硫酸铵的工业流程是什么?
硫酸铵的工业制法的化学方程式:
第一步,由硫铁矿石(主要成份为硫化亚铁)高温煅烧制取二氧化硫(反应条件从略,下同):
4FeS2+1102=2Fe2O3
+8SO2.
第二步,在高温、催化剂的作用下,往二氧化硫中通入氧气制取硫酸酐(即三氧化硫,SO3):
2SO2+O2<==>2SO3(可逆反应).
第三步,用(98%以上)浓硫酸吸收硫酸酐,制得硫酸:
SO3+H2O=H2SO4.
以上为工业制备浓硫酸,将其稀释得稀硫酸。
第四步,利用氮气与氢气在高温高压下制备氨气:
N2
+
3H2
<==>
2NH3.这也是个可逆反应。
第五步,将氨气通入稀硫酸溶液中制取硫酸铵:
H2SO4
+
2NH3
=
(NH4)2SO4
最后,将硫酸铵溶液蒸发、结晶、干燥得到硫酸铵。
-(完)-
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。
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。
氯化氢是制氯乙烯的副产品。
一、酸碱性不同:
1、焦化厂的硫酸铵中含有大量的氢离子,呈现一个比较强的酸性。
2、化工厂的硫酸铵不会含有大量的氢离子,原因是焦化厂首先生成的是焦化硫酸铵与水反应生成硫酸铵和硫酸,混在硫酸铵的溶液中无法去除。
二、价格不同:
1、焦化厂的硫酸铵含杂质多一些,颜色较深,价格便宜一点。
2、化工厂的硫酸铵纯度高、价格比焦化厂的硫酸铵贵。
扩展资料:
一、硫酸铵的制备:
1、利用工业生产中副产物或排放的废气用硫酸或氨水吸收(如硫酸吸收焦炉气中的氨,氨水吸收冶炼厂烟气中二氧化硫,卡普纶生产中的氨或硫酸法钛白粉生产中的硫酸废液)。
2、采用石膏法制硫铵的(以天然石膏或磷石膏、氨、二氧化碳为原料)。
二、硫酸铵的生成方法:
氢氧化铵和硫酸中和后,结晶、离心分离并干燥而得。中和法氨与硫酸约在100℃下进行中和反应,生成的硫酸铵结晶浆液经离心分离、干燥,制得硫酸铵成品。
参考资料来源:百度百科-硫酸铵
重要
工业制
接触
接触
主要
原料
燃硫或硫化铁尔
二氧化硫
及空气
氧
使二氧化硫氧化
三氧化硫
吸收于水
即
任何浓度
硫酸
惟
氧化
须
某种接触剂存
始
作用;
用者
铂及钒
氧化物
二氧化硫自燃硫
者
直接使其氧化
若自燃硫化铁
燃烧
者须先降冷
洗
酸或由滤
或由沉淀
使
清洁;灰尘
硫蒸汽
砷
磷及其
物质存于气流
者
必须除
免其害及接触剂
纯物质
于氧化矾危害较铂轻
(4)接触
制硫酸
反应原理:燃烧硫或金属硫化物等原料
制取二氧化硫
使二氧化硫
适
温度
催化剂
作用
氧化
三氧化硫
使三氧化硫跟水化合
硫酸
二氧化硫跟氧气
催化剂
表面
接
产
程:
硫铁矿
原料
步骤
(a)二氧化硫
制取
净化:硫铁
矿粉碎
细
矿粒
沸腾炉充
燃烧4FeS2+11O2
=====
2Fe2O3+8SO2
沸腾炉
气体叫炉气
其
含二氧化硫、氧气、氮气、水
及
些杂质
砷、硒等化合物矿尘等
杂质
矿尘都
使催化剂作用减弱或失
作用
种现象叫催化剂幅
水蒸气
设备
产
良影响
进行氧化反应前
炉气必须通
除尘洗涤(除
硒、砷等化合物)干燥等净化设备应除
害杂质
净化
混合气体主要含二氧化硫
氧气
氮气
(b)二氧化硫氧化
三氧化硫
二层催化剂
装
热交换器
用
硫酸
工业制
(c)三氧化硫
吸收
硫酸
:
更
能
三氧化硫吸收干净并
吸收
程
形
酸雾
工业
用98.3%
硫酸
吸收三氧化硫
吸收塔
氧化硫
塔
部通入98.3%
硫酸
塔顶喷
品硫酸
塔底放
98.3%
硫酸
吸收三氧化硫
浓度增
用水稀释
稀硫酸
配制
各浓度
硫酸
(d)尾气
二氧化硫
收:
吸收塔
部导
没
起反应
氧气
少量二氧化硫
及
起反应
氮气等气体工业
称尾气
用尾气
含少量二氧化硫放空气
造
气污染
尾气
二氧化硫
收
采用氨吸收
SO2+2NH3+H2O
=====(NH4)2SO3
(NH4)2SO3+SO2+H2O
=====
2NH4HSO3
吸收液
亚硫酸氢铵达
定浓度
再跟93%
硫酸反应放
二氧化硫气体
放
二氧化硫
用于制液体二氧化硫
硫酸铵
制
肥料
盐酸
工业制
工业
制取盐酸
首先
反应器
氢气点燃
通入氯气进行反应
制
氯化氢气体
氯化氢气体冷却
水吸收
盐酸
氯气
氢气
反应
程
毒
氯气
量
氢气所包围
使氯气
充
反应
防止
空气
污染
产
往往采取使另
种原料
量
使
害
、价格较昂贵
原料充
反应
盐酸
工业制
二
盐酸
氯比氢
水溶液
制革、印染、食品、医药、化工、冶金等工业部门
量使用盐酸
工业
产盐酸
主要
使氯气跟氢气直接化合
用水吸收
氯化氢气体
氯化氢
合
塔
合
近
工业
发展
由
产含氯
机物
副产品氯化氢制盐酸
例
氯气跟乙烯反应
二氯乙烷(C2H4Cl2)
再经
反应
氯乙烯
者
制聚氯乙烯
原料
C2H4Cl2=C2H3Cl(氯乙烯)+HCl
氯化氢
制氯乙烯
副产品
1.鼓泡式饱和法
由鼓风机来的焦炉煤气,经电捕焦油器后进入煤气预热器。在预热器内用间接蒸汽加热煤气到60~70℃或更高的温度,目的是为了使煤气进入鼓泡式饱和器蒸发饱和器内多余的水分,保持饱和器内的水平衡。预热后的煤气沿饱和器中央煤气管进入饱和器,经泡沸伞从酸性母液中鼓泡而出,同时煤气中的氨被硫酸所吸收。煤气出饱和器后进入除酸器,捕集其夹带的酸雾后,被送往粗苯工段。鼓泡式饱和器后煤气含氨一般小于0.03g/m3。冷凝工段的剩余氨水经蒸氨后得到的氨气,在不生产吡啶时,直接进入饱和器;当生产吡啶时将此氨气通入吡啶中和器。氨在中和器内与母液中的游离酸及硫酸吡啶作用,生成硫酸铵,又随中和器回流母液返回饱和器。
饱和器母液中不断有硫酸铵生成,在硫酸铵含量高于其溶解度时,就析出结晶,并沉淀于饱和器底部。其底部结晶被抽送到结晶槽,在结晶槽内使结晶长大并沉淀于底部。结晶槽底部硫酸铵结晶放到离心机内进行离心分离,滤除母液,并用热水洗涤结晶,以减少硫酸铵表面上的游离酸和杂质。离心分离的母液与结晶槽满流出的母液一同自流回饱和器中。从离心机分离出的硫酸铵结晶经螺旋输送机,送入沸腾干燥器内,用热空气干燥后送入硫酸氨储斗,经称量包装入成品库。
为了使饱和器内煤气与母液接触充分,必须使煤气泡沸伞在母液中有一定的液封高度,并保证饱和器内液面稳定,为此在饱和器上还设有满流口,从满流口溢出的母液经插入液封内的满流管流入满流槽,以防止煤气逸出。满流槽下部与循环泵链接,将母液不断地抽送到饱和器底部的喷射器。因而一定的喷射速度,故饱和器内母液被不断循环搅动,以改善结晶过程。
煤气带入饱和器的煤焦油雾,在饱和器内与硫酸作用生成所谓的酸煤焦油,泡沫状酸煤焦油漂浮在母液面上,并与母液一起流入满流槽。漂浮于满流槽液面上的酸煤焦油应及时捞出,或引入一分离处理装置与母液分离,以回收母液。饱和器内所需补充的硫酸,由硫酸仓库送至高置槽,再自流入饱和器,正常生产时,应保持母液酸度为4%~6%,硫酸加入量为中氨的需要量;当不生产粗轻吡啶时,硫酸加入量要大一些,还要中和随氨气进入饱和器的氨。
饱和器在操作一定时间后,由于结晶的沉积将使其阻力增加,严重时会造成饱和器的堵塞。所以操作中必须定期进行酸洗和水洗。当定期大加酸、补水、用水冲洗饱和器及除酸器时,所形成的大量母液有漫流槽满流至母液储槽。在正常生产时又将这些母液抽回饱和器以作补充。饱和器是周期性连续操作设备,为了防止结晶堵塞,定期大加酸和水洗,从而破坏了结晶生成的正常条件,加之结晶在饱和器底部停留时间短,因而结晶颗粒较小,平均直径在0.5mm。这些都是鼓泡式饱和器存在的缺点。
2.喷淋式饱和器法
喷淋式饱和器分为上段和下段,上段为吸收室,下段为结晶室。
由脱硫工序来的煤气经煤气预热器预热至60~70℃或更高温度,目的是为了保持饱和器水平衡。煤气预热后,进入喷淋式饱和器的上段,分成两股沿饱和器水平方向沿环形室做环形流动,每股煤气均经过数个喷头用含游离酸量3.5%~4%的循环母液喷洒,以吸收煤气中的氨,然后两股煤气汇成一股进入饱和器的后室,用来自小母液循环泵(也称二次喷洒泵)的母液进行二次喷洒,以进一步除去煤气中的氨。煤气再以切线方向进入饱和器内的除酸器,除去煤气中夹带的酸雾液滴,从上部中心出口管离开饱和器再经捕雾器捕集下煤气中的微量酸雾后到终冷洗苯工段。喷淋式饱和器后煤气含氨一般小于0.05g/m3。
饱和器的上段和下段以降液管联通。喷洒吸收氨后的母液从降液观念流到结晶室的底部,在此结晶核被饱和母液推动向上运动,不断地搅拌母液,使硫酸铵晶核长大,并引起颗粒分级。用结晶泵将其底部的浆液送至结晶槽.含有小颗粒的母液上升至结晶室的上部,母液循环泵从结晶室上部将母液抽出,送往饱和器上段两组喷洒箱内进行循环喷洒,使母液在上段与下段之间不断循环。
饱和器的上段设满流管,保持液面并封住煤气,使煤气不能进入下段。满流管插入漫流槽7中也封住煤气,使煤气不能外逸。饱和器满流口溢出的母液流入漫流槽内的液封槽,再溢流到满流槽,然后用小母液泵送至饱和器的后室喷洒。冲洗和加酸时,母液经漫流槽至母液储槽,再用小母液泵送至饱和器。此外,母液储槽还可供饱和器检修时储存母液之用。
结晶槽的浆液经静置分层,底部的结晶排入到离心机,经分离和水洗的硫酸铵晶体由胶带输送机送至振动式流化床干燥器,并用被空气热风机加热的空气干燥,再经冷风冷却后进入硫酸铵储斗。然后称量、包装送入成品库。离心机滤出的母液与结晶槽满流出来的母液一同自流回饱和器的下段。干燥硫酸铵的尾气经旋风除尘器后由排风机排放至大气。
为了保证循环母液一定的酸度,连续丛母液循环泵入口管或满流管处加入质量分数为90%~93%的浓硫酸,维持正常母液酸度。
由油库送来的硫酸送至硫酸储槽,再经硫酸泵抽出送到硫酸高置槽内,然后自流到满流槽。
喷淋式饱和器生产硫酸铵工艺,采用的喷流式饱和器,材质为不锈钢,设备使用寿命长,集酸洗吸收、结晶、除酸、蒸发为一体,具有煤气系统阻力小,结晶颗粒较大,平均直径0.7mm,硫酸铵质量好,工艺流程短,易操作等特点。新建改建焦化厂多采用此工艺回收煤气中的氨
1、肥料级硫酸铵主要用作肥料,适用于各种土壤和作物。
2、工业级硫酸铵开采稀土,开采以硫酸铵作原料,采用离子交换形式把矿土中的稀土元素交换出来。
下列工种归入本职业:
硫铵工(15-023),硫酸铵中和工(16-049)