硫酸工艺PPT课件

1、硫酸是重要的基本化学工业原料。在化肥、冶金、国防、有机合成、石油炼制等工业都有广泛用途。硫酸的性质硫酸与水的二组分体系最高恒沸点组成为98.4%。硫酸浓度可大于100，称为发烟硫酸，其中含溶解在100硫酸中的游离SO3。生产方法塔式法：直接用SO2,H2O,O2反应生成硫酸。接触法：SO2 SO3 +H2O 硫酸接触法主要步骤：第1页/共64页含硫原料 原料气的制备 含二氧化硫炉气 炉气净制 净化炉气 二氧化硫转化 含三氧化硫气体 吸收成酸 硫酸生产硫酸的原料硫铁矿：主要成份是FeS2。磁硫铁矿：主要成份为Fe7S8。含S量越高，锻烧时放热越多。两种矿含S量相同时，磁硫铁矿锻烧放热量比普通硫铁

2、矿高30%左右。自然开采的硫铁矿都含有很多杂质，使矿呈灰、褐、黄铜等不同颜色。通常含硫量只有30%50%。硫磺：使用天然硫磺生产硫酸最好，但我国矿少。其它原料：硫酸盐、冶炼烟气、含硫工业废料等。第2页/共64页硫铁矿的焙烧1 硫铁矿的焙烧反应 2FeS2 = 2FeS + S2 H0 S2 + O2 = SO2 H0 4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 +4SO2 H0上述反应的总反应式： 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 +8SO2 H= -3411kJ/mol若氧气不足，还有生成Fe3O4的反应： 3FeS2 + 8O2 = Fe3O4 +6SO2 H= -2435kJ/mo

3、l第3页/共64页 此外，由于Fe2O3的催化作用，SO2可再氧化成SO3，高温下盐类分解成金属氧化物，同时再生成各种硫酸盐的副反应。焙烧阶段生成SO3是有害的，会给后续净化工序产生很多问题。2 硫铁矿焙烧的焙烧速度 硫铁矿焙烧是非均相反应，反应平衡常数很大，通常认为可进行到底。所以生产中关键是反应速度决定了生产能力。焙烧反应的反应速率与温度的关系如图。1/Tlgk441 560 727 977在460560 C范围为第一阶段，斜率大，活化能大。温度升高，反应速率增加很快。化学反应动力学控制。第4页/共64页第5页/共64页第6页/共64页第7页/共64页图 3.3第8页/共64页第9页/共6

4、4页第10页/共64页控制条件：温度(600-700 C), 空气过剩量1.5-2.0%, 获得SO3组成较高。第11页/共64页第12页/共64页图 3.4第13页/共64页第14页/共64页排气第15页/共64页第16页/共64页6420100 150 200 250 300第17页/共64页*4242/SOHSOHppS rRTMppSSOHSOH2/lnln*4242 第18页/共64页第19页/共64页第20页/共64页图 3.7第21页/共64页图 3.8第22页/共64页第23页/共64页第24页/共64页图 3.9第25页/共64页3545 C第26页/共64页第27页/共64

5、页第28页/共64页12283010478. 7108315. 010502. 410.100 TTTHkJ/mol 5 . 05 . 000223OSOSOpppppK 200lnRTHdTKp 第29页/共64页23. 210197. 110012. 710284. 2lg8254. 2/3 .4812lg3102730 TTTTTKpTH25. 91013420 J/mol6455. 4/5 .4905lg0 TKp323SOSOSOpppx 第30页/共64页eSOSOSOepppx 3321 05 . 02/102321pOesosoeeKppppxx 2/1000)/(2Oppep

6、pKKx 2/1000)5 . 0()5 . 01( paxbpaxKKxeeppe2/1000)5 . 0()5 . 0100( paxbpaxKKxeeppe第31页/共64页 550 85.6 92.9 94.9 97.7第32页/共64页第33页/共64页As2O3，堵塞催化剂活性表面；二是在 500 C第34页/共64页对于其机理的探讨目前仍无定论。一种共识是：第35页/共64页第36页/共64页 2233223220021)(18 . 0OSOpSOSOSOSOSOCCKCCCCCkdtdCr )5 . 0)(1(1)2 . 01()5 . 0)(1(22021axbxKxxaax

7、bxkdtdxrp第37页/共64页图 3.12图 3.11第38页/共64页 6455. 4lg5 . 05 . 05 . 01lg5 . 01lg/5 .4905PaxbaxxxTe12120ln1EEEERTTTee 第39页/共64页图 3.13图 3.14第40页/共64页转化率可达99.5%。x成本第41页/共64页图第42页/共64页图 3.16第43页/共64页图 3.17图 3.18第44页/共64页第45页/共64页211)1(xxxxf 第46页/共64页图 3.20第47页/共64页操作图 3.21第48页/共64页图 3.22图 3.23第49页/共64页第50页/共64页*12*21*12*21ln)(pppppppppm p1 p2*p2 p1*T/C 20 30 40 50 60 70 80 90 100游离SO3浓度 50 45 42 38 33 27 21 14 7第51页/共64页图 3.24第52页/共64页第53页/共64页60C80C90C100C120C吸收率%10099.59998.598吸收酸浓度/%9598.3第54页