VÝROBA SODY ZÁKLADY CHEMICKÝCH TECHNOLOGIÍ. ší šířen. Základy chemických technologií 1

Transkript

1 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá VÝROBA SODY ZÁKLADY CHEMICKÝCH TECHNOLOGIÍ Základy chemických techlogií 1

2 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Výroba sody Leblancův proces (začátek chemického průmyslu) Solvayův proces (nahradil Leblancův proces) Zpracování trony (Na 2 CO 3.NaHCO 3.2H 2 O Základy chemických techlogií 2

3 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Vlaststi sody bílý prášek, v bezvodém stavu taje při 852 o C rozklad nastává již od 300 o C rozštění je exotermní pod 32 o C krystaluje dekahydrát, v rozmezí teplot o C vzniká heptahydrát, nad 35 o C vzniká mohydrát mohydrát má inverzní rozpustst Základy chemických techlogií 3

4 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Leblancův proces 2 NaCl + H 2 SO 4 = Na 2 SO HCl Na 2 SO C = Na 2 S + 4 CO Na 2 S + CaCO 3 = Na 2 CO 3 + CaS MnO HCl = MnCl 2 + Cl H 2 O 4 HCl + O 2 = 2 Cl H 2 O (katalyzátor CaCl 2 na SiO 2 ) Ca(OH) 2 + Na 2 CO 3 = CaCO NaOH Základy chemických techlogií 4

5 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Solvayův v proces NH 3 + H 2 O + CO 2 = NH 4 HCO 3 NH 4 HCO 3 + NaCl = NaHCO 3 + NH 4 Cl 2 NaHCO 3 = Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O Pozor na nežádoucí reakci!!! NH 4 Cl + NaHCO 3 = NaCl + NH 3 + CO 2 + H 2 O NH 4 Cl + Ca(OH) 2 = CaCl NH H 2 O Základy chemických techlogií 5

6 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Solvayův v proces (pokrač.) Suroviny pro výrobu sody Odpady při výrobě sody Ostatní výrobky:hydroxid sodný (kaustifikací), hydrogenuhličitan sodný, chlorid amonný, chlorid sodný, chlorid vápenatý Princip výroby: podvojná výměna kationtů a aniontů solí za vzniku málo rozpustné soli Základy chemických techlogií 6

7 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Solvayův v proces (pokrač.) vlastní proces lze rozdělit na tyto hlavní fáze: příprava a čištění solanky amoniakalizace solanky karbonatace zpracování surového NaHCO 3 regenerace amoniaku pál vápence Základy chemických techlogií 7

8 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá AMONIAK ZÁKLADY CHEMICKÝCH TECHNOLOGIÍ Základy chemických techlogií 8

9 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Amoniak výchozí surovina pro všechny ostatní dusíkaté sloučeniny (kromě dusíkatého vápna) cca 80% vyrobeného amoniaku se spotřebuje na výrobu hjiv Základy chemických techlogií 9

10 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Přírodní zdroje vázaného dusíku ve srovnání s dnešní spotřebou jsou velmi malé kamenné uhlí dusičnan sodný Základy chemických techlogií 10

11 Získávání dusíkatých látek ze Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá vzdušného dusíku dusíkaté váp příprava kyseliny dusičné ze vzdušného dusíku příprava amoniaku kyanamidovým postupem syntéza amoniaku z prvků Základy chemických techlogií 11

12 Výroba amoniaku ze syntézního Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá plynu N 2 + 3H 2 = 2NH 3 EXOTERMNÍ žití katalyzátoru vysoké tlaky vysoké teploty (z důvodu katalyzátoru) speciální požadavky na konstrukční y Základy chemických techlogií 12

13 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Výrobní linka příprava surového syntézního plynu přetvář (reformování) plynných paliv zplyňování kapalných nebo pevných paliv odstraňování zbytků oxidu uhelnatého vlastní syntéza amoniaku odděl amoniaku ze syntézní směsi konverze oxidu uhelnatého vodní parou Základy chemických techlogií 13

14 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Výrobní linka - ňky Čištění plynu od arganických sloučenin síry. V závislosti na volbě suroviny a způsobu jejího zpracování se zařazuje do čela výrobní linky (např. parní reformování methanu) a nebo až po zplynění výchozích surovin (např. parciální oxidace mazutu). Základy chemických techlogií 14

15 Čištění plynu od sloučenin Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá síry sloučeniny síry jsou silnými katalytickými jedy odstraňování sloučenin síry z plynné fáze síra je přítomna převážně sulfan, v men míře je ve formě organických sloučenin karbonylsulfid, sirouhlík, thiofen nebo thioetery obsah organické síry většiu do 1 g/m 3 Základy chemických techlogií 15

16 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Dvoustupňové odsiřování první stupeň odstranění sulfanu druhý stupeň odstranění organických sloučenin síry Základy chemických techlogií 16

17 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Odstraňování sulfanu absorpční roztoky s probíhající u reakcí bez chemické reakce (fyzikální děj) tuhé adsorbenty Základy chemických techlogií 17

18 Absorpce probíhající Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá u reakcí ve vodném prostředí dochází k disociaci sulfanu a aby rozpustst byla co největ, je třeba vázat vodíkové ionty, čehož se dosáhne roztoky solí silných zásad a slabých kyselin, nebo roztoky zásad organických i arganických zachycování sulfanu se provádí v patrových kolonách nebo kolonách s výplní za rmální nebo snížené teploty, tlak se žívá většiu zvýšený Základy chemických techlogií 18

19 Absorpce probíhající Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá u reakcí (pokrač.) regenerace absorpčních roztoků se děje snížm tlaků a zahřátím až na bod varu, získává se plyn o obsahu cca 80% sulfanu karbonátový způsob (roztok uhličitanu draselného) alkacidový způsob alkacid M (draselná sůl N-metyl,1-amipropiové kyseliny) alkacid DIK (draselná sůl kyseliny dimetyl nebo dietylamioctové) způsob využívající organické zásady moetalamin (MEA) dietalamin (DEA) Základy chemických techlogií 19

20 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Fyzikální absorpce N-metylpyrolidon (způsob PURISOL) metal (způsob RECTISOL) Základy chemických techlogií 20

21 Odstraňování organických Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá sloučenin síry katalytická hydrogenace (Co-Mo, endotermní, C) katalytická hydrolýza (Al 2 O 3, exotermní, C) adsorpce na aktivní uhlí Základy chemických techlogií 21

22 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Příprava syntézního plynu stechiometrický poměr chemické metody přípravy z plynných paliv (zemní plyn) z kapalných paliv (ropa, benzin, mazut) z tuhých paliv (uhlí, koks) Základy chemických techlogií 22

23 Syntézní plyn z plynných a Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá kapalných uhlovodíků parciální oxidace vodní parou (tzv.parní reforming) parciální oxidace kyslíkem Základy chemických techlogií 23

24 Syntézní plyn z plynných a Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá kapalných uhlovodíků (pokrač.) Oba procesy probíhají se zvětšm počtů molů. Je proto výhodněj stlačovat již směs plynů vstupujících do reakce a ne až reakční produkty. Ušetří se tím na energie při následující kompresi plynu. Základy chemických techlogií 24

25 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Parní reforming endotermický proces vhodný pro uhlovodíky do bodu varu 220 C žívá se přebytek vodní páry proces se katalyzuje (Ni na alumině) pro methan CH 4 + H 2 O = CO + 3H 2 ENDOTERMNÍ CO + H 2 O = H 2 + CO 2 (vedlej reakce) Základy chemických techlogií 25

26 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Parní reforming (pokrač.) u vyšch uhlovodíků se předpokládá, že v první fázi dochází ke štěp na methan nežádoucím jevem je vznik uhlíku v důsledku tepelného štěp uhlovodíků nebo Boudouardovy reakce Základy chemických techlogií 26

27 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Parciální oxidace kyslíkem exotermní proces vhodný i pro uhlovodíky o vyšm bodu varu než 220 C proces může být katalyzován oxidace methanu probíhá podle reakce CH 4 + 0,5 O 2 = CO + 2H 2 EXOTERMNÍ CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O (vedlej reakce) obě reakce jsou i za vysokých teplot jedsměrné Základy chemických techlogií 27

28 Parciální oxidace kyslíkem Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá (pokrač.) proces se vede s přebytkem kyslíku teplota procesu se reguluje přídavkem vodní páry žití katalyzátoru omezuje vznik sazí a umožňuje pracovat při nižch teplotách C oproti režimu bez katalyzátoru ( C) Kombivaný proces parního reformingu následovaný parciální oxidací kyslíkem nebo vzduchem. Základy chemických techlogií 28

29 Tepelně oxidační štěp Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá (pyrolýza) metanu na acetylén endotermní proces teplo se získává parciální oxidací části methanu vodík vzniká při reakci 2CH 4 = C 2 H 2 + 3H 2 Základy chemických techlogií 29

30 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Zplyňování tuhých paliv zplyňování je proces při kterém se působí plyny, které obsahují kyslík, na tuhá paliva, přičemž vznikají hořlavé plyny, může být žit vzduch, kyslík, vodní pára i oxid uhličitý podle slož oxidačního plynu mění se i slož vznikajících hořlavých plynů chudý plyn zplyňování se provádí vzduchem smíšený (generátorový plyn) zplyňování se provádí vzduchem za přídavku vodní páry vodní plyn zplyňování se provádí vodní parou Základy chemických techlogií 30

31 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Zplyňování tuhých paliv (pokrač.) při zplyňování koksu (uhlí) se vzduchem nebo kyslíkem probíhají reakce 1. C + O 2 = CO C + O 2 = 2CO 3. C + CO 2 = 2CO ENDOTERMNÍ 4. 2CO + O 2 = 2CO 2 při zplyňování koksu(uhlí) vodní parou probíhá reakce C + H 2 O = CO + H 2 ENDOTERMNÍ Teplo pro tuto reakci se získává spalováním části paliva Základy chemických techlogií 31

32 Výroba dusíko-vodíkové směsi Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá dělm zpracování koksárenského plynu zpracování odplynů při výrobě amoniaku Základy chemických techlogií 32

33 Zpracování surového syntézního Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá plynu konverze oxidu uhelnatého vodní parou odstraňování oxidu uhličitého odstraňování zbytků oxidu uhelnatého Základy chemických techlogií 33

34 Konverze oxidu uhelnatého Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá vodní parou exotermní proces chemická reakce bez katalyzátoru neprobíhá CO + H 2 O = CO 2 + H 2 EXOTERMNÍ přebytek vodní páry a co nejniž teplota středoteplotní katalyzátor C (oxid železitý promotovaný oxidem chromitým) Základy chemických techlogií 34

35 Konverze oxidu uhelnatého Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá vodní parou (pokrač.) nízkoteplotní katalyzátor C (oxid měďnatý a oxid zinečnatý promotovaný oxidem chromitým nebo oxidem železitým a oxidem hlinitým) rychlost procesu je silně ovlivňována vniřní difuzí reaktor je rozdělen na dva stupně mezi nimiž se provádí ochlazování reakční směsi vstřikem kondenzátu Základy chemických techlogií 35

36 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Odstraňování oxidu uhličitého absorpce spojená s u reakcí fyzikální absorpce ostatní způsoby Základy chemických techlogií 36

37 Absorpce spojená s Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá u reakcí vodní vypírka karbonátový způsob ethalamivý způsob (MEA, DEA, TEA) alkacidový postup Základy chemických techlogií 37

38 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Fyzikální absorpce způsob PURISOL (N-methylpyrolidon) způsob RESTISOL (methal) v praxi se žívá dvoustupňová vypírka (např.kombinace karbonátového a ethalamivého postupu) Základy chemických techlogií 38

39 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Ostatní způsoby adsorpční, případně membrávý postup Základy chemických techlogií 39

40 Odstraňování oxidu Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá uhelnatého pomocí kapalného dusíku hydrogenace CO na methan CO + 3H 2 = CH 4 + H 2 O EXOTERMNÍ katalyzátor Ni při 300 C nebo Cr-Ni při C Základy chemických techlogií 40

41 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Syntéza amoniaku komprese plynu minimální práce pístové kompresory turbokompresory Základy chemických techlogií 41

42 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Výroba vysokotlakých těles vykováním z ingotu navivání profilového pásku v několika vrstvách na tenkostěnu jádrovou trubku navlékání skruží na tenkostěnu jádrovou trubku Základy chemických techlogií 42

43 Stupeň přeměny syntézní Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá směsi vliv teploty vliv tlaku katalytický proces probíhající v oblasti vnitřní difúze měrný výkon katalyzátoru (30-50 t NH 3 vyrobených na 1m 3 katalyzátoru za 1 hodinu pro zrna 8 mm) žívání drobzrných katalyzátorů cca 2-3 mm tok plynu přes katalyzátor (axiální zaměněn za štěpný nebo příčný nebo radiální) Základy chemických techlogií 43

44 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Katalyzátor a katalytické jedy syntéza i rozklad probíhá na katalyzátoru katalyzátor na bázi železa (gama Fe) příprava katalyzátoru vychází z redukce vypražených a přetavených oxidů železa, pro redukci je nejvhodněj Fe 3 O 4 tepelná stabilita se dociluje přídavkem těžko redukovatelných oxidů katalyzátor je pyroforický (na vzduchu samozápalný) vratná otrava (kyslík, voda, oxid uhelnatý a uhličitý) nevratná otrava (sloučeniny síry, selenu, arzénu a fosforu) Základy chemických techlogií 44

45 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Syntézní okruh z termodynamiky plyne vysoký tlak, nízké teploty nejniž teplota odpovídá pracovní teplotě katalyzátoru (cca C), z toho plyne nízká konverze výchozí suroviny (cca 25-35%) nutst oddělit vzniklý amoniak a zbylou reakční směs vrátit zpět do procesu Základy chemických techlogií 45

46 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Syntézní okruh (pokrač.) děl syntézních okruhů podle tlaku nízkotlaký (10-20 MPa) středotlaký (25-35 MPa) vysokotlaký ( MPa) s rostoucí objemovou rychlostí reakční směsi lze docílit vět produkce, přesto že stupeň konverze klesá odvod inertních látek z cirkulačního okruhu (obsahuje argon, methan), tzv. odfuky Základy chemických techlogií 46

47 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Syntézní okruh - sestava syntézní reaktor chladič reakční směsi podchlazovač reakční směsi odlučovač reakční směsi filtr oběhové čerpadlo Základy chemických techlogií 47

48 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Syntézní reaktor skládá se z vysokotlakého tělesa a vestavby požadavky na kvalitu konstrukčních ů vodíková koroze (vodík + železo poskytuje hydrid a ten reaguje s uhlíkem v železu za vzniku methanu) vestavba tlakového tělesa je z měkké a uhlíkem chudé oceli, tělesa jsou dvouvrstvá vestavba zahrnuje výměník tepla (trubkový) k ohřevu plynu koš s katalyzátorem amoniakové syntézní reaktory se dělí na reaktory s vnitřní výměu tepla reaktory s vněj výměu tepla Základy chemických techlogií 48

49 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Chladiče a podchlazovače systém trubka v trubce chladiče (vodní, vzduchové) podchlazovače (kapalný amoniak) Základy chemických techlogií 49

50 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Odlučovače ležatý (vertikální zarážky) vertikální (trubka v trubce) Základy chemických techlogií 50

51 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Uskladnění amoniaku tři způsoby uskladnění teplé ( do 40 C, odpovídající tlak 1,55 MPa) středoteplotní (-5 až +5 C) t NH 3 nízkoteplotní (-33 C atmosférický tlak) t NH 3 Základy chemických techlogií 51

52 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Přeprava amoniaku železniční a automobilové cisterny Základy chemických techlogií 52

53 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Bezpečst práce amoniak dusík vodík oxid uhelnatý sulfan oxid uhličitý Základy chemických techlogií 53

54 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá VÝROBA KYSELINY DUSIČNÉ ZÁKLADY CHEMICKÝCH TECHNOLOGIÍ Základy chemických techlogií 54

55 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Vlaststi HNO 3 bezbarvá, na vzduchu dýmající kapalina dusivý zápach na vzduchu se rozkládá 4HNO 3 = 4NO 2 + H 2 O + O 2 NO 2 se rozští v HNO 3 a hnědě ji zabarvuje ve vodě se HNO 3 rozští ve všech poměrech za vývoje tepla Základy chemických techlogií 55

56 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Vlaststi HNO 3 (pokrač.) s vodou tvoří dva hydráty HNO 3. 3H 2 O a HNO 3. H 2 O nejniž bod tuhnutí -66,3 C má směs o slož cca 90% hm HNO 3 nejvyš bod varu 121,9 C příslu azeotropní směsi o slož 68,4% hm HNO 3 (hým zahříváním nelze získat kyselinu o vyš koncentraci) Základy chemických techlogií 56

57 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Vlaststi oxidu dusnatého bezbarvý plyn kritická teplota je -92,9 C, kritický tlak je 6,52 MPa za rmálního tlaku se zkapalňuje při - 151,4 C rozští se v HNO 3 a to tím více čím je koncentrovaněj rozpuštěný redukuje HNO 3 za vzniku NO 2 Základy chemických techlogií 57

58 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Vlaststi oxidu dusitého existuje při vyšch tlacích a nízké teplotě v ekvimolární směsi NO a NO 2 přechází při 25 C a 0,1 MPa ze 10,5% hm na N 2 O 3 při +3,5 C zkapalňuje za vzniku modře zbarvené kapaliny Základy chemických techlogií 58

59 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Vlaststi oxidu dusičitého rudohnědý plyn se snižující se teplotou zbarv slábne, se zvyšující se zesiluje (souvisí se vznikem polymeru 2NO 2 =N 2 O 4, který je bezbarvý) při ochlaz na 21,5 C N 2 O 4 kapalní při -10,8 C přechází v bezbarvé krystaly Základy chemických techlogií 59

60 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Vlaststi oxidu dusičného za rmálních podmínek ho nelze připravit oxidací oxidu dusnatého vzniká oxidací plynných nebo kapalných oxidů dusíku ozonem N 2 O 4 + O 3 = N 2 O 5 + O 2 vzniká též oxidací N 2 O 4 kyslíkem při tlaku 200 MPa s vodou lehce tvoří HNO 3 o vysoké koncentraci Základy chemických techlogií 60

61 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Použití kyseliny dusičné výroba dusíkatých hjiv výroba kombivaných hjiv výroba výbušnin výroba syntetických barviv Základy chemických techlogií 61

62 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Historie výrobních postupů rozklad dusičnanu sodného kyseliu sírovou při 200 C NaNO 3 + H 2 SO 4 = NaHSO 4 + HNO 3 zaříz retorta + chladič produktem je kyselina o koncentraci 96-98% (při žití H 2 SO 4 a čistého NaNO 3 ) Základy chemických techlogií 62

63 Historie výrobních postupů Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá (pokrač.) oxidace vzdušného dusíku kyslíkem v elektrickém oblouku N 2 + O 2 = NO Základy chemických techlogií 63

64 Historie výrobních postupů Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá (pokrač.) katalytická oxidace amoniaku plativý katalyzátor velmi krátká doba styku (0,001 s), jinak dochází k rozlož vzniklého oxidu dusnatého Základy chemických techlogií 64

65 Výroba podazeotropické Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá kyseliny dusičné sumární rovnice NH 3 + 2O 2 = HNO 3 + H 2 O vlastní výroba probíhá ve dvou fázích 1. spalování amoniaku za přítomsti katalyzátoru NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O 2. oxidace oxidu dusnatého na oxid dusičitý a jeho absorpce ve vodě 2NO + O 2 = NO 2 3NO 2 + H 2 O = 2HNO 3 + NO proces oxidace NO a absorpce NO 2 se několikrát opakuje (vyš stupeň přeměny NO na HNO 3 Základy chemických techlogií 65

66 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Katalytická oxidace amoniaku při oxidaci amoniaku vzniká vedle NO také N 2 O a N 2 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O 4NH 3 + 4O 2 = 2N 2 O + 6H 2 O 4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O průběh ovlivňuje katalyzátor a podmínky ved procesu Základy chemických techlogií 66

67 Katalytická oxidace amoniaku Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá (pokrač.) všechny reakce jsou exotermní a prakticky nevratné při dosaž rovváhy by konečným produktem byl dusík a vodní pára, což n žádoucí úlohou katalyzátoru je usměrňování reakce na oxid dusnatý ostatním reakcím nesmí být dopřá dost času k jejich průběhu (zplodiny reakce je třeba odvést z reakčního prostoru) kromě výše uvedených tří reakcí se při spalování amoniaku uplatňují i nežádoucí pochody: Základy chemických techlogií 67

68 Katalytická oxidace amoniaku Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá (pokrač.) 2NH 3 = N 2 + 3H 2 2NO = N 2 + O 2 4NH 3 + 6NO = 5N 2 + 6H 2 O cílem spalování amoniaku je podpořit jen reakci se vznikem NO a potlačit průběh ostatních rozhodující je doba styku plynu s katalyzátorem, jeho slož a reakční podmínky (teplota, tlak, slož výchozí plynné směsí) Základy chemických techlogií 68

69 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Katalyzátor plativé sítě (slitina s rhodiem nebo i paladiem Pt + 4%Pd + 3,5%Rh nebo Pt + 7,5%Rh pro tlakové spalování) síla drátu 0,05 0,09 mm zpracovaná háčkováním spalování za rmálního tlaku: 3 až 4 síta, stupeň přeměny NH 3 na NO je 95-98% spalování za vyšho tlaku: 10 až 30 sít (s rostoucím tlakem se žívá více sít, protože klesá stupeň přeměny, dosahovaný stupeň přeměny je 95% Základy chemických techlogií 69

70 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Katalyzátor (pokrač.) katalyzátor v průběhu výroby křehne, zpočátku hladký a lesklý přechází na houbovitý a lesklý, vytváří se silně rozvitý povrch, který katalytickou aktivitu zvětšuje ztráty Pt v důsledku ztráty soudružsti (úlet), při rmálním tlaku 0,05-0,07g/t HNO 3, při vyšch tlacích ztráty rostou Základy chemických techlogií 70

71 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Sníž ztrát Pt katalyzátoru zachycování Pt z nitrózních plynů páleným vápnem zachycování Pt na Pd-Au sítech filtrace nitrózních plynů případně i kyseliny např. skelu vatou Základy chemických techlogií 71

72 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Mechanizmus oxidace NH 3 aktivovaná adsorpce kyslíku vzniká peroxidický adsorpční komplex katalyzátor kyslík aktivovaná adsorpce amoniaku vzniká vý komplex katalyzátor kyslík amoniak přeskup elektrových vazeb atomy vodíku a dusíku se spojují s kyslíkem za vzniku vody a oxidu dusnatého Základy chemických techlogií 72

73 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Katalytické jedy fosforovodík, sulfan, křemíkovodík acetylén, pyridin mazací oleje a tuky prachové částice (ze vzduchu) Základy chemických techlogií 73

74 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Čištění katalyzátoru proprání destilovau vodou proprání 10 15% hm kyseliu chlorovodíkovou při teplotě C po dobu 1 až 2 hodiny opláchnutí destilovau vodou přežíhání vodíkovým plamenem oprava poškozených míst vystřihnutí, přivař záplaty kyslíko-vodíkovým plamenem Základy chemických techlogií 74

75 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Techlogické podmínky teplota katalyzátoru při spalování amoniaku vzduchem je C poměr O 2 :NH 3 je 1,6-2,0, což odpovídá koncentraci NH 3 ve vzducho-amoniakové směsi 9,5-11,6 % obj. Základy chemických techlogií 75

76 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Techlogické podmínky (pokrač.) kyslík je potřebný nejen na spalování amoniaku, ale i na oxidaci oxidu dusnatého na oxid dusičitý bilančně vychází, že na 1 mol amoniaku je třeba 2 moly kyslíku. Mžství kyslíku se volí tak, aby po oxidaci NO na HNO 3 zůstalo v koncovém plynu 2,5 až 5 % obj. O 2. Vstupní poměr O 2 :NH 3 je určován spalováním amoniaku a potřebný přebytek vzduchu na oxidaci NO na NO 2 se dosahuje přidáváním vzduchu do oxidačně absorpčních věží zvýšený tlak při výrobě HNO 3 urychluje oxidaci oxidu dusnatého na oxid dusičitý Základy chemických techlogií 76

77 Průmyslové uspořádání Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá procesu spalování rmální tlak středotlaké do cca 0,5 MPa vysokotlaké cca 0,7 MPa a více zdrojem kyslíku je většiu vzduch / čištění několikanásobu filtrací směšovač amoniaku se vzduchem reaktor na spalování amoniaku, rozehřátí katalyzátoru vodíkovým plamenem, parní kotel chladič nitrózních plynů oxidace oxidu dusnatého Základy chemických techlogií 77

78 Průmyslové uspořádání Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá procesu (pokrač.) chladič nitrózních plynů 2NO + O 2 = 2NO 2 2NO 2 = N 2 O 4 NO + NO 2 = N 2 O 3 všechny reakce jsou exotermické, spojené se zmenšm objemu. Sníž teploty a zvýš tlaku posunuje rovváhu všech pochodů doprava (oxidace oxidu dusnatého patří k jedné z mála reakcí, jejichž reakční rychlost se zvyšující se teplotou klesá) Základy chemických techlogií 78

79 Průmyslové uspořádání Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá procesu (pokrač.) komplexní mechanismus reakce 2NO = O 2 = 2NO 2 N 2 O 2 + O 2 = 2NO 2 Základy chemických techlogií 79

80 Průmyslové uspořádání Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá procesu (pokrač.) dimerizace oxidu dusičitého 2NO 2 = N 2 O 4 oxidací NO vznikají rudohnědé dýmy NO 2 při sníž teploty zabarv slábne v důsledku probíhající polymerizaci NO 2 Základy chemických techlogií 80

81 Průmyslové uspořádání Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá procesu (pokrač.) absorpce oxidů dusíku ve zředění HNO 3 2NO 2 + H 2 O = HNO 3 + HNO 2 N 2 O 4 + H 2 O = HNO 3 + HNO 2 N 2 O 3 + H 2 O = HNO 2 kyselina dusitá je stálá jen při velmi zředěných roztocích a při teplotách pod 0 C za pracovních podmínek se rozkládá dle rovnice 3HNO 2 = HNO 3 + 2NO + H 2 O Základy chemických techlogií 81

82 Průmyslové uspořádání Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá procesu (pokrač.) všechny pochody až na rozklad kyseliny dusité jsou exotermní. Oxidace NO na NO 2 probíhá podstatně rychleji v kyselině dusičné obsahující rozpuštěný kyslík než v plynné fázi. denitrace kyseliny dusičné odstranění oxidů dusíku a tím i rudohnědého zabarv kyseliny profukováním vzduchu (bělící kolona) Základy chemických techlogií 82

83 Průmyslové uspořádání Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá procesu (pokrač.) odstraňování oxidů dusíku z koncových plynů 1. absorpce oxidů dusíku v roztocích louhu 2NO 2 + Na 2 CO 3 = NaNO 3 + NaNO 2 + CO 2 slož v sušině: 10 30% dusičnanů a 90-70% dusitanu 3NaNO 2 + 2HNO 3 = 3NaNO 3 + H 2 O + 2NO na dusitany se roztok zpracovává zahuštěním a krystalizací dusitanů Základy chemických techlogií 83

84 Průmyslové uspořádání Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá procesu (pokrač.) 2. katalytická redukce oxidů dusíku totální redukce vodíkem (středoteplotní 500 C) 2NO + H 2 = N 2 + 2H 2 O oxidem uhelnatým (středoteplotní 500 C) 2NO + 2CO = N 2 + 2O 2 metanem (vysokoteplotní 800 C) 2NO + CH 4 = 2N 2 + CO 2 + H 2 0 katalyzátor se žívá paladium na aktivní alumině, nebo chromniklové pásky (80% Ni + 20% Cr) Základy chemických techlogií 84

85 Průmyslové uspořádání Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá procesu (pokrač.) selektivní redukce (vhodné pro plyny s vysokým obsahem kyslíku, neboť ten se reakce s amoniakem redukčním činidlem nezúčastní) 6 NO + 4 NH 3 = 5 N 2 + 6H 2 0 6NO 2 + 8NH 3 = 7N 2 + 6H 2 0 stechiometrické mžství složek teplota C katalyzátor: paladium na aktivní alumině oxid vanadičný na aktivní alumině Základy chemických techlogií 85

86 Základní schémata výrobních Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá postupů 1. kombivané spalování amoniaku a absorpce nitrózních plynů se provádí za různých tlaků 2. rovtlaké spalování i absorpce probíhají při stejném tlaku středotlaké 0,4-0,5 MPa vysokotlaké 0,7-0,9 MPa Základy chemických techlogií 86

87 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá KYSELINA SÍROVÁ ZÁKLADY CHEMICKÝCH TECHNOLOGIÍ Základy chemických techlogií 87

88 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Vlaststi Vyrábí se v koncentraci % hm. Velmi reaktivní olejovitá kapalina Ochotně se spojuje s vodou, a to i chem. vázau, za silného vývoje tepla Chem. čistá a p.a. se skladuje ve skleněných nádobách Technická konc. kyselina se skladuje a dopravuje v ocelových nádobách (ocel je chráněna před korozí vrstvičkou FeSO 4, který je v konc. kyselině nerozpustný Základy chemických techlogií 88

89 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Vlaststi (pokrač.) hustota při 20 C je 1,830 g/cm3 (v oblasti % prochází hodta hustoty maximem = jedna hodta hustoty odpovídá dvěma koncentracím) bod tání 10,45 C bod varu 296,2 C azeotropická směs 98,5 % hm. H 2 SO 4 má bod varu 336,6 C Základy chemických techlogií 89

90 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Vlaststi (pokrač.) Zředěná H 2 SO 4 (pod 75 % hm.) se skladuje a přepravuje v nádobách vyložených olovem, pryží nebo plastickými hmotami (FeSO 4 se již rozští a koroze pokračuje) Dýmavá kys. sírová je kyselina s rozpuštěným SO 3 technicky se žívá 15 %ní a 60%ní oleum (mají nízké body tání, takže tak snad nezamrzají během dopravy a skladování (ostatní snad tuhu) Základy chemických techlogií 90

91 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Použití H 2 SO 4 Výroba hjiv (superfosfát, síran amonný) Výroba kyseliny trihydrogenfosforečné extrakčním způsobem Výroba titavé běloby Moř plechů Výroba viskózových vláken Výroba kaprolaktamu Louž uravých rud Náplň akumulátorů Sulfonace a nitrace organických látek Základy chemických techlogií 91

92 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Historie výroby pál vitriolového kamence (Fe 2 O 3.3SO 3 ), vznikající SO 3 se absorboval v kyselině sírové, kde reakcí s vodou vznikala kyselina sírová resp. oleum nitrózní způsob oxidace SO 2 na SO 3 v přítomsti oxidů dusíku v olověných komorách (produktem je H 2 SO % hm. Základy chemických techlogií 92

93 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Historie výroby (pokrač.) Kontaktní pochod oxidace SO 2 na povrchu pevného katalyzátoru (produktem je konc. H 2 SO % hm. nebo oleum Oxid siřičitý se získává spalováním sirných surovin (síry, pyritu, sulfanu) nebo redukčním štěpm sulfátů (sádrovce, anhydritu... ) Základy chemických techlogií 93

94 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Oxid siřičitý Bezbarvý plyn, ostře páchucí Lidský organismus je proti němu odolněj než rostlinná vegetace Pro mikroorganismy je prudkým jedem SO 2 je částečně asociován, takže jeho molární objem za rmálních podmínek (0 C, 0,1013 MPa) je 21,89 l; kritická teplota je 157,25 C, kritický tlak 7,88 MPa, z toho vyplývá, že je lehce zkapalnitelný Rozpustst ve vodě je několikanásobně vět než v kyselině sírové Základy chemických techlogií 94

95 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Oxid sírový Bezbarvá olejovitá kapalina s bodem varu 44,7 C, tuhnutím přechází v ledovitou nebo asbestovitou látku Jako plyn je nedýchatelný, ve styku s vodou tvoří bílé dýmy mlhu, což jsou velmi jemné kapičky kyseliny sírové Kromě momerní formy může existovat ve třech modifikacích, které jsou různými polymery Jako momer je přítomen v plynné i kapalné fázi V kapalné fázi i kruhové trimery Základy chemických techlogií 95

96 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Oxid sírový (pokrač.) Pod 27 C tuhne a vznikají dvě stabilní formy Tuhý oxid sírový nelze převést za rmálního tlaku zpět do kapalného stavu dochází k sublimaci dříve, než by roztál Základy chemických techlogií 96

97 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Výroba H 2 SO 4 Kontaktní způsob výroby S + O 2 = SO 2 SO 2 + 1/2O 2 = SO 3 SO 3 + H 2 O (konc. H 2 SO 4 ) H 2 SO 4 Jedná se o jedduché exotermní chemické reakce, s velmi odlišnými reakčními podmínkami a velmi růzu náročstí jejich realizace Základy chemických techlogií 97

98 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Oxidace síry na SO 2 Elementární síra se přepravuje v železničních cisternách, veškerá manipulace a skladování se provádí s kapalu sírou Filtrace přes keramické filtry Nástřik hořákem do pece (jemné kapičky) Spalování suchým vzduchem při cca 800 C Velké reakční teplo produkce páry (cca 1 t páry 4 MPa na 1 t H 2 SO 4 Základy chemických techlogií 98

99 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Oxidace síry na SO 2 (pokrač.) Spalování síry se provádí dvojnásobným přebytkem vzduchu oproti teoretické spotřebě Plyn na výstupu z pece má koncentraci 10 % SO 2, 11 % O 2 (zbytek je N 2 ) a teplotu C Při styku horkého siřičitého plynu s vyzdívkou, izolací a konstrukčními prvky dochází ke vzniku malého mžství SO 3 Základy chemických techlogií 99

100 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Oxidace SO 2 na SO 3 K její realizaci je zapotřebí katalyzátor (vanadový) Z termodynamického rozboru plyne, že se jedná o exotermní rovvážu reakci, proveditelu se stupněm přeměny téměř 100 % při teplotě niž než 350 C ( se stoupající teplotou stupeň přeměny SO 2 rychle klesá) Základy chemických techlogií 100

101 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Oxidace SO 2 na SO 3 (pokrač.) Z hlediska kinetického je tedy nutný katalyzátor, pracující při této teplotě (v současné době známe jen katalyzátory pracující v teplotní oblasti C) N tedy možné dosáhut vyš stupeň přeměny než %, což znamená, že 1 2 % z celkového mžství SO 2 nelze využít pro výrobu H 2 SO 4 Vývoj vých katalyzátorů má velký význam Základy chemických techlogií 101

102 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Vanadové katalyzátory Katalytická reakce probíhá v kapalné fázi (výrazná odlišst od většiny ostatních pevných katalyzátorů) Aktivní složka je během reakce ( C) tvořena taveniu polysíranů alkalických kovů, ve kterých jsou rozpuštěny oxidy vanadu (slož odpovídá směsi sloučenin K 2 O.V 2 O 5.nSO 3, kde n nabývá hodt 2 6 podle teploty a koncentrace SO 2 Základy chemických techlogií 102

103 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Vanadové katalyzátory (pokrač.) Aktivní složka je nanesena na porézní sič, kterým je SiO 2 Slož katalyzátoru je % hm. aktivní složky a zbytek je sič, který má cca 50 % porozitu a specifický povrch 1,5 10 m 2 /g Tvar katalyzátoru válečky, duté válečky, kuličky atd. o rozměru 4 10 mm Životst katalyzátoru je 3 10 let Základy chemických techlogií 103

104 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Vanadové katalyzátory (pokrač.) Příčiny detivace Přehřátí nad 600 C (sič reaguje s aktivní složkou) Poškoz vodou nebo vodní parou (při odstavování se katalyzátor profoukává horkým suchým vzduchem, aby došlo k desorpci SO 3 a při ochlaz nemohla vznikut H 2 SO 4, která by katalyzátor poškodila Základy chemických techlogií 104

105 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Vanadové katalyzátory (pokrač.) Zapráš dochází k ucpání pórů prachem (nutná účinná filtrace vzduchu i síry Střídání techlogických režimů (časté odstavování a najíždění) Základy chemických techlogií 105

106 Konstrukce kontaktních Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá reaktorů pro oxidaci SO 2 na SO 3 : Čtyř až pětietážové adiabatické reakctory o průměru 10 až 12 m Chlaz se provádí mezi etážemi buď výměníky tepla nebo přídavkem chladného vzduchu Základy chemických techlogií 106

107 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Absorpce SO 3 Poslední stupeň výroby rovváha této exotermní reakce je posunuta ve prospěch H 2 SO 4 (100 % absorpce): SO 3 +H 2 O (konc. H 2 SO 4 ) = H 2 SO 4 Při žití H 2 O nebo zředěné H 2 SO 4 vzniká velmi stabilní mlha (aerosol) kyseliny sírové (SO 3 reaguje s vodou v plynné fázi), příčiu je vysoká tenze vodní páry Základy chemických techlogií 107

108 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Absorpce SO 3 (pokrač.) Používá se H 2 SO 4 o koncentraci 98,3 % hm., která má nejniž (prakticky nulovou) tenzi vodní páry Stejná koncentrace kyseliny se žívá pro suš vzduchu pro spalování síry Suš vzduchu a absorpce SO 3 tvoří ve výrobě jeden techlogický celek Základy chemických techlogií 108

109 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Absorpce SO 3 (pokrač.) Absorbér ocelová věž s kyselivzdoru vyzdívkou, vyplněná Raschigovými kroužky Absorbéry jsou většiu dva, první produkuje %ní oleum a druhý koncentrovau kyselinu Plyny po absorpci procházejí přes odlučovače kapek a mlhy (demistery) do komína Základy chemických techlogií 109

110 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Extrakce zbytkového SO 2 Obsah SO 3 v koncových plynech je zanedbatelný Obsah SO 2 v plynu u 1 t H 2 SO 4 je cca kg, což odpovídá ztrátě cca kg H 2 SO 4 Základy chemických techlogií 110

111 Extrakce zbytkového SO 2 Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá (pokrač.) Sníž obsahu SO 2 - optimalizovaná varianta dvojí oxidace s vložeu absorpcí po dosaž stupně přeměny SO 2 na SO 3 cca % se reakční směs odvede z reaktoru, ochladí, absorbuje se vzniklý SO 3 asi z 95 %, zbylý plyn se ohřeje a vede zpět do reaktoru na poslední vrstvu katalyzátoru ztráty se sníží na 1 5 kg H 2 SO 4 ; za vyš investiční náklady se získá více H 2 SO 4 a významný ekologický efekt Základy chemických techlogií 111

112 Extrakce zbytkového SO 2 Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá (pokrač.) Použití uzavřeného cyklu n prozatím zvládnuto (konstrukční y, techlogický režim) Základy chemických techlogií 112

113 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá TECHNOLOGIE A APLIKACE PRŮMYSLOVÝCH HNOJIV ZÁKLADY CHEMICKÝCH TECHNOLOGIÍ Základy chemických techlogií 113

114 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Úvod FAO (Food and Agriculture Organisation) výživa lidstva produkce potravin výroba průmyslových hjiv Koloběh živin v přírodě Základy chemických techlogií 114

115 Vývoj obyvatelstva a rozlohy Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá zemědělské půdy v ČR i ve světě celkový růst počtu obyvatelstva zmenšování ploch zemědělské půdy růst civilizačního stupně Surovivé zdroje pro výroby průmyslových hjiv. Základy chemických techlogií 115

116 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Podmínky rostlinné výroby rostliny jsou specifickým útvarem živé hmoty (z prostředí ve kterém žijí odebírají různé látky, kterými se živí) agrochemie se zabývá naukou o výživě rostlin hjiva jsou cílené látky, které přidávané do živého prostředí rostlin mohou zlepšovat jejich výživu a tedy i mžství a kvalitu úrody (cílem je zvýšit produktivitu lidské práce) Základy chemických techlogií 116

117 Podmínky rostlinné výroby Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá (pokrač.) hj je úkon, při kterém přidáváme hjiva do životního prostředí rostlin, mající za cíl udrž rovváhy v oběhu rostlinných živin fotosyntéza probíhá tam, kde je přítomna vlhkost, oxid uhličitý, světelná i tepelná energie a biologický schopný organizovat průběh fotosyntézy živiny, potřebné pro růst rostlin, jsou většiu přijímany kořeny ze živného roztoku půdy Základy chemických techlogií 117

118 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Biogenní (živné) prvky pro fotosyntézu C, H, O základní prvky (makroživiny) N, P, K, Mg ostatní živiny Ca, Mg, S, Fe, Na, Si.. stopové prvky (mikroživiny) B, Mn, Zn, Cu, Mo, J Základy chemických techlogií 118

119 Ověř potřeby jedtlivých Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá živin chemická analýza hydroponie Základy chemických techlogií 119

120 Způsoby pěstování Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá zemědělských plodin nejniž extenzivní vyš organizovaný návrat živin do půdy nejvyš intenzivní způsob Základy chemických techlogií 120

121 Hranice spotřeby Tento Tento se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá průmyslových hjiv zásoby surovin biologický limit dávek znečišťování prostředí Základy chemických techlogií 121

122 se se souhlasem souhlasem autora autora školy koly -techlogic techlogické v Jeho Jeho žit bez bez souhlasu souhlasu autora autora je je ázá Spotřeba průmyslových hjiv vývoj poznatků o minerální výživě rostlin byl impulzem rozvoje spotřeby iniciátorem bylo zemědělství nejprve se využívaly suroviny obsahující biogenní prvky (chilský ledek, přírodní fosfáty a draselné soli a dále pak průmyslové odpady (Thomasova moučka a síran amonný) Základy chemických techlogií 122