发烟硫酸

发烟硫酸

英文名:OleumSulfuric acid, fuming

俗名:105酸

分子式:H2SO4·xSO3

无色或棕色油状稠厚的发烟液体。有强刺激性臭味。吸水性很强，与水可以任何比例混合，并放出大量稀释热，操作时应注酸入水。结晶温度：20%发烟硫酸为2.5℃,65%发烟硫酸为-0.35℃。腐蚀性和氧化性比普通硫酸强。其蒸气对人体有害。

http://www.ep.net.cn/msds/wuzhi8/81006.htm

浅 谈 硫 酸

一、硫酸工业概况

硫酸的生产已有一千多年的历史了。最原始的生产方法是将绿矾（硫酸亚铁）高温煅烧，分解成二氧化硫和三氧化硫，三氧化硫与水蒸汽结合冷凝，便得到硫酸。这种生产方法极为简单，得到 产品粘度很高，外观非常象油，所以当时人们称之为“矾油”。

二、硫酸的制造

1.硫酸的原料

硫酸是由三氧化硫与水化合而成。三氧化硫是二氧化硫在催化剂表面与空气中的氧气化合而成的。由此看出，生产硫酸的主要原料是二氧化硫、空气和水。空气和水在自然界中极为丰富。二氧化硫从何而来呢？在工业生产中，通常以单体硫、各种金属硫化物，还有硫酸盐以及含有硫化氢的工业废气为原料，制造二氧化硫。将含硫的各种矿物原料在空气中焚烧，也可得到二氧化硫。目前世界上生产硫酸 的主要原料有：单体硫、硫铁矿和冶炼有色金属过程中副产的二氧化硫烟气。

硫磺是硫酸生产中最理想的原料。

冶炼烟气。

2.硫酸的生产方法

生产硫酸的方法很多，目前采用的主要有以下两种，即接触法与硝化法。

硝化法分铅室法与塔式法两种。由于铅室法设备庞大，耗铅量多，且成品酸浓度低，所以这种生产方法已被淘汰。塔式法的生产原理，是借助于氮氧化物的氧化传递作用，将二氧化硫氧化成三氧化硫。反应过程是在液相中进行。其流程比较简单，多者9个塔，少者5个塔，一般采用的是7个塔，有吸收塔、氧化塔和脱硝塔三个部分。塔式法的优点是系统不排污水污酸，对原料要求不高，硫的利用率比较高，投资较接触法节约三分之一以上。缺点是成品酸的浓度低（28—76%），用途受到限制，也不便于运输，大部分就地生产普钙；在生产过程中，含硝硫酸对设备腐蚀严重。因此，塔式法生产发展受到了一定限制。目前我国仅有两个塔硫企业在继续生产。

成品酸中含有部分氮氧化物，为补充氮氧化物的损耗，生产过程中要不断补充浓硝酸。

接触法生产硫酸。视原料的不同其工艺也有所不同，主要区别是工艺的前半部分枣原料气体的制务和原料气的净化。目前用接触法生产硫酸采用的原料主要有三种：硫铁矿、硫磺、冶炼烟气。我国生产硫酸所用的原料主要是硫铁矿。下面着重介绍以硫铁矿为原料，采用接触法制酸的主要生产过程：

（1）原料的焙烧。硫铁矿在高温的情况下燃烧氧化生成二氧化硫。

（2）炉气的净化。净化的方法分为干法净化和湿法净化两大类。湿法又分为酸洗和水洗两种流程。

（3）二氧化硫的转化。将净化干燥后的二氧化硫气体加热至400℃，在矾触媒催化剂的作用下，氧化生成三氧化硫。

（4）吸收。吸收工段是把三氧化硫加工制成硫酸。在工业生产中不是采用水来吸收三氧化硫气体，而是使用浓度为98%的浓硫酸作吸收剂，它吸收三氧化硫的效果最好。三氧化硫经浓硫酸吸收后成为高浓度硫酸，用净化工段干燥塔出来的稀酸稀释之，得到浓度为98%或者92.5%的硫酸，也就是工业上所用的成品硫酸。98%的浓硫酸一部分再送至吸收塔作吸收剂循环使用。

如果需要生产发烟硫酸，须在吸收塔前增加一套发烟硫酸吸收塔及酸循环系统装置。

硫磺制酸。由于硫磺纯度很高，不含氟、砷等有害物质，且制得的原料气体基本不夹带粉尘，不需要净化就可直接送去转化，所以硫磺制酸的生产工艺比较简单。硫磺在熔硫池内被蒸汽间接加热熔融，空气经干燥后与液态硫磺一起送进焚硫炉，燃烧生成二氧化硫。二氧化硫的转化 、吸收部分与前面说的相同。

硫酸的品种、规格

当前我国生产的工业硫酸按浓度区分主要有三种，一是塔式硝化法生产的稀硫酸，浓度在75%左右；二是接触法生产的浓硫酸，有98%和92.5%两种规格；三是发烟硫酸，其浓度超过100%，并含有游离的三氧化硫。工业上使用发烟硫酸的规格主要有20%、40%、65%（游离三氧化硫含量）三种。此外，还有一种工业用蓄电池硫酸。这种硫酸，其浓度为92—94%，无色透明，对锰、铁、铝、氯离子以及氧化氮和残渣等含量要求严格。

三、硫酸的基本性质

硫酸是无色透明的油状液体，不易挥发。发烟硫酸为无色或棕色油状稠厚液体，易挥发，放出三氧化硫，有强烈的刺激臭味。

1.比重

硫酸的比重随着硫酸含量的增加而增大，至98.3%时达到最大值。如果硫酸浓度继续增高（至于100%时为止），那么比重反而下降。98.3%硫酸比重为1.834。对于一定浓度的硫酸，比重随着温度的升高而下降。如：20℃时的硫酸比重为1.6105，升高到60℃时比重降为1.5785。

2.沸点和结晶温度

硫酸的沸点。硫酸的沸点随着硫酸浓度的升高而升高，浓度升高到98.3%时达到最大值（为336.5℃）。如果硫酸的浓度再升高，则沸点反而下降，浓度至100%时，只有296.2℃。发烟硫酸的沸点，随着游离三氧化硫的百分含量的增大而下降。浓度在70%以下的硫酸，受热蒸发沸腾时，只有水蒸汽放出；浓度在70—98。3%之间的硫酸，气相中含有部分硫酸，但浓度比液相中的低得多，浓度至98.3%时，气、液相的硫酸浓度一致；浓度再上升时，气相中开始有三氧化硫气体逸出。

硫酸的结晶温度。硫酸的结晶温度随硫酸浓度的变化而有较复杂的变化 。浓度在26—76%之间的硫酸，其结晶温度在-30℃以下；浓度为38%的硫酸，其结晶温度最低，为-74.5℃；100%硫酸的结晶温度是10. 45℃。

几种常用硫酸的结晶温度

硫酸浓度% 75 92 93 98 104.5

结晶温度℃ -41 -25.6 -35.05 +0.1 -11

3.溶解热、稀释热和混合热

在100%或无水硫酸中加入水分，就会有热量发生，加水愈多，放出的热量也愈大。在一克分子的硫酸中陆续加水，直至不放热量为止，放出的热量称为溶解热。一克分子硫酸的溶解热为22千卡。

溶解一克分子硫酸一几克分子水中时，所放出的热量称为释稀热。

当两种不同浓度的硫酸混合时，也会有热量放出，这种热量称为混合热。

当水中加入硫酸时，常有飞溅现象发生。在混酸时，应将硫酸慢慢地加入水中，切勿将水倒入酸中以免发生事故。

4.腐蚀性

硫酸是一种腐蚀性很强的酸，它与很多物质可以发生化学作用，产生硫酸盐。因此，在选择硫酸贮运设备和输酸管道材料时，必须根据硫酸的浓度和温度来确定。浓硫酸在热的情况下，还是一种相当强的氧剂。

5.吸水性

硫酸具有强烈的吸水作用，它可使有机物质，特别是碳水化合物（纤维、糖类等）严重失水，甚至碳化；还可灼伤人体。因此，使用硫酸时要严加小心。