|
Kontakt usuli bilan sulfat kislota ishlab chiqarish
|
| bet | 10/16 | | Sana | 24.11.2023 | | Hajmi | 1,06 Mb. | | #104902 |
Bog'liq Diplam ish XolmirzayevaKontakt usuli bilan sulfat kislota ishlab chiqarish Sulfat kislota ishlab chiqarish beshta bo'limni o'z ichiga oladi: Pech bo'limi (bunda quruq SO2 hosil bo'ladi). Yuvish bo'limi (bunda SO2 gazi ho'l usul bilan tarkibidagi qo'shimchalardan, ya'ni H2SO4 ning tomchilaridan, suv bug'laridan va kontakt zaharlaridan to'liq tozalanadi).
Kompressor bo'limi (bunda tozalangan gaz so'rib olinib, kontakt apparatiga yuboriladi).
Kontakt bo'limi (bunda SO2, gazi katalizator bilan ta'sirlashib — to'qnashib SO3, ga aylanadi).
Absorbsiya bo'limi (bunda S03suvga yuttiriladi va H2SO4 ga aylantiriladi). Nitrozali usulda katalizator rolini azot oksidlari o'ynaydi. Suyuq fazada nasadkali minorallarda oksidlanadi. XIX asrning boshlarida SO2 ni platina katalizatori ishtirokida SO3 ga oksidlash mumkinligi aniqlandi. XIX asrning oxirlari XX asrning boshlarida bu usul kontakt (gazning katalizator bilan to'qnashuviga asoslanganligi uchun) usuli deb atalib, sanoatda qo'llanila boshlandi. Nitrozali usulda olinadigan sulfat kislotaning sifati pastligi, 75% dan yuqori konsentratsiyali kislota olib bo'lmasligi, NO2, SO2, SO3 kabi gazlarning atmosferaga chaqirib yuborilishi tufayli atmosferaning zaharlanishi kabi kamchiliklarni bu usulni kontakt usuli tomonidan siqib chiqarishiga sabab bo'ldi. Sobiq ittifoqda 1975- yillardan boshlab faqat kontakt usuli bilan sulfat kislota ishlab chiqarish bo'lmalari qurilmoqda.
Hozirgi paytda ishlab chiqarayotgan sulfat kislotaning 95 % ga yaqini kontakt usulida ishlab chaqirilmoqda. Sulfat kislota qanday usulda ishlab chiqarilishidan qat'i nazar birinchi bosqich oltingugurtli ashyolarni kuydirib SO2 olishdir, So'ngra uni tozalab SO3 gacha oksidlantiriladi va suvga yuttirib kislotaga aylantiriladi.
Sulfat kislota olishda ishlatiladigan asosiy qurilmalar. Hozirgi zamon kontakt apparatlari asosan qaynovchi qatlamda ishlovchi apparatlar bo'lib, unda SO2 ni oksidlanish darajasi 99% ga tengdir. Kontakt usulida sulfat kislota ishlab chiqarishning oxirgi bosqichi bu oltingugurt (VI) oksidining absorbsiyalanib konsentr-langan sulfat kislota va oleum hosil qilishidir. Eski 5 tokchali kontakt apparatlarida SO2 ning SO3 ga aylanishi 98 % ni tashkil qilardi. Qolgan 2 % zaharli gaz- SO2 atmosferaga chiqarib tashlanar edi. Bu esa atrof- muhitni zaharlar edi. Yirik zavodlarda esa bu juda xavfli (juda ko'p gaz atmosferaga chiqib ketadi) va bunga yo'l qo'yib bo'lmaydi. Shuning uchun ham keyingi yillarda IK/IA sistemasiga o'tildi. Bu 2 marta kontaktlash va 2 marta absorbsiyalash degan ma'noni anglatadi. 9- rasmdagi sxemada ko'rinib turibdiki, gaz (S02) kontakt apparatining uch qavat katalizatoridan o'tgach, oleum olish uchun birinchi absorbsiyaga oleumli adsorberga yuboriladi.
Bunda SO3 ning absorbsiyalanishi tufayli SO2 = SO3 ni muvozanati buziladi va SO2 ni oksidlanishini kuchaytiradi. Natijada keyingi ikki qavatdan o'tgach, SO3 ga to'liq oksidlanadi (99,5— 99,8 % gacha). Hozirgi paytda qo'llaniladigan vanadiyli katalizatorlar 400°C haroratda aktivlik ko'rsatadi. 600°C dan yuqoriroq haroratda aktivligini yo'qotadi, chunki qayta kristallanadi. SO3 ning absorbsiyalanishi uchun esa past harorat kerak bo'ladi. Shuning uchun ham gaz oxirgi qavat katalizatordan o'tgach kontakt apparatidan chiqadi va awal issiq almashtirgichlardan, so'ngra havo sovitgichlardan o'tib adsorbentga borib kiradi.
Hozirgi zamon kontakt apparatlarining quwati — mahsuldorligi sutkasida 15001. H2S04 ga tengdir. Bunday qudratli zavod juda yirik, to'xtovsiz ishlovchi, mexanizatsiyalashtirilgan, ko'p qismi avtomat-lashtirilgan ishlab chiqarish korxonasidir. Ishlab chiqarishni jadallashning eng muhim yo'llari quyidagilar: % miqdori yuqori bo'lgan konsentrlangan SO2 olish, buning uchun kolchedan kuydirishjarayonidanboshlab toza kislorodni qo'llash. Yuqori bosim va aktiv katalizatoridan foydalanish, qaynovchi qavatli katalizatorli kontakt apparatiga to'liq o'tish va boshqalar. Intensivlashning barcha ko'rsatilgan bu usullari kelajakda qurilishi kerakbo'lgan yoki rekonstruksiyalanadigagan barcha korxonalarda qo'llaniladi.
Harorat yana ham oshirib borilsa, sulfa! kislota bug'lari SO va H2S ga, so'ngra esa SO3 to SO2 va О2 gacha dissotsiallanadi. 4000C dan yuqori haroratda bug' tarkibida SO2 ning miqdori ko'p bo'ladi. 7000C va esa SO2 ning miqdori ko'payadi. 9000C dan yuqorida SO to'liq SО2 va О2 ga ajraladi. Bosim pasaysa yoki qaytamvchilar ta'sirida masalan, S ta'sirida dissotsiatsiyalanish darajasi ham ortadi. Konsentrlangan sulfat kislota kuchli oksidlovchi hamdir. Uning metallar bilan ta'siri konsentratsiyasiga bog'liq bo'ladi. Konsentrlangan kislota oltin va platinadan boshqa barcha metallar bilan reaksiyaga kirishadi, bunda vodorod ajralib chiqmaydi, balki sulfat kislotaning qaytarilish mahsulotlari (SО2, S, H2S) tuzva suv hosil bo'ladi.
U suv bilan gidratlar hosil qilish xossasiga ega bo'lganligidan suvni shiddatli tortib oladigan kuchli gigroskopik moddadir. U hatto boshqa kislotalardan, tuzlarni kristallogidratlaridan, hatto uglevodorodlarning kislorodli hosilalaridan (unda vodorod va kislorod suv shaklida bo'lmasa ham) suvni tortib oladi. O'simlik va hayvonot to'qimalari kraxmal, qand va sellyuloza kabi moddalarni yemiradi. Ulardan suvni tortib olgach, qorayib uglerod qoladi. Suyuq kis-lotada esa sellyuloza va kraxmal glyukoza hosil qjib parchalanadi. Odam terisiga konsentrlangan kislota tegsa kuydiradi.
Sulfat kislotaning suv bilan yoki SO3 bilan aralashmasi kristallanish haroratlari kon sentratsiya oshishi bilan birga qonuniyat bo’yicha o’zgarmaydi. Buning sabablari hozircha aniq emas. Bu savolni hal qilish biz va siz hamda kelgusi avlodlar uchun muammo bo’lib kelmoqda. Bu esa sulfat kislota kursini muammoli o’qishning na’munalaridan biridir. Shunday qilib kimyo sanoatida sulfat kislotaning eng past haroratida kristallanidigan navlari ishlab chiqariladi. Chunki aks holda sulfat kislotaning kristallanish eritmalari hajm kengayishi bilan ketganligi uchun sulfat kislota saqlagan idish sisterna, apparat va hokazolarni chok- chokidan yorib yuborib, o’ta xavfli sharoit vujudga keltiradi. Shunday qilib sulfat kislotasining quyidagi navlari amaliyotda ishlab chiqariladi.
Nitroza usuli sanoat miqyosida, avvalo meditsina maqsadlari uchun XV asr boshlarida Angliyada oltingugurt bilan ammoniy selitrasini qo’shib qizdirilganda ajralib chiqadigan gazlarni idish devoridagi namlik orqali yutib, moysimon modda, ya’ni sulfat kislotasi olingan; bu vaqtda ko’p miqdarda ishlab chiqarilgan bo’lsada unumdorligi past bo’lgan, qo’rg’oshindan yasalgan kameralar ishlatilganligi uchun bu texnologiya kamerali sulfat kislota olish deb atalgan. Bu vaqtda konsentratsiyasi 65% sulfat kislotadan iborat, ammo tarkibida juda ko’p iflos birikmalar, ya’ni azot oksidlari, mishyak, ftor birikmlari, sulfat qoldiqlari, qum va hokazolardan iborat bo’lgan sulfat kislota olishga erishilgan. XVIII asr boshlarida Angliyada bunday qurilmalarni unumdarligini oshirish maqsadida kameralar o’rniga Rashing halqalari solingan minoralar ishlatila boshland; ularning unumdorligi kameralarga qaraganda bir necha o’n marotaba katta edi. Shunday qilib, minorali usul yaratildi. Rossiyada birinchi sulfat kislota qurilmalari 1803 yilga to’g’ri keladi. Minorali usulda 75% gacha quyuqlikka ega bo’lgan sulfat kislota olingan. Nitroza usuli bilan bundan yuqori konsentratsiyaga ega bo’lgan ishlab chiqarish mumkin emas, ya’ni oleum ishlab chiqarib bo’lmaydi. Bunday toza va yuqori konsentratsiyali sulfat kislota eritmasini faqat kontakt usuli bilan ishlab chiqarish mumkin. Kontakt usulida SO2 ni SO3 ga oksidlash to’g’ridan-to’g’ri qattiq katalizator ishtirokida yuqori haroratda (4500C) gaz holatdagi quyidagi gomogen reaksiya bo’yicha amalga oshiriladi:
SO2(g) + 0,502(g) = SO3(g) + Q16
Bu yerda hosil bo’lgan SO3 ni suvga yuttirib, sulfat kislotaning xohlagan konsentratsiyadagi navini ishlab chiqarish mumkin:
S02(g) + H2O(s) = H2SO4(s) + Q17
Bu kontakt usuli ham asosan avval Angliya, so’ng Germaniya olimlari
tomonidan topilgan.
Hozirgi vaqtda butun dunyoda ishlab chiqarilgan sulfat
kislotasining 97- 98% i kontakt usuli bilan ishlab chiqarilsa, faqat 2- 3% ginasi
nitroza usuli bilan ishlab chiqariladi.
Ma’lumki, har bir davlatning kimyo sanoatining rivojlanish darajasi kishi
boshiga to’g’ri keladigan sulfat kislotasi miqdori bilan belgilanadi. O’zbekiston
Respublikasida kishi boshiga 240 kg dan ko’proq sulfat kislotasi to’g’ri keladi.
Bundan ko’rinib turibdiki, bu yuqori ko’rsatkichlardan biri bo’lib, O’zbekiston
Rtespublikasi kimyo sanoati rivoji bo’yicha eng yuqori pog’onalardan birini
egallab turganligining isbotidir. Respublikamizda ishlab chiqariladigan sulfat
kislotaning ko’p qismini nafaqat Markaziy Osiyo davlatlariga, balki Tossiyaning
janubiy hududlaridagi barcha rayonlar, Sibir hududlari va boshqalar ham bizdan
olib ketadilar.
Mamlakatimiz va xorijiy davlatlar sulfat kislota ishlab chiqarish borasidagi
ilmiy va amaliy ishlarining ahamiyati kattadir. Olimlar tomonidan birinchi bo’lib
1935 yilda yuqori konsentrlangan vodorod sulfidli gazlar aralashmasidan ―Nam
kataliz usuli‖ bo’yicha sulfat kislota ishlab chiqarish nazariy asoslari yaratilgan va
amliyotga tatbiq etilgan. Olimlar tomonidan dunyoda eng katta unumdorlikka ega
bo’lgan ―qaynovchi qatlamli‖ temir kolchedanini yoqish o’choqlari yaratildi.
Ularning unumdorligi kuniga 450 t ni tashkil etadi. MDH olimlari tomonidan
quvvati kuniga 1000- 1500 t va undan yuqori sulfat kislotasi ishlab chiqaradigan
kontakt apparatlari yaratildi.
56
|
| |
