Теплота - разбавление - серная кислота
Cтраница 2
Тепловой эффект реакции составляет около 42 кДж / моль. Практически при избытке кислоты к теплоте реакции добавляется теплота разбавления серной кислоты выделяющейся водой. Этот эффект зависит от количества и концентрации серной кислоты. [16]
 |
Схема производства фосфорной кислоты с фильтрованием на конвейер но-лотковом вакуум-фильтре. [17] |
По ангидритному процессу получения концентрированной фосфорной кислоты ( 45 % Р2О5) разложение фосфата ведут при 100 - 105 С. Такая температура поддерживается без подогрева пульпы, за счет теплоты реакции и теплоты разбавления серной кислоты. Для уменьшения коррозии аппаратуры пульпу в конце системы охлаждают в вакуум-испарителе до 75 - 80 С. [18]
В отличие от сульфирования реакция нитрования необратима и идет с большой скоростью. Поэтому, хотя тепловой эффект нитрования близок к тепловому эффекту сульфирования ( 151 - 159 кДж / моль при вступлении одной нитрогруппы плюс теплота разбавления серной кислоты водой, образующейся при реакции), выделение тепла при реакции происходит быстро и может сопровождаться значительным разогревом реакционной массы. Между тем, для каждого случая нитрования существует оптимальная температура, при которой следует вести реакцию; при слишком низкой скорость реакции резко уменьшается, а при более высокой настолько возрастает-что может приобрести взрывной характер. Поэтому нитрующий агент вводят в реакционную массу постепенно, по мере расходования уже введенного, а процесс ведут с эффективным отводом тепла и постоянным контролем температуры. Обычно используются автоматические устройства, прекращающие подачу нитрующего агента при подъеме температуры сверх установленной. Так как нитрование чаще всего идет в гетерогенной среде, непременное условие его успешного проведения - постоянное и эффективное перемешивание. [19]
В отличие от реакции сульфирования, реакция нитрования необратима и идет с большой скоростью. Поэтому, хотя тепловой эффект нитрования близок к тепловому эффекту сульфирования ( 151 - 159 МДж / моль при вступлении одной нитрогруппы плюс теплота разбавления серной кислоты водой, образующейся при реакции), выделение тепла при нитровании происходит быстро и может сопровождаться значительным разогревом реакционной массы. Между тем для каждого случая существует оптимальная температура, при которой следует вести нитрование; при более низкой температуре скорость реакции резко уменьшается, а при более высокой настолько возрастает, что может приобрести взрывной характер. Поэтому обычно нитрующий агент вводят в реакционную массу постепенно по мере его расходования, а процесс ведут в аппаратах с эффективным отводом тепла и постоянным контролем температуры. Так как нитрование чаще всего идет в гетерогенной среде, важным условием является постоянное и хоро-шее перемешивание. [20]
В отличие от сульфирования реакция нитрования необратима и идет с большой скоростью. Поэтому, хотя тепловой эффект нитрования близок к тепловому эффекту сульфирования ( 151 - 159 кДж / моль при вступлении одной нитрогруппы плюс теплота разбавления серной кислоты водой, образующейся при реакции), выделение тепла при реакции происходит быстро и может сопровождаться значительным разогревом реакционной массы. Между тем, для каждого случая нитрования существует оптимальная температура, при которой следует вести реакцию; при слишком низкой скорость реакции резко уменьшается, а при более высокой настолько возрастает, что мо жет приобрести взрывной характер. Поэтому нитрующий агент вводят в реакционную массу постепенно, по мере расходования уже введенного, а процесс ведут с эффективным отводом тепла и постоянным контролем температуры. Обычно используются автоматические устройства, прекращающие подачу нитрующего агента при подъеме температуры сверх - установленной. Так как нитрование чаще всего идет в гетерогенной среде, непременное условие его успешного проведения - постоянное и эффективное перемешивание. [21]
Общеизвестно, что в первом же своем калориметрическом исследовании, а именно в работе, опубликованной в 1839 г. в Анналах Либиха [1], Гесс измерил теплоты разбавления серной кислоты п, сопоставляя состав смеси с количествами выделенного тепла, обнаружил этим путем существование нескольких гидратов серной кислоты. [22]
 |
Технологическая схема получения основного сульфата алюминия. [23] |
Упрощенная технологическая схема процесса представлена на рис. 2.15. В стальном баке с лопастной мешалкой готовят водную суспензию гидроксида алюминия влажностью 54 - 60 % и затем самотеком подают ее в реактор, куда из мерника дозируется 93 % - ная серная кислота. Пульпу перемешивают острым паром. Температура в реакторе за счет теплоты разбавления серной кислоты и реакции нейтрализации достигает 115 - 125 С и в дальнейшем поддерживается острым паром, подаваемым через барботер. Готовый продукт с содержанием 17 - 18 5 % А12О3 и до 1 % нерастворимого остатка сливают на кристаллизационный стол или другой аппарат, где он кристаллизуется при охлаждении воздухом или с помощью водяной рубашки при температуре 40 - 45 С. [24]
Значительные преимущества дает использование для экстракции фосфатов не 75 -, а 93 % - ной серной кислоты. При этом улучшается баланс воды в технологическом процессе - создается возможность ввести большее количество воды для промывки гипса. Благодаря этому уменьшаются потери фосфорной кислоты с фосфо-гипсом, идущим в отвал, и облегчаются процессы фильтрации и промывки. Однако увеличение концентрации серной кислоты не изменяет концентрации получаемой фосфорной кислоты, которая предопределяется оптимальными условиями кристаллизации гипса, рассмотренными выше. Кроме того, возрастает количество отводимого тепла за счет увеличения теплоты разбавления серной кислоты. [25]
Серная кислота из заводского хранилища поступает в емкость, откуда погружным насосом подается в напорный бак, а затем в барабанный реактор. В соответствии с ГОСТом в сульфате алюминия ограничивается содержание свободной серной кислоты и нерастворимого остатка. Выполнение этих требований при непрерывном процессе возможно при наличии автоматической дозировки реагентов - суспензии гидроксида алюминия и серной кислоты. Центробежный насос непрерывно подает суспензию в циркуляционное кольцо, в верхней части которого расположена отборная коробка. Из отборной коробки часть суспензии поступает в барабанный реактор непрерывного действия, а избыток сливается в репульпатор. За счет теплоты разбавления серной кислоты и реакции нейтрализации гидроксида алюминия кислотой температура в реакторе поддерживается в пределах 95 - 115 С. Продолжительность пребывания реакционной массы в реакторе составляет 25 - 40 мин. По выходе из реактора концентрированный раствор сульфата алюминия с 13 5 % АЬОз поступает в распыливающие форсунки гранулятора кипящего слоя. [26]
Страницы: 1 2