工厂如何配制硫酸

浓硫酸具有极强的腐蚀性，人在接触浓硫酸之后容易引起毁容的情况，甚至还有可能会威胁到生命。而日本的一家工厂竟然出现了浓硫酸的泄漏，而且浓硫酸卸漏的数量高达1000升，其数量是非常之多的，如果有人接触到的话，那么极易容易导致危险情况的发生。此次浓硫酸之所以会泄露，是由于管道以及水箱的受损引起的。

2022年8月15日至16日这段时间之内，日本的一家工厂发生了严重的浓硫酸泄漏。这家工厂是用来生产制造保温材料的，尽管在发生泄漏的这段时间里该家工厂一直处于休息的状态，但是工厂内部的设备仍然在不断的运行着。因此当员工们在工作日检查设备的时候才发现了浓硫酸发生了泄漏，但是已经为时已晚，其泄漏的数量高达1000多升。在附近的水沟中甚至还发现了水源具有极强的酸性，如果有人接触过这条水沟中的水源的话，非常容易引起皮肤的烧伤。

为了明确浓硫酸为何会发生如此严重的泄漏，该工厂进行了多方的测试，发现是由于工厂内部的水箱以及管道在稀释浓硫酸的时候受到了损坏，进而让浓硫酸泄漏到了土壤当中，并沿着土壤向四周扩散。在看到这一事件的时候很多人感到十分惶恐，因为浓硫酸的危害性是非常强的，在电视上我们也经常能够看到泼浓硫酸导致毁容的现象。

除了这一情况之外，浓硫酸在被人体吸入之后还会引起呼吸困难和症状，严重的话还会对皮肤造成重度烧伤。为此为了保证周边民众的安全，当地政府也劝诫民众不要靠近工厂，尤其是造成泄漏的水沟附近。一旦接触到农硫酸的话，对身体的危害性是极其严重的，尤其是当眼睛这种部位如果接触到浓硫酸的话，极其容易引起失明的风险。

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。

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。

*m）/(175+m)=25%

浓度=溶质/溶剂

可得，已知15%

175千克稀硫酸中的溶质量，最终浓度25%已知，可以根据已知50%浓度的硫酸列出所需m千克方程式。

硫酸厂的成品酸一般都是98酸。

乃是最大的是化工行业，包括化肥行业。

化工行业中，无机化工行业用的多，比如化肥厂用来生产磷肥，硫铵；日化厂在生产洗涤剂时也需要使用硫酸；石油化工、化纤生产中也有使用。

冶金中用来浸出氧化矿物。

机械厂机件的化蓝（化黑）处理也要用酸。

污水厂用来中和碱性废水

稀释浓硫酸的正确方法是将浓硫酸缓慢加入装有水的烧杯中进行稀释。具体的操作步骤如下。

1、准备好装有水的烧杯以及需要稀释的浓硫酸。

2、打开浓硫酸的瓶盖，缓慢把浓硫酸倒入装有水的烧杯中。

3、在缓慢倒入浓硫酸的同时，用玻璃杯不断进行搅拌。使稀释时放出的热量进行扩散。

扩展资料：

浓硫酸的危害

1、健康危害

浓硫酸对皮肤、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。

2、环境危害

浓硫酸对环境有危害，对水体和土壤可造成污染。

3、爆炸危害

浓硫酸助燃，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤及皮肉碳化。

参考资料来源：百度百科-浓硫酸

如将水倒入浓硫酸中，一方面由于水的密度远比浓硫酸的小，水将浮在浓硫酸上面而形成两个液层，浓硫酸只在两个液层接触处混溶并放出大量热。(硫酸有很大的稀释热，在稀释过程中，硫酸溶液的发热现象，开始非常剧烈，以后逐渐减弱。)另一方面又由于硫酸的质量热容较水的低，当两者混溶时，硫酸的温度会比水的温度升高得快，因而造成强烈的局部高温，使水汽化而造成喷溅。当把浓硫酸加入水中时，由于浓硫酸的密度很大，能迅速穿过水层不至引起剧烈的局部高温。这就说明了为什么稀释浓硫酸时，只能在不断搅拌下把浓硫酸慢慢注入水中，而不能以相反的方式进行。

1、稀释浓硫酸的时候，必须要把浓硫酸沿器壁小心翼翼地注入水里，并不停的加以搅拌。

2、这样可以使产生的热量快速地消散，并且，不能把水倒入浓硫酸中，水的密度小，浮在硫酸上，溶解过程中释放的热量会让水马上沸腾。

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。