Как из серы получить серную

Особенностью оксида серы((VI)) является его способность растворяться в концентрированной серной кислоте с образованием олеума .

Оксид серы((VI)) — типичный кислотный оксид. Он реагирует с основаниями и основными оксидами c образованием солей:

S O 3 + 2NaOH = Na 2 S O 4 + H 2 O ,
S O 3 + CaO = CaS O 4 .

Степень окисления серы в этом оксиде — (+6). Это максимальное значение для серы, поэтому в окислительно-восстановительных реакциях он может быть только окислителем .

Серная кислота

Серная кислота H 2 S O 4 — важнейшее соединение серы. Чистая серная кислота представляет собой бесцветную вязкую маслянистую жидкость, котoрая почти в два раза тяжелее воды.

Серная кислота неограниченно смешивается с водой. Растворение серной кислоты сопровождается сильным разогреванием раствора, и может происходить его разбрызгивание. Поэтому серную кислоту растворяют осторожно: тонкой струйкой кислоту вливают в воду при постоянном перемешивании.

Источник: www.yaklass.ru

Концентрированная серная кислота. Получаем. Измеряем. Храним.

Производство серной кислоты из серы контактным методом

Документ из архива «Производство серной кислоты из серы контактным методом», который расположен в категории » «. Всё это находится в предмете «химия» из 3 семестр, которые можно найти в файловом архиве РТУ МИРЭА. Не смотря на прямую связь этого архива с РТУ МИРЭА, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе «рефераты, доклады и презентации», в предмете «химия» в общих файлах.

Онлайн просмотр документа «Производство серной кислоты из серы контактным методом»

Текст из документа «Производство серной кислоты из серы контактным методом»

Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова Кафедра Общей химической технологии КУРСОВОЙ ПРОЕКТ: ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ Вариант 2 Студент: Горбунова Анна Группа: МТ-43 Преподаватель: Чабан Н. Г. Москва 2014 Оглавлени

Введение 3 Характеристика исходного сырья и готового продукта 5 Физико-химическое обоснование основных процессов производства серной кислоты 11 Описание технологической схемы процесса 19 Расчет материального баланса ХТС. 21 Список использованной литературы 25

Введение

Ни одна отрасль промышленности практически не мо­жет обойтись без серной кислоты. Особенно широко сер­ная кислота применяется в химической промышленно­сти.

Так же как масштабы производства чугуна, стали определяют развитие металлургии, машиностроения, транспорта, сельского хозяйства и промышленности в целом, так и производство серной кислоты в значительной степени определяет развитие многих химических производств. Основным потребителем серной кислоты в нашей стра­не является производство минеральных удобрений.

Сера+Азотка в итоге получаю серную кислоту

Кроме того, значительное количество продукта использует­ся в производстве искусственного волокна, органических промежуточных продуктов и красителей, дымообразую­щих и взрывчатых веществ. Она применяется в нефтяной, металлургической, металлообрабатывающей, текстиль­ной, кожевенной и других отраслях промышленности.

Серную кислоту часто используют в качестве осушивающего и водоотнимающего средства. Основные потребители серной кислоты представлены на рис. 1. Рис 1. Применение серной кислоты. С каждым годом производство серной кислоты в России увеличивается. Так, с 2005 по 2011 г. оно возросло при­мерно с 9334 до 10700 тыс. тонн в год.

В мире за последние годы производство выросло больше чем на 20% (с 2008 до 2012 выросло с 191 до 230 млн. тонн). Развитие производства серной кислоты в настоящее время идет по линии снижения выброса вредных веществ в атмосферу, снижения энергетических затрат, интенсификации систем, упрощения технологических схем, использования нового оборудования с минимальным потреблением электроэнергии.

Наша страна по производству серной кислоты зани­мает первое место в Европе и четвёртое место в мире (пос­ле Китая, США и Марокко). Для производства серной кислоты используется до­вольно широкий ассортимент сырья. В основном, это пирит, продукты нефтепереработки и сера. Из всех этих видов сырья все возрастающее значение имеет сера.

Характеристика исходного сырья и готового продукта

1. Сжигание серы:

Относительная атомная масса серы 32,064. При обыч­ной температуре сера находится в твердом состоянии. Она существует в двух кристаллических формах — ром­бической и моноклинной.

Температура кипения серы 444,6°С. При нагревании сера плавится, плавление сопровождается увеличением объема. Температура плавления зависит от полиморфной разновидности серы: ромбическая (α-сера) плавится при температуре 112,8 о С, а моноклинная (β-сера) – при 119,3 о С. При 120°С расплавленная сера легкоподвижна, при 190°С – это темно-коричневая вязкая масса, а при 400°С расплав становится снова легкоподвижным. Это связано с изменением структуры молекул при изменении температуры.

Элементарную серу получают из серных руд, из сульфидных руд и из газов, содержащих сероводород и сернистый ангидрид.

Получение серы из самородных руд. Природная сера встречается в залежах осадочного происхождения (о. Сицилия в Италии), вулканического происхождения (о. Хоккайдо в Японии), в шляпах соляных куполов (США).

Месторождения в шляпах куполов по содержа­нию серы превосходят месторождения осадочного и вул­канического происхождения примерно в два раза: в них 27—70% серы (штаты Техас и Луизиана в США). Самое крупное месторождение в России – Водинское месторождение, около пос. Новосемейкино в среднем Поволжье.

Обычно руды не обжигают, а выплавляют из них серу, часто используя для этого тепло горения самой се­ры. При этом на выплавку серы расходуется до 25% серы (следовательно, выход элементарной серы состав­ляет 75%). В США для добывания серы используют метод Фраша, по которому серу расплавляют перегретой водой и выдавливают на поверхность сжатым воздухом. Это дешевый способ, однако выход элементной серы составляет всего 30—60%.

Для извлечения серы из руд применяют различные методы, например метод флотации с после­дующей выплавкой серы из концентрата в автоклавах. Флотацию тонкоизмельченной руды производят с применением флотореагентов (жидкое стекло, керосин, спирты).

Полученный концентрат, содержащий до 75% серы и обезвоженный до содержания 10—15% влаги, направляют в плавильник, снабженный паровым зме­евиком и мешалкой. Полученная серная суспензия при 120—130°С поступает в флотационный автоклав, в ко­торый из сборника вводится водный раствор флото­реагентов. Автоклав снабжен паровой рубашкой и ме­шалкой. При перемешивании жидкость дробится на мел­кие капли, к которым прилипают частицы пустой поро­ды и всплывают; расплавленная сера сливается из конической части автоклава; после слива серы спускают пустую породу. Степень извлечения серы из концентра­та составляет 95—98%.

Получение газовой серы. Газовая сера является отхо­дом процесса очистки газов цветной металлургии, неф­тепереработки, попутных нефтяных и природных газов. Это дешевый вид сырья, однако в такой сере содер­жатся мышьяк и другие вредные для катализатора при­меси, поэтому схема переработки этой серы на серную кислоту примерно такая же, как и схема переработки колчедана.

Наиболее чистая сера (газовая) выпускается нашей промыш­ленностью в соответствии с ГОСТ 5.75—68. Она вырабатывается из сероводорода, получаемого из газов нефтепереработки. В ней от­сутствуют мышьяк и органические примеси, поэтому схема перера­ботки этой серы на серную кислоту самая экономичная. Этой сере присвоен знак качества.

Особенно много отходящих сернистых газов получают на медеплавильных заводах, где перерабатывают медистые колчеданы. Основные ставные компоненты медистого колчедана – пирит FeS2 и халькопирит CuFeS2. Получение газовой серы можно тесно связать с плавкой руды на штейн. При обычной плавке на штейн из ватержакетной печи выходят газы, содержащие серу в основном в виде сернистого ангидрида SO2. Для восстановления его до серы в ватержакетную печь вместе с медистым колчеданом и шлюсами для ошлаковывания пустой породы подают кокс.

Газовая сера может быть получена также из серово­дорода, отделяемого при очистке горючих и технических газов.

Сероводород. Большинство горючих газов (коксовый, генератор­ный, попутные, природные, газы нефтепереработки) содержат сероводород. Содержание H2S в этих газах не должно превышать 20 мг/м 3 (ГОСТ 5542—50), поэто­му их очищают промывкой поглотительными раствора­ми (моноэтаноламин, сода и др.). При нагревании тако­го раствора выделяется сероводород высокой концентра­ции (до 90% H2S). Он используется для получения га­зовой серы или серной кислоты.

Процесс получения серы при этом заключается в сжигании общего количества сероводорода в воздухе с образованием SO2. Затем к газу добавляют оставшие­ся сероводорода и на катализаторе ведут восстанов­ление сероводорода до серы, пары которой затем кон­денсируют.

Серной кислотой называют химическое соединение, состав которого выражается формулой H2SO4 (мол. масса 98,08). Безводная серная кислота (моногид­рат) образуется при присоединении 81,63 м. ч. серного ангидрида и 18,37 м. ч. воды.

Безводная серная кислота представляет собой бес­цветную маслянистую жидкость, кипящую при 304°С и замерзающую при 10,4°С. При нагревании выше 150— 200° С безводная серная кислота заметно разлагается с выделением паров воды и серного ангидрида SО3. Она смешивается с водой во всех соотношениях с выделени­ем тепла. При взаимодействии серной кислоты с водой образуются соединения типа H2SO4 • Н2О (Ткр=8,48 о С); H2SO4 • 2Н2О (Ткр=-39,60 о С); H2SO4 • 4Н2О (Ткр=-28,36 о С), называемые гидратами серной кислоты.

В технике серной кислотой называется не только моногидрат, но и водные растворы его (H2SO4+H2O), однако учет количества серной кислоты ведется в моно­гидрате. Растворы серного ангидрида в серной кислоте (H2SO4+SO3) называются олеумом, или дымящей сер­ной кислотой.

С изменением содержания моногидрата в водных рас­творах серной кислоты изменяются плотность, температура кипения и замерзания, а также химические свойства серной кислоты.

Серная кислота в концентрированном виде при нагревании — довольно сильный окислитель; окисляет HI и частично HBr до свободных галогенов, углерод до CO2, серу — до SO2, окисляет многие металлы (Cu, Hg и др.). При этом концентрированная серная кислота восстанавливается до SO2, например:

Наиболее сильными восстановителями концентрированная серная кислота восстанавливается до S и H2S. Концентрированная серная кислота поглощает водяные пары, поэтому она применяется для сушки газов, жидкостей и твёрдых тел. Однако концентрированная H2SO4 частично восстанавливается водородом, из-за чего не может применяться для его сушки. Отщепляя воду от органических соединений и оставляя при этом уголь, концентрированная серная кислота приводит к обугливанию древесины, сахара и других веществ.

Разбавленная H2SO4 взаимодействует со всеми металлами, находящимися в электрохимическом ряду напряжений левее водорода с его выделением, например:

Окислительные свойства для разбавленной H2SO4 нехарактерны. Серная кислота образует два ряда солей: средние — сульфаты и кислые — гидросульфаты, а также эфиры. Известны пероксомоносерная H2SO5 и пероксодисерная H2S2O8 кислоты.

Серная кислота реагирует также с основными оксидами, образуя сульфат и воду:

На металлообрабатывающих заводах раствор серной кислоты применяют для удаления слоя оксида металла с поверхности металлических изделий, подвергающихся в процессе изготовления сильному нагреванию. Так, оксид железа удаляется с поверхности листового железа действием нагретого раствора серной кислоты:

Качественной реакцией на серную кислоту и её растворимые соли является их взаимодействие с растворимыми солями бария, при котором образуется белый осадок сульфата бария, нерастворимый в воде и кислотах, например:

В зависимости от области применения серной кислоты, технические условия регламентируются, например, следующими ГОСТами:

• ГОСТ 4204-77 – распространяется на реактив – серную кислоту, которая представляет собой бесцветную прозрачную, маслянистую жидкость, без запаха, без осадка, смешивается с водой (при мильном разогревании) и со спиртом;
• ГОСТ 14262-78 – распространяется на серную кислоту особой чистоты, которая представляет собой бесцветную прозрачную маслянистую жидкость;
• ГОСТ 2184-77 – распространяется на техническую серную кислоту следующих видов: контактную (улучшенную и техническую); олеум (улучшенный и технический); башенную и регенерированную. Техническая серная кислота предназначается для производства удобрений, искусственного волокна, капролактама, двуокиси титана, этилового спирта, анилиновых красителей и целого ряда других производств.

Табл. 1. Технические требования по ГОСТу 2184-77.

Источник: studizba.com

Сернистая кислота

Серная кислота H2SO4 — одна из сильных двухосновных кислот. В разбавленном состоянии она окисляет почти все металлы, кроме золота и платины. Интенсивно реагирует с неметаллами и органическими веществами, превращая некоторые из них в уголь.

При приготовлении раствора серной кислоты всегда надо её приливать к воде, а не наоборот, во избежание разбрызгивания и вскипания воды. При 10 °С затвердевает, образуя прозрачную стекловидную массу. При нагревании 100-процентная серная кислота легко теряет серный ангидрид (триокись серы SO3) до тех пор, пока её концентрация не составит 98 %. Именно в таком состоянии её обычно и используют в лабораториях. В концентрированном (безводном) состоянии серная кислота — бесцветная, дымящаяся на воздухе (из-за паров), маслянистая жидкость с характерным запахом (Т кипения=338 °С). Она является очень сильным окислителем. Это вещество обладает всеми свойствами кислот:

Химические свойства серной кислоты

— химическая реакция с металлами:

2H2SO4 + Cu → CuSO4 + SO2 +2H2O — в этом случае кислота является концентрированной.

Получающийся раствор синего цвета — CuSO4 — раствор медного купороса. Серную кислоту еще называют купоросным маслом, так как при реакциях с металлами и их оксидами образуются купоросы. Например, при химической реакции с железом (Fe) — образуется светло-зелёный раствор железного купороса.

— химическая реакция с основаниями и щелочами (или реакция нейтрализации)

— химическая реакция с серой (кислота — концентрированная, реакция — при нагревании):

— химическая реакция с солями (например, со стиральной содой Na2CO3):

Получение серной кислоты

Серную кислоту получают окислением серы (S) сначала до оксида серы (сернистого газа SO2), а затем окислением сернистого газа до триоксида серы (сернистого ангидрида SO3) (на рисунке слева):

S + O2 → SO2
— сернистый газ — с удушливым запахом серы.

Сернистая кислота

Сернистая кислота — или Н2SO3 — так называют водный раствор оксида серы (SO2) в воде. На самом деле такого химического вещества не существует, его используют лишь для удобства составления химических уравнений реакций.

Раствор SO2 в воде, имеет кислую среду. Такому раствору присущи все свойства кислот, в том числе реакция нейтрализации.

Сернистая кислота (или правильнее сказать — раствор сернистого газа в воде) образует два вида солей: сульфиты и гидросульфиты. Эти соли являются восстановителями.

Н2SO3 + NaOH → NaНSO3 + Н2O — такая реакция протекает при избытке сернистой кислоты

Сернистая кислота обладает отбеливающим действием. Всем известно, что подобным действием обладает и хлорная вода. Но отличие заключается в том, что в отличии от хлора сернистый газ не разрушает красители, а образует с ними неокрашенные химические соединения!

Кроме основных свойств кислот сернистая кислота способна обесцвечивать раствор марганцовки по следующему уравнению:

В этой реакции образуется бледно-розовый раствор, состоящий из сульфатов калия, марганца. Окраска обусловлена именно сульфатом марганца.

Сернистая кислота способна обесцветить бром

В этой реакции образуется раствор, состоящий сразу из 2-х сильных кислот: серной и бромной.

Если хранить сернистую кислоту при доступе воздуха, то этот раствор окисляется и превращается в серную кислоту

Источник: www.kristallikov.net