Trong hóa học, axit sunfuric được xem là hợp chất của anhydrit sunfuric với nước. Công thức hóa học SO3.H2O hoặc H2SO4, khối lượng phân tử 98,08. Trong kỹ thuật, hỗn hợp theo tỷ lệ bất kỳ của SO3 với H2O đều gọi là axít sunfuric. Nếu tỷ lệ SO3 : H2O < 1: dung dịch axít sunfuric SO3 : H2O > 1dung dịch của SO3 trong axít sunfuric hay ôleum hoặc axít bốc khói.
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT HÓA HỌC CHUYÊN SÂU: CÔNG NGHỆ CÁC CHẤT VÔ CƠ Đề tài: “Thiết kế phân xưởng sản xuất axit sunfuric theo phương pháp tiếp xúc kép với suất 300.000 H2SO4/năm.’’ Giáo viên hướng dẫn : ThS.Quách Thị Phượng Sinh viên thực MSSV Lớp Khóa : Nguyễn Thị Hồng Nga : 20113174 : KTHH3 : K56 NỘI DUNG TRÌNH BÀY 2 PHẦN 1: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM, NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT PHẦN 2: CƠ SỞ HĨA LÝ Q TRÌNH SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC PHẦN 3: CHỌN VÀ BIỆN LUẬN DÂY CHUYỀN THIẾT BỊ PHẦN 4: CÂN BẰNG CHẤT-CÂN BẰNG NHIỆT CÔNG ĐOẠN TINH CHẾ KHÍ LỊ PHẦN 5: CÂN BẰNG CHẤT-CÂN BẰNG NHIỆT CƠNG ĐOẠN CHUYỂN HĨA VÀ HẤP THỤ PHẦN 6: TÍNH THIẾT BỊ PHẦN 1: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM, NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 1.1 Tính chất axit sunfuric oleum 1.1.1 Khái niệm chung CÔNG THỨC (H2SO4) Trong hóa học, axit sunfuric xem hợp chất anhydrit sunfuric với nước Cơng thức hóa học SO 3.H2O H2SO4, khối lượng phân tử 98,08 - Trong kỹ thuật, hỗn hợp theo tỷ lệ SO3 với H2O gọi axít sunfuric Nếu tỷ lệ SO3 : H2O < 1: dung dịch axít sunfuric SO3 : H2O > 1dung dịch SO3 axít sunfuric hay ơleum axít bốc khói PHẦN 1: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM, NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 1.1 Tính chất axit sunfuric oleum 1.1.2 Một số tính chất axit sunfuric oleum Tính chất vật lý Chất lỏng nhớt khơng màu, Điểm đẳng phí H2SO4 98,3 % ts =336,5 C D=1,8305 (20 C) ts=296,2 C DD axit Oleum PHẦN 1: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM, NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 1.1 Tính chất axit sunfuric oleum 1.1.2 Một số tính chất axit sunfuric oleum Nhiệt phân hủy Axit SA phân hủy nhiệt độ 250 độ C theo phản ứng: H2SO4 => SO3 + H2O PHẦN 1: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM, NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 1.2 Các nguyên liệu sản xuất axit sunfuric S nguyên tô Quặng Thạch cao chứa S NGUYÊN LIỆU Khí thải Axit thải chứa S, H2 S PHẦN 1: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM, NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 1.3 Ứng dụng axit sunfuric tình hình sản xuất 1.3.1 Ứng dụng axit sunfuric PHẦN 1: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM, NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 1.3 Ứng dụng axit sunfuric tình hình sản xuất 1.3.2 Tình hình sản xuất - Hàng năm,sản lượng axit sunfuric giới khoảng 160 triệu tấn, với giá xấp xỉ tỷ USD - Có ba cơng nghệ thơng dụng để sản xuất axit sunfuric: Công nghệ tiếp xúc Công nghệ NOx Công nghệ CaSO4 PHẦN 1: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM, NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 1.3 Ứng dụng axit sunfuric tình hình sản xuất 1.3.2 Tình hình sản xuất Phương pháp tiếp xúc : Tiếp xúc đơn : Hiệu suất chuyển hóa SO thành SO3 đạt 98% Lượng SO2 khơng chủn hóa bị thải vào khí qủn, gây nhiễm mơi trường Tiếp xúc kép : Hiệu suất chuyển hóa SO thành SO3 đạt 99,5-99,9% 3 Lương SO2 thải : 500mg/m ; mù axit 35mg/m (đạt tiêu chuẩn khí thải công nghiệp) Một số công ty lớn sản xuất axit sunfuri lớn : Nhà máy Supe phôt phát Lâm Thao-Phú Thọ Nhà máy Supe lân Long Thành-Bến Tre Nhà máy hóa chất Tân Bình Nhà máy axit sunfuric, cơng ty DAP-VINACHEM PHẦN 2: CƠ SỞ HĨA LÝ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC 10 Chế tạo khí sunfurơ SO2 Làm tạp chất khỏi hỗn hợp khí Ơxy hóa SO2 thành SO3 xúc tác Hấp thụ SO3 thành axit sunfuric PHẦN 2: CƠ SỞ HĨA LÝ Q TRÌNH SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC 11 PHẦN 3: CHỌN VÀ BIỆN LUẬN DÂY CHUYỀN THIẾT BI 12 Chọn dây chuyền gồm thiết bị : Nồi nhiệt thừa Xyclon Lọc điện khô Tháp rửa I, II Lọc điện ướt I, II Tháp tăng ẩm Tháp sấy Tách giọt axit Trao đổi nhiệt ngồi Tháp ơxy hóa Tháp hấp thụ oleum, monohydrate Tháp tách tia bắn PHẦN 4: CÂN BẰNG CHẤT-CÂN BẰNG NHIỆT CƠNG ĐOẠN TINH CHẾ KHÍ LỊ 13 Bảng 4.1: Thành phần hỗn hợp khí-bụi Thành phần kg/h m /h %V SO2 24.861,48 8.701,52 8,25 SO3 490,03 137,11 0,13 O2 14.860,55 10.399,63 9,86 N2 98.779,33 78.988,71 74,89 H 2O 5.822,67 7.245,99 6,87 Bụi 6.033,92 Tổng 150.847,98 105.472,97 100,00 PHẦN 4: CÂN BẰNG CHẤT-CÂN BẰNG NHIỆT CÔNG ĐOẠN TINH CHẾ KHÍ LỊ 14 Nồi nhiệt thừa Xyclon Lọc điện khô Tháp rửa I Tháp rửa II Lọc điện ướt I Tháp tăng ẩm Lọc điện ướt II Tháp sấy PHẦN 5: CÂN BẰNG CHẤT-CÂN BẰNG NHIỆT CÔNG ĐOẠN CHUYỂN HÓA VÀ HẤP THỤ 15 Bảng 5.1: Chế độ kỹ thuật tháp chuyển hóa Số thứ tự lớp xúc Nhiệt độ khí vào Mức chuyển hóa tác ( C) (%) I 420 65,00 II 490 84,00 III 450 95,00 IV 410 99,80 PHẦN 5: CÂN BẰNG CHẤT-CÂN BẰNG NHIỆT CƠNG ĐOẠN CHUYỂN HĨA VÀ HẤP THỤ 16 Tháp chuyển hóa Trao đổi nhiệt 15 Trao đổi nhiệt 13 Trao đổi nhiệt 12 Trao đổi nhiệt nước 17 Tháp hấp thụ trung gian 19 Trao đổi nhiệt 16 Trao đổi nhiệt nước 18 Tháp hấp thụ cuối 21 PHẦN 6: TÍNH THIẾT BI 17 Tháp ôxy hóa Bảng 6.1: Thông số tháp chuyển hóa BỘ PHẬN TÊN CHỈ TIÊU Mức chuyển hóa lớp xúc GIÁ TRI ĐƠN VI 65-84-95-99,8 % tác I-II-III-IV THÁP CHUYỂN HĨA Nhiệt độ khí vào-ra lớp I 420-570 Nhiệt độ khí vào-ra lớp II 490-534 Nhiệt độ khí vào-ra lớp III 450-475 Nhiệt độ khí vào-ra lớp IV 410-424 o C o C o C o C Đường kính 11,8 m Đường kính ngồi 12,646 m Chiều cao 22,29 m PHẦN 6: TÍNH THIẾT BI 18 Tháp sấy khí : Bảng 6.2: Thơng số tháp sấy BỘ PHẬN THÁP SẤY KHÍ TÊN CHỈ TIÊU Nhiệt độ khí vào-ra GIÁ TRI 34-40 ĐƠN VI o C o Nhiệt độ axit tưới-chảy 40-49 Nồng độ axit tưới-chảy 95-94,6 % H2SO4 ≤ 0,01 % thể tích Đường kính 7,4 m Đường kính ngồi 7,63 m 11,535 m Hàm ẩm sau sấy Chiều cao C BẢNG TỔNG KẾT CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHÍNH 19 STT BỘ PHẬN 01 NỒI HƠI NHIỆT THỪA 02 03 XYCLON LỌC ĐIỆN KHÔ 04 THÁP RỬA I TÊN CHỈ TIÊU GIÁ TRI ĐƠN VI Nhiệt độ khí vào-ra 800-380 o C Hiệu suất lắng bụi 30 % Nhiệt độ khí vào-ra 380-370 o C Hiệu suất lắng bụi 90 % Nhiệt độ khí vào-ra 370-350 o C Hiệu suất lắng bụi 99 % Nhiệt độ khí vào-ra 350-80 o C Nhiệt độ axit tưới-chảy 40-65 o C Nồng độ axit tưới-chảy 60-59,92 % H2SO4 Hiệu suất hấp thụ SO3 20 % Nhiệt độ khí vào-ra 80-40) o C Nhiệt độ axit tưới-chảy 35-40 o C 05 THÁP RỬA II Nồng độ axit tưới-chảy 25-25,07 % H2SO4 Hiệu suất hấp thụ SO3 10 % Đường kính tháp 7,5 m 40-38 o C 90 % Nhiệt độ khí vào-ra 38-35 o C Nhiệt độ axit tưới-chảy 30-35 o C Nồng độ axit tưới-chảy 5-5,01 % Hiệu suất hấp thụ SO3 10 % Nhiệt độ khí vào-ra 35-34 o C Hiệu suất lọc mù 99,99 % 06 LỌC ĐIỆN ƯỚT I Nhiệt độ khí vào-ra Hiệu suất lọc mù 07 THÁP TĂNG ẨM 08 LỌC ĐIỆN ƯỚT II 20 Cám ơn thầy cô bạn lắng nghe ! ... VỀ SẢN PHẨM, NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 1.3 Ứng dụng axit sunfuric tình hình sản xuất 1.3.2 Tình hình sản xuất - Hàng năm ,sản lượng axit sunfuric giới khoảng 160 triệu tấn, với giá xấp xỉ tỷ USD - Có... dụng để sản xuất axit sunfuric: Công nghệ tiếp xúc Công nghệ NOx Công nghệ CaSO4 PHẦN 1: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM, NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 1.3 Ứng dụng axit sunfuric tình hình sản xuất 1.3.2... hình sản xuất Phương pháp tiếp xúc : Tiếp xúc đơn : Hiệu suất chuyển hóa SO thành SO3 đạt 98% Lượng SO2 không chuyển hóa bị thải vào khí qủn, gây nhiễm mơi trường Tiếp xúc kép : Hiệu suất