Безводної 100%-ної кислоти має, порівняно, високу температуру кристалізації 10,7 °С. Щоб зменшити можливість замерзання товарного продукту при перевезенні і зберіганні, концентрацію технічної сірчаної кислоти вибирають такій, щоб вона мала достатньо низьку температуру кристалізації. Промисловість випускає три види товарної сірчаної кислоти.

Сірчана кислота і вода утворюють азеотропну суміш складу 98,3% H2SO4 і 1,7% H2O з максимальною температурою кипіння (336,5 °С). Склад тих, що знаходяться в рівновазі рідкої і парової фаз для кислоти азеотропної концентрації однаковий; у більш розбавлених розчинів кислоти в паровій фазі переважають пари води, в паровій фазі над олеумом висока рівноважна концентрація SO3.

Сірчана кислота вельми активна. Вона розчиняє оксиди металів і більшість чистих металів, витісняє при підвищеній температурі всі інші кислоти з солей. Особливо жадібно сірчана кислота з'єднується з водою завдяки здатності давати гідрати. Вона віднімає воду у інших кислот, від кристалогідратів солей і навіть кисневих похідних вуглеводнів, які містять не воду як таку, а водень і кисень в поєднанні Н:О=2. Дерево та інші, рослинні і тваринні тканини, що містять целюлозу (С6Н10О5), крохмаль і цукор, руйнуються в концентрованій сірчаній кислоті; вода зв'язується з кислотою і від тканини залишається лише мілко дисперсний вуглець. У розбавленій кислоті целюлоза і крохмаль розпадаються з утворенням цукру. При попаданні на шкіру людини концентрована сірчана кислота викликає опіки.

1.2.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧАТКОВОЇ СИРОВИНИ

Пірит (греч. πυρίτης λίθος |, буквально — камінь висікаючий вогонь) — мінерал, сульфід заліза хімічного складу FeS2 (46,6 % Fe, 53,4 % S). Нерідкі домішки Со, Ni, As, Cu, Au, Se і інших речовин.

Так само відомий під назвами: сірчаний колчедан, залізний колчедан.

Грецька назва камінь, що висікає вогонь пов'язано з властивістю піриту давати іскри при ударі.

Пірит кристалізується в кубічній сінгоніі|, утворюючи кубічні, пентагондодекаедричні| і рідше октаедричні кристали. Але поширений найчастіше у вигляді суцільних зернистих мас. Колір світлий, латунно-жовтий. Має металевий блиск.

Твердість за шкалою Мооса 6…6,5; щільності 4900—5200 кг/м3.

Пірит — один з найпоширеніших сульфідів. Великі його поклади зосереджені в родовищах гідротермального| походження, колчеданних покладах, осадкових і метаморфічних породах. Крім того пірит у невеликих кількостях утворюється в магматичних процесах. У осадкових породах пірит утворюється у закритих морських басейнах подібних до Чорного Моря, в результаті осадження сірководня.

Пірит є сировиною для отримання сірчаної кислоти, сірі і залізного купоросу, але останнім часом рідко використовується для цих цілей. У величезних об'ємах він витягується при розробці гідротермальних| родовищ міді, свинцю, цинку, олова і інших кольорових металів. Але переробка піриту в корисні компоненти зазвичай виявляється економічно не вигідною, і його відправляють у відвали.

У Росії родовища піриту розташовані на Уралі (Дігтярське, Калатінськоє і ін.), на Алтаї, Закавказзі і інших районах.

За кордоном — в Казахстані, Норвегії, Іспанії (Ріо-тінто), Італії, на острові Кіпр, в США, Канаді, Японії.

1.3. Підготовка сировини

Подрібнення піриту

Перед використанням великі шматки піриту подрібнюють в дробильних машинах. При подрібненні речовини швидкість реакції збільшується, оскільки збільшується площа поверхні зіткнення реагуючих речовин.

1.4. Технологічна схема виробництва сірчаної кислоти з колчедану методом ДК-ДА

|

Колчедан через дозатор подають в пекти киплячого шару 1. Одержаний запилений обпалювальний газ подають спочатку в казан-утилізатор 3, а потім на стадію сухого очищення від огарковой пили.

|

У очисному відділенні що складається з двох промивних башт 6 і 7, двох пар мокрих електрофільтрів 8 і 9 і сушильної башти 10, відбувається очищення газу від з'єднання миш'яку, селену, фтору і його осушення. Перша порожниста промивна башта 6 працює у випарному режимі. Концентрацію зрошуючої кислоти в першій башті підтримують постійною за рахунок розбавлення з другої промивної башти 7. Кислота з другої башти поступає в збірку 18 і після охолоджування повертається на зрошування.

Після другої промивної башти газ проходить послідовно дві пари електрофільтрів 8 і 9, потім у сушильну башту 10. Кислота циркулює між сушильною баштою 10 і збіркою 18; частина кислоти відводиться як готова продукція на склад. Для підтримки концентрації сірчаної кислоти в збірку 18 вводять 98-99%-ну кислоти з 17 і 20. На стадії осушення циркулюючу кислоту охолоджують в повітряному холодильнику 22. Перед сушильною баштою обпалювальний газ розбавляють повітрям.

Після цього він проходить через фільтр бризгоуловитель| 11 і поступає в турбогазодувку| 12. У теплообмінниках газ нагрівається і поступає на перший шар контактного апарату. Окислення SO2 відбувається на 74% з одночасним підвищенням температури до 600 °С. Після охолоджування до 465 °С газ поступає на другий шар контактного апарату, де ступінь перетворення досягає 85%, а температура газу зростає до 514 °С. Після охолоджування до 450 °С газ поступає на третій шар контактного апарату, де ступінь перетворення збільшується до 94-94,5%, а температура підвищується до 470 °С.

Потім відповідно до вимог методу ДК-ДА| реакційний газ охолоджують в теплообмінниках до 100 °С і направляють на абсорбцію першого ступеня: спочатку в олеумний| абсорбер 21, потім в моногидратний| абсорбер 20. Після моногідратного| абсорбера і фільтра-бризгоуловителя| газ знов нагрівають до температури 430 °С і подають на четвертий шар каталізатора. У четвертому шарі відбувається окислення SO2 на ~80%, що супроводжується підвищенням температури до 449 °С. Реакционную суміш знов охолоджують до температури 409 °С і направляють на останній (п'ятий) шар контактного апарату. Загальний ступінь перетворення після п'яти стадій контакту складає 99,9%. Газову суміш після охолоджування направляють в моногідратний| абсорбер другого ступеня абсорбції 17. Непоглащенний газ, що складається в основному з повітря, пропускають через фільтр 11 для виділення бризок і туману і викидають в атмосферу через вихлопну трубу.