Экстракционный способ

Более экономичным, а поэтому более разпространённым является экстракционный способ, который заключается в разложении природных фосфатов либо серной кислотой, либо смесью серной и фосфорной кислот:

Ca₃(PO₄)₂ = 3H₂SO₄ + 6H₂O = 2H₃PO₄ + 3(CaSO₄*2H₂O);

Ca5(PO₄)₃F + 5H₂SO₄ + nH₃PO₄ = (n+3)H₃PO₄ + 5CaSO₄*mH₂O + HF.

Разложению кислотами подвергаются также сопутствующие примеси: кальцит, доломит, нефелин, каолин. Это приводит к увеличению расхода используемой кислоты, а также снижает извлечение Р₂О₅

Фосфорную кислоту отфильтровывают от осадка. Осадок промывают водой для более полного удаления фосфорной кислоты.

Основные стадии производства экстракционной фосфорной кислоты:

1)Разложение фосфата серной кислотой в фосфорнокислой среде с промежуточным охлаждением реакционной смеси

2) Отделение фосфорной кислоты от осадка сульфата кальция на вакуум-фильтре с противоточной промывкой сульфата кальция водой. Основными отходами фосфорнокислотных производств являются: сульфат кальция, фтористые соединения, фосфоросодержащая вода, и другие отходы. Наибольшую опасность для экологии окружающей среды представляют фтористые соединения.

Установка для получения экстракционной фосфорной кислоты включает сравнительно простые аппараты. Основными аппаратами являются экстракторы и вакуум-фильтры. Недостатки процесса – получение продукта с низкой концентрацией Н₃РО₄ и, следовательно, высокие затраты, связанные с концентрированием по средствам выпаривания; трудность удаления побочных продуктов.

Перспективным методом получения Н3РО4 является окисление паров фосфора водяным паром при 600-900 ⁰С в присутствие катализаторов (Рt, Ti, Cu) по реакции:

Р₄+10Н₂О=2Р₂О₅+10Н₂

А водород является ценным побочным продуктом.

1. Содержание, особенности и тенденции развития химической технологии. Химико-технологические системы (ХТС). Иерархия химического производства.

2. Основные технологические понятия и определения: производительность, интенсивность, расходные коэффициенты, конверсия, селективность, выход. Химический процесс. Технологический режим.

3. Сырьё для химической технологии. Роль сырья в химической технологии. Классификация сырья. Проблема выбора сырья для технологии органического синтеза.

4. Энергопотребление в химической технологии. Энергосберегающие технологии в химическом производстве. Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР). Коэффициент использования энергии. Тепловой КПД процесса. Энерготехнологические схемы.

5. Роль воды в химической технологии. Временная и постоянная жёсткость. Подготовка воды.

6. Производство водорода. Сырьевые источники. Способы получения водорода. Краткая характеристика и сравнение методов производства водорода.

7. Блок-схема производства водорода и азото-водородной смеси парокислородовоздушной конверсией метана.

8. Подготовка сырья для производства водорода парокислородовоздушной конверсией лёгких углеводородов: «сухие» методы очистки от сернистых соединений.

9. Термодинамические основы производства водорода каталитической конверсией углеводородных газов. Выбор условий проведения процесса. Общие требования к катализаторам химико-технологических процессов.

10. Конверсия оксида углерода в процессе производства водорода. Выбор условий проведения процесса. Высокотемпературные и низкотемпературные катализаторы.

11. Очистка технологических газов от диоксида углерода. Методы очистки: водными растворами алканоламинов, горячими растворами поташа, холодным метанолом.

12. Очистка технологических газов от монооксида и диоксида углерода, азота, метана. Каталитическое гидрирование (метанирование). Короткоцикловая адсорбция (PSA).

13. Энерготехнологическая схема паровой каталитической двухступенчатой конверсии метана и оксида углерода.

14. Термодинамические основы метода синтеза аммиака из азота и водорода. Выбор условий проведения процесса.

15. Энерготехнологическая схема синтеза аммиака при среднем давлении.

16. Физико-химические основы производства разбавленной азотной кислоты. Стадия окисления оксида азота до диоксида. Нитрозные газы.

17. Физико-химические основы производства разбавленной азотной кислоты. Стадия контактного окисления аммиака.

18. Физико-химические основы производства разбавленной азотной кислоты. Стадия абсорбции диоксида азота водой.

19. Физико-химические основы производства разбавленной азотной кислоты. Стадия очистки отходящих газов от «хвостовых» оксидов азота.

20. Энерготехнологическая схема производства разбавленной азотной кислоты при «дробном» давлении.

21. Производство карбамида. Выбор условий проведения процесса. Технологические схемы производства карбамида. Блок-схема утилизации газов дистилляции.

22. Технологическая схема производства карбамида с двухступенчатой дистилляцией плава и жидкостным рециклом.

23. Физико-химические основы производства серной кислоты контактным способом. Основные стадии процесса.

24. Стадия контактного окисления диоксида серы в триоксид при производстве серной кислоты.

25. Технологическая схема производства серной кислоты контактным способом.

26. Производство хлористого водорода различными способами (сульфатный синтез из элементов, из абгазов хлорорганического синтеза и пиролиза хлорсодержащих соединений).

27. Получение соляной кислоты на основе абгазов хлорорганических производств. Технологическая схема адиабатической абсорбции хлористого водорода водой.

28. Производство кальцинированной соды аммиачным способом. Химизм процесса. Основные и вспомогательные стадии процесса. Цикл использования аммиака в процессе.

29. Блок-схема процесса производства кальцинированной соды аммиачным способом. Тенденции развития содового производства.

30. Производство едкого натра и хлора электрохимическим способом. Электролиз хлоридов натрия в ваннах с фильтрующей диаграммой. Блок-схема промышленного производства едкого натра и хлора.

31. Производство едкого натра и хлора электрохимическим способом. Электролиз хлоридов натрия в ваннах с ртутным катодом. Блок-схема промышленного производства едкого натра и хлора. Основные показатели процесса электролиза.

32. Производство фосфорной кислоты термическим и экстракционным способами. Химизм процессов. Экологические проблемы процессов производства фосфорной кислоты. Блок-схема экстракционного процесса.