Получение серной кислоты
     Контактный метод получения серной кислоты.
    
    Рассмотрим процесс получения серной кислоты контактным методом из двух видов сырья: серного (железного) колчедана и серы.
    Получение H2SO4 из колчедана.
    Первой стадией процесса является окисление сырья с получением обжигового газа, содержащего диоксид серы. В зависимости от вида сырья протекают экзотермические химические реакции обжига:
    4FeS2 +11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (I)
    S + O2 --> SO2 (II)
    При протекании реакции (I) помимо газообразного продукта реакции SO2 образуется твердый продукт Fe2O3, который может присутствовать в газовой фазе в виде пыли. Колчедан содержит различные примеси, в частности соединения мышьяка и фтора, которые в процессе обжига переходят в газовую фазу. Присутствие этих соединений на стадии контактного окисления диоксида серы может вызвать отравление катализатора. Поэтому реакционный газ после стадии обжига колчедана должен быть предварительно направлен на стадию подготовки к контактному окислению (вторая стадия), которая помимо очистки от каталитических ядов включает выделение паров воды (осушку), а также получение побочных продуктов (Se и Te).
    Если обжиговый газ получают сжиганием серы, то отпадает необходимость очистки от примесей. Стадия подготовки будет включать лишь осушку газа и утилизацию теплоты.
    На третей стадии протекает обратимая экзотермическая химическая реакция контактного окисления диоксида серы:
    SO2 + 1/2O2 - SO3 (III)
    Последняя стадия процесса - абсорбция триоксида серы концентрированной серной кислотой или олеумом.
    Важнейшей задачей в производстве серной кислоты является повышение степени превращения SO2 в SO3. Помимо увеличения производительности по серной кислоте выполнение этой задачи позволяет решить и экологические проблемы - снизить выбросы в окружающую среду вредного компонента SO2.
    Повышение степени превращения SO2 может быть достигнуто разными путями. Наиболее распространенный из них - создание схем двойного контактирования и двойной абсорбции (ДКДА).
    
    Получение H2SO4 из серы.
    Процесс производства серной кислоты из элементарной серы состоит из следующих основных реакций:
    подготовка сырья: очистка и плавление серы; очистка, сушка и дозировка воздуха;
    сжигание серы: S + O2 = SO2 (1). Процесс ведут с избытком воздуха;
    контактное окисление SO2 в SO3: SO2 + 0,5O2 = SO3 (2). Процесс идет на ванадиевом катализаторе при температуре 420-550?C;
    Абсорбция SO3: SO3 + H2O = H2SO4 (3). Абсорбционная колонна орошается 98,3% H2SO4. Перед отправкой на склад кислота разбавляется до ~ 93% H2SO4 в соответствии с требованиями ГОСТ'а.
    
    Получение обжигового газа из серы.
    При сжигании серы протекает необратимая экзотермическая реакция (II) с выделением очень большого количества теплоты: ?H = -362,4 кДж/моль, или в пересчете на единицу массы
    362,4/32 = 11,325 кДж/т = 11325 кДж/кгS.
    Расплавленная жидкая сера, подаваемая на сжигание, испаряется (кипит) при температуре 444,6?C; теплота испарения составляет 288 кДж/кг. Как видно из приведенных данных, теплоты реакции горения серы вполне достаточно для испарения исходного сырья, поэтому взаимодействие серы и кислорода происходит в газовой фазе (гомогенная реакция). ............