Clausov proces: Razlika med redakcijama
kemija |
proces, viri |
||
Vrstica 7: | Vrstica 7: | ||
== Kemija == |
== Kemija == |
||
Clausov proces temelji na dveh kemijskih reakcijah.<ref>C.E. Mortimer, U. Müller (2003). Chemie. Das Basiswissen der Chemie. Thieme, Stuttgart, str. 411-412. ISBN 3-13-484308-0.</ref> V prvi reakciji ena tretjina vodikovega sulfida zgori v žveplov dioksid in vodo: |
Clausov proces temelji na dveh kemijskih reakcijah.<ref>C.E. Mortimer, U. Müller (2003). Chemie. ''Das Basiswissen der Chemie''. Thieme, Stuttgart, str. 411-412. ISBN 3-13-484308-0.</ref> V prvi reakciji ena tretjina vodikovega sulfida zgori v žveplov dioksid in vodo: |
||
:<math>\begin{matrix}\mathrm{2\ H_2S + 3\ O_2 \longrightarrow 2\ SO_2 + 2\ H_2O} \qquad \Delta H^0 = -1036,7\ \frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{mol}}\end{matrix}</math> |
:<math>\begin{matrix}\mathrm{2\ H_2S + 3\ O_2 \longrightarrow 2\ SO_2 + 2\ H_2O} \qquad \Delta H^0 = -1036,7\ \frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{mol}}\end{matrix}</math> |
||
Vrstica 14: | Vrstica 14: | ||
:<math>\begin{matrix}\mathrm{2\ H_2S + \ SO_2 \longrightarrow 3\ S + 2\ H_2O} \ \qquad \Delta H^0 = -145,7\ \frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{mol}}\end{matrix}</math> |
:<math>\begin{matrix}\mathrm{2\ H_2S + \ SO_2 \longrightarrow 3\ S + 2\ H_2O} \ \qquad \Delta H^0 = -145,7\ \frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{mol}}\end{matrix}</math> |
||
== Proces == |
|||
[[Slika:Claus-Prozess.png|thumb|center|700px|Clausov proces s tremi tehnološimi stopnjami]] |
|||
Clausov proces poteka v treh stopnjah: |
|||
# V glavnem gorilniku zgori z zrakom (lahko tudi s kisikom) ena tretjina vodikovega sulfida (prva reakcija, 1000 °C). Del SO<sub>2</sub> že tukaj reagira s preostalim H<sub>2</sub>S (druga reakcija). Nastala mešanica plinov se ohladi na približno 140 °C (C1 in C2), da se izloči nastalo žveplo. V tej stopnji se proizvede že 60–70 % celotne količine žvepla. |
|||
# V naslednjih dveh (ali treh) reaktorjih (R1, R2 (in R3)) poteka pri temperaturi okrog 250 °C katalizirana druga reakcija. [[Katalizator]] je [[boksit]]. V procesu z dvema reaktorjema je celoten izkoristek procesa približno 95 %, v procesu s tremi reaktorji pa približno 97 %. |
|||
# V zmesi plinov, ki izhajajo iz tretjega reaktorja ni več SO<sub>2</sub>, ampak samo nekaj H<sub>2</sub>S, ki se termično (~ 900 °C) ali katalitično (~ 400 °C) sežge zaradi preprečevanje emisij H<sub>2</sub>S. |
|||
V procesu je zelo pomembna [[stehiometrija]]: v plinih iz zadnjega reaktorja mora biti nekaj prebitnega H<sub>2</sub>S in ne SO<sub>2</sub>, ker bi slednji ne zgorel, ampak bi kot tak zapustil proces in onesnažil okolje. |
|||
==Sklici== |
==Sklici== |
||
{{sklici|2}} |
{{sklici|2}} |
||
==Vira== |
|||
{{Div col|cols=2}} |
|||
* B. Schreiner. ''Der Claus-Prozess: Reich an Jahren und bedeutender den je''. Chemie in unserer Zeit '''42''' (2008): 378-392. doi:10.1002/ciuz.200800461 |
|||
* F.P. Springer. ''Über Schwefel und Schwefelwasserstoff - Zur Geschichte dieser Bestandteile von Erdgasen''. Erdöl-Erdgas-Kohle Heft '''10''' (2011): 382-388. |
|||
{{Div col end}} |
|||
[[Kategorija:Industrijski procesi]] |
[[Kategorija:Industrijski procesi]] |
Redakcija: 22:47, 4. marec 2015
Clausov proces je najpomembnejši proces za odstranjevanje žvepla iz plinov. Postopek, v katerem se vodikov sulfid (H2S) pretvori v žveplo, je leta 1883 patentiral nemški kemik Carl Friedrich Claus.
Proces je primeren za odstranjevanje vodikovega sulfida iz zemeljskega plina, rafinerijskih plinov in odpadnih plinov, ki nastajajo v drugih industrijskih procesih. Slednji lahko vsebujejo tudi vodikov cianid (HCN), ogljikovodike, žveplov dioksid (SO2) ali amonijak (NH3). Za proizvodnjo žvepla so primerni plini z več kot 25 % H2S.[1]
Velika večina od 64 milijonov ton žvepla, proizvedenega po celem svetu leta 2005, je bila stranski proizvod rafinerij in drugih tovarn za predelavo ogljikovodikov.[2][3][4] Žveplo se porabi predvsem za proizvodnjo žveplove kisline, gume in kot gnojilo in pesticid.
Kemija
Clausov proces temelji na dveh kemijskih reakcijah.[5] V prvi reakciji ena tretjina vodikovega sulfida zgori v žveplov dioksid in vodo:
V drugi reakciji preostali dve tretjini vodikovega sulfida reagirata z nastalim žveplovim dioksidom, pri čemer nastaneta žveplo in voda:
Proces
Clausov proces poteka v treh stopnjah:
- V glavnem gorilniku zgori z zrakom (lahko tudi s kisikom) ena tretjina vodikovega sulfida (prva reakcija, 1000 °C). Del SO2 že tukaj reagira s preostalim H2S (druga reakcija). Nastala mešanica plinov se ohladi na približno 140 °C (C1 in C2), da se izloči nastalo žveplo. V tej stopnji se proizvede že 60–70 % celotne količine žvepla.
- V naslednjih dveh (ali treh) reaktorjih (R1, R2 (in R3)) poteka pri temperaturi okrog 250 °C katalizirana druga reakcija. Katalizator je boksit. V procesu z dvema reaktorjema je celoten izkoristek procesa približno 95 %, v procesu s tremi reaktorji pa približno 97 %.
- V zmesi plinov, ki izhajajo iz tretjega reaktorja ni več SO2, ampak samo nekaj H2S, ki se termično (~ 900 °C) ali katalitično (~ 400 °C) sežge zaradi preprečevanje emisij H2S.
V procesu je zelo pomembna stehiometrija: v plinih iz zadnjega reaktorja mora biti nekaj prebitnega H2S in ne SO2, ker bi slednji ne zgorel, ampak bi kot tak zapustil proces in onesnažil okolje.
Sklici
- ↑ Gas Processors Association Data Book, 10. izdaja, 2. del, 22. poglavje.
- ↑ Sulfur production report. United States Geological Survey.
- ↑ Discussion of recovered byproduct sulfur. Geotimes.org.
- ↑ B. Schreiner (2009). Der Claus-Prozess. Chemie in Unserer Zeit 42 (6): 378 – 392.
- ↑ C.E. Mortimer, U. Müller (2003). Chemie. Das Basiswissen der Chemie. Thieme, Stuttgart, str. 411-412. ISBN 3-13-484308-0.
Vira
- B. Schreiner. Der Claus-Prozess: Reich an Jahren und bedeutender den je. Chemie in unserer Zeit 42 (2008): 378-392. doi:10.1002/ciuz.200800461
- F.P. Springer. Über Schwefel und Schwefelwasserstoff - Zur Geschichte dieser Bestandteile von Erdgasen. Erdöl-Erdgas-Kohle Heft 10 (2011): 382-388.