CC BY
105Journal of Advances in ^ CHEMICAL
Engineering Technology Vol.2(6) 2022 "©ij TECHNOLOGY
©Hosilova S.Sh., Nurmurodov T.I.
"NAVOIYAZOT" AJ KAUSTIK SODA ISHLAB CHIQARISH MAJMUASIDA ISHLATILGAN IKKILAMCHI SULFAT KISLOTA TARKIBINI O'RGANISH VA TOZALASH JARAYONINI TADQIQ QILISH
Nurmurodov T.I. - texnika fanlar doktori, dotsent Email: [email protected], Hosilova S.Sh. -Navoiy davlat konchilik va texnoligiyalar universiteti "Kimyo texnologiya" yo'nalishi magistiranti Email: sarvinozhosilova91 @gmail.com
Annotatsiya: Hozirgi vaqtda sulfat kislota kimyo sanoatining ko'pchilik texnologiyalarida keng qo'llaniladi, natijada oraliq va sarflangan sulfat kislota eritmalari hosil bo'ladi. Ko'pgina hollarda, sulfat kislotani qayta tiklash yoki undan foydalanish uchun ushbu eritmalarni qayta ishlash kerak bo'ladi. Sanoatda ko'p yillik amaliyotlar davomida, turli xil sharoitlarda hosil bo'lgan sulfat kislota eritmalarini qayta tiklashning bir nechta usullari amalga oshirilgan. Ushbu maqolada "Navoiyazot" AJ kaustik soda ishlab chiqarish majmuasida ishlatilgan ikkilamchi sulfat kislotaning tarkibini va uni tozalash jarayonini ko'rib chiqamiz. "Navoiyazot" AJ kaustik soda ishlab chiqarish majmuasida, osh tuzi eritmasini elektroliz qilish natijasida hosil bo'lgan xlor gazini namligini ushlab qolish uchun 98% li sulfat kislota eritmasidan foydalaniladi. Natijada sulfat kislota jarayondagi namlikni oladi va qisman xlor bilan to'yinib, konsentratsiyasi 73-75% gacha kamayadi. Hosil bo'lgan ikkilamchi sulfat kislotaning konsentarsiyasini bug'latish yo'li bilan oshirishga erishildi. Olingan natijalar shuni ko'rsatadiki, ikkilamchi sulfat kislota konsentratsiyasi 82,91% gacha yetkazildi va tarkibidagi xlor miqdori 85,36% gacha kamaydi. Bu esa texnologik jarayonda hosil bo'lgan ishlatilgan ikkilamchi sulfat kislotadan foydalanish sohalarini kengaytiradi.
Kalit so'zlari: Sulfat kislota, kaustik soda, ikkilamchi sulfat kislota, osh tuzi, xlor, elektroliz, bug'latish jarayoni, konsentratsiya.
Аннотация: Серная кислота в настоящее время широко применяется во многих технологиях химической промышленности, в результате чего образуются промежуточные и отработанные растворы серной кислоты. Во многих случаях будет необходимо повторно использовать эти растворы для извлечения или использования серной кислоты. За многолетнюю промышленную практику было разработано несколько способов восстановления растворов серной кислоты, образующихся в различных условиях. В данной статье мы рассмотрим состав вторичной серной кислоты, используемой в производстве едкого натра АО «Навоиазот» и процесс ее очистки. На комплексе по производству едкого натра АО «Навоиазот» для удержания влаги газообразного хлора, образующегося при электролизе солевого раствора, используется 98% раствор серной кислоты. В результате серная кислота в процессе получает влагу и частично насыщается хлором, концентрация которого снижается до 73-75%. Концентрацию образовавшейся вторичной серной кислоты повышали выпариванием. Результаты показывают, что концентрация вторичной серной кислоты достигла 82,91%, а содержание хлора снизилось до 85,36%. Это расширяет возможности tfl использования вторичной серной кислоты, ^^ образующейся в процессе.
Ключевые слова: серная кислота, едкий натр, вторичная серная кислота, соль, хлор, электролиз, выпаривание, концентрирование.
Annotation: Sulfuric acid is now widely used in many aspects of the chemical industry, resulting therefore the formation of intermediate and sulfuric acid solution appear. In many cases, it is necessary to recycle these solutions to recover or use sulfuric acid. During many years of industrial practice, several methods have been developed to take sulfuric acid solutions formed under different conditions. In this article we consider the composition of secondary sulfuric acid used in the production of caustic soda of JSC "Navoiyazot" and its purification process. At the caustic soda production complex of JSC "Navoiyazot", a 98% solution of sulfuric acid is used to retain the moisture of chlorine gas formed by electrolysis of salt solution. As a result, sulfuric acid receives moisture in the process and is partially saturated with chlorine, the concentration of which is reduced to 73-75%. The concentration of the formed secondary sulfuric acid is increased by evaporation. The results show that the concentration of secondary sulfuric acid reaches 82,91% and the chlorine content decreases to 85,36%. This expands the use of secondary sulfuric acid generated in the process.
Key words: sulfuric acid, caustic soda, secondary sulfuric acid, salt, chlorine, electrolysis, evaporation, concentration.
Kimyoviy mahsulotning sifati uning tarkibida begona aralashmalarning ya'ni qo'shimchalaming borligi va ularning miqdori bilan aniqlanadi. Tayyor mahsulot toza va konsentrlangan bo'lishi kerak. Begona aralashmalarning tavsifi va miqdori xomashyo va tayyor mahsulotning tozalanish darajasi va qo'shimcha reaksiyalarga bog'liq bo'ladi. Xomshyoni tozalash qanchalik takomillashgan bo'lsa hamda tayyor mahsulotdan qanchalik to'liqroq ajratib olingan, tozalangan bo'lsa, sifat shunchalik yuqori bo'ladi. Ayniqsa mahsulot konsentratsiyasi sifat uchun muhim ko'rsatkichdir. Toza va konsentrlangan mahsulot olish nafaqat sifat uchun, balki u xomashyo sifatida qo'llaniladigan jarayonlarni intensivlash uchun juda muhumdir.[1]
"Navoiyazot" AJ da 2019-yil 28-dekabrda ishga tushirilgan kaustik soda ishlab chiqarish majmuasi quvvati yiliga 75000 tonna 32% li kaustik soda, 73500 tonna 50% li kaustik soda, 64000 tonna vodorod xlorid, 11250 tonna 31% li xlorid kislota, 10% li natriy gipoxlorit mahsulotlarini ishlab chiqaradi.
Journal of Advances in Engineering Technology Vol.2(6) 2022
CHEMICAL TECHNOLOGY
Kaustik soda va xlor mahsulotlarini ishlab chiqarishning texnologik jarayoni natriy xloridning suvli eritmasi orqali to'g'ridan-to'g'ri elektr tokini o'tkazishga asoslangan elektrokimyoviy usulda amalga oshiriladi. Natriy xloridning suvdagi eritmasi orqali doimiy elektr toki o'tkazilganda katodda vodorod, anodda gazsimon xlor, eritmada esa natriy gidroksid to'planadi. Natriy xloridning suvdagi eritmasi elektrolizning umumiy tenglamasi molekulyar ko'rinishda quyidagicha boradi [2]:
2H2O + 2NaCl ^ H2 + Cl2 + 2NaOH
Hosil bo'lgan natriy gidroksid, kaustik sodaning 32% li, 50% li va granulali soda ishlab chiqarish bo'linmalariga yuboriladi. Vodorod va xlor esa xlorli birikmalar ishlab chiqarish uchun qayta ishlanadi.
Elektroliz jarayonida elektrolizyordan chiqarilgan nam xlor gazi yuqori haroratga ega, kuchli karroziyaga olib keladigan katta miqdordagi suv bug'lari va aralashmalarni o'z ichiga oladi. Shu munosabat bilan xlor gazini sovutish, quritish va tozalash kerak bo'ladi. Xlor gazi sovutiladi va quritish bosqichlaridan o'tib, tozalash jarayoniga yuboriladi. Xlordagi eng ko'p namlikni olib tashlash uchun sulfat kislotadan foydalaniladi.
"Polivinilxlorid, kaustik soda va metanol ishlab chiqarish majmuasi"da asosiy xomashyolar xlor, vodorod xlorid va asetilen gazlarini namligini tutib qolish jarayonida 98%li sulfat kislota eritmasidan foydalaniladi. Kaustik soda ishlab chiqarish majmuasida jarayon sirkulyatsion nasoslar yordamida sirkulyatsion sulfat kislota bilan teskari aloqa orqali xlordagi namlikni olish ikki bosqichda amalga oshiriladi. Birinchi bosqichdan o'tgan sulfat kislota konsentratsiyasi 75% dan, ikkinchi bosqichdan o'tgan sulfat kislota konsentratsiyasi 94% dan kam bo'lmasligi kerak. Sulfat kislota konsentratsiyasi doimiy nazorat qilib boriladi. Ikkilamchi sulfat kislota konsentratsiyasi titrimetrik analiz usuli bilan aniqlandi.
Titrimetrik analizda titri aniq bo'lgan eritmalardan foydalanib, titri noma'lum eritmalarning titrlari aniqlanadi. Titrlash usullaridan kislota-asosli titrlash ya'ni biror kislotaning titrlangan eritmasidan foydalanib, ishqorlarning miqdorini yoki ishqorning titrlangan eritmasidan foydalanib, kislotalarning miqdorini aniqlash mumkin. Kislota-asosli titrlash usulida asosiy ishchi eritmalari kuchli kislotalar -HCl, HClO4 yoki H2SO4 va asosiy ishchi eritmalari ishqorlar - NaOH, KOH yoki NH4OH eritmalaridan foydalaniladi [3].
Ikkilamchi sulfat kislotaning massa ulushini o'lchash uchun GOST 2184-2013 standartdan foydalanildi. Tahlil ikkita parallel namunalar yordamida amalga oshiriladi. 0,7-1,0g sulfat kislota namunasi Lunge-Rey pipetkasida tortiladi, tortish natijasi formulaga qo'yiladi. Sig'imi 250m3 konus shaklidagi kolbaga o'tkazib, unga 50m3 suv, 0,1% li metil qizili, 0,5N li natriy gidroksid eritmasi bilan titrlanadi. Titrlash jarayoni, eritmaning qizil rangi to'q
sariq rang bo'lguncha davom ettiriladi. O'lchov natijalari quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:
VxKx 0,02452 x 100 x =-, %
bu yerda:
V - titrlash uchun ishlatilgan natriy gidroksidi eritmasining hajmi, m3;
K - natriy gidoksid eritmasi uchun koeffitsient; 0,02425 - 1sm3 natriy gidroksid eritmasiga to'g'ri keladigan sulfat kislota massasi, g;
m - tahlil qilingan kislota namunasi, g; [4] Kaustik soda ishlab chiqarish majmuasida hosil bo'lgan xlor gazlarini ikki bosqichli quritish jarayonida ishlatilgan sulfat kislota konsentaratsiyasini(foizda) GOST 2184-2013 ga asoslanib quyidagi natijalar olindi: Birinchi bosqich birinchi namuna:
V=15,6m3, 0,5N li NaOH; K=0,9885; m=0,48g H2SO4
15,6 x 0,9885 x 0,02452 x 100 ^ = -ô^- = 78,77 %
Birinchi bosqich ikkinchi namuna:
V=19,2m3, 0,5N li NaOH; K=0,9885; m=0,59g H2SO4
19,2 x 0,9885 x 0,02452 x 100
=-059-= 78,87 %
Birinchi bosqich ikkita namuna uchun
umumiy o'rtacha qiymat topiladi:
x, + x2 78,77 + 78,87
=---= 78,82 %
Ikkinchi bosqich birinchi namuna:
V=19,9m3, 0,5N li NaOH; K=0,9885; m=0,50g H2SO4
19,9 x 0,9885 x 0,02452 x 100 * =-050-= 96,46 %
Ikkinchi bosqich ikkinchi namuna:
V=18,32m3, 0,5N li NaOH; K=0,9885; m=0,46g H2SO4 18,32 x 0,9885 x 0,02452 x 100 *2 =-0/46-= 96,53 %
Ikkinchi bosqich ikkita namuna uchun umumiy o'rtacha qiymat topiladi:
x, + x2 96,46 + 96,53
2
2
= 96,49 %
Yuqoridagi natijalardan ko'rish mumkinki, birinchi bosqich quritgichda ikkilamchi sulfat kislotaning foiz konsentratsiyasi 78,82%, ikkinchi bosqich quritgichda ikkilamchi sulfat kislotaning foiz konsentratsiyasi 96,49% ni tashkil etdi. 98% li sulfat kislota ikki bosqichli quritish jarayonidan keyin
m
Journal of Advances in Engineering Technology Vol.2(6) 2022
SÎ
CHEMICAL TECHNOLOGY
konsentratsiyasining pasayishi, quritish jarayonida qo'shimchalarni tutib qolishi bilan ifodalanadi.
1-rasm.Sulfat kislotaning qaynash temperaturasi
Natijada ikkilamchi sulfat kislotadan qayta foydalanish, tayyor mahsulotning sifatiga va jarayonning intensivligiga o'z ta'sirini ko'rsatadi. Shuning uchun ikkilamchi sulfat kislotaning konsentratsiyasini oshirib, sifatini yanada yaxshilash talab etiladi. Sulfat kislota qaynash temperaturasining konsentratsiyaga big'liqligi 1-rasmda keltirilgan.
Xlor (-34,04 Co) temperaturada qaynaydi va bug'lanadi. Sulfat kislota va xlor suyuqligining qaynash va bug'lanish temperaturalarini inobatga olib, ishlatilgan ikkilamchi sulfat kislotani bug'latish usulidan foydalanib tozalash ko'rib chiqildi. Bug'latish jarayoni bir soat vaqt davomida, (-40 Co) temperaturada olib borildi. Bug'latish jarayonidan keyingi ishlatilgan sulfat kislota
konsentaratsiyasi(foizda) quyidagicha o'zgardi:
Birinchi bosqich birinchi namuna:
V=7,5m3, 0,1N li NaOH; K=1,0008; m=1,1098g H2SO4 7,5 x 1,0008 x 0,0049035 x 250 x 100
* =-Û098TÏ0-= 82,91 %
Birinchi bosqich ikkinchi namuna:
V=6,82m3, 0,1N li NaOH; K=1,0008; m=1,009g H2SO4
6,82 x 1,0008 x 0,0049035 x 250 x 100
* =-^-= 82,92 %
Birinchi bosqich ikkita namuna uchun umumiy o'rtacha qiymat topiladi:
+ ^2 2
82,91 + 82,92 2
= 82,915 %
Natijalar shuni ko'rsatadiki, "Navoiyazot" AJ kaustik soda ishlab chiqarish majmuasida ishlatilgan ikkilamchi sulfat kislotani bir soat vaqt davomida, (40 Co) temperaturada bug'latilganda, uning konsentratsiyasi 82,9% ga yetdi. Bu esa texnologik jarayonda hosil bo'lgan ishlatilgan ikkilamchi sulfat kislotadan foydalanish sohalarini kengaytiradi.
Turli - tuman maqsadlarda ishlatilishi jihatidan sulfat kislota kislotalar orasida birinchi o'rinda turadi. Uning eng ko'p miqdori fosforli va azotli o'g'itlar olishga sarflanadi. Uchuvchan bo'lmaganligi sababli sulfat kislotadan boshqa kislotalar - xlorid, ftorid, ^^ fosfat, sirka kislota va hokazolar olish uchun
foydalaniladi. Uning anchagina miqdori neft mahsulotlarini - benzin, kerosin va surkov moylarini zararli qo'shimchalardan tozalashga sarflanadi. Mashinasozlikda sulfat kislota bilan metallarning sirtini qoplash (nikellash, xromlash va b.) oldidan oksidlardan tozalanadi. Sulfat kislota sun'iy tola, bo'yoqlar, plastmassalar va ko'pgina boshqa moddalar ishlab chiqarishda ishlatiladi. U akkumulyatorlarga quyish uchun ham ishlatiladi.[5]
Bug'latish jarayonidan hosil bo'lgan xlor gazini turli maqsadlarda foydalanish mumkin: Polivinilxlorid, plastmassa, sintetik kauchukdan: simlar uchun izolyatsiyalash, oyna profili, qadoqlash materiallari, kiyim-kechak va poyabzal, linoleum va gramplastinkalar, laklar, asbob-uskunalar va polistirol, o'yinchoqlar, asbob-uskunalar, qurilish materiallari ishlab chiqariladi. Polivinilxlorid vinil xloridni polimerlash orqali ishlab chiqariladi, bugungi kunda u etilendan xlor muvozanatlashgan usul bilan oraliq 1,2-dixloretan orqali olinadi; Xlorning oqartirish xususiyatlari qadimdan ma'lum bo'lgan. Xlorning sayqallash xususiyatlari qadim zamonlardan ma'lum. Xlor ko'p organik bo'yoqlarni yo'q qiladi, ularni rangsiz qiladi, lekin bu faqat suyuq yoki gazsimon suv ishtirokida sodir bo'ladi, chunki xlorning o'zi emas, balki gipoxlor kislota parchalanishi natijasida hosil bo'lgan kislorod atomi oqartiradi; Xlorli insektitsidlarni ishlab chiqarish - o'simliklar uchun xavfsiz bo'lgan, lekin zararli hasharotlarni o'ldiradigan moddalar. Ishlab chiqarilgan xlorning muhim qismi o'simliklarni himoya qilish vositalarini olish uchun sarflanadi. Eng muhim insektitsiddan biri bu geksaxlorosiklogeksan (ko'pincha geksaxloran deb ataladi). Ushbu modda birinchi marta 1825-yilda Faraday tomonidan sintez qilingan, ammo 100 yildan ko'proq vaqt o'tgach - XX asrning 30-yillarida amaliy qo'llanilishini topilgan; Suvni zararsizlantirish uchun - "xlorlash". Ichimlik suvini dezinfeksiya qilishning eng keng tarqalgan usuli; erkin xlor va uning birikmalari mikroorganizmlarning ferment tizimlarini buzish qobiliyatiga asoslangan. Ichimlik suvini dezinfeksiya qilish uchun quyidagilar qo'llaniladi: xlor, xlor dioksid, xloramin va xlorli ohak; Kimyoviy ishlab chiqarishda xlorid kislota, xlorli ohak, metall xloridlar, dorilar, o'g'itlar olishda; Metallurgiyada sof metallar titan, qalay, tantal, niobiylarni.ishlab chiqarish uchun ishlatiladi [6].
Xlor, vodorod xlorid va xlor organik moddalarini o'z ichiga olgan sanoat chiqindi gazlari va shamollatish chiqindilarining hosil bo'lishi ko'plab sohalar uchun odatiy holdir. Xlor va tarkibida xlor bo'lgan moddalarni yutish uchun suv, gidroksid va organik moddalarning suvli eritmalari, suvli suspenziyalar va organik erituvchilar ishlatiladi. NaOH eritmasi (100-110 g/l) va Ca(OH)2 (100-110 g/l) ning suvli suspenziyasi eng katta amaliy ahamiyatga ega. Xlor 80-95 C° da kalsiy gidroksidi (ohak suti) bilan singdirilganda, asosan kalsiy xlorid va xlorat hosil bo'ladi. Tozalash jarayonida hosil bo'lgan xloratlar (gipoxloritlar) chiqindi suvlarni zararsizlantirish uchun ishlatilishi mumkin yoki jonli bug' ta'sirida termokatalitik parchalanishga uchraydi:
Journal of Advances in TT X CHEMICAL
Engineering Technology Vol.2(6) 2022 6>rl TECHNOLOGY
Ca(ClO)2 ^ CaCl2 + O2
Jarayon har qanday dizayndagi absorberlarda amalga oshirilishi mumkin. Gazni tozalash darajasi 70-90% ga yetadi.Ohak usuli bir qator afzalliklarga ega: arzonligi va reaktivning mavjudligi; uskunani korroziyadan puxta himoya qilish talab qilinmaydi, chunki muhit ishqoriy hisoblanadi. Ushbu usulning kamchiliklari past darajadagi tozalanish, changni yutish vositasidan yetarli darajada foydalanmaslikdir, chunki uning bir qismi eritmaning kerakli ishqoriyligini saqlashga sarflanadi. NaOH va Na2CO3 eritmalaridan foydalanganda tozalash samaradorligi 90-98% gacha ko'tariladi [7].
Foydalanilgan adabiyotlar
[1]. Kattayev N., Ixtiyorova G., Muhamediyev M., Mirzahidov H. Kimyo texnologiyasi. - Toshkent, 2012, 13-bet
[2]. Xomchenko G.P., Xomchenko I.G. Kimyo. -Toshkent, 2010, 202-bet
[3]. Fayzullayev O., Turobov N., Ro'ziyev E. va boshqalar. Analitik kimyo labaratoriya mashg'ulotlari. - Toshkent, 2006, 227-bet
[4]. Межгосударственный стандарт ГОСТ 2184-2013. Кислота серная техническая. -Москва, 2019
[5]. I.T.Shamshidinov, X.Ch. Mirzoqulov. Sulfat kislota ishlab chiqarish nazariyasi va texnologiyasi. -Toshkent.: Iqtisod-moliya, 2017, 8-bet
[6]. N. Kattayev, G. Ixtiyarova, M. Muhamediyev, X. Mirzahidov. Kimyo texnologiyasi. - Toshkent.: O'zbekiston faylasuflari milliy jamiyati nashriyoti, 2012.
N> 9
