Производство серной кислоты из элементарной серы

а) G₃₀₂*0.925=2000  базисное уравнение G₃₀₂=X₇

    X₇*0.925=2000                  (4)

б) 0.998*N₂₃^SO3=2000/Mr(H₂SO₄)

    0.998*X₄=2000/98              (5)

в) N₃₀₁=N₃₀₁^SO2 + N₃₀₁^N2 + N₃₀₁^SO3 + N₃₀₁^O2

    N₃₀₁^SO2=N₁₂^SO2*(1-0.99)=N₁₂^SO2*0.01=N₁₂*0.08*0.01

    N₃₀₁^N2= 0.79*N₀₁₂

    N₃₀₁^SO3=N₂₃^SO3*(1-0.998)=0.002*N₂₃^SO3

     N₃₀₁^O2=N₁₂*(0.21-0.08)-1/2*N₁₂*(0.21-0.08)=N₁₂*0.13*(1-

   1/2)=0.13/2*N₁₂

    N₃₀₁=N₁₂*0.08*0.01+0.79*N₀₁₂+0.002*N₂₃^SO3+0.065*N₁₂

    N₃₀₁=0.0658*N₁₂+0.79*N₀₁₂+0.002*N₂₃^SO3

    X₆=0.0658*X₃+0.79*X₂+0.002*X₁    (6)             

    N₀₁₂=X₂

    N₃₀₁=X₆

 

Но надо учесть , что N₁₂=N₀₁₂  ,т.е.  X₂=X₃      (7)

6 неизвестных и 7 уравнений. Выбрасываем  уравнение (3) и получаем систему  уравнений:

0,92*X₁=0.08*X₃

0.99*0.08*X₃=X₄

0.925*X₇=2000

0.998*X₄=20.41

X₆=0.0658*X₃+0.79*X₂+0.002*X₄

X₃=X₂

0.92*X₁-0.08*X₃=0

0.0792*X₃-X₄=0

X₇=2162.2

X₄=20.45

0.8558*X₃+0.002*X₄- X₆=0

0.92*X₁-0.08*X₃=0

0.0792*X₃-20.45=0

X₇=2162.2

X₄=20.45

0.8558*X₃+0.002*20.45-X₆=0

0.92*X₁-0.08*X₃=0

X₃=257.23

X₇=2162.2

X₄=20.45

0.8558*X₃+0.041-X₆=0

 

0.92*X₁=0.08*257.23

X₃=257.23

X₇=2162.2

X₄=20.45

0.8558*257.23+0.041-X₆=0

 

X₁=22.37=N₀₁₁

X₃=257.23=X₂=N₁₂=N₀₁₂

X₇=2162.2=G₃₀₁

X₄=20.45=N₂₃^SO3

X₆=220.18=N₃₀₁

 

 

1.Количество целевого  продукта:

X₇=G₃₀₁=2162.2 кг 92.5%  серной кислоты

2. Расход серы:

X₁=N₀₁₁=22.37 кмоль

m_s=N_s*M_S=22.37*32=715.84 кг

G_Sнач=715,84/0,92=778,1 кг было введено в систему

3. Расход воздуха:

X₂=X₃=N₀₁₂=257.23 кмоль

G_возд=N_возд*M_возд=257,23*29=7459,67 кг

4.Определение расхода  кислорода и азота

G_O2=7459,67*0,21=1566,7 кг

G_N2=7459,67*0,79=5893,1 кг

5. Определяем количество SO₂, содержащегося в газе:

X₃=N₁₂=257.23 кмоль

N₁₂^SO2=257.23*0.08=20.58 кмоль

G_SO2=N_SO2*M_SO2=20.58*64=1317 кг

6. Определение SO₃, содержащегося в газе:

 X₄=N₂₃^SO3=20.45 кмоль

G_SO3=N_SO3*M_SO3=20.45*80=1636 кг

7. Расход воды на абсорбцию:

G₀₃=G₃₀₁*M_H2O/M_H2SO4=2162.2*18/98=397 кг

8. Выхлопные газы:

X₆=N₃₀₁=220.18 кмоль

G₃₀₁=G₃₀₁^SO2+G₃₀₁^N2+G₃₀₁^SO3+G₃₀₁^O2=1317*0.01+5893.1+

0.002*1636+0.065*7459.67=13.17+5893.1+3.27+484.88=

6394.42 кг

 

6.3.Материальный баланс.(табл.7.)

Таблица 7-материальный баланс

Введено			Получено
Реагенты	кг	% масс	Продукты	кг	%масс
Сера	778,1	9	Серная кислота:	2162,2	25
Вода	397	4,6	H2SO4	2000	23,2
Воздух:	7459,67	86,4	H2O	162,2	1,8
21% О2	1566,7	18,1	Выхлопные газы:	6394,42	74,1
79%N2	5893,1	69,3	SO2	13,17	0,15
			N2	5893,1	68,25
			SO3	3,27	0,06
			O2	484,88	5,64
			Невязка	78,15	0,9
Всего	8634,77	100	Всего	8634,77	100

 

 

Заключение

 

В ходе курсовой работы  был описан контактный способ получения серной кислоты из элементарной серы, представлены технологическая и структурная схема технологического процесса, рассчитан материальный  баланс ХТС производства серной кислоты при определенных условиях.

 

Список литературы.

1. Г.Н. Кононова, В.В. Сафонов, Н.Г. Чабан. Разработка алгоритма и расчет материального баланса химико-технологической системы. Москва. 1995.
2. Учебник для химико-технологических специальностей ВУЗов под редакцией проф. И.П. Мухленова. Общая химическая технология. Часть 2 « Важнейшие химические производства». Москва «Высшая школа»1984.
3. А.М. Кутепов, Т.И. Бондарева, М.Г. Беренгартен. Общая химическая технология. Издание второе исправленное и дополненное. Москва «Высшая школа» 1990.