生产硫酸可用哪些原料?根据你所掌握的化工知识,分析采用这些原料生产硫酸的优缺点?
生产硫酸的原料:硫铁矿、硫磺、硫酸盐、含硫化氢的工业废气及冶炼烟气。接触法硫酸生产方法:铅室法和接触法。铅室法:不能生产浓硫酸,设备腐蚀严重。接触法:目前主要生产方法。原理:应用固体催化剂,以空气中的氧直接氧化二氧化硫。生产过程:原料破碎、筛分、配料或干燥;硫铁矿焙烧;炉气净化;二氧化硫催化氧化;炉气干燥和三氧化硫的吸收;尾气回收SO2和污水处理。(1)从含硫原料制造二氧化硫的气体 硫磺: S+O2=SO2 硫铁矿: 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2(2)将二氧化硫氧化成三氧化硫 SO2+1/2O2=SO3 (3)三氧化硫与水结合成为硫酸 nSO3+H2O=H2SO4+(n-1)SO3原料:硫磺、硫铁矿、有色金属治炼烟气传统的制酸工艺:1. 硫磺: 稳态SO2转化技术 2. 硫铁矿(1)预处理;(2)流化焙烧;(3)炉气净化
浓硫酸产生的氢离子可以使
乙酸
和
乙醇的电离平衡向左移动,促进反应进行,是催化剂。
乙酸和乙醇生成乙酸乙酯是可逆反应,生成物中有水,浓硫酸有吸水性,吸水可以促进可逆反应的平衡向右移动(也就是向生成物这边移动),促进反应进行,提高反应产率,这里浓硫酸是作为吸水剂的。
优点是保证了转化率和吸收率 降低物料消耗、污染排放
缺点是工艺流程较复杂 层间换热、两次吸收增加了众多设备 设备和触媒投入比一转一吸高
1、乙酰水杨酸制备浓硫酸做催化剂的优点是在催化剂作用下,以醋酐为酰化剂,与水杨酸羟基酰化成酯,破坏水杨酸分子结构。
2、乙酰水杨酸制备浓硫酸做催化剂的缺点是损害人体健康,对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用。
一、一般酸型催化剂 这类催化剂是指磷酸、硼酸、有机磺酸、盐酸盐及硫酸盐。一般酸催化剂进行催化产率较低,且反应时间长,价值不大,而用盐酸盐、硫酸盐作催化剂,前景十分看好,使用后的催化剂仍有一定的催化作用,但活性下降。
二、固体酸催化剂 固体酸催化剂是指阳离子交换树脂、多种沸石(包括合成分子筛)和各种改性沸石及氧化物催化剂,这类催化剂可避免硫酸催化剂所存在的问题,并可在气固相反应体系中连续进行酯化,反复使用,稳定性好,易分离。
三、杂多酸催化剂 杂多酸是一类具有确定组成的含氧核的多核配合物,作为酸型催化剂,它不仅有活性高,不腐蚀设备,减少污染等显著特点,而且它再生速度快,选择性高,是较为理想的酯化催化剂。
四、固体超强酸催化剂 超强酸是酸强度比100%硫酸更强的酸,它以其不同寻常的酸强度,使许多难以进行的化学反应在很温和的条件下进行,成为催化剂领域的热点,被称为“魔酸”。超强酸一般有液体和固体两种形式,分别称作液体超强酸和固体超强酸,液体超强酸尽管酸强度大,作催化剂活性也高,但和其它液体酸催化剂类似,对设备腐蚀性强,不能回收重复使用,或者对环境造成污染。而固体超强酸有其特有的优点,不腐蚀反应器,与反应物易于分离,对某些反应选择性高,能反复使用,耐高温、制备方便。固体超强酸可分为硫酸负载的固体超强酸和金属氧化物负载的固体超强酸。据文献报道现已合成的硫酸负载的固体超强酸有SO2-4/Fe2O3、 SO2-4/TiO2、SO2-4/ZnO2、SO2-4/Fe2O3-SiO2、 SO2-4/NiO-TiO2、SO2-4/SnO2。虽然硫酸负载的固体超强酸的催化活性与浓H2SO4液体相当,稳定性能好,制备方法简便,易与产物分离可反复使用多次,不腐蚀设备,不污染环境,但其成本较高,易被还原使硫酸根离子脱落,失去超强酸性质,为此有人制备金属氧化物负载的固体超强酸如:WO3/ZnO2、MoO3/ZnO2 等,该催化剂对甲醇氧化为甲醛的反应呈现出很高的活性和选择性,但对酯化反应的催化作用有待于进一步研究。
A、温度,温度过低,转化率低,温度过高,副反应过多或出现碳化,因此温度需要维持在150-170度比较合适;
B、浓度,浓度越高,平衡向右移动,因此要采用浓硫酸;
C、反应时间,反应时间越长,反应约充分,但过长也会导致副反应,因此时间在1-1.5小时较合适;
D、催化剂,催化剂可以加快反应,可以在较短的时间里实现平衡,减少副反应的发生;
E、反应物的收集,如果收集方式较差,则产率低;
以上五个因素是通行的回答内容,其他的一些因素都不是太必要了。
2、这个问题很简单了,比较一下硫酸和磷酸的特点就行:
环己醇脱水的过程是先和硫酸生成硫酸酯,然后硫酸根离去,得到环己烯。因此,硫酸是一个好的酯化原料,也是很好的离去基团,这是磷酸不具备的;
但是硫酸有氧化作用,磷酸没有,所有硫酸的副反应较多。