Производство серной кислоты нитрозным способом

Производство серной кислоты нитрозным способом

Производство серной кислоты нитрозным способом.

Технологическая схема производства серной кислоты контактным путём хорошо

известна из школьных учебников. В нашей стране используется и другой, так

называемый нитрозный, способ её получения.

На первой стадии, одинаковой для обоих методов, получают сернистый

ангидрит CO2. Исходным сырьём может быть, в принципе, любое вещество,

содержащее серу: природные сульфиды железа (прежде всего, пирит FeS2), а

также сульфиды меди и никеля, сульфидные полиметаллические руды, гипс

CaSO4.2H2O и элементарные сера. Всё больше и больше используют газы,

которые выделяются при переработке и сжигании горючих ископаемых (угля,

нефти), содержащих соединения серы.

Полученный SO2 окисляют до H2SO4, используется для этого в нитрозном

методе используется окислы азота. С этой стадии оба метода отличаются друг

от друга.

В специальной окислительной башне 3 смешивают окись азота NO и NO2 с

воздухом в таком соотношении, чтобы половина имеющихся NO и NO2.

2NO + O2 ( 2NO2

В результате газовая смесь содержит равные NO и NO2. Она подаётся в башни

4 и 5, орошаемые 75% - ной серной кислотой; здесь смесь окислов азота

поглощается с образованием нитрозиллерной кислоты:

NO + NO2 + 2H2SO4 (2NO(HSO4) + H2O

Раствор нитрозиллерной кислоты в серной кислоте, называемый нитрозой,

орошает башни 1 и 2, куда противотоком поступает SO2 и добавляется вода. В

результате гидролиза нитрозиллерной кислоты образуется азотная кислота:

NO(HSO4) + H2O(H2SO4 + HNO2

Она - то и окисляет SO2 по уравнению:

SO2 + 2HNO2(H2SO4 + 2NO

В нижней части башен 1 и 2 накапливается 75% - ная серная кислота,

естественно, в большем количестве, чем её было затрачено на приготовление

нитрозы (ведь добавляется «новорождённая» серная кислота). Окись азота NO

возвращается снова на окисление. Поскольку некоторое количество её меряется

с выхлопными газами, приходится добавлять в систему HNO3, служащую

источником окислов азота.

Недостаток башенного метода состоит в том, что полученная серная кислота

имеет концентрацию лишь 75% (при большей концентрации плохо идёт гидролиз

нитрозиллерной кислоты). Концентрирование же серной кислоты упариванием

представляет дополнительную трудность. Преимущество этого метода в том, что

примеси содержащиеся в SO2, не влияют на ход процесса, так что исходный SO2

достаточно очистить от пыли, т.е. механических загрязнений. Естественно,

башенная серная кислота бывает недостаточно чистой, что ограничивает её

применение.