Công nghệ sản xuất hợp chất vô cơ cơ bản

CHƯƠNG I: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ SỰ PHÁT TRIỂN NỘI DUNG: 1. Khái niệm cơng nghệ hóa học 2. Xu phát triển cơng nghiệp hóa học 3. Ngun liệu cho cơng nghiệp hóa học 4. Ngun lý chung thiết bị 9/2/2014 Chương CHƯƠNG I: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ SỰ PHÁT TRIỂN 1. Khái niệm cơng nghệ hóa học “Cơng nghệ khoa học phương thức q trình sản xuất sản phẩm cơng nghiệp từ ngun liệu thơ.” 2. Xu phát triển cơng nghiệp hóa học  Tăng kích thước thiết bị  Tăng cường độ hoạt động thiết bị  Cơ giới hóa tự động hóa 9/2/2014 Chương CHƯƠNG I: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ SỰ PHÁT TRIỂN  Thay q trình gián đoạn q trình liên tục tiên tiến  Tận dụng nhiệt phản ứng  Phát triển q trình sản xuất khơng thải 3. Ngun liệu cho cơng nghiệp hóa học • Vai trò ngun liệu quy trình cơng nghệ, chất lượng giá thành sản phẩm. • Các nguồn ngun liệu: tự nhiên; bã thải cơng nghiệp; bán sản phẩm nhà máy hóa chất. 9/2/2014 Chương CHƯƠNG I: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ SỰ PHÁT TRIỂN • Các q trình làm giàu ngun liệu: sàng; tuyển trọng lực, tuyển nổi, tuyển từ … Đập Sàng Nghiền 9/2/2014 Chương CHƯƠNG I: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ SỰ PHÁT TRIỂN Tuyển trọng lực ướt 9/2/2014 Chương CHƯƠNG I: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ SỰ PHÁT TRIỂN Tuyển 9/2/2014 Tuyển từ Chương CHƯƠNG I: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ SỰ PHÁT TRIỂN 4. Ngun lý chung thiết bị 9/2/2014 Chương CHƯƠNG I: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ SỰ PHÁT TRIỂN 9/2/2014 Chương CHƯƠNG I: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ SỰ PHÁT TRIỂN 9/2/2014 Chương CHƯƠNG I: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ SỰ PHÁT TRIỂN TIỂU LUẬN 1. Sản xuất khí cơng nghiệp: H2, O2, N2. 2. Sản xuất H2SO4 từ S 3. Sản xuất H2SO4 từ quặng pyrit 4. Tổng hợp NH3 5. Sản xuất axit HNO3 6. Sản xuất H3PO4 phương pháp nhiệt 7. Sản xuất H3PO4 phương pháp trích ly 9/2/2014 Chương 10 CHƯƠNG V: SẢN XUẤT XÚT – ClO 4.2 Các q trình catot pH Điện cân Ecb(V) Điện cực Phản ứng điện cực C1 C2 C3 2H+ + 2e  H2 -0,24 2H2O + 2e  H2 + 2OH- 14 -0,84 Na+ + e + mHg  NaHgm -1,85 Catot rắn: mơi trường axit ⇒ phản ứng C1 mơi trường kiềm ⇒ phản ứng C2 Catot thủy ngân: 2H+ + 2e → H2 Ephân hủy = -1,7  -1,85 V Na+ + e + mHg  NaHgm Ephân hủy = -1,2V 9/2/2014 Chương 212 CHƯƠNG V: SẢN XUẤT XÚT – ClO Vật liệu làm điện cực catot rắn • Thốt khí H2 mơi trường kiềm tốt • Hấp phụ H2 tốt Thép thép mạ niken: Khá bền H2 lớn (300 - 500 mV) Lớp phủ hợp kim niken tạo bề mặt riêng lớn 9/2/2014 Chương 213 CHƯƠNG V: SẢN XUẤT XÚT – ClO 5. Màng chế độ dòng chảy qua màng 5.1 Màng lọc • Thành phần hóa loại màng lọc amiăng SOURCE: Handbook Of Chlor-Alkali Technology, 2005 9/2/2014 Chương 214 CHƯƠNG V: SẢN XUẤT XÚT – ClO • Ion dung dịch qua màng • Động lực dòng chảy: áp suất lọc gradient điện thế. 1. Anot 2. Catot 3. Màng lọc 4. Dung dịch anolit 5. Dung dịch catolit 6. Dung dịch muối bão hòa 9/2/2014 Chương 215 CHƯƠNG V: SẢN XUẤT XÚT – ClO • Dung dịch NaCl chảy từ anolit → catolit, OH- có khả di chuyển theo chiều ngược lại. • Điều chỉnh vận tốc chảy NaCl = vận tốc OH1. Lưới catot 2. Anot 3. Màng sợi amiang 4. Dd NaCl bão hòa 5. Dd NaOH 12% & 18% NaCl 9/2/2014 Chương 216 CHƯƠNG V: SẢN XUẤT XÚT – ClO • Nếu VNaCl = VOH khuếch tán + VOH điện di: có OH- qua anolit hiệu ứng mao quản → hiệu suất < 100% • Nếu VNaCl q lớn → lượng Cl2 hòa tan qua catolit • → điều chỉnh chế độ dòng chảy thích hợp • Khơng thể sản xuất NaOH > 15%, OH- khuếch tán sang anolit. • iA: 9–10 A/dm2 (anot graphit); 14-18A/dm2 (DSA) • t0  800C; Hiệu suất dòng: 96% 9/2/2014 Chương 217 CHƯƠNG V: SẢN XUẤT XÚT – ClO 5.2 Màng trao đổi ion Đảm bảo: • Na+: anolit → catolit; • H+: anolit ↛ catolit; • OH-: catolit ↛ anolit; • Điện trở màng thấp; • Bền mơi trường OH-, Cl2. 9/2/2014 Chương 218 CHƯƠNG V: SẢN XUẤT XÚT – ClO SOURCE: Derek Pletcher, Industrial Electrochemistry SOURCE: Handbook Of Chlor-Alkali Technology, 2005 9/2/2014 Chương 219 CHƯƠNG V: SẢN XUẤT XÚT – ClO • Tính chất màng lớp Nhóm trao đổi ion pKa -SO3H 15% OH- khuếch tán qua màng. • Tính kỵ nước –COOH nên sản xuất NaOH 30 – 40% 9/2/2014 Chương 220 CHƯƠNG V: SẢN XUẤT XÚT – ClO 6. Tinh chế nước muối nghèo • Tách clo tự • Loại bỏ ClO-, ClO3• Điều chỉnh pH Phản ứng: HClO + HCl ↔ Cl2↑ + H2O NaClO3 + 6HCl → 3Cl2+ 3H2O + NaCl 2Cl2 + 2H2O → 4HCl + O2↑ NaOH + HCl → NaCl + H2O Na2SO3 + H2O + Cl2 → Na2SO4 + 2HCl 9/2/2014 Chương 221 CHƯƠNG V: SẢN XUẤT XÚT – ClO Nguồn: Nhà máy hóa chất Biên Hòa 9/2/2014 Chương 222 CHƯƠNG V: SẢN XUẤT XÚT – ClO 9/2/2014 Chương 223 CHƯƠNG V: SẢN XUẤT XÚT – ClO 7. Các q trình gia cơng sản phẩm điện phân 7.1 Hydro SOURCE: Handbook Of Chlor-Alkali Technology, 2005 9/2/2014 Chương 224 CHƯƠNG V: SẢN XUẤT XÚT – ClO 7.2 Clo SOURCE: Handbook Of Chlor-Alkali Technology, 2005 9/2/2014 Chương 225 CHƯƠNG V: SẢN XUẤT XÚT – ClO 7.3 Cơ đặc NaOH Hơi Hơi đến hút chân khơng Nước nguội Chân khơng Buồng đối TB ngưng tụ Nước nguội Nước ngưng Buồng bốc Dung dịch từ điện phân Ngưng tụ Thùng ngưng tụ Hơi nước Ngưng tụ Buồng bốc Xút sau đặc Nước ngưng Dung dịch từ điện phân Xút đặc Nước muối Bơm hồn lưu NaOH Bơm hồn lưu NaOH SOURCE: Handbook Of Chlor-Alkali Technology, 2005 9/2/2014 Chương 226 CHƯƠNG V: SẢN XUẤT XÚT – ClO 8. Sản xuất axit clohydric Nguồn: Nhà máy hóa chất Biên Hòa 9/2/2014 Chương 227 [...]...CHƯƠNG I: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ SỰ PHÁT TRIỂN 8 Sản xuất soda 9 Sản xuất NaOH – Cl2 và HCl 10 Sản xuất Al(OH)3 11 Sản xuất đồng 12 Sản xuất KClO3, KClO4 và KMnO4 13 Sản xuất than hoạt tính 14 Sản xuất phèn nhơm và PAC Các vấn đề về ngun liệu, cơ sở hóa lý của q trình sx, các quy trình cơng nghệ sx, ứng dụng và xu thế phát triển 9/2/2014 Chương 1 11 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC NỘI... SUNFURIC 1.2 Ứng dụng: Khoảng 180 triệu tấn H2SO4 được sản xuất( sử dụng)/năm Bảng sau cho biết tỷ lệ % sử dụng axit H2SO4 trên thế giới năm 2003 (theo Kitto, 2004) Sử dụng Sản xuất axit photphoric Sản xuất phân super photphat đơn Sản xuất phân amoni sunfat Xúc tác làm sạch dầu khí Chiết quặng đồng Sản xuất chất màu Titan dioxit Sản xuất giấy, bột giấy Xúc tác metyl metacrylat Chiết quặng tuyển niken Khác... 16 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC 2 Ngun liệu sản xuất axit sunfuric 2.1 Lưu huỳnh S 9/2/2014 ⇋ S Chương 2 17 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC Khai thác lưu huỳnh Compressed air under a pressure of 20-25 atmosphere Super heated water at 1700C 9/2/2014 Chương 2 18 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC 9/2/2014 Chương 2 19 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC Các loại lưu huỳnh dùng để sản xuất axit sunfuric... CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC 2.3.3 Tái chế axit thải (1) Phun axit bẩn vào lò đốt (khoảng 1300K) Axit bị phân hủy thành SO2, O2 và H2O(k) (2) Làm sạch và làm khơ khí lò (3) Oxi hóa khí SO2 trong khí lò thành SO3 bằng xúc tác oxi hóa (4) Hấp thu khí SO3 bằng axit H2SO4(98,3%) 9/2/2014 Chương 2 26 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC 3 Q trình cơng nghệ sản xuất axit sunfuric CHUẨN BỊ NGUN LIỆU SẢN XUẤT... AXIT SUNFURIC NỘI DUNG: 1 Những khái niệm chung về axit sunfuric và ứng dụng 2 Ngun liệu sản xuất axit sunfuric 3 Q trình cơng nghệ sản xuất axit sunfuric 3.1 Các q trình tạo khí SO2 3.2 Làm sạch các tạp chất khỏi khí lò 3.3 Q trình oxi hóa SO2 thành SO3 3.4 Q trình hấp thu SO3 9/2/2014 Chương 2 12 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC 1 Những khái niệm chung về axit sunfuric và ứng dụng 1.1 Khái niệm chung... CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC 2.2 Quặng pyrit (FeS2) 2.2.1 Pyrit thường FeS2 – 53,44%S; 46,56%Fe Quặng pyrit: 30-52%S 9/2/2014 Chương 2 21 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC 2.2.2 Pyrit tuyển nổi Quặng pyrit > 1%Cu Nghiền Tuyển nổi chính Pyrit tuyển nổi 32-40% S Tinh quặng đồng 15-20%Cu Tuyển tinh Sản xuất đồng Pyrit tuyển nổi 45-50% S d ≈ 0,1mm w = 12-15% 9/2/2014 Chương 2 22 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT... CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC 1.2.1 Nhiệt độ kết tinh của axit sunfuric SA61/2 - H2SO4.6,5H2O SA4 - H2SO4.4H2O SA3 - H2SO4.3H2O SA2 - H2SO4.2H2O SA1 - H2SO4.H2O (84,5%H2SO4; 8,480C) 9/2/2014 Chương 2 14 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC 1.2.2 Nhiệt độ sơi và áp suất hơi 336,50C 98,3%H2SO4 9/2/2014 Chương 2 15 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC 1.2 Ứng dụng: Khoảng 180 triệu tấn H2SO4 được sản xuất( sử... 3 Q trình cơng nghệ sản xuất axit sunfuric CHUẨN BỊ NGUN LIỆU SẢN XUẤT KHÍ SO2 TINH CHẾ KHÍ SO2 HỒN THÀNH SẢN PHẨM HẤP THỤ KHÍ SO3 OXY HĨA SO2 → SO3 9/2/2014 Chương 2 27 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC Quy trình sản xuất H2SO4 tại nhà máy hóa chất Tân Bình 9/2/2014 Chương 2 28 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC 3.1 Các q trình tạo khí SO2 3.1.1 Tạo SO2 từ lưu huỳnh Hơi nước S rắn S lỏng Bể hóa lỏng... SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC - Bể nấu chảy lưu huỳnh 9/2/2014 Chương 2 30 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC - Lò đốt lưu huỳnh nằm ngang 9/2/2014 Chương 2 31 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC 3.1.2 Tạo SO2 từ quặng pyrit Có thể đốt quặng bằng lò cơ khí, lò đốt phun hay là đốt tầng sơi Phản ứng tổng qt của q trình cháy: 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 + 3415,7 Kj 3FeS2 + 8O2 = Fe3O4 + 6SO2 + 2438,2 Kj Hoặc Sản. .. than 3-6% C 9/2/2014 Chương 2 23 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC 2.3 Các loại ngun liệu khác 2.3.1 Khí lò hơi, lò luyện kim 300C 270C 140 0C 500C Sơ đồ hệ thống xử lý khí SO2 bằng NH3 1-Tháp rửa khí; 2,4-Thiết bị làm nguội; 3-Tháp hấp thu nhiều tầng; 5-Tháp hồn ngun; 6-Tháp bốc hơi; 7-Thùng kết tinh; 8-Ly tâm; 9-Nồi chưng áp 9/2/2014 Chương 2 24 CHƯƠNG II: SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC 2.3.2 Thạch cao 14000C . 11 CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ SỰ PHÁT TRIỂN 8. Sản xuất soda 9. Sản xuất NaOH – Cl 2 và HCl 10. Sản xuất Al(OH) 3 11. Sản xuất đồng 12. Sản xuất KClO 3 , KClO 4 và KMnO 4 13. Sản xuất than hoạt. khí công nghiệp: H 2 , O 2 , N 2 . 2. Sản xuất H 2 SO 4 từ S 3. Sản xuất H 2 SO 4 từ quặng pyrit 4. Tổng hợp NH 3 5. Sản xuất axit HNO 3 6. Sản xuất H 3 PO 4 bằng phương pháp nhiệt 7. Sản xuất. Chương 1 2 CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ SỰ PHÁT TRIỂN 1.Khái niệm về công nghệ hóa học Công nghệ là một khoa học về phương thức và các quá trình sản xuất các sản phẩm công nghiệp từ những