Диаграмма состояния сульфатной кислоты при повышеном давлении.

[ОРО]

Здравствуйте.

 

Мы гугло-химики и не совсем уверены но наверное это вопрос по термодинамике сред.

Хотим поставить опыт. Но для подбора оборудования у нас недостаточно кое каких данных.

Если конкретизировать то опыт предполагается такой: имеем герметический реактор, который предварительно заполнен инертным газом (N2, CO2 или какой либо иной который будет под руками. Это не принципиально), нагретый до постоянной темп. 200 градусов по Цельсию. Реактор также будет снабжен  подрывным клапаном на давлениие (?) Бар) с отводящей трубкой с холодильником а также терморегулятором для поддержания указаной выше температури. Внутри ректора будет размещена подогреваемая керамическая плита и сосуд-сборник.

Затем, в реактор в том состоянии как описано выше, постепенно вводять слабый раствор сульфатной кислоты (рН 6-4) который будет спадать на керамическую плиту.  Одновременно с раствором будет подаватся и некоторе количество газа для интенсификации удаления паров с реаткора. Пар и газ с реактора будет отводится через клапан по трубке в холодильник и конденсироватся (разделятся) там.

Задача поставлена так: при постоянном и равномерном поступлении этого растора килоты и газа в реактор, в нем необходимо поддерживать указанную выше температуру во времени. Очень нежелательна возможность попадания соединений серы с парами испарения через клапан но, если это будут следовые количества то это допустимо. Предполагается что кислота, которая по всей вероятности будет концетрироватся, будет стекать с плиты в сосуд-сборник.

Хотелось бы, в общих чертах иметь представление о процессах которые там будут происходить. Особенно интересует при каком давлении можна стабилизировать течение этого процеса во времени. Отклонение температуры допускается в пределах +- 10 градусов.

 

Может кто подскажет где можна найти сведения (табицы или диаграммы) состояния фаз сульфатной кислоты при повышенных давлениях. В инете встречаеться очень много такого рода сведений но только для атмосферного или пониженого давления. 

Будем признательны и за пример расчета.

 

Спасибо.

 

 

Изменено 24 Июля, 2021 в 10:17 пользователем ОРО

[chemister2010]

То есть вы хотите увеличить давление, чтоб тратить больше энергии на получение более разбавленной кислоты? В промышленности таким не занимаются, они упаривают или при атмосферном давлении или под вакуумом (для экономии), поэтому диаграммы для повышенного давления надо искать в лабораторных статьях.

[ОРО]

2 часа назад, chemister2010 сказал:

То есть вы хотите увеличить давление, чтоб тратить больше энергии на получение более разбавленной кислоты? 

Вот именно! Может у Вас есть такие диаграммы или  подскажите где их можно посмотреть?

[Леша гальваник]

Почему-то есть мнение, что раствор серной кислоты с рН 4-6, в описанных условиях будет вести себя примерно как вода. 

Вообще, установка которую Вы описываете примерно и есть примитивной установкой, чтобы такую диаграмму состояния построить, конечно не при таких мизерных концентрациях. Только термометры и узлы отбора допилить, ну и брызгоуловитель на клапан.

Нечетко понял, зачем все это нужно.

Изменено 25 Июля, 2021 в 13:32 пользователем Леша гальваник

[ОРО]

1 час назад, Леша гальваник сказал:

Почему-то есть мнение, что раствор серной кислоты с рН 4-6, в описанных условиях будет вести себя примерно как вода. 

Вообще, установка которую Вы описываете примерно и есть примитивной установкой, чтобы такую диаграмму состояния построить, конечно не при таких мизерных концентрациях. Только термометры и узлы отбора допилить, ну и брызгоуловитель на клапан.

Нечетко понял, зачем все это нужно.

Я тоже так думаю но, хотелось бы иметь доказательства от специалистов. Выше я говорил: мы же гугли-химики.  С трудом верится что таких иследований небыло.

Вы правы. Безусловно что такие кривые ми построим. В будущем. Но, сейчас необходимо чтобы начальники решились, согласились и раскошелились на это эксперимент. Для этого им необходимо пока что на пальцах показать что здесь возможен успех. Вот здесь, как раз и необходимы эти диаграммы. 

Да этого добра у нас хватает. Имеються рабочие чертежи установки. Подрядчик-изготовитель на старте.

То что я описал выше только часть эксперимента. Сульфатная кислота - один из катализаторов. Продукты реакции удаляються с водяным паром. Кислота ни в коем случае не должна содержатся в продуктах реакции. 

 

Изменено 25 Июля, 2021 в 14:35 пользователем ОРО

[Леша гальваник]

3 минуты назад, ОРО сказал:

То что я описал выше только часть эксперимента. Сульфатная кислота - один из катализаторов. Продукты реакции удаляються с водяным паром. Кислота ни в коем случае не должна содержатся в продуктах реакции. 

Тогда диаграмма состояния Вам вообще никак не поможет. Считать тепломассообмен/баланс реактора по катализатору, а не по основным веществам, имхо, сомнительный подход...

[ОРО]

1 час назад, Леша гальваник сказал:

Тогда диаграмма состояния Вам вообще никак не поможет. 

По большому счету я с этим утверждением и не спорю. Ведь я написал выше для чего мне нужна эта диаграма - предьявить руководству, как один из аргументов, вместе с Вашим: "Почему-то есть мнение, что раствор серной кислоты с рН 4-6, в описанных условиях будет вести себя примерно как вода." Все.

Вероятнее всего что в эксперименте будут какие то отклонения от того что Вы сказали. Мы это понимаем.

Теоретически посчитать балансы, в данном случае, не то что затруднительно, скорее невозможно не зная кинетики. Вот мы и решили (немного слукавить) совместить демонстрационный эфект експеримента (официальная часть) со снятием даных для расчета кинетических параметров (подпольная часть). Но если это озвучить начальству... Для них половина этих слов - матерные. Для них важен результат а не "кухня".  

Что то не так?

[Леша гальваник]

21 минуту назад, ОРО сказал:

Ведь я написал выше для чего мне нужна эта диаграма - предьявить руководству, как один из аргументов, вместе с Вашим: "Почему-то есть мнение, что раствор серной кислоты с рН 4-6, в описанных условиях будет вести себя примерно как вода." Все.

что Вы предъявлять хотите?

Ну найдите такую микродиаграмму H2O-SO3 (в пределах молярности 0-0,001) для нормального или пониженного давления - я думаю это просто нереально - ее врядли кто-то в принципе строил (потому что нафиг нужно, и потому что там, между кривой испарения и конденсации, доли градуса разницы).

Где-то Вы в своих теоретических выкладках, с водой выплеснули и ребенка, заострив внимание на неважном.

Впрочем, дело Ваше - играйте в секретики дальше.

[ОРО]

4 часа назад, Леша гальваник сказал:

Вообще, установка которую Вы описываете примерно и есть примитивной установкой, чтобы такую диаграмму состояния построить, конечно не при таких мизерных концентрациях.

Хорошо. Давйте вернемся к этой цитате. Что Вы имели в виду когда говорили: "... конечно не при таких мизерных концентрациях."? Я так понял, как собственно Вы и говорили, что (І) в этих условиях раствор будет вести себя как вода. (ІІ) Газовая фаза будет целиком состоять из паров води. (ІІІ) Серная кислота будет оставатся в жидкой фазе. (ІV) Серная кислота может попасть в газовую фазу лишь при достижении какой то определенной концентрации в жидкой фазе, например - 70%.  Правильно?

[Леша гальваник]

15 минут назад, ОРО сказал:

Правильно?

нет.