Российский Химико-Технологический Университет им. Д. И. Менделеева
Кафедра Общей Химической Технологии
Курсовая работа
«Производство серной кислоты контактным методом»
Выполнил: Шутова Е.И.
Группа: О-44
Москва 2005
Исходные данные:
Состав обжигового газа после обжига серосодержащего сырья:
φ(SO2)= 13,7 об.%
φ(SO3)= 0,1 об.%
φ(Н2O)= 4,55 об.%
φ(O2)= 2,5 об.%
φ(N2)= 79,15 об.%
Перед подачей в реактор газ подвергают осушке от Н2O, очистке от SO3.
Дополнительно разбавляют воздухом до содержания SO2= 5 об.%.
Окисление SO2 осуществляется в:
а) адиабатическом реакторе с неподвижными слоями катализатора и промежуточным теплообменом.
б) с кипящими слоями катализатора.
Производительность 1500 т/сутки (по Н2SO4).
Температура зажигания 713 К, катализатор СВД, общее давление Р-1 атм.
Расчет:
1) Состав реакционной смеси перед реактором
Примем объем смеси =100 л, тогда можно найти объем дополняемого воздуха. Имеем:
=0,05
Тогда Vвозд= 178,65 л
В воздухе содержится: φ(O2)= 21 об.%
φ(N2)= 79 об.%
V(O2)возд= 0,21*178,65= 37,52 л
V(N2)возд = 0,79*178,65= 141,13 л
Таким образом, состав реакционной смеси перед реактором:
φ″(SO2)= 0,05= 5%;
φ″(SO3)= 0;
φ″(Н2O)= 0;
φ″(O2)
=
%
φ″(N2)
=
%
2) Значение равновесной степени превращения диоксида серы в зависимости от температуры. Диапазон варьируемой температуры 693-893 к. Построить диаграмму х* от т
а) находим Кр по уравнению
lg Kp =
б) находим Хр по уравнению
Kp =
, где а – объемная доля SO2,
в - объемная доля O2
Интервал варьирования температуры 20 К
|
Т,К |
Хравн. |
Кр |
|
693 |
0,9896 |
270,66 |
|
713 |
0,9837 |
171,35 |
|
733 |
0,9752 |
111,22 |
|
753 |
0,9631 |
73,87 |
|
773 |
0,9466 |
50,11 |
|
793 |
0,9248 |
34,66 |
|
813 |
0,8967 |
24,42 |
|
833 |
0,8619 |
17,49 |
|
853 |
0,8200 |
12,73 |
|
873 |
0,7716 |
9,40 |
|
893 |
0,7175 |
7,03 |
График Хравн. =f(T)
3) Определение зависимости скорости от температуры для пяти степеней превращения – 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 0,95, интервал варьирования температуры 20 к.
|
T,К |
w |
||||
|
X=0,6 |
X=0,7 |
X=0,8 |
X=0,9 |
X=0,95 |
|
|
693 |
0,383 |
0,289 |
0,194 |
0,097 |
0,047 |
|
713 |
0,907 |
0,684 |
0,458 |
0,226 |
0,105 |
|
733 |
1,187 |
0,894 |
0,596 |
0,287 |
0,117 |
|
753 |
1,53 |
1,149 |
0,759 |
0,345 |
0,093 |
|
773 |
1,942 |
1,451 |
0,941 |
0,371 |
-0,037 |
|
793 |
2,425 |
1,792 |
1,117 |
0,292 |
- |
|
813 |
2,67 |
1,929 |
1,101 |
-0,053 |
- |
|
833 |
2,596 |
1,792 |
0,826 |
- |
- |
|
853 |
2,461 |
1,541 |
0,323 |
- |
- |
|
873 |
2,222 |
1,097 |
-0,569 |
- |
- |
|
893 |
1,808 |
0,329 |
- |
- |
- |
По данным строим график зависимости w=f(T).