Kirish ishlab chiqarishning nazariy asoslari

2. SO2 ning SO3 ga kontakt oksidlanishi

Oltingugurt dioksidining kontaktli oksidlanishi geterogen oksidlovchi ekzotermik katalizning tipik namunasidir.
Bu eng ko'p o'rganilgan katalitik sintezlardan biridir. SSSRda SO2 ning SO3 ga oksidlanishini oʻrganish va katalizatorlar yaratish boʻyicha eng puxta ish G.K. Boreskov. Oltingugurt dioksidining oksidlanish reaktsiyasi
SO₂ + 0,5 O₂ = SO₃ (2)
aktivlanish energiyasining juda yuqori qiymati bilan tavsiflanadi va shuning uchun uni amaliy amalga oshirish faqat katalizator ishtirokida mumkin.
Sanoatda SO2 oksidlanishining asosiy katalizatori vanadiy oksidi V2O5 (vanadiy bilan aloqa massasi) asosidagi katalizator hisoblanadi. Ushbu reaksiyadagi katalitik faollik boshqa birikmalar, birinchi navbatda platina tomonidan ham namoyon bo'ladi. Biroq, platina katalizatorlari hatto mishyak, selen, xlor va boshqa aralashmalarning izlariga ham juda sezgir va shuning uchun asta-sekin vanadiy katalizatorlari bilan almashtirildi.
Reaksiya tezligi kislorod kontsentratsiyasining ortishi bilan ortadi, shuning uchun sanoatda jarayon uning ortiqcha bo'lishi bilan amalga oshiriladi.
SO2 oksidlanish reaktsiyasi ekzotermik turga tegishli bo'lganligi sababli uning harorat rejimi optimal haroratlar chizig'iga yaqinlashishi kerak. Harorat rejimini tanlash qo'shimcha ravishda katalizatorning xususiyatlari bilan bog'liq ikkita cheklash bilan belgilanadi. Pastki harorat chegarasi katalizatorning o'ziga xos turiga va gaz tarkibiga qarab 400 - 440 * S ni tashkil etadigan vanadiy katalizatorlarining yonish haroratidir. yuqori harorat chegarasi 600 - 650*S ni tashkil qiladi va bu haroratlardan yuqori katalizator strukturasi qayta tashkil etilishi va u o'z faolligini yo'qotishi bilan aniqlanadi.
400 - 600 * S oralig'ida jarayonni konversiya darajasi oshgani sayin harorat pasayadigan tarzda amalga oshirishga intiladi.
Ko'pincha sanoatda tashqi issiqlik almashinuvi bo'lgan raf kontaktli qurilmalar qo'llaniladi. Issiqlik almashinuvi sxemasi manba gazini isitish va javonlar orasidagi gazni bir vaqtning o'zida sovutish uchun reaktsiya issiqligidan maksimal darajada foydalanishni nazarda tutadi.
Oltingugurt kislotasi sanoati oldida turgan muhim vazifalardan biri oltingugurt dioksidining konversiya darajasini oshirish va uning atmosferaga chiqarilishini kamaytirishdir. Bu muammoni bir necha usul bilan hal qilish mumkin.
Sulfat kislota sanoatida keng qo'llaniladigan ushbu muammoni hal qilishning eng oqilona usullaridan biri qo'sh kontaktli va qo'sh singdirish usulidir (DKDA). Muvozanatni o'ngga siljitish va jarayonning hosildorligini oshirish, shuningdek, jarayonning tezligini oshirish uchun jarayon shu usul bo'yicha amalga oshiriladi. Uning mohiyati shundan iboratki, SO2 ning aylanish darajasi 90 - 95% bo'lgan reaksiya aralashmasi sovutiladi va SO3 ni ajratish uchun oraliq absorberga yuboriladi. Qolgan reaksiya gazida O2:SO2 nisbati sezilarli darajada oshadi, bu esa reaksiya muvozanatining o‘ngga siljishiga olib keladi. Yangi qizdirilgan reaksiya gazi yana kontakt apparatiga yuboriladi, bu yerda qolgan SO2 konversiyasining 95% ga bir yoki ikkita katalizator qatlamida erishiladi.Bu jarayonda SO2 ning umumiy konversiyasi 99,5% - 99,8% ni tashkil qiladi.