依据化学反应原理确定生成过程

1 硫酸工业硫酸工业 硫酸广泛用于各个工业部门 主要有化肥工业 冶金工业 石油工业 机械工业 医药工 业 洗涤剂的生产 军事工业 原子能工业和航天工业等 还用于生产染料 农药 化学 纤维 塑料 涂料 以及各种基本有机和无机化工产品 早期的硫酸工业都采用硝化法 设备生产强度低 产品浓度只有 60 76 20 世纪以来 硝化法逐渐被接触法所取代 生 产硫酸的原料有硫黄 硫铁矿 有色金属冶炼烟气 石膏 硫化氢 二氧化硫和废硫酸等 硫黄 硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料 1简介 硫酸工业硫酸工业 基本无机化工之一 2主要产品 有浓硫酸 稀硫酸 发烟硫酸 液体三氧化硫 蓄电池硫酸等 也生产高浓度发烟硫 酸 液体二氧化硫 亚硫酸铵等产品 世界硫酸工业 硫酸工业是化学工业中历史悠久的工业部门 世界硫酸产量仍在逐年增长 1970年世 界硫酸产量91152kt 1980年143010kt 1984年147557kt 美国硫酸产量居世界第一位 1984年生产硫酸35863kt 占世界总产量的24 其次是前苏联 1984年生产硫酸25300kt 发展中国家硫酸产量增长很快 摩洛哥1970年生产硫酸275kt 居世界第28位 1984年硫酸 产量增加到4295kt 已跃居世界第6位 巴西和墨西哥的硫酸产量也分别上升到世界第11位 和第12位 硫酸的最大消费者在各国均是化肥工业 现代硫酸生产技术主要特点如下 强化生产 降低投资 以硫黄制酸为例 进转化器的二氧化硫浓度已从70年代设计 值10 5 提高到12 转化器催化剂层的气体流速从0 36m s 提高到0 45m s 由于气体 浓度和流速的提高 使生产设备尺寸减小 建设投资降低 降低系统阻力 节约动力消耗 传统的柱状催化剂改为环形催化剂 使阻力最大的 设备 转化器压力降减小一半 对于干燥 吸收塔采用大开孔率的填料支承结构和降低 填料层高度 使设备配置紧凑 缩短气体管线长度 所有这些措施都使生产系统阻力降低 从而节省了动力的消耗 提高余热利用效率 新建硫酸厂都将含硫原料燃烧热和转化反应热 用来生产中压 过热蒸汽 并用于发电 最近 美国孟山都环境化学公司开发用三氧化硫吸收反应热 生 产低压蒸汽的技术 使硫酸工业余热利用效率大大提高 对于硫黄制酸 余热回收效率已 达到90 95 2 采用耐腐蚀材料 保证设备可靠运转 对于易受腐蚀的关键部件 广泛采用不锈钢 和合金制作 例如 已广泛使用不锈钢管壳式酸冷却器 合金板式换热器或氟塑料酸冷却 器取代老式的铸铁排管冷却浓硫酸 使用不锈钢制作转化器 换热器和开工预热器等 消除污染 广泛采用两转两吸流程以减少废气污染 还开发了许多种硫酸尾气处理 工艺 可使排入大气的二氧化硫含量进一步降低到100ppm 或50ppm 以下 对于冶炼烟气制 酸和硫铁矿制酸 采用了分离有害杂质和回收净化工序废酸的措施 以消除污水污染 生产设备的大型化和集中化 目前冶炼烟气制酸设备的最大单系列生产能力为日产 硫酸2 54kt 硫黄制酸为2 81kt 美国新威尔士工厂集中建设了五套大型硫酸生产装置 总生产能力达每日11 5kt 生产设备的大型化降低了建设投资和生产费用 采用电子计算机控制生产 80年代建设的大型硫酸厂 许 硫酸 多都采用电子计算机进行检测和控制 有的老厂也进行了改造 安装了电子计算机 使用电子计算机控制生产 可以实现操作的最优化 有利于生产的稳定和成本的降低 随着世界人口增加 粮食需要量的增多 化肥的生产将进一步发展 硫酸作为生产磷 肥的主要原料 其生产也必将得到迅速发展 发展中国家硫酸工业的发展速度将高于发达 国家 中国硫酸工业 生产的主要品种是92 5 和98 浓硫酸 以及含游离三氧化硫20 的发烟 硫酸 少数硝化法硫酸厂生产75 稀硫酸 也生产65 发烟硫酸 蓄电池硫酸 液体三氧化 硫 液体二氧化硫 亚硫酸铵 亚硫酸氢铵等产品 1983年硫酸产量为8 7Mt 占世界第 三位 硫酸的消费主要用于化肥和其他工业品的生产 总消费量的60 左右用于生产化肥 硫铁矿是中国硫酸工业的主要原料 也使用冶炼废气和硫黄生产硫酸 1983年硫酸工 业原料构成为 硫铁矿72 8 硫黄16 冶炼废气11 2 随着国际市场硫黄价格的升高 已减少了硫黄进口数量 硫黄制酸所占比例将显著降低 重点硫酸厂有30家 产量约占总 3 产量的40 其余60 的硫酸由分布在全国各地的约400家小型硫酸厂生产 每个厂的生产规 模一般为年产硫酸10 40kt 也有的达到60 80kt 在生产技术方面 开发了硫铁矿沸腾 焙烧 两转两吸 利用余热发电 塑料电除雾器等技术 以及生产环形钒催化剂和氟塑料 酸冷却器等 其中许多已在工业中得到广泛推广使用 4主要用途 1 利用其酸性 可制磷肥 氮肥 可除锈 可制实用价值较大的硫酸盐 2 利用浓硫酸的吸水性 在实验室常用浓硫酸作吸水剂和干燥剂 浓硫酸能干燥中性 气体和酸性气体 如 H2 O2 N2 CO2 SO2 Cl2 HCl 等 但不能干燥碱性气体 NH3 和常温下具有还原性 H2S HBr HI 的气体 3 利用浓硫酸的脱水性 浓硫酸常用作精炼石油的脱水剂 有机反应的脱水剂等 4 利用浓硫酸的高沸点难挥发性 常用于制取各种挥发性酸 实验室还常用浓盐酸跟浓硫酸混合来快速简易制取 HCl 气体 因为浓硫酸具有吸水性 能吸收浓盐酸中的水 且能放出大量的热 加速 HCl 的挥发并能干燥 HCl 气体 安全性 浓硫酸稀释 浓硫酸溶于水剧烈放热 而且密度大于水 因此 稀释时应注酸入水 并不断搅拌 以使热量散发 浓硫酸不慎溅到皮肤上 不能立即用水冲洗 先用干布擦干 再用大量水清洗 再涂3 到 5 的碳酸氢钠溶液 6工业制法 方法一 生产硫酸的原料有硫黄 硫铁矿 有色金属冶炼烟气 石膏 硫化氢 二氧化硫和废 硫酸等 硫黄 硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料 1 制取二氧化硫 沸腾炉 燃烧硫或高温处理黄铁矿 制取二氧化硫 S O2 点燃 SO2 4 4FeS2 11O2 高温 8SO2 2Fe2O3 2 接触氧化为三氧化硫 接触室 2SO2 O2 五氧化二钒催化并加热 2SO3 可逆反应 3 用98 3 硫酸吸收 SO3 H2SO4 H2S2O7 焦硫酸 4 加水 H2S2O7 H2O 2H2SO4 5 提纯 可将工业浓硫酸进行蒸馏 便可得到浓度95 98 的