Thiết kế dây chuyền sản xuất oleum – axit axit sunfuric 240.000 tấn.năm

Lời cảm ơn Từ lâu loài người đã biết đến axit sunfuric. Đầu tiên người ta chế tạo bằng cách chưng sắt sunfat, đến nửa thế kỉ XV, họ đốt diêm tiêu trong các bình chứa lớn và thêm nước để sản xuất axit sunfuric dùng trong y học. Đến năm 1770, nhà máy sản xuất axit sunfuric đầu tiên được xây dựng ở nước Anh. Nguyên tắc là đốt lưu huỳnh và muối nitrat trong các bình kim loại sau đó dùng nước hấp thụ khí bay ra trong bình thủy tinh, và đầu thế kỉ XIX họ bắt đầu đốt lưu huỳnh trong lò đốt. Ở nước ta, năm 1959 nhà máy Suppe phốt phát Lâm Thao ra đời dưới sự trợ giúp của chính phủ Liên xô, trong đó có một dây chuyền sản xuất axit sunfuric bằng phương pháp tiếp xúc đi từ nguyên liệu quặng pirit. Từ khi xây dựng đến nay, nhà máy không ngừng mở rộng và phát triển, cải tiến kó thuật từ lò đốt là lò cơ khí với năng suất 4 vạn tấn/năm, tới lò đốt là lò tầng sôi với năng suất 9 vạn tấn/năm. Hiện nay nhà máy đã lắp đặt và đi vào sản xuất dây chuyền sản xuất axit sunfuric đi từ nguyên liệu là lưu huỳnh thì dây chuyền sản xuất đơn giản đi rất nhiều. Đề tài “Thiết kế dây chuyền sản xuất oleum – axit axit sunfuric 240.000 tấn/năm” là công việc tập sự làm kó sư của một sinh viên. Nhờ sự giảng dạy tận tình của q thầy cô trong khoa Hóa mà nhất là lòng đầy nhiệt tình, tận tâm của thầy HOÀNG MINH NAM kính mến, đồng thời được sự giúp đỡ của bạn bè và nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Phạm vi đề tài không thể đưa ra hết các lí luận lí thuyết cũng như tính toán chi tiết cho từng công đoạn sản xuất trong công nghệ sản xuất axit sunfuric. Ở phạm vi đề tài chỉ đề cập tới sản xuất axit sunfuric bằng phương pháp tiếp xúc là phương pháp phổ biến nhất hiện nay ở trong nước và trên toàn thế giới. Trong những năm học qua, q thầy cô giáo đã từng bước dẫn dắt em có được những kó năng tính toán lí luận của một người kó sư để làm luận văn. Nội dung đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót, em rất mong muốn được q thầy cô góp ý xây dựng để đạt đến sự hoàn thiện nhất. Em chân thành cảm ơn. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 6 năm 2004. Người viết PHẠM CÔNG THÀNH i Nhaọn xeựt cuỷa Thay ii MỤC LỤC Trang Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. Tính chất lí hóa của axit sunfuric 1 1.2. Ứng dụng của axit sunfuaric 1 1.3. Tình hình sản xuất, tiêu thụ axit sunfuaric tại Việt nam và thế giới 1 1.4. Nguyên liệu sản xuất axit sunfuaric. 1.4.1. Quặng pirit 2 1.4.2. Lưu huỳnh nguyên tố 4 1.4.3. Thạch cao 4 1.4.4. Các chất thải có chứa lưu huỳnh 4 1.5. Các qui trình công nghệ. 1.5.1. Giới thiệu chung 6 1.5.2. Cơ chế lí hóa trong các qui trình 6 1.5.3. Các yếu tố ảnh hưởng 14 1.5.4. Các qui trình công nghệ sản xuất axit sunfuric 26 Chương 2. NĂNG SUẤT THIẾT KẾ – ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY. 2.1. Năng suất thiết kế 32 2.2. Đòa điểm xây dựng nhà máy 32 Chương 3. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1. Lựa chọn qui trình công nghệ sản xuất 3.1.1. Lập luận chọn lựa qui trình công nghệ sản xuất 34 3.1.2. Biện luận dây chuyền thiết bò 34 3.1.3. Thuyết minh qui trình công nghệ 38 3.2.Cân bằng vật chất và năng lượng. 3.2.1.Cân bằng cho bể nấu chảy lưu huỳnh 39 3.2.2. Cân bằng cho lò đốt lưu huỳnh 42 3.2.3.Tính tháp tiếp xúc chuyển hóa từ SO 2 thành SO 3 50 3.2.4. Tính tháp sấy không khí 73 3.2.5. Tính tháp hấp thu 76 Chương 4. TÍNH CƠ KHÍ 4.1. Tháp sấy không khí 82 4.2. Tháp hấp thụ 4.2.1.Tháp oleum 86 4.2.2.Tháp axit 89 4.3. Tháp chuyển hóa từ SO 2 thành SO 3 . 4.3.1. Thời gian của quá trình chuyển hóa 92 4.3.2. Tính lượng xúc tác các lớp 99 4.3.3. Kích thước thiết bò và trở lực lớp tiếp xúc 101 4.3.4. Tính toán cơ khí 102 4.4. Bề mặt truyền nhiệt. iii 4.4.1. Bề mặt truyền nhiệt các dòng khí 106 4.4.2. Dàn làm lạnh oleum và axit 114 4.5. Các thiết bò phụ 4.5.1.Quạt gió 118 4.5.2. Bơm 119 4.5.3. Bồn chứa 125 Chương 5. TÍNH KINH TẾ. 5.1. Đánh giá hiệu quả kinh tế theo 4 chỉ tiêu của doanh nghiệp 126 5.2. Tính điện 126 5.3.Tính nước 128 5.4. Giá thành sản phẩm 128 5.5. Năng suất lao động 129 5.6. Thời gian thu hồi vốn 130 Chương 6. BIỆN PHÁP XỬ LÍ MÔI TRƯỜNG 131 Chương 7. NGUYÊN TẮC AN TOÀN 132 Kết luận 134 Tài liệu tham khảo 135 iv Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. Tính chất lí hóa của axit sunfuric. Trong hóa học, axit sunfuric được xem là hợp chất của anhidrit sunfuric với nước. Công thức hóa học SO 3 .H 2 O hoặc H 2 SO 4 , khối lượng phân tử 98,08. Trong kĩ thuật thì hỗn hợp theo tỉ lệ bất kì của SO 3 với H 2 O đều gọi là axit sunfuric. Nếu tỉ lệ SO 3 /H 2 O < 1 gọi là dung dịch axit sunfuric, tỉ lệ SO 3 /H 2 O >1 gọi là dung dịch của SO 3 trong axit sunfuric hay oleum hoặc axit sunfuric bốc khói. Thành phần của dung dịch axit sunfuric được đặc trưng bởi phần trăm khối lượng của H 2 SO 4 hoặc SO 3 . Axit sunfuric là một chất lỏng sánh như dầu, không màu, khối lượng riêng 1,859 g/cm 3 ở 0 0 C, và 1,837 g/cm 3 ở 15 0 C. Khi làm lạnh sẽ hóa rắn thành những tinh thể nóng chảy ở 10,49 0 C. Tuy nhiên axit lỏng dễ có thể chậm đông không hóa rắn ở dưới 0 0 C. Ở 30 – 40 0 C, bắt đầu bốc khói và khi đun tiếp sẽ tạo ra hơi SO 3 . Bắt đầu sôi ở 290 0 C và nhiệt độ sẽ tăng nhanh cho tới khi ngừng giải phóng SO 3 . Hidrat còn lại chứa 98,3% H 2 SO 4 và sôi ở 338 0 C. H 2 SO 4 hấp thụ mãnh liệt hơi ẩm và vì thế là một chất làm khô tốt, áp suất hơi H 2 O trên H 2 SO 4 cả thảy là 0,003mmHg. 1.2. Ứng dụng của axit sunfuric. Axit sunfuric được dùng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân. Đối với công nghiệp hóa học, axit sunfuric được dùng sản xuất phân lân, các axit vô cơ (axit photphoric, hidro floric, boric), muối sunfat của các kim loại khác nhau, trong sản xuất thuốc nhuộm, các chất màu vô cơ và những hợp chất khác. Một lượng lớn axit sunfuric, đặc biệt ở dạng oleum, được dùng vào công nghiệp tổng hợp hữu cơ, thuốc nhuộm anilin, các vật liệu và sợi tổng hợp. Axit sunfuric còn được dùng làm môi trường hút nước như dung dịch axit nitric, sấy khí, sản xuất chất nổ. Người ta dùng axit sunfuric để làm sạch các sản phẩm dầu lửa và các sản phẩm thu được từ nhựa than đá. Trong luyện kim màu, axit sunfuric được dùng trong chế biến thủy luyện, trong công nghiệp gia công kim loại được dùng để làm sạch màng oxit trên bề mặt kim loại và trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác. 1.3. Tình hình sản xuất, tiêu thụ axit sunfuric tại Việt nam và thế giới. Axit sunfuric là một trong những sản phẩm có sản lượng lớn nhất của công nghiệp hóa học. Trên thế giới hàng năm sản xuất trên 46 triệu tấn. Ở Mĩ, mỗi năm sản xuất hàng triệu tấn axit sunfuric đi từ khí thải. Sản lượng axit sunfuric trên thế giới tăng nhanh do các ngành công nghiệp phát triển mạnh. (Bảng 1.1) Ở Việt nam hiện có những nhà máy sản xuất axit sunfuric: (Bảng 1.2) * Nhà máy Suppe phốt phát Lâm Thao (Tỉnh Vĩnh Phúc) v * Nhà máy Suppe phốt phát Long Thành (Tỉnh Đồng Nai) * Nhà máy hóa chất Tân Bình (Tp. Hồ Chí Minh) Bảng 1.1. Tăng trưởng axit sunfuric của một số nước trên thế giới (triệu tấn/năm) Tên nước Năm 1960 Năm 1970 Năm 1980 Liên Xô 5,4 12,4 23 Mĩ 16,2 26,4 23 Pháp 2,8 3,7 4,9 Anh 2,8 3,3 3,4 Ý 2,3 3,3 3,0 Đức 3,3 5,5 5,8 Nhật 4,5 6,9 6,8 Bảng 1.2. Tăng trưởng axit sunfuric của nước Việt nam (ngàn tấn/năm) Năm Miền Nam Miền Bắc 1985 12.000 180.000 1992 52.000 240.000 2001 68.571 214.000 1.4. Nguyên liệu sản xuất axit sunfuric. Nguyên liệu để sản xuất axit sunfuric rất phong phú, phổ biến nhất là pirit, lưu huỳnh, khí của ngành luyện kim màu thu được khi hỏa luyện quặng sunfu, khí H 2 S thoát ra khi làm sạch lưu huỳnh khỏi các khí thiên nhiên và công nghiệp, anhydrit, CaSO 4 và chất làm sạch khí Tổng hàm lượng lưu huỳnh trong vỏ quả đất khoảng chừng 0,1%. Bán sản phẩm chủ yếu để sản xuất axit sunfuric là lưu huỳnh dioxit. 1.4.1. Quặng pirit: 1.4.1.1. Pirit thường: Thành phần chủ yếu của quặng pirit là sắt sunfua FeS 2 chứa 53,44% S và 46,56% Fe. FeS 2 thường ở dạng tinh thể pirit hình lập phương (khối lượng riêng 4,95–5,0 g/cm 3 ), cũng có khi ở dạng tinh vi thể macazit hình thoi (khối lượng riêng 4,55 g/cm 3 ). Ở 450 0 C, macazit chuyển thành pirit có tỏa nhiệt. Quặng pirit thường gặp là một loại khoáng màu vàng xám, khối lượng đổ đống khoảng 2200 đến 2400 kg/cm 3 tùy theo kích thước hạt quặng. Trong quặng có lẫn nhiều tạp chất như các hợp chất của đồng (chủ yếu là FeCuS 2 , Cu 2 S, CuS), chì, kẽm, niken, bạc, vàng, coban, selen, telu, silic; các muối cacbonat, sunfat canxi, magiê … Vì vậy, hàm lượng thực tế của lưu huỳnh trong quặng dao động trong khoảng 30-52%. Ngoài ra còn thấy loại hợp chất của lưu huỳnh và sắt có thành phần phức tạp hơn như Fe n S n+1 (n≥5) gọi là pirotin hay pirit từ. Quặng pirit có nhiều ở Nga, Tây Ban Nha, Nhật Bản, Canada, Bồ Đào Nha, Na uy, Italia … Ở miền Bắc nước ta mới chỉ phát hiện một số mỏ pirit, nhưng nói chung hàm lượng lưu huỳnh thấp (khoảng 20- 30% S), trữ lượng không lớn lắm. 1.4.1.2. Pirit tuyển nổi. Trong quặng pirit có rất nhiều tạp chất, một trong số tạp chất có giá trị là đồng. Nếu hàm lượng đồng trong quặng pirit lớn hơn 1% thì đem quặng này sản xuất đồng có lợi hơn là đốt trực tiếp để sản xuất axit sunfuric. Trước khi đem luyện đồng, thường dùng phương pháp tuyển nổi để làm giàu đồng của quặng này lên khoảng 15-20% Cu. Phần bã thải của quá trình tuyển nổi chứa khoảng 32-40%S gọi là quặng pirit tuyển nổi, dùng để sản xuất axit sunfuric. Cứ tuyển 100 tấn quặng thu được 15-20 tấn tinh quặng đồng và 80-85% tấn pirit tuyển nổi. Nếu tiếp tục tuyển lần hai sẽ thu được tinh quặng pirit chứa tới 45-50%S. Quặng pirit tuyển nổi có kích thước rất nhỏ (khoảng 0,1mm ) và độ ẩm khá lớn (12-15%) gây khó khăn cho quá trình vận chuyển và đốt. Vì vậy trước khi sử dụng phải sấy để giảm hàm ẩm xuống. 1.4.1.3. Pirit lẫn than. Than đá là một số mỏ có lẫn cả quặng pirit, có loại chứa tới 3- 5%S làm giảm chất lượng của than. Vì vậy phải loại bỏ các cục than có lẫn pirit. Phần than cục loại bỏ này chứa tới 33-42%S và 12-18%C gọi là pirit lẫn than. Pirit lẫn than tuy có hàm lượng lưu huỳnh lớn vii nhưng không thể đốt ngay để sản xuất axit sunfuric vì hàm lượng cacbon trong đó rất lớn, khi cháy: - Nhiệt lượng tỏa ra rất lớn, làm nhiệt độ khí tăng cao, có thể làm cho lò đốt mau chóng bị phá hủy. - Tiêu tốn nhiều oxi làm giảm nồng độ SO 2 và O 2 trong khí lò, gây khó khăn cho các giai đoạn tiếp theo của quá trình sản xuất. Vì vậy phải nghiền và rửa quặng lẫn than để giảm hàm lượng cacbon trong quặng xuống 3-6% (riêng lò lớp sôi có thể đốt được cả quặng có hàm lượng C cao). Ở miền Bắc nước ta, mỏ than Na dương (Lạng sơn) cũng chứa nhiều lưu huỳnh (có mẫu từ 6-8%S). Việc nghiên cứu tách được lưu huỳnh khỏi than có ý nghĩa kinh tế kĩ thuật rất lớn vì tăng được chất lượng than, đảm bảo an toàn (tránh hiện tượng than bị bốc cháy) đồng thời tận dụng được nguyên liệu ta phải mua ở nước ngoài. 1.4.2. Lưu huỳnh nguyên tố(S). Lưu huỳnh nguyên tố là một trong những dạng nguyên liệu tốt nhất để sản xuất axit sunfuric vì: - Khi đốt S ta thu được hỗn hợp khí có hàm lượng SO 2 và O 2 cao. Điều này rất quan trọng trong việc sản xuất axit sunfuric theo phương pháp tiếp xúc. - Lưu huỳnh chứa rất ít tạp chất (đặc biệt là các hợp chất của asen) và khi cháy không có xỉ nên đơn giản được dây chuyền sản xuất đi rất nhiều. - Khi sản xuất với qui mô lớn và xa nguồn nguyên liệu thì lưu huỳnh lại là nguyên liệu rẻ tiền. Lưu huỳnh được sử dụng chủ yếu trong các ngành công nghiệp sản xuất axit sunfuric (khoảng 50% tổng lượng S), công nghiệp giấy, xenlulô (khoảng 25%), nông nghiệp (10-15%)… 1.4.3. Thạch cao. Thạch cao cũng là một nguồn nguyên liệu phong phú để sản xuất axit sunfuric vì nhiều nước trên thế giới có mỏ thạch cao (CaSO 4 .2H 2 O hoặc CaSO 4 ). Ngoài ra trong quá trình sản xuất axit photphoric, supe photphat kép, nitrophot, nitrophotka… cũng thải ra một lượng lớn CaSO 4 . Thường thường, từ thạch cao, người ta sản xuất liên hợp cả axit sunfuric và ximăng. Muốn thế, đốt hỗn hợp viii thạch cao, đất sét và than trong lò quay. Khi đó, CaSO 4 bị khử, cho SO 2 đem đi sản xuất axit sunfuric; phần xỉ còn lại thêm một số phụ gia, đem nghiền để sản xuất ximăng. 1.4.4. Các chất thải có chứa S. 1.4.4.1. Khí lò luyện kim màu. Khí lò trong quá trình đốt các quặng kim loại màu như quặng đồng, chì thiếc, kẽm… có chứa nhiều SO 2 . Đây là một nguồn nguyên liệu rẻ tiền để sản xuất axit sunfuric vì cứ sản xuất 1 tấn đồng, có thể thu được 7,3 tấn SO 2 mà không cần lò đốt quặng trong dây chuyền sản xuất axit sunfuric. Thành phần khí lò phụ thuộc vào nguyên liệu, cấu tạo lò và điều kiện đốt. Riêng ở lò nung và lò lớp sôi, thành phần khí tương tự như khi đốt quặng pirit nên có thể dùng trực tiếp để sản xuất axit sunfuric. Còn khí các lò khác, có thể dùng khí thiên nhiên (metan) để khử SO 2 thành S. 1.4.4.2. Khí dihidro sunfua. Khi cốc hóa than, khoảng 50% lượng lưu huỳnh có trong than sẽ đi theo khí cốc, chủ yếu ở dạng H 2 S (95%). Lượng H 2 S khí cốc hàng năm trên toàn thế giới tới hàng triệu tấn. Thu hồi lượng H 2 S này không những có ý nghĩa kinh tế mà còn đảm bảo điều kiện vệ sinh công nghiệp. Từ H 2 S có thể sản xuất axit sunfuric theo phương pháp xúc tác ướt hoặc đem sản xuất lưu huỳnh nguyên tố. 1.4.4.3. Khói lò. Khi đốt than trong lò của các nồi hơi, lưu huỳnh và các hợp chất của nó có trong than sẽ chuyển thành SO 2 . Hàng năm trên thế giới đốt hàng tỉ tấn than, trong đó khói lò đã thải vào khí quyển hàng chục triệu tấn lưu huỳnh. tất nhiên muốn sử dụng được nó còn phải giải quyết vấn đề thu hồi và làm giàu khí SO 2 hoặc thiết lập sơ đồ sản xuất axit sunfuric trực tiếp từ khí SO 2 nghèo. 1.4.4.4. Axit sunfuric thải. Sau khi dùng axit sunfuric làm tác nhân hút nước, tinh chế dầu mỏ, sunfo hóa các hợp chất hữu cơ… sẽ thu được chất thải chức nhiều H 2 SO 4 (20-50%). Trong công nghệ gia công kim loại và chế tạo máy, sau khi rửa kim loại cũng thu được chất thải chứa 2-4% H 2 SO 4 và khoảng 25% FeSO 4 . Chất thải khi sản xuất TiO 2 chứa 15-20% H 2 SO 4 và 45-55% FeSO 4 . Có 3 hướng sử dụng chất thải này: - Tách các tạp chất rồi cô đặc để thu hồi H 2 SO 4 . ix - Phân hủy nhiệt thu hồi SO 2 để sản xuất axit sunfuric. - Dùng trực tiếp vào các mục đích không cần axit sunfuric sạch. Tóm lại, nguyên liệu để sản xuất axit sunfuric rất phong phú. Tỉ lệ giữa các dạng nguyên liệu dùng sản xuất axit sunfuric không ngừng thay đổi theo thời gian và tùy từng nước. Hiện nay, tính chung trên toàn thế giới thì tỉ lệ các nguyên liệu chính dùng để sản xuất axit sunfuric như sau: Lưu huỳnh chiếm khoảng 2/3, pirit 1/6, còn lại là các dạng nguyên liệu khác. 1.5. Các qui trình công nghệ sản xuất axit sunfuric. 1.5.1. Giới thiệu chung. Nhìn chung, công nghệ sản xuất axit sunfuric theo phương pháp tiếp xúc gồm các giai đoạn sau: - Chuẩn bị nguyên liệu. - Sản xuất khí SO 2 . - Tinh chế khí SO 2 . - Oxi hóa có xúc tác SO 2 thành SO 3 . - Hấp thụ SO 3 để tạo ra axit sunfuric (hoặc oleum). - Hoàn thành sản phẩm. Đối với công nghệ sản xuất axit sunfuric theo phương pháp nitrozo nguyên lí cũng đi từ khí SO 2 ; song để oxi hóa thành SO 3 và cho ra sản phẩm axit sunfuric, người ta dùng NO 2 hay dung dịch axit HNO 3 . 1.5.2. Cơ chế lí hoá trong các qui trình. 1.5.2.1. Đốt nguyên liệu. 1.5.2.1.1. Đốt pirit. Khi đốt pirit, đầu tiên có phản ứng trung gian phân hủy nhiệt: 2 FeS 2 → o t 2 FeS + S 2 – 103,9kJ (1-1) Cấu tạo phân tử FeS 2 tương tự cấu tạo phân tử của peroxit kim loại hóa trị 2. Vì vậy, quá trình phân hủy FeS 2 cũng giống phân hủy peroxit thành oxit và oxi. Hơi lưu huỳnh tách ra sẽ cháy giống như khi đốt lưu huỳnh nguyên tố: S 2 + 2O 2 → o t 2SO 2 + 724,8 kJ (1-2) Sau khi tách lưu huỳnh, nguyên liệu trở nên xốp, tạo điều kiện tốt cho nó tiếp tục cháy. FeS cũng cháy theo phản ứng: 4 FeS + 7O 2 → o t 2Fe 2 O 3 + 4SO 2 (1-3) hoặc 3 FeS + 5O 2 → o t Fe 3 O 4 + 3SO 2 (1-4) x [...]... dạng mù axit ở các tháp rửa, sau đó lại phải tách hết mù ở các lọc điện ướt Những điểm mâu thuẫn trên làm cho dây chuyền sản xuất axit sunfuric trở nên phức tạp Ngun liệu (FeS2 , khơng khí) Đốt Làm nguội Xử lí khí thải Axit Lọc điện khơ Tưới axit Hấp thụ axit Rửa Tưới oleum Hấp thụ oleum Lọc điện ướt Làm nguội Sấy Oleu m Chuyển hóa SO2 Tách giọt Làm nguội Hình 1.6 Sơ đồ khối sản xuất axit sunfuric. .. đi từ khí SO 2 7,5% thì sơ đồ này: - Vốn đầu tư (kể cả phân xưởng sản xuất oxi) giảm 3,1 lần - Giá thành sản phẩm giảm 70% - Có thể sản xuất nhiều loại sản phẩm: oleum 65% SO 3 tự do, monohidrat, oleum 20% SO3 tự do, SO3 100% 1.5.4.5 Qui trình cơng nghệ sản xuất axit sunfuric theo phương pháp tiếp xúc từ lưu huỳnh Sơ đồ sản xuất axit sunfuric đi từ lưu huỳnh giới thiệu ở hình (1.7) xxxv Lưu huỳnh sau... axit sấy dư liên tục đưa về kho chứa axit monohidrat Ở cơng đoạn rửa, do hấp thụ mù axit nên nồng độ axit chảy ra từ tháp tăng ẩm tăng, phải bổ sung nước để giữ cho nồng độ ổn định Lượng axit dư đưa sang tháp rửa II Lượng dư ở tháp rửa II đưa sang tháp rửa I liên tục đưa về kho chứa axit lỗng Như vậy, ở nhà máy sản xuất axit sunfuric thường có 3 dạng sản phẩm: oleum 20% SO3 tự do (từ tháp hấp thụ oleum) ,... thành oleum Đầu tiên SO3 hòa tan vào dung dịch H 2SO4, sau đó phản ứng với nước trong đó: nSO3 + H2O = H2SO4 + (n-1)SO3 (4-18) Tùy theo tỉ lệ giữa lượng SO3 và H2O mà nồng độ axit thu được sẽ khác nhau: xvii Khi n > 1 sản phẩm là oleum Khi n = 1 sản phẩm là monohidrat (axit sunfuric 100%) Khi n < 1 sản phẩm là dung dịch axit lỗng Thơng thường, người ta có xu hướng sản xuất tồn bộ sản phẩm ở dạng oleum. .. Vì vậy, cho hỗn hợp khí chứa SO 3 qua tháp có tưới oleum (tháp oleum) Như đã biết, oleum là dung dịch axit sunfuric 100% có dư SO 3 nên áp suất hơi riêng phần của SO 3 trên nó khá lớn Do hấp thụ SO 3, nồng độ oleum tăng Pha lỗng nó bằng lượng axit thu được ở tháp monohidrat (hay mono) Lượng oleum lấy dư ra làm sản phẩm đưa về kho Khi sản xuất axit sunfuric theo phương pháp xúc tác ướt, trong khí ra... sấy khơng đủ để tạo thành axit sunfuric có nồng độ qui định thì phải bổ sung nước vào cơng đoạn hấp thụ hoặc vào cơng đoạn sấy Nếu axit sấy khơng nhả hết SO 2 hòa tan trong đó thì tốt nhất là bổ sung nước vào thùng chứa của tháp hấp thụ monohidrat để giảm lượng axit sấy và do đó giảm tổn thất SO2 hòa tan trong axit đó Nếu chỉ sản xuất axit sunfuric đậm đặc mà khơng sản xuất oleum thì lại bổ sung nước... ống dẫn axit 1.5.4 Các qui trình cơng nghệ sản xuất axit sunfuric: 1.5.4.1 Qui trình cơng nghệ sản xuất axit sunfuric theo phương pháp tiếp xúc từ quặng pirit Khí lò từ lò đốt quặng được làm nguội trong nồi hơi tận dụng nhiệt, tách bụi trong xyclon và lọc điện khơ, có nhiệt độ 300-400 0C đi vào cơng đoạn làm sạch khí để tách các tạp chất có hại đối với chất xúc tác Ơ tháp rửa tưới dung dịch axit sunfuric. .. nhiệt làm axit tưới bị nóng lên Vì vậy axit chảy từ ra từ các tháp đó phải được làm nguội trước khi tưới tuần hồn trở lại Do hấp thụ SO3 nên nồng độ axit tưới ở các tháp hấp thụ sẽ tăng Để giữ nồng độ axit tưới khơng đổi, phải bổ sung axit sấy vào thùng chứa axit monohidrat, bổ sung axit monohidrat vào thùng chứa oleum Ơ tháp sấy, do hấp thụ hơi nước nên nồng độ axit tưới giảm Vì vậy phải bổ sung axit từ... mặt lí thuyết, phương pháp xúc tác ướt có thể sản xuất được axit 100% H2SO4 vì khi đốt H2S sẽ cho 1 phân tử SO2 và 1 phân tử H2O Thực tế, phương pháp này, nồng độ sản phẩm chỉ đạt 92 – 94% vì khơng khí và khí ngun liệu ln chứa một lượng hơi nước nhất định Mặt khác, hiệu suất chuyển hóa SO 2 thành SO3 chỉ đạt 97 – 98% 1.5.4.3 Qui trình cơng nghệ sản xuất axit sunfuric theo phương pháp tiếp xúc từ thạch... 2,6 2,8 2,9 3,0 Khi tăng nồng độ axit tưới, hằng số hấp thụ tăng, mặt khác áp suất hơi nước bão hòa trên axit giảm, do đó động lực hấp thụ tăng Như vậy nồng độ axit sunfuric càng lớn thì bề mặt đệm trong tháp sấy càng nhỏ Tổn thất SO2 theo axit sấy: Khi sấy hỗn hợp khí lò bằng dung dịch axit sunfuric, đồng thời cũng xảy ra q trình hấp thụ SO 2 Trong điều kiện sản xuất axit chảy ra từ tháp sấy (nồng độ . từ nguyên liệu là lưu huỳnh thì dây chuyền sản xuất đơn giản đi rất nhiều. Đề tài Thiết kế dây chuyền sản xuất oleum – axit axit sunfuric 240. 000 tấn/ năm là công việc tập sự làm kó sư của một. trưởng axit sunfuric của nước Việt nam (ngàn tấn/ năm) Năm Miền Nam Miền Bắc 1985 12 .000 180 .000 1992 52 .000 240. 000 2001 68.571 214 .000 1.4. Nguyên liệu sản xuất axit sunfuric. Nguyên liệu để sản xuất. vạn tấn/ năm, tới lò đốt là lò tầng sôi với năng suất 9 vạn tấn/ năm. Hiện nay nhà máy đã lắp đặt và đi vào sản xuất dây chuyền sản xuất axit sunfuric đi từ nguyên liệu là lưu huỳnh thì dây chuyền