san xuat acid vo co

Hydrat ở gần áp suất khí quyển axít lỏng chảy xuống,hơi đi ngược lên ,cô dặc axít nitric để lại trên đỉnh cột 99 % hơi ,bao gồm một lượng nhỏ NO2 và oxy kết quả của sự phân ly axít nitri[r]

BÀI THUYẾT TRÌNH Môn : AVCN SẢN XUẤT AXÍT VÔ CƠ NHÓM THỰC HIỆN Tên • • • • • Nguyễn Thị Hồng Thoa Nguyễn Thanh Sang Trần Thị Thảo Võ Thục Quỳnh Bùi Ngọc Quang Mssv 07734871 07739131 07726611 07736951 07723451 NỘI DUNG  Phần : LÝ THUYẾT Axít sufuric ( H2SO4 ) Axít Clohydric ( HCl ) Axít nitric ( HNO3 )  Phần : BÀI TẬP Trả lời câu hỏi Đúng/Sai Hoàn thành câu I - Axit Sulfuric  Axit sunfuric là nguyên liệu sử dụng rộng rãi các quy trình công nghiệp và hoạt động sản xuất Hầu hết 70 phần trăm axit sunfuric sản xuất sử dụng sản xuất phân phôtphat Còn lại sử dụng bao gồm việc chiết đồng, sản xuất màu vô cơ, tinh chế dầu mỏ, sản xuất giấy, và công nghiệp sản xuất chất hữu  Về phương diện thương mại axit sunfuric có thể sản xuất phương pháp phòng chì phương pháp xúc tác Vì lợi kinh tế, tất axit sunfuric sản xuất trên giới sản xuất phương pháp xúc tác  Những thiết bị tiếp xúc phân loại theo nguyên vật liệu tiêu hao cho chúng: cháy lưu huỳnh nguyên chất, tiêu hao axit sunfuric và cháy hidrosunfua, và quặng lưu huỳnh rắn và cháy nhiên liệu nung.Những đóng góp từ ngững thiết bị này đến tổng thể việc sản xuất axit sunfuric là 81, và 11 phần trăm  Phương pháp xúc tác kết hợp quá trình bản, mà moiix quá trình tương đương với phản ứng hóa học riêng biệt Đầu tiên, lưu huỳnh nguyên liệu cấp cho máy chế biến bị oxi hóa(cháy) thành lưu huỳnh dioxit (SO2): S + O2 = SO2 (1) Lưu huỳnh dioxit cung cấp tới phận chế biến gọi là thiết bị chuyển hóa, nơi mà nó bị oxi hóa với xúc tác thành lưu huỳnh trioxit (SO3): SO2 + O2 = SO3 (2)  Cuối cùng, lưu huỳnh trioxit hấp thụ axit sunfuric 98%: SO3 + H2O = H2SO4 (3) Trong phương pháp xúc tác, lưu huỳnh nguyên chất nung chảy, lọc để loại bỏ tro, và bơm áp suất vào buồng đốt Lưu huỳnh đốt không khí đã sấy cách tinh chế với 93 đến 99% axit axit sunfuric.Hỗn hợp khí từ buồng đốt làm lạnh cách chuyển qua nồi tận dụng nhiệt và sau đó đưa vào thiết bị chuyển hóa xúc tác  Thường thì 95 đến 98% lưu huỳnh dioxit từ buồng đốt chuyển hóa thành lưu huỳnh tri oxit, với lượng nhiệt lớn phát kèm theo Sau đó làm lạnh trở lại thiết bị tái sinh hơi, thiết bị chuyển hóa thoát khí vào tháp hấp thụ Tháp hấp thụ là cột khí mà axit phun phía trên và lưu huỳnh trioxit đưa vào từ phía Lưu huỳnh trioxit hấp thụ 98 đến 99% axit sunfuric.Lưu huỳnh trioxit kết hợp với nước axit và tạo thêm axit sunfuric Hình 9.1 là sơ đồ quy trình sản xuất axít sulfuric QUY TRÌNH SẢN XUẤT ACID SUNFURIC Nhà Máy Sản Xuất Axít Sulfuric Bồn Chứa Axít Sulfuric  Sản phẩm Axít Sulfuric II - Axit clohidric  Axit clohidric là hóa chất có nhiều ứng dụng thực tế và nhiều tiến trình hóa học Bao gồm thủy luyện kim loại ( e.g Sản xuất oxit nhôm / titan dioxit ), tổng hợp các oxit clo, sản xuất hidro , kích hoạt các giếng dầu , cọ rửa và sáo trộn/các phương pháp tẩy rửa kim loại công đoạn ăn mòn bề mặt bám bẩn ( e.g dung dịch axit tẩy gỉ )  Như ta đã biết axit họ clohidric, HCl từ lâu đã dùng để tẩy rửa các công trình xây dựng gạch, là thành phần quan trọng nhiều phản ứng, và là loại axit dùng nhiều làm xúc tác các phản ứng tổng hợp hữu  Ví dụ phản ứng tổng hợp các hidro cacbon xúc tác HCl, quá trình xúc tác tương tự quá trình tiêu hóa các loài động vật  HCl có thể chế tạo các tiến trình khác nhau, HCl điều chế quá trình sau đây: Tổng hợp từ phân tử: H2 + Cl2 = 2HCl (1) Phản ứng kim loại , đặc biệt là từ muối ăn với axit sunfuric hidro sunfat: NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + HCl (2) NaCl + NaHSO4 = Na2SO4 + HCl (3) 2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + HCl (4) Khử các hidro cacbon khí Cl: C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2 (5) C2H4Cl2 → C2H3Cl + HCl (6)     Bởi phân hủy vì nhiệt phản ứng hidrat hóa kim loại nặng phân tử Cl2 từ chất thải axit gỉ quá trình xử lý kim loại: 2FeCl3 + 6H2O = Fe2O3 + 3H2O + 6HCl (7) Đốt cháy các hợp chất hữu hidro cacbon từ quy trình clo hóa C4H6Cl2 +5O2 = 4CO2 + 2H2O + HCl (8) Hình 9.2 là sơ đồ đơn giản hóa quá trình sản xuấ axit clohidric từ quy trình clo hóa Sau kết thúc quy trình clo hóa, HCl chứa dùng khí tiếp tục chuyển đến tháp hấp thu, đó xảy quá trình cô đặc HCl là sản phẩm quá trình hấp thu HCl vào dung dịch HCL Khí clo tự hoàn lưu cho quá trình hấp thu Axit lỏng sau đó đem bán sử dụng nơi khác sản xuất Cuối cùng dòng khí đưa vào để rửa HCl trước thông SẢN XUẤT AXIT CLOHIDRIC TỪ QUÁ TRÌNH KHỬ Cl Hệ Lò Axít Clohydric Sản Phẩm Axít Clohydrít III - Axít Nitric ( HNO3 )  Axít nitric ( HNO3 )được dùng oxi hóa hữu để sản xuất axit C6H4(COOH)2 và các hợp chất khác Sử dụng axit nitric để sản xuất thuốc nổ từ nitrohóa hữu cơ.Nitro hóa axit nitric dùng điều chế nitro benzen , đinitrobenzen và các hợp chất trung gian.Mặc khác dùng axít nitric để tạo vàng và bạc tách,đạn dược quân , thép và loại đồng ngâm,khắc ánh sáng và axít hóa quặng phốt phát  HNO3 tạo phương pháp : theo phương pháp đầu tiên sử dụng oxyhoa,ngưng tụ và hấp thu để tạo axit yếu.Axít nitric yếu có thể có nồng độ từ 30 – 70 % Kết hợp phương pháp thứ là sấy ,tẩy màu và hấp thụ để tạo axít mạnh từ axit yếu Axít nitric mạnh chứa khoảng 90 % nồng độ axít nitric.Qúa trình này cung cấp cụ thể sau : Sản xuất axít nitric yếu ;Trên giới gần tất HNO sản xuất cách oxyhóa amoniac nhiệt độ cao có chất xúc tác.Qúa trình này gồm bước : 1.Sự oxyhóa amoniac 2.Sự oxyhóa oxít niiric Sự hấp thụ Mỗi bước phù hợp với phản ứng hóa học rõ ràng  Sự oxyhóa amoniac: + Đầu tiên;tỷ lệ 1:9 amoniac/hỗn hợp không khí oxy hóa nhiệt độ cao 1380 oF đến 1780 oFqua thiết bị chuyển hóa chất xúc tác theo phản ứng : 4NH3 + O2 = 4NO + H2O   Chất xúc tác sử dụng nhiều làm Pt 90 % và rodi (Rh) 10 % xây dựng lưới thép mịn từ dây kim loại hình vuông.Điều kiện oxy hóa amoniac để thu oxít nitric (NO) phản ứng tỏa nhiệt với 93 – 98 %.Sự oxy hóa nhiệt độ cao có thể biến đổi từ 1380 oF – 1650 oF Trong phản ứng nhiệt độ chất xúc tác tăng để điều chế NO Chất xúc tác nhiệt độ thấp có xu hướng chọn lọc để điều chế : N2 và N2O.N2O xem là chất gây ô nhiểm và N2 là khí độc.Nitodioxit/ nhị hợp hỗn hợp qua nồi tận dụng nhệt và lọc bạch kim Oxyhóa oxít nittic Oxít nitric tạo thành từ oxy hóa amonac.Qúa trình chảy giảm xuống làm lạnh/bộ ngưng tụ và làm nguội đến 100 oF ít 116 pound   Oxít nitric phản ứng với oxy dư không có xúc tác tạo thành nitrodioxit (NO2 ) và các chất nhị trùng lỏng ,dinitrogen tetroxit (N2O4) NO2 + O2 → 2NO → N2O4 Qúa trình xãy chậm ,phản ứng đồng với nhiệt độ và áp suất cao ,xử lý nhiệt độ thấp và áp suất cao đẩy mạnh tạo thành NO2 lớn thời gian phản ứng ngắn  Sự hấp thu NO2 lấy cách nhị trùng hỗn hợp quá trình hấp thu sau làm lạnh.Hỗn hợp bơm vào từ đáy tháp hấp thụ, quá trình khử nước phần trên cột.Sự oxy hóa diển không gian tự các mâm , hấp thu xãy trên mâm, mâm hấp thụ thường tạo rây bọt,phản ứng tỏa nhiệt xãy sau : 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO (3 ) Luồn khí thứ cấp đưa vào cột,giọt oxy hóa tạo thành NO nó hình thành phản ứng (3).Ở đây không khí phụ di chuyển NO2 vào sản phẩm axit dung dịch 55 – 65 % (đặc trưng ) axít nitric lấy khỏi đáy tháp,sự cô đặc axít có thay đổi từ 30 – 70 % nồng độ axít nitric.Nồng độ axít phụ thuộc vào nhiệt độ ,áp suất, các giai đoạn hấp thụ và ngưng tụ NO vào thiết bị hấp thụ  Sản xuất axít nitric mạnh Axít nitric mạnh ( nồng độ 98 -99 % ) Có thể thu cô đặc axit yếu ( nồng độ từ 30 – 70 % ) sử dụng chưng cất chiết ly,axít nitric yếu không thể cô đặc chưng cất phân đoạn đơn giản.Sự chưng cất sẻ đưa ngoài với có mặt chất khử hydrat.Cô đặc axít sulfuric ( thường H2SO4 có nồng độ 60 % ) thường dùng nhiều mục đích này, quá trình cô đặc axit nitric bao gồm cấp liệu axít mạnh và 55 – 60 % axít đến đỉnh cột Hydrat gần áp suất khí axít lỏng chảy xuống,hơi ngược lên ,cô dặc axít nitric để lại trên đỉnh cột 99 % ,bao gồm lượng nhỏ NO2 và oxy kết phân ly axít nitric axít ngưng tụ trên cột và đến thiết bị tẩy trắng và ngược lên bình ngưng tụ hệ thống ngưng tụ axít mạnh và tach oxy và oxít nitơ ( NO2 ) sản phẩm.Sản phẩm này chảy đến cột hấp thụ , nơi hỗn hợp oxít nitric kết hợp với không khí phụ để tạo NO 2, nó lấy lại axít yếu ,khí trơ và khí không phản ứng tạo thành lỗ trống từ khí đến cột phía đỉnh tháp hấp thụ, khí thải từ quá trình này tương đối nhỏ ,một thiết bị hấp thụ nhỏ có thể dùng để thu lại NO2 Hình 9.3 sơ đồ điển hình nhà máy sản xuất axít nitric sử dụng quá trình đơn áp SƠ ĐỒ ĐIỂN HÌNH CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT AXIT NITRIC SỬ DỤNG QUY TRÌNH ĐƠN ÁP Nhà Máy Sản Xuất Axít Nitric Sản Phẩm Axít Nitric I – A Trả Lời Câu Hỏi Hầu hết axít sulfuric sản xuất sử dụng vào việc gì ? → Almost sunlfuric acid manufactured is used in the production of phosphate fertilizers Phương pháp gì sử dụng để sản xuất axít sulfuric trên giới? → The contact process is used to produce sulfuric acid in the world Thiết bị tiếp xúc phân loại theo cái gì ? Bao nhiêu ? Bạn có thể liệt kê không ? → Contact plants are classified according to the raw materials charged to them : elementtal sulfur lowning , spent sulfuric acid and hydrogen sulfide burning ,and metal sulfide ores and smelter gas burning Có bao nhiêu giai đoạn phương pháp xúc tác ? Bạn có thể kể và viết phản ứng hóa học tương ứng với gian đoạn đó ? → There are three basic stages in the contact process Fist, the sulfur in the feedstock is oxidized (burned ) to sulfur dioxide (SO2 ) S + O2 = SO2 The resulting sulfur dioxide is fed to a process unit called a converter, where it is catalytically oxidized to sulfur trioxide (SO3 ) 2SO2 + O2 = 2SO3 Finally,the sulfur trioxide is absorbed in a strong 98 percent sulfuric acid solution Axít clohydric sử dụng làm gì ? → Hydrochloric acid is used for a variety of chemical processes including hydrometallurgical processing, chlorine dioxide synthesis hydrogen production, activation of petroleum wells ,and miscellaneous cleaning etching operations including metal cleaning Có bao nhiêu phương pháp sản xuất axít clohydric mà b biết ? → There are five hydrochloric acid production processes Axít clohydric nào sử dụng các phản ứng cacbonhydrat ? → Muriatic acid is used in cacbonhydrate reactions HCl tạo việc hấp thu HCl vào dung dịch axít clohydric yếu cô đặc đâu? → Liquit HCl being produced by absorption of HCl vapors into a weak solution of hydrochloric acid is concentrated in the absorption column Axít nitric sản xuất bao nhiêu phương pháp ? → Nitric acid is produced by two methods 10 Axít nitric yếu có nồng độ bao nhiêu ? → Weak nitric acid can have concentrations ranging from 30 to 70 percent nitric acid 11 Có bao nhiêu bước sản xuất axít nitric yếu ? → There are three steps in the weake nitric acid production 12 Nồng độ axit nitric mạnh là bao nhiêu ? → A high – strength nitric axit 98 to 99 percent concentrtion 13.Chất xúc tác oxihóa amoniac là gì ? →The catalyst in the amoniac oxidation is made of 90 percent platinum and 10 percent rhodium 14.Tác dụng nhiệt chất xúc tác lên phản ứng oxi hóa amoniac nào ? → Oxidation temperatures can vary from 1380oF to 1650oF Higher catalyst temperatures increase reaction selectivity toward NO production Lower catalyst temperatures tend to be more selective toward less useful products : nitrogen (N2) and nitrous oxide (N2O) 15 Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng oxi hóa oxit nitric? →The affect efficiency of reaction nitric oxide oxidation depen upon acid concentration ,temperature,pressure and catalyst 16 Nhi hợp chất lỏng là gì? →The nitric oxide reacts non- catalytically with residual oxygen to from nitrogen dioxide (NO2) and its liquid dimer ,nitrogen tetroxide 17 Nguyên liệu nào đưa vào tháp hấp thu? → The feedstock entered absorption is nitrogen dioxide and oxigen 18 Cái gì xãy tháp hấp thu ? →The absorption tower happen oxidation takes in the free space between the trays,while absorption trays are usually sieve or bubble cap trays 19 Nồng độ axít phụ thuộc vào yếu tố nào ? →The acid concentration depends upon the temperature ,pressure,number of absorption stages ,and concentration of nitrogen oxides entering the absorber 20 Sự chưng cất chiết là gì ? →The extractive must be carried uot in the presence of a dehydrating agent 21 Cái gì dùng sản xuất axít sulfuric m ạnh từ axít sulfuric 60 % →Concentrated sulfuric acid 60 percent is most commonly used for high – strength nitric acid  II - B True/False In the contact process, elemental sulfur is removed the impurities by scrubbing tower before is melted F Elemental into is melted ,filtered to remove ash and sprayed under pressure into a combustion chamber T The sulfur is burned in clean air that has been dried by passing thruogh a waste heat boiler F The sulfur dioxide from the combustion chamber is cooled and then enters the catalyst converter F Catalyst is used in converter stage is 90 percent platinum and 10 percent rhodium T Oleum is solution of uncombined sulfur trioxide dissolved in sulfuric acid T The absorption tower is a packed column where the sulfur trioxide is sprayed in the top and water enters from the bottom F The sulfur acid is formed by sulfur trioxide combines whith water in the acid T The sulfur trioxide is a absorbed in the 95 percent sulfuric acid F 10 After leaving the chlorination process, the HCl – containing gas stream proceeds to the converter column.F 11 A high – strength nitric acid can be obtained by nitrogen dioxide/dimer mixture is absorbed in the weak nitric acid T 12 Ammonia oxidation is incineration of ammonia T 13 The weak nitric acid can be concentrated by simple fractional distillation F 14 A dehydrating agent, which is used for extractive distillation, is concentrated sulfuric acid T 15 Higher catalyst temperatures increase reaction selectivity toward NO production T 16 Lower catalyst temperatures tend to be more selective toward less useful products : nitrogen ( N2 ) and nitruos oxide ( N2O ) T 17 A waste heat boiler is generating steam F 18 The nitric oxide reacts catalytically with residual oxygen to from nitrgen dioxide (NO2 ) and its liquid dimer, nitrogen tetroxide T 19 99 percent nitric acid leaves the top of the column, containing a small amount of NO2 and oxygen ( O2 ) resulting from dissociation of nitric acid.T 20 Concentrated liquid HCl is produced by absorption of HCl vapors into a weak solution of hydrochloric acid.T  III - C Completing sentences Muriatic acid Thermal decomposition Concentrated liquid HCl Construction Catalyzing organic processes Dehydrating agent Countercurrent to Vary ngredient oxidation condensation absorption withdrawn dew point criteria warming gas tail gas Inert bleacher dissociation sieve bubble pressure Inert Hydrochloric acid ( HCl ) is known as muriatic acid Hydrochloric acid can be produced by thermal decomposition of the hydrated heavy – metal chlorides from spent pickle liquor in metal treatment Concentrated liquid HCl is produced by absorption of HCl vapors into a weak solution of hydrochloric acid HCl is used in Construction , is also a common Ingredient in many reactions,and is the preferred acid for Catalyzing organic processes 5.The process of fist method to produce a waek nitric acid include oxidation The nitric oxde react non – catalytically whith residual oxygen to from nitrogen dioxide The final step introduces the nitrogen dioxide/dimer mixture into an absorption process after being cooled Concentrated nitric acid leaves the top of column as 99 % vapor, containing a small amount of NO2 and O2 resulting from dissociation of nitric acid An aqueous solution of 55 to 65 percent ( typically ) nitric acid is withdrawn from the bottom of the tower 10 Acid mist is created when sulfur trioxide combines whith water vapor at a temperature below the dew point Of sulfur trioxide 11 Nitic oxide is considered to be a criteria pollutant and nitrous oxide is known to be a global warming gas 12 The extractive distillation must be carried out in the presence of a dehydrating agent 13 The acid mixture flows downward Countercurrent to ascending vapors 14 By far, the major source of nitrogen oxides ( NO x ) is the tail gas from the acid absorption tower 15 Inest and unreacted gases are vented to the atmosphere from the top of the absorption conlumn 16 The concentrated acid vapor leaves the column and goes to a bleacher 17 Concentrated nitric acid leaves the top of column as 99 % vapor, containing a small amount of NO2 and O2 resulting from dissociation of nitric acid 18 The absorption trays are usually sieve or bubble cap trays 19 In the past, nitric acid plants have been operated at a single pressure ranging from atmospheric pressure to 14.7 to 203 psia 20 The weak nitric acid concentration can vary from 30 to 70 percent Cảm Ơn Các Bạn Đã Quan Tâm Theo Dõi → The end ←