硫酸工业生产流程
硫酸最重要的工业制法是接触法。
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
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。
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。
注意:全程的保温系统必须要做好,必须经过干燥塔)3,也就是干吸工段,所以一般在焚硫炉尾部都会连接一锅炉,我可以告诉你方法,1、讲硫磺熔为液体状态,必须过滤掉杂质(防止在焚硫炉里面燃烧产生杂质气体)2我是在化工厂上班的。对于工艺硫磺制酸
4FeS2+11O2=2Fe2O3+4SO2
S+O2=SO2(两者条件都是点燃)
第二步,纯化二氧化硫,除去由于燃烧而产生的烟尘,特别是冶金废气,和黄铁矿燃烧产生的SO2。
第三步,干燥SO2,为SO2的转换作准备,常用的是浓硫酸。
第四步,转化,将SO2转化为SO3,常用催化法。
SO2+O2=SO3(条件是催化剂)
第五步,吸收,形成发烟硫酸,
SO3+H20=H2SO4
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.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+2Fe2O3H2SO4工业制作装置
2.接触氧化为三氧化硫
2SO2+O2=(△,V2O5)2SO3(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
H2S2O7+H2O=2H2SO4
■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.
■实验室硫酸制法
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。
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