Получение сульфата калия из хлористого калия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, Банных, Н. С.

• Банных, Н. С.
• 1951

Оглавление диссертации Банных, Н. С.

Стран; дудение ^ ; , , , , v . ¡. v v . v f ^

Шве ^ПЕРСПЕКТИВА РАЗВШН ПРОИЗВОДСТВА СОДг ш калия в ссср. . . . , . - э

М-Wbmh РАВОТН. . . . . . шт ь!о химических соединениях в системе г

8*^4 " * * * * * * * * — гааво 4.ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ СОЕДИНЕНИЙ

В системе -н^^ ^ ^50^ ^ V .

Гдава ё1:ЭКС11ИРШЕЖАЛЬШВ ИССЛЕДОВАН ИЕ РАВНОВЕСИЯ ФАЗ В ДВОЙНОЙ СШТЕМЕ Н^О^КдБО^

Получение трикалийгидробисул1фата.

Гигроскопичность.Некоторые оптические свойства. ;.

Отношение кристаллов к нагреванию.

Температура плавления. V.

Микроскопический анализ шива трикалийгидробисульфэта л\.

Термический анализ плава.

Гигроскопичность плава.^

Разложение трикалийгидробисуплата. - 48 Определение тверздах фаз в системе

8^4*"

Вывод и. Л. йгааг Действие серной кислотн на хлористый калйР эв

глава ^УПРУГОСТЬ ПАРА НАД РАСТВОРАМИ СУЛЬФАТА " КАЛИЯ В КОНЦЕНТРИРОВАННОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЕ при ШСОКИХ ТЕМПЕРАТУР AÍ, i

Об определении упругости пара над кон--центрированными растворени серной кислоты при высоких температурах и выборе метода иоследованет^.* 4 бб jí Исходные вещества,'.

Упругость пара над растворами сульфате йалия в купоросном масле при температурах от 180° ДО 8Э0 С. ч Описание установки;.;.^

Техника эксперимента.

Проверка работы установки. ^.,. «■

Измерение упругости^.

Упругость пара над высококонцентрирован-ными растварами сульфата калия в безводной серной.кислоте при температурах выше ЭОО°С.

Метод исследования и техника эк спер и-^ мента для температур выше ЭОО 0. ¿

Результаты опытов и их обсуждение. в ы в о ios

ШВУ"б#ГЕРШДШНМИКА ПОЛУЧЕН Ш СУЛЬФАТА КАЛИЯ .ИЗ ХЛОРИСТОГО КАЛИЯ. '

Метод расчета.,.

Значения стандартных терцодинамическдх

Функций. .'vY.

Теплоты и изобарные потенциалы для некоторых реакций,происходящих в рассматриваемом ' технологической процессе.

Получение сульфата валия и хлористого водороде из хлористого кадия и безвод- ,л ной серной кислоты.Y. ^ Iii

Взаимодействие аенду хлористым кадием и купоро сны и иэ слом.«V. V Р

Образование бисульфата калия при реакции между хлористый калием и безводной ^ серной кислотой. v.

Образование бисульфата калия при реакции между хлористым калием и купоросным-маслом^J

Получение трнкалийгидробисульфата из хлористого калия и бисульфата калигЛ

Получение сульфата калия из хлористого калия и трикалийгидробисульфата

Об образовании пиросуаьфата калия.

Сравнение значений ДН и ¿Z ддя , реакции получения сулхфата калия и

- сульфата натрия из хлоридов".;.,

Вывод ы.

ГШ! W ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАВОЖ Y . . . . - 1ЭВ

ОБЩИЕ ВЫВВДЫ* . . . . . . .

ПРИЖЩШИЕ*-. . . . . . . . . . . . .

Заключение диссертации по теме «Другие cпециальности», Банных, Н. С.

В ы В о д ы.

1. Определены упругости пара над растворами сульфата калия, со Держащими До 55$ KgSO^,B купорооном масле при температурах 180°, 200° и 2Э0°С.

2. Установлено,что упругость водяного пэра над растворами сульфате калия в купоросном масле с увеличением содержания сульфата калия от О до 55$ в растворе и повышением температуры от 180° до 230°О возрастает.

3. Сделан вывод о том,что обезвоживание жидкой фазы в сульфатных печах в начальной стадии процесса облегчает« ся благодаря растворению в серной кислоте продуктов реакции,повышающих равновесную упругость водяного пара

4. Вычислена на основании экспериментальных данных теплота испарения воды из раствора состава: 35,0$ K^SO^, 59,HgS04 и 5,7 % HgO,равная 16050 кал/моль / для интервала 180°-1&0°С/,что находится в пределах значений, полученных другими исследователями для чистой серной кислоты с концентрацией 91,H«S0A.

5« Определены упругости пара над раствором сулн£эта калия в безводной кислоте состава :бб0 KgSO + 35$ H^SO^ при температурах немного выше 300°, 400° и 500°С и над на-сыщешшми растворами составов: 67,5$ КgS0^+32,5$ HgSO^ и 70$ K^SO^ + 30$ HgSO^ при температурах выше 300°и 400°0. б* Выяснено,что газовая фаза над такими растворами состоит из.водяных паров при всех температурах исследования. Пары серной кислоты,если и присутствуют,то в весьма ничтожных количествах.Паров серного ангидрида не обнаружено .

7. Установлено,что изменение состава растворов при принятых температурах происходит за счет удаления паров воды.

Это обусловливается разложением безводного раствора,которое характеризуется увеличением $ $03 и уменьшением $ HoS0 в растворе. <¡4

Характер кривых упругости водяного пара над такими растворами определяется соотношением переменных компонентов HgS04 : SOg.C уменьшением отношения в

S Од растворе упругость пара над всеми исследуемыми растворами уменьшается,приобретая,с приближением этого отношения к нулю,малые значения,тем меньшв^чем ниже температура.

8. Предложена схема разложения этих растворов,в соответствии с которой разложение идет с образованием пиросульфат а и последующим переводом его в нейтральный сульфат. Предполагается,что в производственных условиях для полноты разложения остатков жидкой фазы,образующейся при инкоигруэнтном плавлении трикалийгидробисульфата, по предложенной схеме кальцинирование сульфата калия в конечной стадии должно протекать при температурах, превышающих 500°С и,вероятнее всего, при 700- 750°С.

ЙШЛ /•-•ТЕГШШАЕШКА^ПОЛУЧЁШВГ -СУЛЬФАТА КАЛМ из ХЛОРИСТОГО КАШГ.

Для термодинамической характеристики каждой из возможных реакций,происходящих в рассматриваемом технологическом процессе,бкли вычислены теплоти реакций АН ' и изобарные потенциалы 4 2 и их изменение с температурой. Термины и обозначения термодинамических функций приняты в соответствии с действующим стандартом для технической [78] термодинамики ^ .

Нетод расчета;

Исходной формулой для расчета значений йН и 42 каждой из рассматриваемых реакций бита применена Формула Гиббса-Гельмгольца,устанавливающая связь между величиной изобарного потенциала реакции и теплотой реакции?'

Теплота реакции Л И в этом выражении вычислялась по Формуле Кирхгофа:

7*

АН^лО>с/Т^ интегрирование которой о связано с знанием температурного хода тепло ем костей. Обычно теплоемкости веществ выражаются отепекннми рядами с эмпирическими коэфициентами и приращение теплоемкости реакции составляет : Л Ср =АС1+дВТ'+дсТ +.

-107где Д(р есть алгебраическая суша теплоемкостей,при вычислении которой теплоемкости веществ,выступающих в реакцию,берутся со знаком - ,а ее продуктов со знаком + ,причем каждая в тем ко&фи-циентом,е которым вещеотво входит в уравнение реакции, и 3АС,АС'~ разности эмпирических коэфициентов для продуктов реакции минус ее исходных веществ.,

Шея выражение для лО> реакции,получаем возможность интегрирования уравнения Кирхгофа и последующего интегрирования уравнения Гиббса-Гельмгольца,&гй уравнения после интегрирования имеют следующую Форму: ¿Н~&Н0-иаТ+Ц8Тг+£йсТ%-.

-ЗТ где У -постоянная интегрирования,значение которой дается теоремой Нернста и может быть определено,если известно значение при какой нибудь одной температуре.

Такш образом,если известны коэфициенты а , & 9 с для теплоемкостей,теплота реакции при какой нибудь температуре и постоянная интегрирования 3 ,можно найти вначале теплоту реакции 4 И0 при абсолютном нуле и затем перейти к определению изобарного потенциала

2 для любой температуры.

Ниже приведены уравнения зависимости ^ Н и от температуры для некоторых реакций исследуемого процесса,

ИЛИ 1 выведенные в соответствии с этой схемой рвсчета ♦Подробный расчет сделан только для одной из реакций,для всех прочих дани лишь окончательные формулы ^ Н и . Следует отметить,что точность этих расчетов зависит глев-якм обрезом от степени точности имеющихся в оригинальной и справочной литературе данных о теплоенкостях и теплотах ♦ образования химических соединений,участвующих в каждой из рассматриваемых реакций»

Значения стандартных тегиодинамически функций,

В прилагаемых ниже таблицах приводятся основные значения - стандартных термодинамических функций,используемое во всех последующих расчетах,В том случае,когда для какого либо из веществ,участвующих в реакции,отсутствовали термодинамические данные,производились дополнительные расчеты.В частности,изобарный потенциал таких соединений, как, например, бисульфата калия и триканийгидроби-с ул вфет э, б ы л вычн о л е н, и с хо дя в з т е плоты о бра зо в енш и абсолютной величины энтропии,для расчета которой исполь

68, бе] зовались последние данные работ