Quy trình sản xuất sunfuric amoniac axit nitric

H2SO4 là axit hoạt tính mạnh Chất lỏng, không màu Kết tinh ở nhiệt độ 10,45 0C, sôi ở nhiệt độ 296,2 0C H2SO4 hòa tan SO3 gọi là oleum (20, 25, 30,35  65% SO3). Thực tế hay sản xuất oleum vì có thể tạo axit với nồng độ khác nhau .....

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HỢP CHẤT VÔ CƠ

I- QUY TRÌNH SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC

 Giới thiệu chung

•H2SO4 là axit hoạt tính mạnh

CÁC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC:

Phương pháp tháp:

Dùng NO làm xúc tác, xảy ra trong tháp đệm

Sản xuất khí sunfuro

Tinh chế khí lò

Tinh chế khí lò

Chuyển hóa SO2 thành SO3

Chuyển hóa SO2 thành SO3

-Hấp thụ SO3 bằng H2O tạo H2SO4

-Hấp thụ SO3 bằng H2O tạo H2SO4

Bụi

Xỉ quặng

Bụi , nước thải

Khí thải SO2, SO3

Hoàn thành sản

1.Nguyên liệu sản xuất

Quặng pyrit (FeS 2 ) Lưu huỳnh nguyên tố

Thạch cao

Các chất thải có chứa S

Nguyên liệu để sản xuất

2-Quy trình sản xuất

2.1.Chuẩn bị nguyên liệu

_Nguyên liệu được nghiền nhỏ để có kích thước nhất định,sàng lọc, để đưa qua các lò đốt.

_Để quá trình đốt nguyên liệu đỡ tốn nhiệt,ta cần

lọc bụi ngay từ giai đoạn này,dù sau giai đoạn này vẫn cần phải lọc bụi thêm nữa

_Quặng phải được sấy khô để giảm hàm lượng ẩm,

để tránh tổn thất nhiệt trong quá trình đốt ngưyên liệu

-Đối với các nguồn nguyên liệu có sẵn SO2 thì ta

chuyểnngay qua giai đoạn tinh chế khí SO2(Sẽ được nói ở phần sau).

-Đối với các nguồn nguyên liệu thô sơ,là hợp chất của

SO2 thì cần qua giai đoạn đốt để tạo ra SO2

-Các nguồn nguyên liệu chứa S,quặng pirit,….là những

nguồn nguyên liệu được sử dụng chủ yếu trong qúa tàinh sản xuất axit sunfuric;ngoài ra cũng có rất

nhiều nguồn khác,trong đó phải kể đến axit

sunfuric dư thừa trong các quá trình trước

2-Quy trình sản xuất

2.2.Sản xuất khí sunfuro (SO2 )

 Đối với quặng pyrit:

Đầu tiên FeS 2 bị phân hủy (nhiệt độ vào khoảng 550 0 C)

 - Qúa trình cháy của quặng không những chỉ xảy

ra giữa pirit và Oxy mà còn xảy ra giữa các pha rắn:

-Đối với lưu huỳnh

Quá trình đốt lưu huỳnh tương đối đơn giản vì sản phẩm của quá trình chỉ có SO 2

Đối với thạch cao :

CaSO 4 = CaO + SO 2 (Phản ứng diễn ra ở 1400 – 1500 0C

2 CaSO 4 + C = 2 CaO + 2 SO 2 + CO

2.3-Tinh chế khí

 Khí lò từ lò đốt quặng được làm nguội trong nồi hơi, tách bụi trong xyclon, lọc điện khô có nhiệt độ 300-400 o C đi vào công đoạn làm sạch khí để tách các tạp chất có hại đối với xúc tác và sấy khô.

- Quá trình tách bụi được thực hiện trong các thiết

bị xyclon, lọc điện khô, tháp rửa

- Quá trình tách các tạp chất hóa học được thực hiện trong các thiết bị: tháp rửa, lọc điện ướt, tháp sấy.

P,T (X/T)

Có 2 phương pháp tiếp xúc

phương pháp tiếp

xúc đơn:

phương pháp tiếp xúc kép

Đối với phương pháp tiếp xúc kép: chuyển khí sản phẩm từ sau lớp tiếp xúc 3 (hiệu suất 90%) đưa đi hấp thụ chế tạo axit sau đó gia nhiệt phản ứng ở 2 lớp sau nâng hiệu suất chuyển hoá luỹ tiến lên 99,5 %, đưa đi hấp thụ lần 2 sau đó phóng không

Có hai dạng xúc tác được sử dụng:

Xúc tác kim loại:

platin: được sử dụng đầu tiên, có hoạt tính cao nhưng dễ

bị ngộ độc xúc tác, giá thành đắt Hiện nay dùng kim

loại khác như: Rh, Ir, Pd…mặc dù hoạt tính thấp hơn Pt

Xúc tác phi kim loại:

được sử dụng rộng rãi để oxi hóa SO 2 trong công nghiệp bao gồm 1 số oxit kim loại như: oxit sắt, oxit crom, oxit vanadi…

oxit vanadi có hoạt tính thấp nhưng đây là loại xúc tác

bền nhiệt, rẻ tiền, tổng bề mặt riêng lớn

2.5 Hấp thụ SO3

 Đầu tiên SO 3 hòa tan vào dung dịch axit sunfuric, sau

đó pư với nước trong axit:

MỘT SỐ THIẾT BỊ

Sơ đồ một nhà máy sản xuất axit sunphuric thông thường hiện nay trên thế giới, với công nghệ đốt lưu huỳnh và tiếp xúc kép

3.Ứng dụng

 Trên nguyên tử nitơcủa amoniac có cặp electron tự do nên

amoniac có tính bazơ và có thể xảy ra phản ứng hóa học :

NH3 + H + → NH4+

Trong amoniac, nitơ có số oxi hóa thấp nhất nên amoniac có tính khử Ví dụ như trong phản ứng hóa học:

2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl

 Amoniac tương đối kém bền bởi nhiệt Nó có thể bị phân hủy

tại nhiệt độ cao theo phản ứng hóa học:

2NH3 → N2 + 3H2

TỔNG HỢP AMONIAC

Sản xuất điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm:

Ngoài phương pháp trên thì còn dùng các phương pháp sau:

 Phương thức CaCN 2 của Rothe-Frank-Caro

Tháp tổng hợp NH 3

Bồn tách lỏng/hơi

Bồn chứa NH 3 lỏng

THÁP TỔNG

HỢP NH 3

25

ĐIỀU CHẾ HNO 3 NHIÊN LIỆU PHẢN

LỰC

NH 3 DÙNG

ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN BÓN

SẢN XUẤT ACID NITRIC

ỨNG DỤNG NH 3 TRONG CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

Hệ thống kho cấp đông

Bộ làm lạnh

ĐIỀU CHẾ N 2 H 4 ĐỂ LÀM NHIÊN LIỆU PHẢN LỰC

NHÀ MÁY SẢN XUẤT NH 3

SẢN XUẤT ĐIỀU CHẾ HNO3( axit nitric)

phương pháp 1: sản xuất axit nitric từ natri nitric:

phản ứng:

NaNO 3 + H 2 SO 4 -> NaHSO 4 + HNO 3

NaNO 3 + H 2 SO 4 -> Na 2 SO 4 + HNO 3

=> Tuy nhiên, phương pháp này không phổ biến do

nguyên liệu quặng natri có ít

phản ứng:

N2 + O2 -> NO

NO + O2 -> NO2

=> phương pháp này tiêu hao năng lượng điện nên hạn chế quy

mô công nghiệp

-phương pháp 3: oxi hóa NH3 bằng oxy không khí

giai đoạn 1: oxi hóa NH3 thành NO (phương pháp tiếp xúc) – tùy điều kiện và chất phản ứng mà xảy

ra theo các phản ứng:

4NH 3 + 5O 2 -> 4NO + 6H 2 O (1)

4NH 3 + 4O 2 -> 4N 2 O+ 6H 2 O (2)

4NH 3 + 3O 2 -> 2N 2 O+ 6H 2 O (3)

Dược phẩm

HNO3 Thuốc Nhuộm