A. 求工业制硫酸详解
一、煅烧:将硫黄或黄铁矿在空气中燃烧或焙烧,以得到二氧化硫气体。(国内以黄铁矿为主)
二、催化氧化:将二氧化硫氧化为三氧化硫是生产硫酸的关键,其反应为:2SO2+O2→2SO3
这个反应在室温和没有催化剂存在时,实际上不能进行。根据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同,制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法。接触法是用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾(助催剂)的五氧化二钒V2O5作催化剂,将二氧化硫转化成三氧化硫。硝化法是用氮的氧化物作递氧剂,把二氧化硫氧化成三氧化硫:
SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO
根据所采用设备的不同,硝化法又分为铅室法和塔式法,现在铅室法已被淘汰;塔式法生产的硫酸浓度只有76%;而接触法可以生产浓度98%以上的硫酸;采用最多。
接触法生产工艺:接触法的基本原理是应用固体催化剂,以空气中的氧直接氧化二氧化硫。其生产过程通常分为二氧化硫的制备、二氧化硫的转化和三氧化硫的吸收三部分。
二氧化硫的制备和净化:
以硫铁矿等其他原料制成的原料气,含有矿尘、氧化砷、二氧化硒、氟化氢、氯化氢等杂质,需经过净化,使原料气质量符合转化的要求。为此,经回收余热的原料气,先通过干式净化设备(旋风除尘器、静电除尘器)除去绝大部分矿尘,然后再由湿法净化系统进行净化。
经过净化的原料气,被水蒸气所饱和,通过喷淋93%硫酸的填料干燥塔,将其中水分含量降至0.1g/m3以下。
二氧化硫的转化:二氧化硫于转化器中,在钒催化剂存在下进行催化氧化:
SO2+(1/2)O2 SO3 ΔH=-99.0kJ
钒催化剂是典型的液相负载型催化剂,它以五氧化二钒为主要活性组分,碱金属氧化物为助催化剂,硅藻土为催化剂载体,有时还加入某些金属或非金属氧化物,以满足强度和活性的特殊需要。通常制成直径4~6mm、长5~15mm柱状颗粒。近年来,丹麦、美国和中国相继开发了球状、环状催化剂,以降低催化床阻力,减少能耗。
钒催化剂须在某一温度以上才能有效地发挥催化作用,此温度称为起燃温度,通常略高于400℃。近年来,研制成功的低温活性型钒催化剂,其起燃温度降低到370℃左右,因而提高了二氧化硫转化率。转化器进口的原料气温度保持在钒催化剂的起燃温度之上,通常为410~440℃。
由于原料气经过湿法净化系统后降温至40℃左右,所以必须通过换热器,以转化反应后的热气体间接加热至反应所需温度,再进入转化器。二氧化硫经氧化反应放出的热量,使催化剂层温度升高,二氧化硫平衡转化率随之降低,如温度超过650℃,将使催化剂损坏。为此,将转化器分成3~5层,层间进行间接或直接冷却,使每一催化剂层保持适宜反应温度,以同时获得较高的转化率和较快的反应速度。
现代硫酸生产用的两次转化工艺,是使经过两层或三层催化剂的气体,先进入中间吸收塔,吸收掉生成的三氧化硫,余气再次加热后,通过后面的催化剂层,进行第二次转化,然后进入最终吸收塔再次吸收。由于中间吸收移除了反应生成物,提高了第二次转化的转化率,故其总转化率可达99.5%以上,部分老厂仍采用传统的一次转化工艺,即气体一次通过全部催化剂层,其总转化率最高仅为98%左右。
三、吸收:三氧化硫的吸收:转化工序生成的三氧化硫经冷却后在填料吸收塔中被吸收。吸收反应虽然是三氧化硫与水的结合,即:SO3+H2O→H2SO4 ΔH=-132.5kJ
但不能用水进行吸收,否则将形成大量酸雾。工业上采用98.3%硫酸作吸收剂,因其液面上水、三氧化硫和硫酸的总蒸气压最低,故吸收效率最高。出吸收塔的硫酸浓度因吸收三氧化硫而升高,须向98.3%硫酸吸收塔循环槽中加水并在干燥塔与吸收塔间相互串酸,以保持各塔酸浓度恒定。成品酸由各塔循环系统引出。
吸收塔和干燥塔顶设有金属丝网除沫器或玻璃纤维除雾器,以除去气流中夹带的硫酸雾沫,保护设备,防止环境污染。两次转化工艺的最终吸收塔出口尾气中的二氧化硫浓度小于500×10-6,尾气可直接排入大气;而一次转化工艺的吸收塔尾气中的二氧化硫浓度高达2000×10-6~3000×10-6,故须设置尾气处理工序,以使排气符合环境保护法规。氨水吸收法是应用最广的尾气处理方法。
B. 硫酸是采纳什么材料做出来
硫酸工业制法:
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
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%的商品硫酸。
二水法磷酸反应后,利用磷石膏,工业循环利用,使用二水法制硫酸。
方法二:
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
4FeS2+11O2=高温=8SO2+2Fe2O3
2、将二氧化硫溶于水变成亚硫酸。
3、亚硫酸氧化得硫酸。
C. 硫酸是怎么提取出来的从什么物质中提取出硫酸
一、硫酸制备工艺:
1、氨酸法增浓低浓度二氧化硫气体生产硫酸方法;采用就地再生的硫酸作为催化剂的一体化工艺
草酸生产中含硫酸废液的回收利用。
2、从芳族化合物混酸硝化得到废硫酸的纯化与浓缩工艺;从氧化钛生产过程中排出的废硫酸溶液的再生方法。
3、从稀硫酸中分离有机磷化合物和其它杂质的方法;从制备2-羟基-4-甲巯基丁酸(MHA)工艺的含硫副产物中回收硫酸的方法;催化氧化回收含有机物废硫酸的方法;电瓶用硫酸生产装置。
二、生产硫酸的原料:硫黄、硫铁矿和冶炼烟气。
1、在硫黄、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物质提炼出硫酸。
(3)工业硫酸从哪里提炼出来的扩展阅读:
一、硫酸对健康危害:
1、对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用;对眼睛可引起结膜炎、水肿、角膜混浊,以致失明;引起呼吸道刺激症状,重者发生呼吸困难和肺水肿;高浓度引起喉痉挛或声门水肿而死亡。
2、口服后引起消化道的烧伤以至溃疡形成;严重者可能有胃穿孔、腹膜炎、喉痉挛和声门水肿、肾损害、休克等,慢性影响有牙齿酸蚀症、慢性支气管炎、肺气肿和肺硬化。
二、硫酸环境危害,对环境有危害,对水体和土壤可造成污染:
1、硫酸还具有强腐蚀性,在常压下,沸腾的浓硫酸可以腐蚀除铱和钌之外所有金属(甚至包括金和铂),其可以腐蚀的金属单质种类的数量甚至超过了王水。同时它还具有脱水性,难挥发性,酸性,吸水性等。需谨慎使用。
D. 硫酸的工业制法是什么
硫酸的工业制法
方法一:
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
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%的商品硫酸。
二水法磷酸反应后,利用磷石膏,工业循环利用,使用二水法制硫酸。
方法二:
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
4FeS2+11O2=高温=8SO2+2Fe2O3
2、将二氧化硫溶于水变成亚硫酸。
工业硫酸是一种油状的液体,一般看起来是无色透明状的,硫酸的密度比水的密度大,溶于水是放出大量的热;有强烈的腐蚀性和脱水性。
分子式:H2SO4
相对分子质量:98.08(按1985年国际原子量)
硫酸主要用途
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。
以上内容参考:网络-硫酸工业
E. 硫酸工业的工业制法
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
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%的商品硫酸。
二水法磷酸反应后,利用磷石膏,工业循环利用,使用二水法制硫酸。
方法二:
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
4FeS₂+11O₂=高温=8SO₂+2Fe₂O₃
2、将二氧化硫溶于水变成亚硫酸。
3、亚硫酸氧化得硫酸。
(5)工业硫酸从哪里提炼出来的扩展阅读:
硫酸的用途
一般化工用途
硫酸最广泛的用途是制造磷酸,而磷酸则用于制造含磷肥料。93%硫酸被用于制造硫酸钙,氟化氢以及磷酸。氟化氢最终会以氢氟酸的形态隔走。
Ca₅F(PO₄)₃+ 5H₂SO₄+ 10H₂O→ 5CaSO₄·2 H₂O+ HF + 3H₃PO₄
硫酸另一个用途用于造纸。硫酸会用于产生硫酸铝,硫酸铝在木浆纤维上与少量肥皂物发生反应,形成含铝羧酸盐用以使纤维物凝固,形成较坚硬的表面。
硫酸铝的产生:
Al₂O₃+ 3H₂SO₄→Al₂(SO₄)₃+ 3H₂O
硫酸亦可制造用于隔走废水中的有害物质的氢氧化铝。氢氧化铝在污水处理厂里是一个非常重要的化学物质。还有,硫酸也是很多染料制造中必要的化学物。
工业清洁品
硫酸也是很多用以清洁氧化物、锈迹等的清洁品中的成分。已用的硫酸会被回收再用,方法是将酸与多种有机物燃烧,释出二氧化硫及三氧化硫,这些原材料可以用来生产新的硫酸。
催化剂
硫酸是多种化学反应的催化剂。例如,它催化尼龙的制造过程;另外,多个汽油提炼过程也需要硫酸的催化进行。
电解质
酸性通渠水含有高浓度的硫酸。图中显示数滴酸性通渠水使pH试纸迅速变红并将其蚀穿,显示了其强酸性及脱水性。
硫酸是汽车铅酸蓄电池中的电解质。有关的化学方程式为:
阳极:
Pb+SO₄2-⇌PbSO₄+ 2 e-
阴极:
PbO₂+ 4 H++SO₄2-+ ₂ e-⇌PbSO₄+ 2 H₂O
总方程:
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,可以除去头发、油污等淤塞物。基于安全理由,在使用时宜小心并带上手套。另外,由于硫酸会与水发生高放热反应,在使用前宜尽量保持渠道干爽,并慢慢倒入有关疏通剂。
F. 浓硫酸是怎么制造出来的
工业上制造硫酸有两种方法:一种叫做接触法,一种叫做铅室法。铅室法的硫酸浓度低而且往往含有很多杂质,用途受到限制,已逐步被淘汰,目前应用最多的为接触法。
接触法原理是由于二氧化硫和氧气是在催化剂的表面接触时起反应转化成三氧化硫,进而制得硫酸,一般的主要原料是硫铁矿。接触法制造硫酸的主要过程有:
1、造气阶段(二氧化硫的制造),反应装置为沸腾炉,硫铁矿在沸腾炉里燃烧时,就有二氧化硫气体生,反应的化学方程式是:
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
2、接触氧化阶段,反应装置为接触室,二氧化硫催化氧化成三氧化硫,反应的化学方程式是:
2S02+O2=(钒催化剂)500度=2S03
3、三氧化硫的吸收阶段,反应装置为吸收塔,化学式为:
SO3+H2O=H2SO4
(6)工业硫酸从哪里提炼出来的扩展阅读:
浓硫酸是一种具有高腐蚀性的强矿物酸。在常压下,沸腾的浓硫酸可以腐蚀除铱和钌之外所有金属(甚至包括金和铂),其可以腐蚀的金属单质种类的数量甚至超过了王水。硫酸在浓度高时具有强氧化性,这是它与稀硫酸最大的区别之一。同时它还具有脱水性,难挥发性,酸性,吸水性等。
浓硫酸使用储存注意事项:1、浓硫酸一般不要大量储存,必要的少量储存由专人保管,储存环境温度不超过35℃,相对湿度不超过85%
2、浓硫酸存在密闭容器中,置于凉爽、干燥、通风处,避免接触氯酸盐、铬酸盐、碳化物、雷酸盐、硝酸盐,金属粉未。
3、防水,避免光照;储存区地面应为耐酸、耐腐蚀的坚固水泥地面,严禁烟火。
4、储存处应使用防爆类电器设备。
5、禁用金属容器储存
6、稀释或制备溶液时,必须在不断搅拌下将硫酸顺着容器内壁缓慢加入水中,禁止将水加入浓硫酸中,以免沸腾和飞溅。
G. 工业上制取硫酸的原理
工业上制取硫酸的利用燃烧硫或高温处理黄铁矿,制取二氧化硫,化学式:S+O₂==点燃==SO₂。
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。纯硫酸是一种极性非常大的液体,其介电系数大约为100。
(7)工业硫酸从哪里提炼出来的扩展阅读:
硫酸的用途:
1、冶金和石油工业
硫酸用于冶金工业和冶金工业的金属加工,特别是用于有色金属的生产。例如,电解精炼铜、锌、镉和镍时,电解液需要硫酸,精炼某些贵金属时也需要硫酸,以溶解不包括在内的其他金属。
2、解决人民的衣食住行问题
生产化学纤维所用的粘胶长丝是人们熟悉的。粘胶纺丝需要硫酸、硫酸锌和硫酸钠的混合液作为凝固浴。每吨粘胶纤维需要1.2-1.5吨硫酸。每吨维纶短纤维消耗230公斤98%的硫酸。每吨卡普林单体需要1.6t20%发烟硫酸。
3、原子能工业与火箭技术
原子反应堆用核燃料的生产、反应堆用钛及铝合金的制备、火箭用钛合金、超音速喷气式飞机和人造卫星都与硫酸有直接或间接的关系。用硼砂制备硼烷需要大量的硫酸。
参考资料来源:网络—硫酸