books processing steps
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
خطوات المعالجة (Info)
تتضمّن هذه العملية عدّة مراحل:
- مفاعلة الكبريت مع غاز الأُوكسجين لتكوين ثنائي أُكسيد الكبريت.
- تنقية ثنائي أُكسيد الكبريت الناتج في وحدة التنقية.
- إضافة كمية كبيرة من الأوكسجين إلى ثنائي أكسيد الكبريت بوجود خامس أُكسيد الفاناديوم كعامل مساعد محفّز للتفاعل على درجة حرارة 450 درجة مئوية وتحت 1-2 ضغط جوي.
- يُضاف ثالث أكسيد الكبريت المُتكوّن إلى حمض الكبريتيك فَينتج الزيت الإيثيري.
- يُضاف الزيت الإيثيري إلى الماء لينتج حمض الكبريتيك المُركّز جدّاً.
من الضروري تنقية الهواء وثنائي أكسيد الكبريت لتفادي تسمّم العامل المساعد المحفّز ( أي تدمير قدرته على التحفيز )، بعد ذلك يجب غسل الغاز بالماء ومن ثمّ تجفيفه بواسطة حمض الكبريتيك.
و يتم تسخين المزيج الناتج عن طريق التبادل الحراري باستخدام غازات العادم الناتجة من المحوّل الحفّاز وذلك لغايات توفير وحفظ الطاقة.
ـ يتفاعل ثنائي أكسيد الكبريت مع غاز الأكسجين كَالتّالي:
2 SO2(g) + O2(g) ⇌ 2 SO3(g): ΔH = -197 kJ·mol−1
اعتماداً على مبدأ انزياح التوازن ( مبدأ لوشاتيليه )، ينبغي استخدام درجة حرارة قليلة لتحويل التوازن الكيميائي نحو اليمين، وبالتالي زيادة النسبة المئوية للنّواتج، مع ذلك يجب الانتباه فَدرجات الحرارة المنخفضة جدّاً تؤدّي لانخفاض معدّل الإنتاج إلى مستوى لا يمكن الاستفادة منه تجاريّاً.
وبالتالي لزيادة سرعة التفاعل وضمان تحويل نسبة كافية ( تزيد عن 95% ) يجب توفير حرارة عالية (450 درجة مئوية)، ضغط متوسّط ( 1-2 ضغط جوي )، و خماسي أكسيد الفاناديوم (V2O5).
ـ العامل المساعد المحفّز يستخدم فقط لزيادة سرعة التفاعل وليس له أي تأثيرعلى التوازن الديناميكي الحراري.
تتضمّن آليّة عمل العامل المحفّز المساعد خطوتين:
1ـ أكسدة ثنائي أكسيد الكبريت (SO2 ) إلى ثلاثي أكسيد الكبريت (SO3 ) بوجود V5+:
2SO2 + 4V5+ + 2O2− → 2SO3 + 4V4+
2ـ أكسدة 4+ليعود إلى V5+ بوجود غاز الأوكسجين ( إعادة تكوين الحافز ):
4V4+ + O2 → 4V5+ + 2O2−
يتم تمرير ثلاثي أكسيد الكبريت عبر المُبادل الحراري ويُذوّب في حمض الكبريتيك المركّز في برج الامتصاص ليُعطي الزيت الإيثيري.
H2SO4 (l) + SO3 (g) → H2S2O7 (l)
ملاحظة: إذابة ثلاثي أكسيد الكبريت مباشرة في الماء غير مناسب عمليّاً بسبب طبيعة هذا التفاعل القوي الطارد للحرارة، وما سينتج هو بخار حامضي أو ضبابي بدلاُ من السائل.
ـ يتفاعل الزيت الإيثيري مع الماء والناتج هو حمض الكبريتيك المركّز:
H2S2O7 (l) + H2O (l) → 2 H2SO4 (l)
