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。
扩展资料:
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 + 5 H₂SO₄ + 10 H₂O → 5 CaSO₄·2 H₂O + HF + 3 H₃PO₄
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+ 3 H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3 H₂O
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+ + 2 SO₄2- ⇌ ₂ PbSO₄ + 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。
参考资料来源:百度百科——硫酸工业
1、工业制硫酸化学方程式:H2S2O7+H2O═2H2SO4。
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。
2.将二氧化硫通入双氧水中,方程式为:SO2+H2O2=H2SO4(此法实验制备硫酸,工业上不采用。因为过氧化氢比硫酸更贵)
只适合少量制取。希望我的答案能帮到楼主,纯手打望采纳。欢迎追问。
1、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。
2、可将二氧化硫气体通入双氧水制取硫酸,此法占率较低。
3、另一种少为人知的方法是,先把12.6摩尔浓度的盐酸加入焦亚硫酸根(S2O52-),接着把所产生的气体打入硝酸,这会释出棕色/红色的气体,当再无气体产生时就代表反应完成。
1、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。
2、可将二氧化硫气体通入双氧水制取硫酸,此法占率较低。
3、另一种少为人知的方法是,先把12.6摩尔浓度的盐酸加入焦亚硫酸根(S₂O₅-),接着把所产生的气体打入硝酸,这会释出棕色/红色的气体,当再无气体产生时就代表反应完成。
扩展资料:
硫酸的应用:
用于冶金工业和金属加工在冶金工业部门,特别是有色金属的生产过程需要使用硫酸。例如用电解法精炼铜、锌、镉、镍时,电解液就需要使用硫酸,某些贵金属的精炼,也需要硫酸来溶解去夹杂的其他金属。在钢铁工业中进行冷轧、冷拔及冲压加工之前,都必须用硫酸清除钢铁表面的氧化铁。
在轧制薄板、冷拔无缝钢管和其他质量要求较高的钢材,都必须每轧一次用硫酸洗涤一次。另外,有缝钢管、薄铁皮、铁丝等在进行镀锌之前,都要经过用硫酸进行酸洗。在某些金属机械加工过程中,例如镀镍、镀铬等金属制件,也需用硫酸来洗净表面的锈。
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
第一步:矿石氧化反应场所:沸腾炉反应方程式:4FeS2+11O2=高温=2FeO3+8SO2 第二步:气体氧化反应场所:接触室反应方程式:2SO2+O2=催化剂加热=2SO3 第三步:吸收液体反应场所:吸收塔放映方程式:H2O+SO3==H2SO4【实际用98%的浓硫酸吸收】
主要方程式:
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2=2SO3
SO3+H2O=H2SO4
硫酸(化学式:H 2SO 4), 硫的最重要的 含氧酸。无水硫酸为无色油状液体,10.36℃时 结晶,通常使用的是它的各种不同浓度的水溶液,用 塔式法和 接触法制取。前者所得为粗制稀硫酸,质量分数一般在75%左右;后者可得质量分数98.3%的纯浓硫酸,沸点338℃,相对密度1.84。
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。是一种重要的工业 原料,可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、 洗涤剂、 蓄电池等,也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中。常用作 化学试剂,在有机合成中可用作 脱水剂和 磺化剂。
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,现在铅室法巳被淘汰;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.
一般制取硫酸:
加强热灼烧七水合硫酸亚铁,用冷凝管冷却气体,用氢氧化钠吸收尾气。冷凝管内即可收集到约29.5%的稀硫酸(内含极少的亚硫酸杂质)
或者想办法将二氧化硫氧化,譬如使用氧化性高的双氧水(通入二氧化硫).
或者盐酸与可溶的焦亚硫酸盐反应,产生气体通入硝酸,生成红棕色气体(请及时排出并尾气收集),当排出的气体由红棕色变为无色,代表反应完成,溶液部分即是硫酸(主要含有硝酸杂质)
工业上是塔式法或者接触法制取硫酸的,但都是制取二氧化硫,氧化成三氧化硫,吸收
只不过塔式法是用硝酸氧化吸收,可得较稀的硫酸
而接触法是用氧气氧化(五氧化二钒作为催化剂),用较稀硫酸吸收,制取得98.5%的浓硫酸