Nukus davlat pedagogika instituti

MAVZU: SUL`FAT KISLOTA IShLAB ChIKARISh.


REJA:
1. H₂ SO₄ ning ishlatilish soxasi.
2. H₂ SO₄ olish usullari.

TAYaNCh IBORALAR:

Sul`fat kislota, kontakt usul, nitroza usuli, kontakt apparat, tsiklon.

H₂ SO₄ - kimyo sanoatining eng muxim maxsulotlaridan biridir.

H₂ SO₄ ning yukori aktivlikka ega bulishi, fizik - kimyoviy xossalari uning kullanish soxasini kengaytiradi. Sul`fat kislota suvsiz, egsimon suyuklik bulib, u O<sup>o</sup>S da 1,85 g/sm<sup>3</sup> zichlikka ega. Toza H<sub>2</sub> SO<sub>4</sub> rangsiz suyuklik, lekin texnik H<sub>2</sub> SO<sub>4</sub> esa kushimchalar ta`sirida tuk rangga kiradi. 98,3 % H₂ SO₄ tutgan kislota 336 ^oS da kaynaydi.
H₂ SO₄ va uning tuzlari xalk xujaligining turli soxalarida ishlatiladi. Uni eng kup kullaniladigan soxalarini kuyidagi sxemadan kurish mumkin :

H₂ SO₄ kadimdan ma`lum bulgan kimyoviy modda xisoblanib, uni XIII asrda FeSO<sub>4</sub> temir kuporosini termik parchalash yuli bilan olinar edi. Shuning uchun kuporos egi deb xam ataladi. XVIII - asrda esa nitroza usuli bilan olingan. Nitroza usuli xozir kullanilaetgan usul orkali ishlab chikarishdan sikib chikarildi.
Xar bir usulda xam birinchi boskichda S tutgan xom ashyoni kuydirish orkali SO<sub>2</sub> olinadi. Uni tozalagandan sung SO<sub>3</sub> gacha oksidlantiradi. Sungra SO<sub>3</sub> ni suv bilan biriktirib, H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> olinadi. SO<sub>2</sub> oddiy sharoitda oksidlanmasdan balki katalizatorlar ishtirokida oksidlantiriladi.
Nitroza usulida katalizator sifatida azot oksidlari ishlatiladi. SO<sub>2</sub> , SO<sub>3</sub> gacha minorada oksidlantiriladi. Shuning uchun xam bu usulni minora usuli deb xam ataladi. Bu usulning kamchiligi atmosferani uzidan chikaetgan NO<sub>2</sub>, SO<sub>2</sub>, SO<sub>3</sub> gazlari bilan ifloslantirishi va ishlab chikarilaetgan kislotaning uncha yukori sifatga ega emasligidir. Shuning uchun kontakt usuli orkali sul`fat kislota ishlab chikarish keng kullanilmokda.
Kontakt usulida SO₂ ni SO₃ gacha oksidlantirish jarayoni kattik katalizatorlar ishtirokida olib boriladi. Nitroza usuliga nisbatan ishlab chikarilaetgan H₂SO₄ ancha yukori sifatli va kontsentrik buladi.
Bu usul kuyidagi boskichlardan iborat:
1. S tutgan xom ashyoni kuydirish.
2. Gazni katalizatorlarga ta`sir kiluvchi turli kushimchalardan tozalash.
3. SO₂ ni SO₃ gacha kontakt oksidlash.
4. H₂SO₄ orkali SO₃ ni absorbtsiyalash.
S tutgan xom ashyoni O bilan oksidlash orkali oltingugurt gazi olinadi. Oltingugurt gazi olish uchun tabiiy mineral yoki oltingugurt tutuvchi boshka moddalar ishlatiladi. Rangli metallarning sul`fidlari kayta ishlash natijasida xosil bulgan SO<sub>2</sub>, H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> ishlab chikarishda kisman ishlatiladi. Neft` maxsulotlarini kayta ishlash S ni kokslash va kushimcha maxsulot sifatida xosil bulgan H₂ S ni kontsentrlab uni kuydirib olinadi. Undan esa H₂SO₄ ishlab chikarishda foydalaniladi.
H₂SO₄ olishda xom ashyo sifatida CaSO₄ va H₃PO₄ olishning chikindisi xisoblangan gips xam ishlatiladi.
FeS₂ - temir kolchedanini kuydirish - geterogen (gaz - kattik), yukori xaroratli (1000 ⁰C gacha), kaytmas katalitik bulmagan jarayon bulib, bir necha boskichlardan iborat buladi.
Kolchedanning enishidan kuyidagilar sodir buladi:

4Fe S₂ + 11O₂ ----> 2Fe₂ O₃ + 8 SO₂ + 3420 kJ

Bu mul kislorodda sodir buladi.

Kislorod kam bulganda esa reaktsiya kuyidagicha sodir buladi:

3Fe S₂ + 8O₂ ----> Fe₃ O₄ + 6SO₂ + 2440 kJ

Kolchedanning kuydirish uchun 4 xil tipdagi pechlardan foydalaniladi.

1. Mexanik pechlar.
2. Barobanli pechlar.
3. Changsimon kuydirish pechlari.
4. Kaynovchi kavatli pechlar.

II. S ni endirish boskichi kolchedanni kuydirishga nisbatan ancha engil va oson jarayondir.

S + O₂ ----> SO₂ + 296 kJ

Bunda S 113.5 ⁰S da eriydi, 444 ⁰S da kaynaydi va buglanadi. Oltingugrt fakat bug xolatidagina O₂ bilan oksidlanadi. Shuning uchun bu jaraen gomogen jaraen deyiladi. Toza S ni endirish changlatuvchiga tsiklon pechlarida olib boriladi. Agar xom ashyo sifatida oltingugurt kolchedani ishlatilsa, bu ishlab chikarishning texnologik sistemasi murakkabrok tuzilgan buladi. Chunki kolchedanni kuydirishdan xosil bulgan oltingugurt gazini tozalash, S ni endirishdan xosil bulgan gazni tozalashga nisbatan ancha kiyinrokdir.

III. Gazni tozalash. Gaz avval kul changlaridan tsiklonlarda, sungra esa kuruk elektrofil`trlarda tozalanadi.
Pechning kaynaetgan kavatida changning mikdori 200 g/sm<sup>3</sup> buladi. Tsiklonlardan chikkanda 20 g/sm<sup>3</sup>, elektrofil`trlardan chikkanda esa 0,1 g/sm³ mikdorda buladi. Gazni butunlay tozalash, ya`ni As<sub>2</sub> O<sub>3</sub> va selendan tozalash uchun yuvuvchi minora va xul elfil`trlardan foydalaniladi. Chunki ular katalizatorlarga ta`sir kiluvchi zaxarlardir. Zaxarlardan tozalangandan sung kurituvchi minroralarda 93 - 95 % li sul`fat kislota erdamida kuritiladi. Sung uni turbokompressor erdamida kontakt apparatga uzatiladi.
IV. SO₂ni kontakt oksidlash. SO₂ ni SO₃ gacha oksidlanishi H₂SO₄ ishlab chikarishning asosiy boskichi xisoblanadi. Chunki bu boskichning nomi bilan butun ishlab chikarish xam nomlanadi.
Bu jaraen kuyidagi reaktsiya tenglamasi orkali sodir buladi:
2 SO₂ + O₂ 2SO₃ + 189 kJ (500.5 ⁰S)
Bu jarayon geterogen, ekzotermik, katalitik va kaytar jarayon bulib, xajmning kamayishi bilan boradi. Shuning uchun Le - Shatel`e printsipiga muvofik xarorat pasayishi va bosimning ortishi bilan muvozanat SO<sub>3</sub> xosil bulish tomoniga siljiydi. Shuning uchun sul`fat vislota sanoatida yukori bosimdan foydalanilmaydi. Bu jaraenda muvozanat regulyatori xaroratdir. SO₃ ning oksidlanish jarayonining tezligi kullanilaetgan katalizatorning aktivligi bilan belgilanadi. Katalizator sifatida kupgina moddalar ishlatilgan, lekin H₂ SO₄ sanoatida fakat 3 xil katalizator ishlatiladi:
1. Platina metali.
2. Fe (III) oksidi.
3. Vanadiy (V) oksid.
Ulardan eng aktivrogi platina bulib, lekin u kimmat va mish`yak bilan tez zaxarlanadi. Fe(III) - oksid arzon, mish`yak bilan zaxarlanmaydi,lekin katalitik aktivligini fakat 625.5 ⁰S dan yukori temperaturadagina namoyon kiladi.
Vanadiy katalizatori platinaga nisbatan kamrok aktivlikka ega, lekin ancha arzon va mish`yak bilan xam platinaga nisbatan bir necha 1000 marta kam zaxarlanadi. Xozirgi vaktda barcha sul`fat kislota ishlab chikarish zavodlarida vanadiy katalizatoridan foydalaniladi. U uz tarkibida 7% vanadiy (V) oksidi tutadi.
Bu vanadiyli kontaktli massa granulalarining ulchami katalitik jarayon uchun katta axamiyatga ega. U I,5mm bulishi kerak. Kontakt apparatlarda SO₂ tutuvchi gaz 420 - 440 ⁰S gacha kizdiriladi, sungra apparatning birinchi kavatida yukori issiklik chikishi xisobiga xarorat 600 ⁰S gacha etadi. Kupincha tokchali kontakt apparatlardan foydalaniladi. Xozirgi zamon tokchali apparatlar 12 m diametrli va 25 metr uzunlikka ega bulgan tsilindirsimon korpuslardan iborat.
Uning ish unumi sutkasiga 1000 t ni tashkil etadi.
Sul`fat kislotani kontakt usulida ishlab chikarish kuyidagi sxemada kursatilgan:

SAVOL VA TOPShIRIKLAR:

1.Sul`fat kislotaning amaliy axamiyatini tariflab bering.

2.Sul`fat kislota olish usullari:
a) nitroza usuli;
b) kontakt usuli.