының эквимолеклярлық құрамын сақтайды.

3. Будың конденсациясы және күкірт қосылыстарының түзілуі:

SO₃+H₂O= H₂SO₄ -92кДж

Сонымен ылғалды каталитикалық процесі мынандай өрнекпен өрнектеледі:

H₂S +2O₂=H₂SO₄ –707 кДж

Күкіртті сутегінен күкірт қышқылын өндірудің технологиялық схемасы.

"Ылғалды" катализ әдісінде шикізат ретінде құрамында 90% H₂S болатын жоғары концентрлі кейбір өндіріс қалдықтарында болатын күкіртті сутек газы қолданылады. Бұл өндірістен шыққан газ жуылатындықтан әрі қарй оны тазартпайды және де оның құрамында зиянды қоспалар болмайды. Технологиялық схемада абсорбция сатысы болмағандықтан өндіріс процестері әлдеқайда қысқарады.

Күкіртті сутектен күкіт қышқылын өндірудің технологиялық схемасы төменгідей операциялардан тұрады.

• Күкіртті сутек газын өтреу. Мұнда өте көп жылу бөлінетіндіктен қызып кетпес үшін ауаның мөлшерін көбірек алады.

• Утилизатор қазанда газ қоспасын 1000⁰С – тан 400⁰С -қа дейін суыту.

• Контакт болатын дәрежеге дейін газбен бу қоспасын ауамен сұйылту.

• Контакт аппаратыда SO₂-ның SO₃–ке дейін тотығуы. Катализатор қабаттарының арасын ауа беру арқылы температурасын тұрақты ұстап тұрады.

• Башняда (мұнарада) конветрленген газды суыту. Мұнда күкірт қышқылы бар. Бұдан мақсатты өнім күкірт қышқылын және оның тұманы түзіледі. Тұман электрофилтрде ұсталады. Бұл әдіспен 96(-тік күкірт қышқылы түзіледі.