A. 求工業制硫酸詳解
一、煅燒:將硫黃或黃鐵礦在空氣中燃燒或焙燒,以得到二氧化硫氣體。(國內以黃鐵礦為主)
二、催化氧化:將二氧化硫氧化為三氧化硫是生產硫酸的關鍵,其反應為:2SO2+O2→2SO3
這個反應在室溫和沒有催化劑存在時,實際上不能進行。根據二氧化硫轉化成三氧化硫途徑的不同,製造硫酸的方法可分為接觸法和硝化法。接觸法是用負載在硅藻土上的含氧化鉀或硫酸鉀(助催劑)的五氧化二釩V2O5作催化劑,將二氧化硫轉化成三氧化硫。硝化法是用氮的氧化物作遞氧劑,把二氧化硫氧化成三氧化硫:
SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO
根據所採用設備的不同,硝化法又分為鉛室法和塔式法,現在鉛室法已被淘汰;塔式法生產的硫酸濃度只有76%;而接觸法可以生產濃度98%以上的硫酸;採用最多。
接觸法生產工藝:接觸法的基本原理是應用固體催化劑,以空氣中的氧直接氧化二氧化硫。其生產過程通常分為二氧化硫的制備、二氧化硫的轉化和三氧化硫的吸收三部分。
二氧化硫的制備和凈化:
以硫鐵礦等其他原料製成的原料氣,含有礦塵、氧化砷、二氧化硒、氟化氫、氯化氫等雜質,需經過凈化,使原料氣質量符合轉化的要求。為此,經回收余熱的原料氣,先通過乾式凈化設備(旋風除塵器、靜電除塵器)除去絕大部分礦塵,然後再由濕法凈化系統進行凈化。
經過凈化的原料氣,被水蒸氣所飽和,通過噴淋93%硫酸的填料乾燥塔,將其中水分含量降至0.1g/m3以下。
二氧化硫的轉化:二氧化硫於轉化器中,在釩催化劑存在下進行催化氧化:
SO2+(1/2)O2 SO3 ΔH=-99.0kJ
釩催化劑是典型的液相負載型催化劑,它以五氧化二釩為主要活性組分,鹼金屬氧化物為助催化劑,硅藻土為催化劑載體,有時還加入某些金屬或非金屬氧化物,以滿足強度和活性的特殊需要。通常製成直徑4~6mm、長5~15mm柱狀顆粒。近年來,丹麥、美國和中國相繼開發了球狀、環狀催化劑,以降低催化床阻力,減少能耗。
釩催化劑須在某一溫度以上才能有效地發揮催化作用,此溫度稱為起燃溫度,通常略高於400℃。近年來,研製成功的低溫活性型釩催化劑,其起燃溫度降低到370℃左右,因而提高了二氧化硫轉化率。轉化器進口的原料氣溫度保持在釩催化劑的起燃溫度之上,通常為410~440℃。
由於原料氣經過濕法凈化系統後降溫至40℃左右,所以必須通過換熱器,以轉化反應後的熱氣體間接加熱至反應所需溫度,再進入轉化器。二氧化硫經氧化反應放出的熱量,使催化劑層溫度升高,二氧化硫平衡轉化率隨之降低,如溫度超過650℃,將使催化劑損壞。為此,將轉化器分成3~5層,層間進行間接或直接冷卻,使每一催化劑層保持適宜反應溫度,以同時獲得較高的轉化率和較快的反應速度。
現代硫酸生產用的兩次轉化工藝,是使經過兩層或三層催化劑的氣體,先進入中間吸收塔,吸收掉生成的三氧化硫,余氣再次加熱後,通過後面的催化劑層,進行第二次轉化,然後進入最終吸收塔再次吸收。由於中間吸收移除了反應生成物,提高了第二次轉化的轉化率,故其總轉化率可達99.5%以上,部分老廠仍採用傳統的一次轉化工藝,即氣體一次通過全部催化劑層,其總轉化率最高僅為98%左右。
三、吸收:三氧化硫的吸收:轉化工序生成的三氧化硫經冷卻後在填料吸收塔中被吸收。吸收反應雖然是三氧化硫與水的結合,即:SO3+H2O→H2SO4 ΔH=-132.5kJ
但不能用水進行吸收,否則將形成大量酸霧。工業上採用98.3%硫酸作吸收劑,因其液面上水、三氧化硫和硫酸的總蒸氣壓最低,故吸收效率最高。出吸收塔的硫酸濃度因吸收三氧化硫而升高,須向98.3%硫酸吸收塔循環槽中加水並在乾燥塔與吸收塔間相互串酸,以保持各塔酸濃度恆定。成品酸由各塔循環系統引出。
吸收塔和乾燥塔頂設有金屬絲網除沫器或玻璃纖維除霧器,以除去氣流中夾帶的硫酸霧沫,保護設備,防止環境污染。兩次轉化工藝的最終吸收塔出口尾氣中的二氧化硫濃度小於500×10-6,尾氣可直接排入大氣;而一次轉化工藝的吸收塔尾氣中的二氧化硫濃度高達2000×10-6~3000×10-6,故須設置尾氣處理工序,以使排氣符合環境保護法規。氨水吸收法是應用最廣的尾氣處理方法。
B. 硫酸是採納什麼材料做出來
硫酸工業製法:
方法一:
生產硫酸的原料有硫黃、硫鐵礦、有色金屬冶煉煙氣、石膏、硫化氫、二氧化硫和廢硫酸等。硫黃、硫鐵礦和冶煉煙氣是三種主要原料。
1.製取二氧化硫(沸騰爐)
燃燒硫或高溫處理黃鐵礦,製取二氧化硫S+O2=點燃=SO2
4FeS2+11O2=高溫=8SO2+2Fe2O3
2.接觸氧化為三氧化硫(接觸室)
2SO2+O2=五氧化二釩催化並加熱=2SO3(可逆反應)
3.用98.3%硫酸吸收
SO3+H2SO4=H2S2O7(焦硫酸)
4.加水
H2S2O7+H2O=2H2SO4
5.提純
可將工業濃硫酸進行蒸餾,便可得到濃度95%-98%的商品硫酸。
二水法磷酸反應後,利用磷石膏,工業循環利用,使用二水法制硫酸。
方法二:
1、製取二氧化硫(沸騰爐)
燃燒硫或高溫處理黃鐵礦,製取二氧化硫S+O2=點燃=SO2
4FeS2+11O2=高溫=8SO2+2Fe2O3
2、將二氧化硫溶於水變成亞硫酸。
3、亞硫酸氧化得硫酸。
C. 硫酸是怎麼提取出來的從什麼物質中提取出硫酸
一、硫酸制備工藝:
1、氨酸法增濃低濃度二氧化硫氣體生產硫酸方法;採用就地再生的硫酸作為催化劑的一體化工藝
草酸生產中含硫酸廢液的回收利用。
2、從芳族化合物混酸硝化得到廢硫酸的純化與濃縮工藝;從氧化鈦生產過程中排出的廢硫酸溶液的再生方法。
3、從稀硫酸中分離有機磷化合物和其它雜質的方法;從制備2-羥基-4-甲巰基丁酸(MHA)工藝的含硫副產物中回收硫酸的方法;催化氧化回收含有機物廢硫酸的方法;電瓶用硫酸生產裝置。
二、生產硫酸的原料:硫黃、硫鐵礦和冶煉煙氣。
1、在硫黃、硫鐵礦、有色金屬冶煉煙氣、石膏、硫化氫、二氧化硫和廢硫酸等物質提煉出硫酸。
(3)工業硫酸從哪裡提煉出來的擴展閱讀:
一、硫酸對健康危害:
1、對皮膚、粘膜等組織有強烈的刺激和腐蝕作用;對眼睛可引起結膜炎、水腫、角膜混濁,以致失明;引起呼吸道刺激症狀,重者發生呼吸困難和肺水腫;高濃度引起喉痙攣或聲門水腫而死亡。
2、口服後引起消化道的燒傷以至潰瘍形成;嚴重者可能有胃穿孔、腹膜炎、喉痙攣和聲門水腫、腎損害、休克等,慢性影響有牙齒酸蝕症、慢性支氣管炎、肺氣腫和肺硬化。
二、硫酸環境危害,對環境有危害,對水體和土壤可造成污染:
1、硫酸還具有強腐蝕性,在常壓下,沸騰的濃硫酸可以腐蝕除銥和釕之外所有金屬(甚至包括金和鉑),其可以腐蝕的金屬單質種類的數量甚至超過了王水。同時它還具有脫水性,難揮發性,酸性,吸水性等。需謹慎使用。
D. 硫酸的工業製法是什麼
硫酸的工業製法
方法一:
1、製取二氧化硫(沸騰爐)
燃燒硫或高溫處理黃鐵礦,製取二氧化硫S+O2=點燃=SO2
4FeS2+11O2=高溫=8SO2+2Fe2O3
2、接觸氧化為三氧化硫(接觸室)
2SO2+O2=五氧化二釩催化並加熱=2SO3(可逆反應)
3、用98.3%硫酸吸收
SO3+H2SO4=H2S2O7(焦硫酸)
4、加水
H2S2O7+H2O=2H2SO4
5、提純
可將工業濃硫酸進行蒸餾,便可得到濃度95%-98%的商品硫酸。
二水法磷酸反應後,利用磷石膏,工業循環利用,使用二水法制硫酸。
方法二:
1、製取二氧化硫(沸騰爐)
燃燒硫或高溫處理黃鐵礦,製取二氧化硫S+O2=點燃=SO2
4FeS2+11O2=高溫=8SO2+2Fe2O3
2、將二氧化硫溶於水變成亞硫酸。
工業硫酸是一種油狀的液體,一般看起來是無色透明狀的,硫酸的密度比水的密度大,溶於水是放出大量的熱;有強烈的腐蝕性和脫水性。
分子式:H2SO4
相對分子質量:98.08(按1985年國際原子量)
硫酸主要用途
1、利用其酸性,可制磷肥、氮肥;可除銹;可制實用價值較大的硫酸鹽。
2、利用濃硫酸的吸水性,在實驗室常用濃硫酸作吸水劑和乾燥劑。濃硫酸能乾燥中性氣體和酸性氣體,如:H2、O2、N2、CO2、SO2、Cl2、HCl等,但不能乾燥鹼性氣體(NH3)和常溫下具有還原性(H2S、HBr、HI)的氣體。
3、利用濃硫酸的脫水性,濃硫酸常用作精煉石油的脫水劑、有機反應的脫水劑等。
4、利用濃硫酸的高沸點難揮發性,常用於製取各種揮發性酸。
實驗室還常用濃鹽酸跟濃硫酸混合來快速簡易製取HCl氣體。因為濃硫酸具有吸水性,能吸收濃鹽酸中的水,且能放出大量的熱,加速HCl的揮發並能乾燥HCl氣體。
以上內容參考:網路-硫酸工業
E. 硫酸工業的工業製法
方法一:
生產硫酸的原料有硫黃、硫鐵礦、有色金屬冶煉煙氣、石膏、硫化氫、二氧化硫和廢硫酸等。硫黃、硫鐵礦和冶煉煙氣是三種主要原料。
1、製取二氧化硫(沸騰爐)
燃燒硫或高溫處理黃鐵礦,製取二氧化硫S+O₂=點燃=SO₂
4FeS₂+11O₂=高溫=8SO₂+2Fe₂O₃
2、接觸氧化為三氧化硫(接觸室)
2SO₂+O₂=五氧化二釩催化並加熱=2SO₃(可逆反應)
3、用98.3%硫酸吸收
SO₃+H₂SO₄=H₂S₂O₇(焦硫酸)
4、加水
H₂S₂O₇+H₂O=2H₂SO₄
5、提純
可將工業濃硫酸進行蒸餾,便可得到濃度95%-98%的商品硫酸。
二水法磷酸反應後,利用磷石膏,工業循環利用,使用二水法制硫酸。
方法二:
1、製取二氧化硫(沸騰爐)
燃燒硫或高溫處理黃鐵礦,製取二氧化硫S+O₂=點燃=SO₂
4FeS₂+11O₂=高溫=8SO₂+2Fe₂O₃
2、將二氧化硫溶於水變成亞硫酸。
3、亞硫酸氧化得硫酸。
(5)工業硫酸從哪裡提煉出來的擴展閱讀:
硫酸的用途
一般化工用途
硫酸最廣泛的用途是製造磷酸,而磷酸則用於製造含磷肥料。93%硫酸被用於製造硫酸鈣,氟化氫以及磷酸。氟化氫最終會以氫氟酸的形態隔走。
Ca₅F(PO₄)₃+ 5H₂SO₄+ 10H₂O→ 5CaSO₄·2 H₂O+ HF + 3H₃PO₄
硫酸另一個用途用於造紙。硫酸會用於產生硫酸鋁,硫酸鋁在木漿纖維上與少量肥皂物發生反應,形成含鋁羧酸鹽用以使纖維物凝固,形成較堅硬的表面。
硫酸鋁的產生:
Al₂O₃+ 3H₂SO₄→Al₂(SO₄)₃+ 3H₂O
硫酸亦可製造用於隔走廢水中的有害物質的氫氧化鋁。氫氧化鋁在污水處理廠里是一個非常重要的化學物質。還有,硫酸也是很多染料製造中必要的化學物。
工業清潔品
硫酸也是很多用以清潔氧化物、銹跡等的清潔品中的成分。已用的硫酸會被回收再用,方法是將酸與多種有機物燃燒,釋出二氧化硫及三氧化硫,這些原材料可以用來生產新的硫酸。
催化劑
硫酸是多種化學反應的催化劑。例如,它催化尼龍的製造過程;另外,多個汽油提煉過程也需要硫酸的催化進行。
電解質
酸性通渠水含有高濃度的硫酸。圖中顯示數滴酸性通渠水使pH試紙迅速變紅並將其蝕穿,顯示了其強酸性及脫水性。
硫酸是汽車鉛酸蓄電池中的電解質。有關的化學方程式為:
陽極:
Pb+SO₄2-⇌PbSO₄+ 2 e-
陰極:
PbO₂+ 4 H++SO₄2-+ ₂ e-⇌PbSO₄+ 2 H₂O
總方程:
Pb+PbO₂+ 4 H++ 2SO₄2-⇌₂PbSO₄+ 2 H₂O
一般家居用途
世界大多酸性水道疏通用品均含有硫酸,可以除去頭發、油污等淤塞物。基於安全理由,在使用時宜小心並帶上手套。另外,由於硫酸會與水發生高放熱反應,在使用前宜盡量保持渠道乾爽,並慢慢倒入有關疏通劑。
F. 濃硫酸是怎麼製造出來的
工業上製造硫酸有兩種方法:一種叫做接觸法,一種叫做鉛室法。鉛室法的硫酸濃度低而且往往含有很多雜質,用途受到限制,已逐步被淘汰,目前應用最多的為接觸法。
接觸法原理是由於二氧化硫和氧氣是在催化劑的表面接觸時起反應轉化成三氧化硫,進而製得硫酸,一般的主要原料是硫鐵礦。接觸法製造硫酸的主要過程有:
1、造氣階段(二氧化硫的製造),反應裝置為沸騰爐,硫鐵礦在沸騰爐里燃燒時,就有二氧化硫氣體生,反應的化學方程式是:
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
2、接觸氧化階段,反應裝置為接觸室,二氧化硫催化氧化成三氧化硫,反應的化學方程式是:
2S02+O2=(釩催化劑)500度=2S03
3、三氧化硫的吸收階段,反應裝置為吸收塔,化學式為:
SO3+H2O=H2SO4
(6)工業硫酸從哪裡提煉出來的擴展閱讀:
濃硫酸是一種具有高腐蝕性的強礦物酸。在常壓下,沸騰的濃硫酸可以腐蝕除銥和釕之外所有金屬(甚至包括金和鉑),其可以腐蝕的金屬單質種類的數量甚至超過了王水。硫酸在濃度高時具有強氧化性,這是它與稀硫酸最大的區別之一。同時它還具有脫水性,難揮發性,酸性,吸水性等。
濃硫酸使用儲存注意事項:1、濃硫酸一般不要大量儲存,必要的少量儲存由專人保管,儲存環境溫度不超過35℃,相對濕度不超過85%
2、濃硫酸存在密閉容器中,置於涼爽、乾燥、通風處,避免接觸氯酸鹽、鉻酸鹽、碳化物、雷酸鹽、硝酸鹽,金屬粉未。
3、防水,避免光照;儲存區地面應為耐酸、耐腐蝕的堅固水泥地面,嚴禁煙火。
4、儲存處應使用防爆類電器設備。
5、禁用金屬容器儲存
6、稀釋或制備溶液時,必須在不斷攪拌下將硫酸順著容器內壁緩慢加入水中,禁止將水加入濃硫酸中,以免沸騰和飛濺。
G. 工業上製取硫酸的原理
工業上製取硫酸的利用燃燒硫或高溫處理黃鐵礦,製取二氧化硫,化學式:S+O₂==點燃==SO₂。
生產硫酸的原料有硫黃、硫鐵礦、有色金屬冶煉煙氣、石膏、硫化氫、二氧化硫和廢硫酸等。硫黃、硫鐵礦和冶煉煙氣是三種主要原料。純硫酸是一種極性非常大的液體,其介電系數大約為100。
(7)工業硫酸從哪裡提煉出來的擴展閱讀:
硫酸的用途:
1、冶金和石油工業
硫酸用於冶金工業和冶金工業的金屬加工,特別是用於有色金屬的生產。例如,電解精煉銅、鋅、鎘和鎳時,電解液需要硫酸,精煉某些貴金屬時也需要硫酸,以溶解不包括在內的其他金屬。
2、解決人民的衣食住行問題
生產化學纖維所用的粘膠長絲是人們熟悉的。粘膠紡絲需要硫酸、硫酸鋅和硫酸鈉的混合液作為凝固浴。每噸粘膠纖維需要1.2-1.5噸硫酸。每噸維綸短纖維消耗230公斤98%的硫酸。每噸卡普林單體需要1.6t20%發煙硫酸。
3、原子能工業與火箭技術
原子反應堆用核燃料的生產、反應堆用鈦及鋁合金的制備、火箭用鈦合金、超音速噴氣式飛機和人造衛星都與硫酸有直接或間接的關系。用硼砂制備硼烷需要大量的硫酸。
參考資料來源:網路—硫酸