Анализ зависимости экономической эффективности от давления в контактном аппарате

Скорость химической реакции определяется по формуле:

С ростом давления P скорость реакции увеличивается, увеличивается и
концентрация веществ С.
Скорость реакции окисления диоксида серы имеет важное значение для экономики производства сер­ной кислоты. От нее зависит такие технико-экономические показатели процесса как производительность и интенсивность .
Реакция окисления SО2 протекает с уменьшением объема, поэтому при повышении давления равновесие в соответствии с принципом Ле-Шателье будет сдвигаться вправо, т.е. в сторону образования SО3.

Соответственно, повы­шение давления газа будет способствовать увеличению равновесной степени превращения и увеличению количество продукта.

Но, в тоже время, при повышении давления необходимо увеличивать толщину стенок оборудования. Отсюда увеличиваются материальные затраты, следовательно стоимость оборудования возрастает.

Повышенное давление в этом процессе применять нерационально, так как кроме реагирующих газов пришлось бы сжимать балластный азот, составляющий обычно 80 % от всей смеси и поэтому в производственном цикле активно используют катализаторы. Наиболее активным катализатором является платина, однако ёё не применяют вследствие дороговизны и легкой отравляемости примесями обжигового газа, особенно мышьяком. Ванадиевый катализатор менее активен, чем платиновый, но дешевле и отравляется соединениями мышьяка в несколько тысяч раз меньше, чем платина; он оказался наиболее рациональным и только он применяется в производстве серной кислоты.

Вывод: Так как затраты и производительность одинаково увеличиваются при увеличении давления, то для рационального производства серной кислоты целесообразно увеличивать давление до нескольких атмосфер и активно использовать катализаторы.

Таким образом

- определена степень превращения диоксида серы – X1= 0.69 на первом слое катализатора в контактном аппарате с промежуточными теплообменниками;

- составлен материальный баланс для каждого слоя контактной массы;

- рассчитанный объем контактной массы по слоям (без учета коэффициента запаса)

, ;

- проанализирована зависимость экономической эффективности от давления в контактном аппарате.