发烟硫酸是什么?/浓度是多少???
发烟硫酸,即H2SO4·xSO3 三氧化硫溶于100%硫酸中的一种化工产品。所含三氧化硫在空气中形成烟雾。发烟硫酸浓度以所含游离三氧化硫百分数表示或折成100%硫酸计,商品发烟硫酸的浓度通常有20%和65%两种。如20%发烟硫酸意即含游离三氧化硫20%每100kg的20%发烟硫酸相当于104.5kg100%硫酸,故又称104.5%硫酸。发烟硫酸为无色油状液体,有强烈刺激臭,可与水以任何比例混合,并放出大量热。具有极强的脱水、氧化与磺化作用。
20%发烟硫酸可在接触法的硫酸厂中生产,就是在98.3%硫酸吸收塔前设置发烟硫酸吸收塔,以20%发烟硫酸吸收转化后含三氧化硫7%~10%的气体,同时向循环酸中补加98.3%硫酸,使其浓度保持不变。65%发烟硫酸可由20%发烟硫酸和液体三氧化硫混合而得,或仿照20%发烟硫酸的制造方法,建立以65%发烟硫酸循环喷淋的吸收塔,吸收100%三氧化硫气体(见三氧化硫),并补加20%发烟硫酸,以调节循环酸浓度。
。。。不是因为不稳定所以冒烟。
浓硫酸有很强的吸水性,98%的浓硫酸想让其保持最高的浓度而不受空气中的水的影响是很难的,所以化工厂在制浓硫酸之后在里面通入了过量三氧化硫气体,本来硫酸也是通过三氧化硫溶水制得的~~过饱和的浓硫酸一见空气便会释放出里面的三氧化硫气体,三氧化硫气体又会和空气中的水结合成类似酸雾的东西,便是你看起来的“冒烟”了~
一、我国硫酸工业的生产现状
目前,我国共有硫酸生产企业600多家,其中小型硫酸厂占80%左右,产量占总产量的55%左右,其生产工艺、设备和环保等技术水平相对比较落后,原材料消耗高,设备效率低,环境污染较严重,经济效益较差,与大型企业相比仍有相当大的差距,严重影响了这些企业的市场竞争力。
硫酸生产路线有硫璜制酸、烟气制酸、硫铁矿制酸和石膏制酸等。我国硫酸生产多年来一直是以硫铁矿为主要原料。而国外基本上是以硫磺为生产原料的。硫磺制酸与硫铁矿制酸相比,在环境保护、生产成本以及生产操作等诸多方面存在着一定的优势。近几年来,我国硫磺制酸发展也比较快。1995年硫铁矿制酸所占比例约为80%,1998年硫铁矿制酸所占比例约为60%,到了2001年比例下降到40%左右。同时,硫磺制酸所占比例由1995年的1.5%左右增加到2001年的30%左右,硫磺制酸工业发展速度较快。这主要是受进口硫磺价格低、国内硫铁矿资源紧张等因素制约了硫铁矿制酸的发展。
我国硫酸主要生产企业有:山东省鲁北企业集团总公司、铜陵有色金属集团公司、江西铜业公司、葫芦岛锌厂、铜陵市化学工业集团有限公司、苏州精细化工集团有限公司、绵竹龙蟒集团有限责任公司、云南红磷化工有限责任公司、山东红日集团有限责任公司、云南三环化工有限公司(云南磷肥厂)、金川集团公司、中国石化集团南京化学工业有限公司、云南铜业股份有限公司、白银有色金属公司、贵州西洋肥业有限公司、大冶有色金属公司、深圳市中金岭南股份公司韶关冶炼厂、湖北省黄麦岭磷化工集团公司、湖南株洲化工集团有限责任公司、涪陵化工股份有限公司、贵州开磷(集团)有限责任公司、云南云峰化学工业公司、四川省什邡蓥峰实业总公司、鲁西化工集团总公司阳谷化工厂、四川宏达集团有限公司、聊城市鲁西化肥厂、湖北祥云集团化工股份有限公司、湖南株冶火炬金属股份有限公司、广西鹿寨化肥有限责任公司、辽宁西洋特肥股份有限公司、淄博钴业股份有限公司、巨化集团公司、开封黄河化肥化工集团、山东招金集团公司、山东聊城鲁西化工集团总公司东阿磷肥分公司。
近年来我国硫酸工业发展速度较快,硫酸年产量由1995年的1684.58万吨(折100%)发展到2001年的2651.34万吨(折100%),1995年至2002年间硫酸产量年平均增长率达到了8.11%。近几年我国硫酸产量情况见表一。
表一:近几年我国硫酸产量情况 单位:万吨
年份 产量(折100%) 备注
1995年 1684.58
1996年 1756.67
1997年 1797.28
1998年 1911.35
1999年 2029.09
2000年 2365.04
2001年 2651.34
2002年1-9月份 2180.79 折算全年按2907.72计
二、我国硫酸的消费情况
我国硫酸的主要消费范围如下:
化肥:普钙、硫铵、重钙、磷铵。
化工:敌百虫、敌敌畏、DDT、有机玻璃、环氧树脂、离子交换树脂、硝基苯、对硝基氯化苯、二硝基氯化苯、邻硝基甲苯、盐酸、对苯二酚、保险粉、钛白粉、立德粉、硫酸二甲酯、苯酚、合成酒精、红矾钠、铬酸酐、草酸、甲酸、氰化钠、2-萘酚、癸二酸、合成甲酚、电解烧碱、硫酸铝、磺化媒、磷酸二钠。
轻工:合成洗涤剂、三聚磷酸钠、合成脂肪酸、自行车、皮革、合成革。
纺织:维尼纶、腈纶、印染布、针织用纱。
冶金:钢材酸洗、氟化盐、电解铜、电解锌、电解镍。
石油化工:原油加工、石油催化剂、石油添加剂、己内酰胺、聚乙烯醇、丙烯腈。
其它行业主要是指医药工业和军工。
我国硫酸主要消费于肥料工业,特别是磷肥工业。
表二:我国硫酸的消费构成 单位:万吨
消费领域 2001年消费比例(%)
化肥 70
化工和轻工 8
纺织 3
冶金、石油等 19
合计 100
我国是农业大国,随着农业和化学工业的发展,化肥产量增长很快。硫酸产品消费量也将随之增加。从1995年到2002年我国硫酸及发烟硫酸进出口情况分析,靠国内自身所生产的硫酸产量还满足不了国内对硫酸产品的需求,需要有一部分进口作为补充,其补充的数量在逐年增长。从1995年至2002年硫酸及发烟硫酸的净进口量由4.61万吨/年增加到183.24万吨/年,净进口量逐年递增,平均年增长率为69.23%,其平均年增长远高于产量平均年增长率。因此,在我国未来几年对硫酸产品的需求缺口将逐年递增。1995年至2002年1-9月份期间我国硫酸及发烟硫酸的进出口情况见表三。
表三:近几年我国硫酸及发烟硫酸进出口情况 单位:万吨
年份 进口量 出口量 净进口量
1995 5.34 0.73 4.61
1996 7.55 0.65 6.9
1997 12.89 0.53 12.36
1998 29.72 0.52 29.2
1999 26.25 0.56 25.69
2000 36.75 0.58 36.17
2001 96.23 0.52 95.71
2002年1-9月 138.34(全年按184.45计) 0.91(全年按1.21计) 183.24
三、发展建议
在我国硫酸工业的发展中,应尽快调整硫酸企业的规模结构,硫铁矿制酸与硫磺制酸相比,在硫铁矿资源、品位、运输费用以及环保等方面存在着一定的劣势。近几年来,在进口硫磺价格较低的带动下,使得我国硫磺制酸工业发展较快,现在我国硫磺制酸的比例占硫酸工业已达到了30%左右。改变了以硫铁矿制酸中小型企业为主体的状况,尽一步发展硫磺制酸,在沿海地区有选择地建设硫磺制酸装置,充分利用低价位的进口硫磺原料,使我国硫磺制酸生产能力占硫酸工业的45%左右为宜。同时保持硫铁矿制酸的生产比例,避免国际硫磺市场对我国硫酸行业的冲击。改中小企业为大型企业,发挥规模经济的优势。为满足我国对硫酸逐年递增的需求量,有计划地新建一些硫酸生产装置,并充分考虑到选地、与磷肥基地相配套等,生产规模上应15万吨/年以上为宜。
| (1)Cu、S;相同点均为难挥发性的酸,不同点后者还有强氧化性。 (2)98%硫酸和63.3%硫酸都具有吸水性; 98%硫酸吸水能力比63.3%硫酸强(吸水速度快、吸水量大) (3)在浓硝酸中慢慢注入浓硫酸,摇匀冷却,在混合酸中慢慢滴入苯,使其混合均匀;蒸馏 (4)比较有、无浓硫酸存在条件下酯化反应进行的快慢;相同时间内有浓硫酸的反应收集到的油状物较多,无浓硫酸存在的反应几乎收集不到油状物。 (5)碳酸钠与浓硫酸反应及浓硫酸遇水均是放热过程,使体系温度升高,同时浓硫酸与碳酸钠反应产生二氧化碳使脱水后生成的炭更加疏松多孔。 (6)磺化时不生成水,废液少、反应快,三氧化硫用量可接近理论量。3.49 。 |
| 试题分析: (1)①向黑色固体中加入过量浓硝酸,黑色固体溶解,溶液呈蓝色,证明溶液中含有Cu元素;向所得溶液加BaCl 2 溶液后有白色沉淀生成。证明溶液中含有SO 4 2- ,则又黑色固体中含有S元素。因此该固体中含有Cu、S量元素。 ②浓硫酸与两种物质发生的反应为2NaCl+H 2 SO 4 (浓) Na 2 SO 4 +2HCl↑;2NaI+2H 2 SO 4 (浓) Na 2 SO 4 +2H 2 O+SO 2 ↑+I 2 。在这两个反应中都利用了浓硫酸的难挥发性,不同的是后者还同时利用了它的强氧化性。 (2)由图中曲线能得到的实验结论有98%的硫酸和63.3%的硫酸都有吸水性;98%硫酸吸水能力比63.3%硫酸强;相同的时间98%的硫酸吸水量大;吸水相同量时98%的硫酸消耗时间短。 (3)在苯与浓硝酸、浓硫酸制硝基苯的实验中,酸的混合时与浓硫酸的稀释相似,即先加入密度小的物质,再加入密度大的物质。由于两种酸混合时放出大量的热,而苯的沸点较低,因此要等酸混合液冷却后再加入苯。故三种原料混合的顺序是在浓硝酸中慢慢注入浓硫酸,摇匀冷却,在混合酸中慢慢滴入苯,使其混合均匀;制得的硝基苯中含有硫酸、硝酸、水。要得到纯净的硝基苯,需经过水洗(除去大量的酸) → 5%NaOH溶液洗涤(中和剩余残留的少量的酸) → 水洗(除去表面的盐离子) → 无水CaCl 2 干燥(吸水)→最后蒸馏即可。 (4)设计实验:在两只相同的试管中分别加入等体积的无水乙酸、乙醇,然后向其中的一个试管中加入5ml的浓硫酸,把导气管通到盛有饱和Na 2 CO 3 溶液的试管中,要始终保持导气管管口在液面以上,给试管加热。观察在盛有饱和Na 2 CO 3 溶液的试管液面上油状物的多少及气味,比较有、无浓硫酸存在条件下酯化反应进行的快慢;结果发现:相同时间内有浓硫酸的反应收集到的油状物较多,无浓硫酸存在的反应几乎收集不到油状物。结论:浓硫酸存在条件下酯化反应进行得更快。浓硫酸在该反应中起催化剂、吸水剂的作用。 (5)碳酸钠与浓硫酸反应是放热反应;浓硫酸遇水也是个放热过程,这会使体系温度升高,温度升高,浓硫酸的氧化性增强,温度升高,化学反应速率加快;同时浓硫酸与碳酸钠反应产生二氧化碳可以使脱水后生成的炭更加疏松多孔。因此实验效果更明显。 (6)用SO 3 代替浓硫酸,可以减少水的产生,反应速率快,废物少.由发烟硫酸的化学式及元素在稀释过程在守恒可得:2×{(1.84×1.5×10 6 ×98.3%)÷98}=(1.79V×10 6 ×95%)÷98.整理可得V=3.49。 |