11-ma’ruza sulfаt kislоtаsi ishlаb chiqаrish teхnоlоgiyasi. Sulfаt kislоtаsi ishlаb chiqаrishning kоntаkt vа nitrоzil usullаrini tаvsifi

11-MA’RUZA

Sulfаt kislоtаsi ishlаb chiqаrish teхnоlоgiyasi. Sulfаt kislоtаsi ishlаb chiqаrishning kоntаkt vа nitrоzil usullаrini tаvsifi

Kontakt usulida sul’fat kislotasining olish uch bosqichdan iborat bo’ladi:

1)SO₂ ni tozalash.
2)SO₂ni oksidlash va SO₃ ni olish.
3)SO₃ni H₂SO₄ga absorbtsiyasi.
1-bosqich: SO₂ tarkibida iflosliklar,chang, metall qoldiqlari bo’ladi. Ular keyingi oksidlanish jarayoniga salbiy ta’sir ko’rsatadi. YA’ni katalizatorni zaxarlaydi. SO₂ avval mexanik usulda tozalanib keyin H₂O bilan purkab, chang qoldiqlaridan tozalaniladi. Tarkibidagi namlikni esa H₂SO₄ bilan yuvish bilan yo’qotilinadi.
2-bosqich:
2SO₂ + O₂  2SO₃+ Q N =-2,96 kDj ; T= 500⁰S

Kontak usulida oltingugurt 1V-oksidini oksidlash gomogen, qaytar, ekzotermik reaktsiyadir. Muvozanatni o’ng tarafga siljitish uchun Le-Shatel’e koidasiga asosan temperaturani pasaytirib, bosimni oshirib, SO₃ xosil bo’lish darajasini ko’tariladi.

X_SO3 = C_SO3/C_SO2 + C_SO3
400⁰C da SO₃ ni xosil bo’lishi 99.2%, 600⁰C da esa 77% xosil bo’ladi. Temperaturani pasayishi bilan SO₃ xosil bo’lishi darajasi ortadi lekin reaktsiya tezligi kamayib ketadi. SO₃ aktivlanish energiyasi E  300 kDj/mol’ bo’lib, reaktsiya vaqtida uch molekulaning tuknashish extimoli juda kam bo’ladi.SHu sababdan bu reaktsiyani tezlatish uchun katalizator qo’llaniladi. Katalizator sifatida sof xoldagi Pt, aralashma xoldagi metallar oksidi Fe₂O_3, V₂O₃.
Pt aktivligi juda yuqori bo’lgan , tannarxi qimmat, mish’yak ta’sirida tez zaxarlanadi va bu katalizator xozirgi vaqtda qo’llanilmaydi. Fe₂O₃ arzon, kam zaxarlanadi, yonish temperaturasi 625⁰C bo’lgan i uchun kam qo’llaniladi. Sanoat miqyosida. V₂O₃ ishlatiladi va bu katalizator xar tomonlama qulay.
SO₃ni V₂O₃ katalizatorligida olish getroqatalitik, mexanizmibo’yicha oksidlanish-qaytarilish jarayondir va u olti bosqichdan iborat.

1. 
   SO₂va O₂ gazlari katalizator yuzasiga diffuziyalanadi
   
2. 
   gazlar aralashmasi katalizator ichiga diffuziyalanadi
   
3. 
   gazlar katalizator bilan ta’sirlanib, oraliq kompleks xosil qiladi : kat -e  O
   

SO₂ kat  O₂

4. 
   xosil bo’lgan komplekslar qayta gruppalanib, maxsulot xosil bo’ladi va sof xolda katalizator ajrab chiqadi.
   

1. 
   maxsulot katalizator Kovaklaridan uninig yo’za qatlamiga desorbtsiyalanadi.
   
2. 
   maxsulot katalizator yo’zasidan oqimga kushiladi.
   

SO₃ ni olish ikki xil uskunalarda olib borilishi mumkin.:
a) Tashqi issiqlik almashinuvi (15-rasm),
b) Ichki issiqlik almashinuvi (16-rasm)


SO₂ gazi (15-rasm) issiqlikalmashinuv (1) dan o’tib isitiladi. Bu isitgich uskuna ishga tushish vaqtida ishlatiladi, FeS₂ kuydirish natijasida xosil bo’lgan gazlar yordamida 600^0S ga qadar isitiladi va reaktsiya bir tekis ketganida tuxtatiladi. Keyin reaktsiya natijasida xosil bo’lgan issiqlikdan foydalaniladi. Isitilgan SO₂ gazi 5 reaktorda katalizator qatlamidan o’tib, oksidlanadi. Xarorat 450⁰S dan 600⁰S ko’tariladi. Gazlar aralashmasi 4-issiqlik almashtirgichlardan o’tib, sovutiladi va yana 3-kontakt uskunasidan o’tadi. Xosil bo’lgan maxsulot 2-issiqlik almashtirgichda sovutiladi va keyingi bosqichga o’zatilinadi.
Xozir korxonalarda ichki issiqlik almashinuv uskunalari qo’llanilmoqda. Bu uskuna ideal siqib chiqarish mexanizmida, politermik sharoitda ishlaydi (16-rasm).
3-bosqich SO₃ gazini suvga sorbtsiyasidir. Lekin bu jarayon katta miqdordagi issiqlik ajrab chiqishi bilan boradi va buning natijasida maxsulot tumanga aylanib ketadi. Bu xolatdagi sul’fat kislotani kondensatsiya qilishni texnologik tashkil etish imkoni yo’q. SHu sababdan uchinchi bosqich SO₃ gazini sul’fat kislotaga sorbtsiyalash bilan amalga oshiriladi. Buning uchun nasadkali minora va 98,398,6 % sul’fat kislotasinig qo’llaniladi. Bunday kislota monogidrati deyiladi va u eng yuqori yo’tish xususiyatiga ega bo’ladi. Bu kislota yordamida adsorbtsiya darajasi 99% etadi. Kislota tarkibidagi kam miqdordagi suv xam kislota bug’larini xosil qiladi va u uskunaning tepa qismida tuplanib, portlash xavfini tugdiradi. Adsorbtsiya jarayonini yaxshilash uchun o’zatilinayotgan kislota suv sovitgichlarida 6070⁰S ga qadar sovitiladi. Adsorberda aylanadigan kislota miqdori SO₃ni yo’tish uchun kerak yuulgan miqdoridan ancha ko’p olinadi. Bu jarayonni issiqlik balansi bilan belgilanadi. Jarayon natijasida xosil bo’lgan issiqlik oltingugurt kuydirishda kerak bo’ladigan xavoni isitishda foydalaniladi.
Nitroza usulida sul’fat kislotasi olishda katalizator sifatida SO₂ oksidlash uchun N₂O₃ qo’llaniladi(17-rasm).Oksidlash texnologik tashkil etishni osonlashtirish uchun kontsentrlangan nitrat kislotasi ishlatiladi. YUu jarayon gomoqatalitik jarayon bo’lib, nasadkali minoralarda amalga oshiriladi.
2NOHSO₄+H₂O =2H₂SO₄ +N₂O₃ (a)