Производство серной кислоты (стр. 2 из 2)
11-Поглощение (SO3) концентрированной серной кислотой в две стадии.
2. Динамика трудозатрат при развитии технологического процесса
Тж=200/(9t+210)
Тп=0,03t+0,7
Исходя из графика можно прийти к выводу, что развитие технологического процесса идёт по ограниченному пути.
2.1 Характер развития технологического процесса
Выражение Тж./Тп. с течением времени имеет тенденцию к уменьшению, следовательно процесс развития носит трудосберегающий характер.
2.2 Тип отдачи
Этапы расчёта:
Тп=0,03t+0,7
t =100(Тп-0,7)
Тж.=200/(9(100(Тп-0,7)/3)+210)=200/300Тп
(Тж.f(Тп))¢=(200/300Тп)¢= -1/Тп2
|Тж.f(Тп)|¢= 1/Тп2
При возрастающем Тп , Тж убывает, следовательно тип отдачи убывающий.
2.3 Экономический предел накопления прошлого труда
Этапы расчёта:
Тс.=Тж.+Тп.
Тс.¢=(Тж.+Тп.)¢=(200/(9t+210))¢+(0.03t+0.7)¢= -1800/(9t+210)2+0.03
Тс.=0
-1800/(9t+210)2+0.03=0
1800=0.03(9t+210)2
60000=(9t+210)2
81t2+3780t+44100=60000
27t2+1260t-5300=0
D=2160000
t1<0 – не подходит.
t2=(-1260+√2160000)/54≈3.88
t*≈3.88
Тп.= 0,03t+0,7=0.03∙3.88+0.7=0.816
3.Уровень технологического процесса
L=1/Тж.
B=Тп./Тж.
У=(1/Тж.)(1/Тп.)
У*=У/L=1/Тп.
Этапы расчёта:
при t=3
L=1,185
B=0,936 У=1,5
У*=1,265
У*>L => Рационалистическое развитие целесообразно.
4. Технологический процесс
4.1 Пооперационная структура технологического процесса производства серной кислоты
4.2 Структура операции производства серной кислоты
4.3 Структура технологического перехода производства серной кислоты
4.4 Прогрессивные способы и перспективы развития производства серной кислоты
Процесс получения серной кислоты контактным способом значительно упрощается, если в качестве сырья для получения SO применять серу, почти не содержащую мышьяка, или сероводород, получаемый при очистке горючих газов и нефтепродуктов. При использовании в качестве сырья выплавленной серы процесс производства серной кислоты включает три стадии: сжигание серы в форсуночных печах; окисление диоксида серы в триоксид в контактных аппаратах; абсорбцию триоксида серы.
Способ получения серной кислоты из сероводорода называется мокрым катализом и состоит из следующих основных этапов: 1) сжигания сероводорода (2H2S + 302-»2H2O + 2SO2); 2) окисления SO2 в SОз в присутствии ванадиевого катализатора и водяных паров, в результате чего образуется серная кислота в виде паров: 3) конденсации серной кислоты при охлаждении паров.
Установка для получения серной кислоты по методу мокрого катализа включает печь для сжигания сероводорода, контактный аппарат для окисления SO2 в SОз и башню с насадкой для конденсации образующихся паров кислоты. Такие установки строят на нефтеперерабатывающих заводах и других предприятиях, вырабатывающих в качестве отходов сероводородные газы.
Промышленность выпускает техническую, аккумуляторную и реактивную серную кислоту. Эти виды кислоты отличаются по назначению и содержанию основного компонента и примесей.
В настоящее время производительность типовых технологических линий по производству серной кислоты контактным способом составляет 180 тыс. т в год. Замена их линиями мощностью 360 тыс. т кислоты в год позволяет снизить удельные капитальные затраты на ее производство на 30 %, а себестоимость продукции на 20%.
В значительной степени удельные капитальные затраты определяются видом сырья: если при использовании природной серы их принять за 100 %, то при использовании сероводорода они составят 108%, отходящих газов — 167, колчедана — 208%. Увеличение удельных капитальных затрат обусловлено главным образом затратами на сооружение очистных отделений. Дальнейшее совершенствование очистных операций обусловливает снижение материалоемкости оборудования и уменьшение капитальных затрат на производство серной кислоты.
Перспективными в отношении улучшения технико-экономических показателей производства серной кислоты являются системы сухой очистки газа. Классический контактный способ ее производства включает ряд противоположных процессов: горячий обжиговый газ охлаждается в очистном отделении, затем вновь нагревается в контактном; в промывных башнях газ увлажняется, в сушильных — тщательно осушается. В СССР на основе научных исследований создан новый процесс производства серной кислоты — сухая очистка (СО). Основная особенность процесса СО состоит в том, что после очистки от пыли горячий обжиговый газ без охлаждения, промывки и сушки направляется непосредственно в контактный аппарат. Это обеспечивается таким режимом работы обжиговых печей со взвешенным (кипящим) слоем колчедана, при котором значительная часть соединений мышьяка адсорбируется огарком. Таким образом, вместо четырех этапов классического процесса СО включает только три, за счет чего капиталовложения снижаются на 15...25 %, себестоимость серной кислоты — на 10...15%.
Намечено увеличение мощностей действующих и строящихся предприятий по производству серной кислоты контактным способом при небольших дополнительных затратах. Это будет достигнуто за счет повышения концентрации SO2 в перерабатываемых газах, а также внедрения короткой схемы при переходе с обжига колчедана на сжигание серы. В целях совершенствования аппаратурного оформления процесса разработан контактный аппарат с параллельными слоями катализатора (металлоемкость его стала ниже на 25 %). Применение кожухотрубных холодильников с анодной защитой позволит продлить срок их службы до 10 лет.
Технология производства серной кислоты нитрозным способом обновляется за счет совершенствования башенных систем. Расчеты показывают, что по сравнению с контактным способом переработки газов, полученных при обжиге колчедана в воздухе, при нитрозном способе и установке аналогичной мощности (180 тыс. т в год) капитальные затраты снижаются на 43,6 %, себестоимость переработки сернистых газов — на 45,5, приведенные затраты — на 44,7 и трудоемкость — на 20,2 %.
Крупные потребители серной кислоты должны производить ее на своих предприятиях вне зависимости от ведомственной принадлежности; это позволит в 3 раза сократить загрузку железнодорожного транспорта и потребность в цистернах.
Увеличится использование в производстве минеральных удобрений отработанных серных кислот после их очистки и регенерации.