ÔN THI CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN

1/ Nhiệt độ kết tinh 1.3.2 Chuyển hóa CO: 24 1.3.2.1 Cơ sở hóa lý: 24 Sơ đồ q trình chuyển hóa CO: 24 1.3.3 Khử CO2 24 1.3.3.1 Phương pháp MEA 24 1.3.3.2 Phương pháp aMDEA 25 1.3.3.3 Phương pháp Benfield 26 1.3.3 Tinh chế khí 26 1.3.4.1 Hấp thụ CO nitơ lỏng 26 1.3.4.2 Hấp thụ CO dung dịch phức đồng I 27 1.3.4.3 Q trình metan hóa 29 1.4 Tổng hợp NH3 30 1.4.1 Cân phản ứng 32 1.4.2 Tốc độ phản ứng 32 1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng 32 1.4.3.1 Ảnh hưởng áp suất 32 1.4.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ 32 1.4.3.3 Ảnh hưởng tỉ lệ H2/N2 (r0) 34 1.4.3.4 Các yếu tố khác 34 1.4.3.5 Xúc tác Fe3O4.Al2O3.K2O.CaO.MgO 34 1.4.3.6 Dây chuyền công nghệ tổng hợp NH3 35 Sản xuất axit nitric 36 2.1 Tính chất ứng dụng 36 2.2 Sản xuất HNO3 loãng 36 2.2.2 Q trình oxy hóa NO 37 2.2.3 Quá trình hấp NO2 chế tạo HNO3 loãng 38 Quy trình Krupp Uhde High – Presure Process (áp suất cao): 39 Quy trình hấp thụ tẩy trắng: 40 Quy trình áp suất cao GIAP: 41 1 Quy trình áp suất kép Grand – Paroisse: 42 Xử lý khí thải: 42 Dây chuyền đơn giản giới thiệu quy trình xt khử chọn lọc (SCR) nhà máy sx HNO 3: 43 CHƯƠNG 44 Nguyên liệu chứa photo: 44 Sản xuất photpho: 44 *Phương pháp lị cao (khơng cịn dùng từ 1938): 44 * Phương pháp lò nhiệt điện: 44 Cở sở trình thăng hoa photpho: 46 Sản xuất axit photphoric: 47 4.1 Phương pháp nhiệt 47 Nguyên nhân gây bẩn H3PO4: 47 4.2 Sản xuất H3PO4 pp trích ly 48 Các dạng canxi sunfat tạo thành phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ P2O5: 48 Các vấn đề nguyên liệu quặng photphat: 49 4.2.1 Phương pháp dihydrat: 50 4.2.2.2 Hệ thống phản ứng: 52 Quy trình Prayon Mark IV 52 Quy trình sản xuất H3PO4 Rhone- Poulenc Speichim DIPLO: 52 Thiết bị phản ứng Kellogg-Lopker: 54 Thiết bị pư Somerville: 54 4.2.2.3 Qúa trình lọc rửa 54 4.2.2.4 Cô đặc 55 4.2.3 Phương pháp hemihydrate (HH): … 55 4.2.4 Phương pháp hemihydrate – dihydrat với lọc trung gian (HDH) 57 4.2.5 Phương pháp dihydrate – hemihydrate( DHH): 58 2 3 1/ Nhiệt độ kết tinh SA6 / - H SO 6,5H O 2 SA4 - H SO 4H O SA3 - H SO 3H O SA2 - H SO 2H O SA1 - H SO H O 2 42 Acid sulfuric kết tinh 103,70C Ở áp suất thường đến 296,20C acid sulfuric bắt đầu sôi bị phân hủy tạo thành hỗn hợp đẳng phí 98,3% H2SO4 1,7% H2O Hỗn hợp đẳng phí sơi 336,50C Acid sulfuric kết hợp với nước SO3 theo tỷ lệ bất kì, tạo thành số hợp chất có tính chất khác Tùy vào lượng nước có axit có hợp chất khác H2SO4 ngậm 6,5 H2O * Từ giản đồ cho ta biết: 4 - Dung dịch có nồng độ axit sunfuric oleum xem hỗn hợp hai hợp chất Ví dụ: dung dịch axit sunfuric nồng độ 80% H 2SO4 hỗn hợp hợp chất H2SO4.2H2O H2SO4.H2O - Nhiệt độ đường cong lỏng pha lỏng, nhiệt độ đường thẳng rắn pha rắn -Nhiệt độ kết tinh hỗn hợp chất không tạo thành tinh thể hỗn hợp luôn nhỏ nhiệt độ kết tinh chất.Vì đường cong biểu diễn quan hệ nhiệt độ kết tinh axit sunfuric nồng độ có cực đại ứng với hợp chất, cực tiểu ứng với thành phần - Nhiệt độ kết tinh dung dịch axit sunfuric oleum tương đối cao, chí nhiệt độ vài chục oC Vì vậy, người ta thường quy định nghiêm ngặt nồng độ loại axit sunfuric oleum tiêu chuẩn cho chúng không bị kết tinh trình sản xuất, bảo quản vận chuyển… Trong công nghệ sản xuất người ta thường sản xuất acid với nhiệt độ kết tinh thấp (nồng độ 92-98%) Tuy nhiên nhìn vào giản đồ ta thấy nhiệt kết tinh thấp tồn bên trái phải, ta chọn điểm kết tinh nhỏ nằm bên phải % H2S04 cao Ở 30 – 40 oC, acid bắt đầu bốc khói đun tiếp tạo SO Bắt đầu sôi khoảng 290 oC nhiệt độ nâng nhanh ngừng giải phóng SO Hydrat cịn lại chứa 98.3% H 2SO4 sôi 338 oC Tại đỉnh 98,3% H2S04 lượng pha lượng S03 ( đẳng phí) Vậy ta chọn vị trí xung quanh điểm ơtecti cuối bên phải 2/Độ nhớt lưu huỳnh lỏng: - độ nhớt ảnh hưởng lớn đến trở lực axit chảy đường ống máng dẫn, đến tốc độ truyền nhiệt đun nóng làm nguội axit, đến tốc độ hòa tan muối, kim loại chất khác vào axit 5 - Ở nhiệt độ thường lưu huỳnh chất rắn màu vàng, dạng S có dạng thù hình thoi có nhiệt độ nóng chảy 112,8 oC) 119,3 oC dạng đơn tà (dạng hình - Lưu huỳnh tồn dạng khác tùy thuộc vào điều kiện nhiệt độ: S, S6, S8, - Ở điều kiện thường lưu huỳnh tồn trạng thái rắn S8 (dạng vòng) - Ở 120oC lưu huỳnh trạng thái lỏng - Trong khoảng nhiệt độ từ 120oC 160oC lưu huỳnh dạng lỏng, nhiệt độ tăng độ nhớt giảm, lưu huỳnh dạng vịng - Từ 160 oC o C, lúc vòng kín mở nối lại thành mạch thẳng dài vơ hạn vướng víu làm độ nhớt tăng lên - Trên 200 oC mạch đứt gãy tạo S6, S2, S làm độ nhớt giảm Đến 444,6 oC, lưu huỳnh bắt đầu sôi, lưu huỳnh gồm S8, S6, S4, S2 Khoảng 900 oC lưu huỳnh chủ yếu S2 Trên 1600 o C lưu huỳnh bắt đầu phân hủy thành lưu huỳnh nguyên tử - Trong thực tế, để sản xuất H2SO4, ta phải theo trình tự sau: S+ 6 Phải hóa lỏng phun dạng sương để lưu huỳnh cháy hoàn toàn, dư lưu huỳnh che xúc tác làm hạn chế hoạt tính xúc tác Để phun dễ dàng độ nhớt lưu huỳnh phải nhỏ Theo đồ thị ta chọn nhiệt độ hóa lỏng lưu huỳnh 140 oC nhiệt độ độ nhớt thấp, hiệu suất đốt cháy hoàn toàn lưu huỳnh cao, tiết kiệm lượng chi phí 3/ Khí lị hơi, lị luyện kim: 1-Scrubơ; 2,4-Thiết bị làm nguội; 3-Tháp hấp thu nhiều tầng; 5-Tháp hoàn nguyên; 6-Tháp bốc hơi; 7-Thùng kết tinh; 8-Ly tâm; 9-Nồi chưng áp *Thuyết minh quy trình xử lý SO2 NH3 Ngun liệu: + Khí lị q trình đốt quặng KL màu quặng đồng, chì, thiếc, … chứa nhiều SO + Khí q trình cốc hóa than chủ yếu H2S chiếm 95%(chiếm 20% H2SO4 TG) + Khói lị - Quy trình: + Khí nguyên liệu trước tiên làm bụi cho qua TB Scrubơ(tháp hấp thu dạng đệm) để làm bụi cịn lại, tháp hoạt động sau: • Nước phun từ xuống, khí từ lên làm lượng bụi lại đồng thời giải nhiệt cho khí lị, hấp thu 10% SO2 tổng lượng khí vào 7 • • - Lượng bụi lắng xuống thiết bị scrubơ chuyển qua tháp rửa có bố trí thêm bể lắng định kỳ xả lắng để tránh nghẹt hệ thống TB Scrubơ cần có thêm TB làm nguội dịng nước tưới (2) nhiệt hấp thu từ khí lị để tăng hiệu suất hấp thu, sau tuần hồn trở lại đỉnh tháp Scrubơ Dịng khí TB Scrubơ vào tháp hấp thu tuần hoàn (nhiều tầng) (3): • • Nước phun tầng cùng, tai tầng NH vào Do tốc độ dòng khí vào đáy tháp lớn lơi NH theo nên thiết kế cho dd tầng nguồn vào cho tầng để tăng hiệu suất hấp thu, 10% SO2 giữ lại: SO2 + NH3+ H2O → NH4HSO3 (biamonisulfit) Ở đỉnh tháp khí sau hấp thu thóat ngồi (chứa hàm lượng nhỏ S khơng đáng kể) + Dịng dd khỏi TB (3) chia làm dịng: • Dịng qua TB hồn ngun (5): gia nhiệt hồn ngun lại khí SO2 (khoảng 92 – 97%): 2NH4HSO3 (NH4)2 SO3 + SO2 k + H2O (amonisulfit) • Dịng cịn lại qua TB nồi chưng áp (9): (NH4)2SO3 + 2NH4HSO3 2(NH4)2 SO4 + S + H2O , lưu huỳnh lấy sử dụng sx H2SO4, dd lại vào TB (6) + Dòng dd khỏi TB (5) chia làm dòng: • • dịng hồn ngun quay trở lại TB hấp thu nhiều tầng (3) thông qua TB làm nguội (4) Dòng lại qua tháp bốc nước (6), cho qua TB (6) lượng amoni sulfat tăng dần làm giảm khả hấp thụ dd, cần phải tách (NH 4)2 SO4 bổ sung amoniac vào Tại nước gia nhiệt cho bốc hơi, sau qua TB (7) để kết tinh cuối đến TB ly tâm (8) lấy sản phẩm phụ (NH4)2 SO4 (phân SA) - Ý nghĩa pp tận thu S khí lị hơi, lị luyện kim (do than có lẫn S) Các nội dung liên quan đến phần xem trang 62 – 63 sách Đỗ Bình 4/ Quy trình s/x H2SO4 nhà máy hóa chất Tân Bình 8 -Lưu huỳnh cho vào bể nấu chảy ngăn số số nấu nước lấy từ nồi atm, nhiệt độ 135 - 140oC qua hệ thống giai nhiệt nước đặt sâu đáy bể - - kk lấy tầng cao loại bụi, ẩm Nếu có ẩm, lượng nhỏ SO tác dụng với nước theo pt: SO3 + H2O H2SO4 dạng mù gây ăn mòn ống dẫn theo pt: H 2SO4 + Fe FeSO4 + H2 , FeSO4 che phủ bề mặt xt, gây nghẹt hệ thống ống dẫn kk phải sấy khô trước, sử dụng chất hút ẩm H 2SO4 đặc 92 – 95% bơm lên tháp hấp thu (tháp đệm), kk thổi từ lên trên, H2SO4 đặc phun từ xuống đồng thời giữ lượng bụi lại: H2SO4 + H2O = H2SO4.n H2O + Q, axit sulfuric có nồng độ cao hấp thụ nước khơng khí ẩm làm giảm nồng độ acid làm tăng nhiệt độ acid đáy tháp Sấy dd sau hấp thu cần làm nguội đưa bể chứa để tuần hồn trở lại tháp hấp thu Do tốc độ dịng khí lớn làm H2SO4 bị lơi theo nên đỉnh tháp có thiết bị chống tia bắn giúp thu hồi H2SO4 hồn tồn hỗn hợp kk khơ lưu huỳnh lỏng đưa vào lò đốt 1100 oC, nước sinh dẫn vào q trình nóng chảy lưu huỳnh, lượng dư dẫn ngoài: S + 1/2 O2→ SO2+ Q - 9 - Sau khỏi lò đốt, nhiệt độ giảm xuống 350 – 400 oC, tiếp tục qua TB lọc nóng (bên có sỏi) - Hệ thống chuyển hóa gồm tháp tiếp xúc hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt nhằm tận dụng nhiệt điều chỉnh nhiệt cho dịng hỗn hợp khí Tháp tiếp xúc hình trụ thẳng đứng, bên có chứa vách ngăn xúc tác, ngăn có nghi đỡ nằm ngang; nghi đỡ đỗ lớp xúc tác V2O5 thích hợp lớp sỏi bảo vệ xúc tác Hỗn hợp khí SO2 vào lớp xúc tác phản ứng với oxi khơng khí, có diện xúc tác V2O5 theo phương trình phản ứng: SO2+ 1/2O2→ SO3+ Q - Sau lọc nóng, khơng thể đưa xt vào được, dịng khí chia làm dịng, dịng trực tiếp , dòng trao đổi nhiệt bên ngồi ống truyền nhiệt, đun nóng lên ngồi trộn với dịng nguội, dịng khí vào xt lớp to = 430oC, khỏi lớp xúc nhiệt độ tăng lên SO + - - O2 tỏa nhiệt, dòng 580oC Hiệu suất chuyển hóa tính theo SO2là 75% Khí nóng lúc khơng thể qua xt làm hư xt dẫn đến cb chuyển dịch theo chiều nghịch, cần phải làm nguội phạm vi hoạt động xt TB truyền nhiệt đến 350 oC Nhiệt độ vào lớp 480 oC nhiệt độ 540 oC Độ chuyển hóa tính theo SO2 90% Tiếp tục làm nguội TB làm nguội (nước), nhiệt độ vào tầng 460 oC, tor = 480oC, độ chuyển hóa tầng 95% Khí tầng có lượng SO ít, nhiệt độ sinh phản ứng SO O2 không ảnh hưởng nhiều nên k cần giảm nhiệt độ Cho dịng khí trực tiếp vào tầng 4, t ov = 480oC, tor = 490oC, độ chuyển hóa : 98 – 99,5% Cơng đoạn hấp thu SO3 H2SO4 tạo sản phẩm, nhiệt độ tầng đưa vào qt hấp thu nhiệt độ cao hiệu suất hấp thu bé nên phải hạ nhiệt độ xuống 50 – 60 oC để tăng hiệu suất hấp thu Dịng khí khỏi tầng qua nồi cung cấp nhiệt cho nồi hơi, qua TB làm nguội chậm Xử lý khí SO2, SO3 ta dùng dd xút để trung hịa khí thu NaHSO chủ yếu Tại TB hấp thu dùng H2SO4 98,3% để hấp thu Dung dịch sau hấp thu axit H2SO4 98,8 – 99,6% Lượng H2SO4 98,8 – 99,6% sản xuất pha trộn với lượng H2SO4 dùng để hút ẩm ban đầu, nồng độ H2SO4 ổn định theo yêu cầu 5/cấu tạo, nguyên tắc hoạt động phương pháp lọc điện khô - Cấu tạo: điện cực âm dương, không khí, cực dương nối đất, thiết bị gồm nhiều cặp điện cực mắc nối tiếp -Nguyên tắc: Dịng điện: 50 – 100kV Khơng khí hai điện cực bị ion hóa mang điện tích âm Khí lị qua vùng khơng gian bị va đập với phân tử khí mang điện tích (-) làm cho hạt bụi mang điện tích (-) bị hút điện tích (+), trao đổi điện tử  trung hòa điện bụi bị rớt xuống tác dụng lực điện trường Hạt bụi rớt xuống thu hồi đáy lọc điện khô 10 10 Sản xuất photpho: *Phương pháp lị cao (khơng dùng từ 1938): P2O5 (H3PO4) → cần 2,5 C (trong 0,6 C thực phản ứng khử, 1,9 tạo nhiệt) C +O2 →CO2 +Q (nhiệt tỏa cung cấp cho pư sau ) Ca5F(PO4)3 +C +SiO2 →P2+ CO+ 3CaO.2SiO2+ CaF2 + SiF4 1400oC Nhược điểm: hiệu suất k cao; cần nhiều nguyên liệu than C; cần nhiệt độ cung cấp thực pư lớn 1400oC ,tốn mặt lượng; cần hệ thống thiết bị chịu nhiệt độ cao * Phương pháp lò nhiệt điện:  Nguyên liệu: - Quặng photphat : cỡ hạt -40mm + Cở hạt < 6mm : làm bít lị + Cở hạt >40mm: tiếp xúc pha kém, mức độ phản ứng không cao - Độ ẩm < 2% Nếu lượng ẩm cao: C + H2O  CO +H2 Ca3P2 + H2O  Ca(OH)2 + PH3  Lượng ẩm nhiều tổn thất photpho, sinh PH3 khí độc - u cầu ngun liệu khơng q khắc khe: khơng địi hỏi lượng P 2O5 q cao,quặng photphat >24% P2O5 - Than :than cốc than antraxit; cỡ hạt 3- 25 mm Chất trợ dung SiO2 (rẽ tiền, hiệu cao), Al2O3, Al2(SiO3)3  Quy trình: - Nguyên liệu trộn máy trộn M1, đưa qua băng tải BC2, sau qua máy đập má ngàm G3, tiếp tục nghiền lần máy nghiền búa GR4 Chuyển toàn qua sang SC5, để sàng cỡ hạt đạt chuẩn 6- 40mm, hạt ăn mòn thiết bị SiO2 nằm khoáng NaK4Al5Si6O2 +H2SO4 → SiO2.nH2O SiO2 + HF → SiF4↑ +H2O SiF4 + HF → H2SiF6 tan Na+,K+ + SiF6 → Na2SiF6, K2SiF6↓mịn→ bít vải lọc, nguy hiểm cô đặc axit Giảm hệ số truyền nhiệt, bám lên ống truyền nhiệt -Hàm lượng CO3- , hợp chất hữu → tạo CO sinh bọt → sử dụng chất chống tạo bọt → tăng chi phí HCHC có màu làm axit có màu, phải tinh chế phức tạp + sinh sản phẩm khác Ca.Mg(CO3)2 → tăng độ nhớt H 3PO4→ ảnh hưởng đến trình lọc đặc -Hàm lượng clorua, sunfua Cl- , S2- + H3PO4 → HCl , H2S ↑ ( khí độc) → ăn mịn thiết bị Cl- >0,03%, S20,1% → ăn mòn thiết bị → thép chịu axit → chi phí tăng cao - Các kim loại nặng Cd, Pb, As vào H3PO4→ độ tinh khiết giảm 4.2.1 Phương pháp dihydrat: - Quặ ng nghiề n mị n cho vào thiế t bị phả n ứ ng R5 chung vớ i bùn Ca5 F(PO4 ) + H2 SO4 + nH3 PO4 → CaSO4 H O↓+ (n+3)H3 PO4 + HF Bùn Gđ1: Ca5F(PO4)3 + H3PO4 → Ca(H2PO4)2 +HF Gđ2: Ca(H2PO4)2 +H2SO4 → CaSO4.2H2O + H3PO4 -H2SO4 trộn H3PO4 tuần hồn tỏa nhiệt lớn làm hh nóng lên bay hợp chất Cl, SiF42- -Sau vào thiết bị phản ứng R5, gồm thiết bị nối tiếp Giai đoạn thực thiết bị đầu, cần CaSO4.2H2O phải kết tinh lớn để dễ lọc Tạo mần (k để mầm tự nhiên): số lượng mần nhiều lượng tinh thể nhỏ, cần tuần hoàn mần trở lại nhằm điều khiển nhiệt độ khối phản ứng 70- 85oC, nhiệt độ tăng k tạo dihydrat -Bơm toàn hỗn hợp bơm P6 sau qua q trình lọc thiết bị lọc F7a – F7d Trong thiết bị lọc nồng độ P2O5 30%, bã rửa tận thu H3PO4 nước lấy rửa lắng H3PO4 Rửa từ 2-3 lần, dung dịch rửa cuối axit tuần hoàn lại -Nồng độ H3PO4 thấp qua thiết bị bay chân không ( đặc )E8, q trình đặc nằm vùng đốt ngồi, độ nhớt cao khó đặc *Hàm lượng rắn khối phản ứng 35-45% tuần hoàn H 3PO4 trở lại, tạo hỗn hợp linh động hơn→ dễ vận chuyển, lọc rửa Nếu q lỗng khó đặc Nếu linh động, khó bơm, khó khuyếch tán giảm tốc độ phản ứng * Lượng H3PO4 cho H2SO4 tự 1,5 % tùy thuộc vào loại quặng - tổn thất P2O5 do: + Không bị phân hủy + đồng kết tinh CaSO4.nH2O , CaHPO4 ↓ kết tinh tinh thể → tổn thất P2O5 +Qúa trình lọc rửa khơng hồn tồn →nước đưa nhiều H 3PO4 lỗng→khơng thể tách P2O5 hoàn toàn + Tràn, bắn 4.2.1.2 Hệ thống phản ứng: - - Phải có thời gian lưu để tinh thể phát triển lớn, thời gian thiết bị pư ngắn Tinh thể dạng đơn giản, kích thước lớn Không cho tiếp xúc trực tiếp quặng với H 2SO4 đậm đặc làm CaSO4 nhanh bảo quản → hình thành mần tự nhiên, tinh thể CaSO4 bé, lọc lấy hạt quặng ngăn cản pư, chậm phân hủy, tinh thể CaSO bé khó khăn cho q trình lọc rửa H2SO4 đưa vào trộn H3PO4 tuần hoàn trộn với bùn hồn lưu →làm q trình diễn theo giai đoạn, nhằm tinh thể lớn Kích thước lớn hồn lưu bùn, tạo mần, khống chế nhiệt độ cho tốt, chuyển thành dạng khác tinh thể nhỏ Quy trình Prayon Mark IV - Thiết bị phản ứng gồm nhiều thiết bị, thiết bị có nhiều ngăn, chảy ngăn sang ngăn tiếp theo.Thiết bị làm gạch có lót cao su,gạch cacbon, thành ngăn bố trí hệ thống cho bùn chảy Mỗi ngăn có khuấy trộn, bơm lên trình làm mát phun, hệ thống chân không, đảm bảo nhiệt độ, độ chân không, cao hút nhiệt nhiều Bơm hoàn lưu bơm bùn trở lại Thời gian lưu 8h Quy trình sản xuất H3PO4 Rhone- Poulenc Speichim DIPLO: - Phun axit lên bề mặt bùn, tỏa nhiệt, hút hệ thống chân không - H3PO4 đưa vào theo kiểu phun từ duwois lên bề mặt bùn, qt tỏa nhiệt, nhiệt tỏa chủ yếu bề mặt bùn, hệ thống hút chân ko hút nhiệt ra, hệ thống có cánh khuấy để bùn linh động -  Thiết bị pư Raytheon Isothermal Quặng khô đưa nước vào tạo huyền phù cho vào thiết bị trộn quặng-bùn T1,được bơm P2 bơm từ đáy lên thiết bị phản ứng Raytheon Isothermal R3 Trong thiết bị pư này, bùn chuyển động xung quanh thành thiết bị tạo tiếp xúc bùn axit Trên đầu thiết bị R3 gắn với hệ thống chân khơng X4, cịn phần hỗn hợp thiết bị R3 qua thùng cấp đến thiết bị lọc T5 Thiết bị phản ứng Kellogg-Lopker: - - Kellogg-Lopker: Thiết bị phân hủy áp suất khí giảm Axit hồn lưu Bùn qua thiết bị phân hủy bơm vào thiết bị chân không, chuyển động ly tâm, khuấy,axit H2SO4 đưa vào không tiếp xúc trực tiếp với bùn Chiều cao thiết bị chỉnh theo áp suất trình.Áp suất lực tạo chuyển động tránh lắng bùn Thời gian lưu 1,5h thiết bị phân hủy tích tự động [SO42-] tự Thiết bị pư Somerville: - Quặng phophat đưa vào tiếp xúc bùn,bùn hút vào thiết bị chân không,H 2SO4,H3PO4 tuần hoàn vào thiết bị,bùn bơm vào thiết bị phản ứng - Thời gian pư 15 giây – 3phút Thời gian lưu 1,5-12h Thời gian lưu ngắn suất cao kích thước tinh thể chưa đủ lớn, thời gian phản ứng nhanh không điều khiển nồng độ SO42- tự do, không điều khiển [H2SO4] đưa vào dư 1,5% 4.2.1.3 Qúa trình lọc rửa - Thiết bị lọc quay kiểu máng nghiên - Thiết bị lọc bàn quay - Thiết bị kiểu lọc băng tải Bước lọc: - Tập chung bùn (canxi sunfat – H3PO4) lên thiết bị lọc - Lọc hút chân không: bã, H3PO4 - Rửa bã - Tách bã khỏi bể lọc - Làm vải lọc - Năng suất trình lọc phụ thuộc kích thước CaSO tạo thành, độ nhớt, nồng độ H 3PO4 cao →độ nhớt lớn 4.2.1.4 Cô đặc - Cơ đặc H3PO4 lên nồng độ 98%, khó thực nồng độ cao,độ nhớt cao Hệ thống cô đặc có buồng đốt ngồi thiết bị trao đổi nhiệt E1giai nhiệt nước dạng ống chùm H3PO4 qua q trình lọc cho vào thiết bị đặc E2 Hơi thứ thoát nước hợp chất clo Qua S3 thiết bị phân ly tách giọt, khí thứ dùng nước rửa khí thiết bị rửa khí C4, có HSiF6 sản phẩm dùng thuốc trừ sâu Hơi thoát thiết bị C4 vào thiết bị ngưng tụ (hệ thống chân khơng có buồng bốc) Cơ đặc có lẫn CaSO4,nồng độ H3PO4 tăng lên CaSO4↓ bám lên bề mặt truyền nhiệt, cặn kết tủa bám lên thiết bị cô đặc→ thiết bị cô đặc thiết bị trao đổi nhiệt riêng biệt dể vệ sinh - Giai nhiệt nhiệt độ cao, nồng độ axit cao, phải chế tạo thiết bị chống ăn mòn 4.2.2 Phương pháp hemihydrate (HH): - Axit H2SO4 đưa vào giai đoạn Gđ1: thiết bị thiết bị chia đơi, Thể tích thiết bị R-1a, R -1b giai đoạn 2:1 H3PO4 + Ca5(PO4)3F → Ca(H2PO4)2 +HF Gđ 2: Axit H2SO4 tuần hoàn trở lại Ca(H2PO4)2 +H2SO4→ CaSO4.1/2 H2O + H3PO4 - - - Bùn photphat từ tb gđ làm lạnh phun có hút chân khơng thiết bị pư 1a Bùn bơm lên thiết bị làm nguội phun, làm mát chân không, thiết bị khối pư 98-100 oC, bùn chảy tràn qua thiết bị R1b đến R2 Kiểm soát chặn chẽ dao động không oC Axit H2SO4 không tiếp xúc trực tiếp với quặng Sau qua thiết bị lọc băng tải F3, dùng nước để rửa, nước rửa cuối quay lại R2 Nồng độ H3PO4 45- 50% P2O5 kết tinh hemihydrate tùy thuộc vào lượng nước đưa vào Cho nước vào rửa bã, nước rửa cuối quay lại gđ 2, nước khống chế 40 – 50% P2O5 để tạo HH *Ưu điểm : Nồng độ H3PO4 sản xuất có nồng độ cao 40-50%, sản xuất phân bón, thương phẩm →khơng cần đặc nửa tiết kiệm, giảm chi phí đầu tư - Sản phẩm H3PO4 tinh khiết hơn, nồng độ SO42- tự nhỏ dihydrat Do: + trình thực pư yêu cầu lượng axit tự nên H2SO4 ít, tạp chất + nhiệt độ phản ứng cao làm hợp chất F- bay nhiều hơn, tinh khiết + u cầu kích thước hạt quặng khơng khắc khe, nhiệt độ cao, tốc độ phản ứng cao hạt quặng khơng cần nghiền mịn →giảm chi phí Hàm lượng chất lơ lửng *Nhược điểm: - tốc độ lọc chậm → chi phí lọc tăng - tinh thể mịn: tinh thể hemihydrate có đường kính d CaSO 4.1/2H2O< d CaSO4.2H2O, vải lọc chặt hơn, lọc H3PO4 nên chất lơ lửng hơn, bít vải lọc nhiều → suất lọc thấp - Mất mát P2O5 nhiều, lượng nước đưa vào thiết bị khống chế, trình lọc rửa khơng hồn tồn →tổn thất P2O5 nhiều hơn, sản phẩm phụ chất lượng - Ăn mòn thiết bị cao nhiệt độ cao, nồng độ cao - Hiện tượng đóng cặn,dạng CaSO4.1/2H2O giả bền Khi thay đổi nhiệt độ từ pư qua lọc gảm nhiệt độ xuống xảy tượng tái kết tinh: CaSO4.1/2H2O +H2O→CaSO4.2H2O - Đóng cặn đường ống, bơm, vải lọc bị bít →khó lọc  Phương pháp sử dụng 4.2.3 Phương pháp hemihydrate – dihydrat với lọc trung gian (HDH) - Axit H2SO4 đưa vào giai đoạn: Gđ1: thiết bị thiết bị chia đơi, Thể tích thiết bị R-1a, R -1b giai đoạn 2:1 Gđ 2: Axit H2SO4 tuần hoàn trở lại - Bùn photphat bùn hoàn lưu làm nguội thiết bị pư 1a Bùn bơm lên thiết bị làm nguội phun, làm mát chân không, thiết bị khối pư 98-100 oC, bùn chảy tràn qua thiết bị R1b để thực qt phân hủy đến R2 Sau qua thiết bị lọc nằm ngang F3 thu H 3PO4, dùng nước để rửa, nước rửa cuối quay lại R2 Nồng độ H3PO4 phóng chế 45- 50% P2O5 - Bã hemihydrate, chất rắn tách lọc rửa, tái sinh thùng chuyển hóa T4, T5 chuyển hemihydrate thành dehydrate Thời gian lưu để tinh thể đủ lớn, nồng độ P 2O5 giải phóng giai đoạn thứ trình lọc rửa - Gđ trình lọc rửa: thu hồi P 2O5 tách tái kết tinh, dung dịch sau rửa tuần hoàn cuối HH - Ưu điểm: + Nồng độ sp tương tự HH(45%) + kt hạt quặng k khắc khe dihydrat + Tái kết tinh dihydrat tạo thạch cao hơn, sử dụng cho nhiều mục đích - Nhược điểm: + tốn tg, nl nhiều + Thêm bước lọc rửa tăng chi phí 4.2.4 Phương pháp dihydrate – hemihydrate( DHH): - PP lọc ly tâm hút chân không nên tách lượng lớn bùn Quặng cho vào tb phản ứng, bùn hoàn lưu cho vào đây, chảy tràn qua tb thực phản ứng phân hủy - Gđ đầu thực phân hủy dihydrat nồng độ 26- 32% nhiệt độ 70oC - H3PO4 32- 36% P2O5 cao tạo điều kiện kết tinh hemihydrate thực hệ thống lọc ly tâm Qúa trình lọc ly tâm tách lượng lớn bùn H3PO4 32- 36% - Quá trình phân hủy hỗn hợp bùn phần lọc tách, phần thiết bị tái kết tinh nhanh đưa nước tăng giảm nhiệt độ, lượng nhỏ H3PO4 Dung dịch lọc rửa tuần hồn q trình pư - Ưu điểm: + Nồng độ sp tương tự HH(45%) + kt hạt quặng k khắc khe dihydrat + Tái kết tinh dihydrat tạo thạch cao hơn, sử dụng cho nhiều mục đích + thu CaSO4.1/2H2O (sp tự khơ), độach cao sử dụng nhiều thực tế Nhược điểm: + Axit sp thu nồng độ thấp pp Phương pháp hemihydrate – dihydrat với lọc trung gian cao pp dihydrat + Thêm bước lọc thêm chi phí ... sunfuric oleum tiêu chuẩn cho chúng khơng bị kết tinh q trình sản xuất, bảo quản vận chuyển… Trong công nghệ sản xuất người ta thường sản xuất acid với nhiệt độ kết tinh thấp (nồng độ 92-98%) Tuy... HNO3 + H2O HNO3.H2O Ứng dụng: 75 – 80% axit nitric sản xuất ứng dụng làm phân bón, 10% sản xuất sản phẩm trung gian; 5% sản xuất nilon 2.2 Sản xuất HNO3 loãng 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O (1) 2NH3 + 2O2... cục dẫn đến hoạt tính 1.4.3.6 Dây chuyền công nghệ tổng hợp NH3 Sản xuất axit nitric 2.1 Tính chất ứng dụng - Tính chất: + Axit nitric loại axit mạnh, chất oxy hóa mạnh + HNO3 tan nước sinh lượng