硫酸是怎么生成的

1. 工厂是如何生产硫酸的？所用的设备是哪些？

2. 生产腐蚀性化学品时，设备是如何防止被腐蚀的？

1. 硫酸的生产

首先说明，化学品的生产和其他工业品的生产有很大不同。化学品并不是使用机床和精密设备生产出来的，而是使用各种管路和反应器生产出来的。其过程有点类似全自动的炒菜熬粥。

硫酸是一个典型的无机大宗化学品。其生产以包含特定元素的廉价物质为原料，经过简单的化学反应得到产品。由于生产规模很大，在工程上有很高的要求。

反应式如下

[公式]

[公式]

[公式]

对于硫酸的生产，原料为含硫物质，包括硫单质、硫化氢、含硫的金属矿物等。这些物质经过氧化得到二氧化硫，与空气混合后在催化剂的作用下进一步氧化生成三氧化硫。三氧化硫经过浓硫酸吸收得到产品。这里最后一步吸收非常有意思，本来按照反应式（水和三氧化硫生成硫酸）可以使用水来吸收，但是由于水的蒸汽压太高，用水吸收会产生大量气相物质使吸收效率下降，因此用稀释过的浓硫酸来吸收。浓硫酸中的少量水与三氧化硫反应将其吸收，吸收后液体中的水含量降低，得到更高浓度的硫酸。产生的硫酸分成两部分，一部分直接作为原料输出，另一部分再经过稀释，浓度降低后重新开始下一轮吸收。由此实现了高效、连续的生产。

这个生产过程中重要的反应设备包括：反应器（氧化反应器、催化氧化反应器、吸收塔）和许多管路、换热器、水泵、储罐、阀门等。管路、储罐等设备从名字上就可以想象。换热器通常是经过特殊设计的管路系统。氧化反应器是将硫单质氧化的炉子，作为一个例子，可以参考沸腾焙烧炉_互动百科。催化氧化反应器通常为固定床反应器，在筛板上装有固体催化剂物质，上一步得到的气体从上方流经催化剂并发生反应，从下方排出，可以参考固定床反应器_百度百科。吸收塔是一个中空的装置，让气体和液体从两个方向进入并接触，有多种不同的设计，可以参考吸收塔_百度百科。由于生产规模很大，这些设备的尺寸有些能达到数米。

2. 设备的防腐

应该说，任何化工生产所用的设备都存在防腐的问题。一般不会完全防止设备的腐蚀，但是会估计腐蚀的影响，在不影响生产和安全的前提下允许腐蚀的发生。要降低腐蚀的速度，可以选择以下方法：改变操作条件减小腐蚀的反应速率；增加材料的厚度，让表面腐蚀不影响其功能；选择对腐蚀有更强耐受力的材料。由于这些方法各有优缺点，所以通常综合使用。对硫酸而言，一般认为铁对浓硫酸由于钝化作用，会有一定的耐受力，但对发烟硫酸耐受力较弱。在可能的情况下降低温度可以减小腐蚀的程度。在不同的位置使用不同的材料，如运送硫酸的管道可以选择廉价易得的灰口铸铁，抗腐蚀性能一般，通常可以使用7~15年；冷却装置由于温度较高，需要更多的措施来防止腐蚀，比如采用保护阳极。此外还有许多其他的合金材料和非金属材料拥有更高的防腐蚀性能，但通常会增加成本。工厂在设计时需要综合考虑产量、成本等因素，决定设备所用的材料及型号。

反应方程式：

2FE₂S₃+9O₂=2FE₂O₃+6SO₂

2SO₂+O₂=2SO₃

SO₃+H₂O=H₂SO₄

就硫酸而言，脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，浓硫酸有脱水性且脱水性很强，脱水时按水的组成比脱去。物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化。

反应时，浓硫酸按水分子中氢氧原数的比（2:1）夺取被脱水物中的氢原子和氧原子或脱去非游离态的结晶水。

扩展资料：

热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为二氧化硫。在这类反应中，浓硫酸只表现出氧化性。

硫酸能与水以任意比例互溶，同时放出大量的热，使水沸腾。加热到290℃时开始释放出三氧化硫，最终变成为98.54%的水溶液，在317℃时沸腾而成为共沸混合物。硫酸的沸点及粘度较高，是因为其分子内部的氢键较强的缘故。

2、制备流程：

（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═2SO3（用五氧化二钒做催化剂该反应为可逆反应）；

（3）用98.3%硫酸吸收：SO3+H2SO4═H2S2O7（焦硫酸）；

（4）加水（吸收萃取）：H2S2O7+H2O═2H2SO4

（5）提纯工艺：可将工业浓硫酸进行蒸馏，便可得到浓度95%-98%的商品硫酸。

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.

主要方程式:

4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2

2SO2+O2=2SO3

SO3+H2O=H2SO4

1、过滤杂质。（防止在焚硫炉里面燃烧产生杂质气体）

2、将液硫输送到焚硫炉进行燃烧。

3、燃烧所得炉气在转化塔里面进行转化（so2-so3的过程），也就是转化工段，其实一般工艺上高温蒸汽是很宝贵的，所以一般在焚硫炉尾部都会连接一锅炉，用以生产高温蒸汽。

4、在吸收塔里面，利用98%的浓硫酸进行吸收，也就是干吸工段。

注意：全程的保温系统必须要做好，其实一般锅炉产生的高温蒸汽，是用于发电和传输到磷铵。

扩展资料：

其他制备工艺

1、氨酸法增浓低浓度二氧化硫气体生产硫酸方法。

2、采用就地再生的硫酸作为催化剂的一体化工艺。

3、草酸生产中含硫酸废液的回收利用。

4、从芳族化合物混酸硝化得到废硫酸的纯化与浓缩工艺。

5、从氧化钛生产过程中排出的废硫酸溶液的再生方法。

6、从稀硫酸中分离有机磷化合物和其它杂质的方法。

7、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。

8、催化氧化回收含有机物废硫酸的方法。

9、电瓶用硫酸生产装置。

10、二氧化硫源向硫酸的液相转化方法。

参考资料来源：百度百科-硫酸

浓硫酸制作方法：

硫酸的原料：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、通过干馏硫酸亚铁晶体得到硫酸；

2、将硫与硝酸钾混合蒸汽加热制出硫酸，在这过程中，硝酸钾分解并氧化硫，令其成为能与水混合并变为硫酸的三氧化硫（SO3)；

3、干馏石胆（胆矾）而获得硫酸；

4、黄铁矿（FeS2）被燃烧成硫酸亚铁（FeSO4），然后再被燃烧，变为能在480 °C下分解成氧化铁以及能用以制造任何浓度硫酸的三氧化硫的硫酸铁（Fe2(SO4)3）。

扩展资料：

硫酸具有极高的腐蚀性，特别是高浓度硫酸。高浓度的硫酸不光为强酸性，也具有强烈去水及氧化性质：除了会和肉体里的蛋白质及脂肪发生水解反应并造成严重化学性烧伤之外，它还会与碳水化合物发生高放热性去水反应并将其碳化，造成二级火焰性灼伤，对眼睛及皮肉造成极大伤害。 [3-4]

健康危害： 对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用。蒸气或雾可引起结膜炎、结膜水肿、角膜混浊，以致失明；引起呼吸道刺激，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窒息死亡。

口服后引起消化道烧伤以致溃疡形成；严重者可能有胃穿孔、腹膜炎、肾损害、休克等。皮肤灼伤轻者出现红斑、重者形成溃疡，愈后癍痕收缩影响功能。溅入眼内可造成灼伤，甚至角膜穿孔、全眼炎以至失明。慢性影响：牙齿酸蚀症、慢性支气管炎、肺气肿和肺硬化。

环境危害： 对环境有危害，对水体和土壤可造成污染。

燃爆危险： 本品助燃，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤及皮肉碳化。

参考资料：百度百科-浓硫酸

工业制硫酸有两种方法:

1.制取二氧化硫(沸腾炉)，然后在接触室接触氧化为三氧化硫，再用浓度为98.3%的硫酸吸收三氧化硫得到焦硫酸，焦硫酸加水得到硫酸。最后提纯。

2. 先制取二氧化硫(沸腾炉)，再将二氧化硫溶于水变成亚硫酸，最终将亚硫酸氧化获得硫酸。

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。

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。

3、亚硫酸氧化得硫酸。

参考资料

百度：https://baike.so.com/doc/5834415-6047243.html