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。

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。

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

实验室制法

可以用FeSO4·7H2O加强热，用加冰水混合物的U型管冷凝即可，用NaOH吸收SO2，理论可得29.5%的H2SO4。关键在于尾气吸收；也可将二氧化硫气体通入双氧水制取硫酸，此法占率较低。

工业制法：

1、制取二氧化硫（沸腾炉）

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。

硫酸是一种最活泼的二元无机强酸，能和许多金属发生反应。高浓度的硫酸有强烈吸水性，可用作脱水剂，碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物的物质。与水混合时，亦会放出大量热能。其具有强烈的腐蚀性和氧化性，故需谨慎使用。

注意事项

硫酸与皮肤接触需要用大量水冲洗，再涂上3%～5%碳酸氢钠溶液冲，迅速就医。溅入眼睛后应立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。迅速就医。吸入蒸气后应迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。迅速就医。误服后应用水漱口，给饮牛奶或蛋清，迅速就医。

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

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

接触法主要的原料为燃硫或硫化铁尔来的二氧化硫，及空气中的氧，使二氧化硫氧化而为三氧化硫，吸收于水中，即可得任何浓度的硫酸。惟此氧化，须有某种接触剂存在时始有作用；最常用者为铂及钒之氧化物。二氧化硫自燃硫而得者可直接使其氧化，若自燃硫化铁的燃烧，而得者须先降冷，洗之以酸或由滤过法或由沉淀法使之清洁；灰尘，硫蒸汽，砷，磷及其它物质存于气流中者，必须除去免其害及接触剂，为不纯物质对于氧化矾危害较铂轻。

（4）接触法制硫酸的反应原理：燃烧硫或金属硫化物等原料来制取二氧化硫。使二氧化硫在适当的温度后催化剂的作用下氧化成三氧化硫，在使三氧化硫跟水化合生成硫酸。二氧化硫跟氧气在催化剂的表面上接生产过程：以硫铁矿为原料时步骤如下

（a）二氧化硫的制取和净化：硫铁 矿粉碎成细小矿粒在沸腾炉充分燃烧4FeS2+11O2 ===== 2Fe2O3+8SO2 从沸腾炉里出来的气体叫炉气，其中含二氧化硫、氧气、氮气、水以及一些杂质，如砷、硒等化合物矿尘等，杂质和矿尘都会使催化剂作用减弱或失去作用。这种现象叫催化剂幅。水蒸气对设备和生产也有不良影响。为此在进行氧化反应前，炉气必须通过除尘洗涤（除去硒、砷等化合物）干燥等净化设备应除去有害杂质，净化后的混合气体主要含二氧化硫，氧气和氮气。

（b）二氧化硫氧化成三氧化硫，二层催化剂中装有一个热交换器，用来把硫酸的工业制法

（c）三氧化硫的吸收和硫酸的生成：为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾，工业上是用98.3%的硫酸来吸收三氧化硫，在吸收塔里一氧化硫从塔下部通入98.3%的硫酸从塔顶喷下，成品硫酸从塔底放出98.3%的硫酸。吸收三氧化硫后浓度增大，然后把它用水稀释成稀硫酸，配制成各浓度的硫酸。

（d）尾气中的二氧化硫回收：从吸收塔上部导出的没有起反应的氧气和少量二氧化硫以及不起反应的氮气等气体工业上称尾气，用尾气中含少量二氧化硫放空气中会造成大气污染，尾气中二氧化硫回收常采用氨吸收法

SO2+2NH3+H2O =====（NH4）2SO3

（NH4）2SO3+SO2+H2O ===== 2NH4HSO3 当吸收液中亚硫酸氢铵达一定浓度后再跟93%的硫酸反应放出二氧化硫气体。放出的二氧化硫可用于制液体二氧化硫，硫酸铵可制成肥料。

盐酸的工业制法之一

工业上制取盐酸时，首先在反应器中将氢气点燃，然后通入氯气进行反应，制得氯化氢气体。氯化氢气体冷却后被水吸收成为盐酸。在氯气和氢气的反应过程中，有毒的氯气被过量的氢气所包围，使氯气得到充分反应，防止了对空气的污染。在生产上，往往采取使另一种原料过量的方法使有害的、价格较昂贵的原料充分反应。

盐酸的工业制法之二

盐酸是氯比氢的水溶液。在制革、印染、食品、医药、化工、冶金等工业部门大量使用盐酸。工业上生产盐酸的主要方法是使氯气跟氢气直接化合，然后用水吸收生成的氯化氢气体。氯化氢是在合成塔里合成的。

近年来，工业上还发展了由生产含氯有机物的副产品氯化氢制盐酸。例如，氯气跟乙烯反应，生成二氯乙烷(C2H4Cl2)。它再经过反应生成氯乙烯，后者是制聚氯乙烯的原料。

C2H4Cl2=C2H3Cl（氯乙烯）+HCl

氯化氢是制氯乙烯的副产品。参考资料： http://www.jshlzx.net/klh/2/2008/text/zk08_157.htm

实验室制法

1.可以用FeSO4.7H2O加强热，用冰水混合物+U型管冷凝即可，用NaOH吸收SO2，理论可得29.5%的H2SO4。关键在于尾气吸收。

2.可将二氧化硫气体通入双氧水制取硫酸，此法占率较低。

自然制法

酸雨能产生硫酸，酸雨中的二氧化硫（SO2）与大气中的水反应，生成亚硫酸（H2SO3），亚硫酸又与大气中的氧气反应，生成硫酸（H2SO4），落到地面

[3]

其他硫酸制备工艺

（1）氨酸法增浓低浓度二氧化硫气体生产硫酸方法

（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-甲硫基丁酸(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

（11）沸腾炉焙烧硫磺制备硫酸的方法

（12）沸腾炉掺烧硫磺生产装置中稀酸的回收利用

（13）高浓二氧化硫气三转三吸硫酸生产方法

（14）高温浓硫酸液下泵耐磨轴套

（15）高效阳极保护管壳式浓硫酸冷却器

（16）节能精炼硫酸炉装置

（17）精苯再生酸焚烧制取硫酸的方法

（18）利用废硫酸再生液的方法和装置

（19）利用含硫化氢的酸性气体与硫磺联合制取高浓度硫酸

（20）利用含硫化氢的酸性气体制取高浓度硫酸[6]

工业制法

通用方法

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。[6]

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。[6]

硫酸最重要的工业制法是接触法.

接触法是目前工业上制造硫酸的方法,整个方法主要包括四步：通过硫化矿或硫黄的高温焙烧产生二氧化硫气体；二氧化硫与氧气在高温催化下通过可逆反应化合生成三氧化硫；用浓硫酸吸收三氧化硫,产生发烟硫酸；以及最终发烟硫酸的用水稀释,得到硫酸成品.

接触法制硫酸的反应原理：燃烧硫或金属硫化物等原料来制取二氧化硫.使二氧化硫在适当的温度后催化剂的作用下氧化成三氧化硫,在使三氧化硫跟水化合生成硫酸.二氧化硫跟氧气在催化剂的表面上接生产过程：以硫铁矿为原料时步骤如下

（a）二氧化硫的制取和净化：硫铁 矿粉碎成细小矿粒在沸腾炉充分燃烧4FeS2+11O2 2NH4HSO3 当吸收液中亚硫酸氢铵达一定浓度后再跟93%的硫酸反应放出二氧化硫气体.放出的二氧化硫可用于制液体二氧化硫,硫酸铵可制成肥料.

希望能解决您的问题.