1. 硫酸是怎樣製得的
【化學品的制備】
■實驗室硫酸製法
可以用FeSO4.7H2O加強熱,用冰水混合物+U型管冷凝即可,用NaOH吸收SO2,理論可得29.5%的H2SO4
關鍵在於尾氣吸收。
■其他硫酸制備工藝
1、氨酸法增濃低濃度二氧化硫氣體生產硫酸方法
2、採用就地再生的硫酸作為催化劑的一體化工藝
3、草酸生產中含硫酸廢液的回收利用
4、從芳族化合物混酸硝化得到廢硫酸的純化與濃縮工藝
5、從氧化鈦生產過程中排出的廢硫酸溶液的再生方法
6、從稀硫酸中分離有機磷化合物和其它雜質的方法
7、從制備2-羥基-4-甲硫基丁酸(MHA)工藝的含硫副產物中回收硫酸的方法
8、催化氧化回收含有機物廢硫酸的方法
9、電瓶用硫酸生產裝置
10、二氧化硫源向硫酸的液相轉化方法
11、沸騰爐焙燒硫磺制備硫酸的方法
12、沸騰爐摻燒硫磺生產裝置中稀酸的回收利用
13、高濃二氧化硫氣三轉三吸硫酸生產方法
14、高溫濃硫酸液下泵耐磨軸套
15、高效陽極保護管殼式濃硫酸冷卻器
16、節能精煉硫酸爐裝置
17、精苯再生酸焚燒製取硫酸的方法
18、利用廢硫酸再生液的方法和裝置
19、利用含硫化氫的酸性氣體與硫磺聯合製取高濃度硫酸
20、利用含硫化氫的酸性氣體製取高濃度硫酸
■工業硫酸的製作工藝
從工業廢氣或其他渠道收集SO2,將其氧化為SO3,在用稀硫酸反復吸收得到濃度高於98%的工業濃硫酸.
■提純工藝
可將工業濃硫酸進行蒸餾,便可得到濃度95%-98%的商品硫酸.
[編輯本段]【硫酸新成員】
固體硫酸 :是粉末制劑的固體酸類,可以替代硫酸的常規酸洗工藝,主要用於清除各種鋼鐵、不銹鋼、銅、鋁等金屬零件及其設備表面的銹、氧化皮、水垢、灰垢等污物,特別是鋼鐵熱扎、冷扎過程中生成的高溫難清除氧化皮,清洗效果可以跟硫酸酸洗相媲美,最終使產品表面清潔干凈;清洗過程中沒有煙霧產生,大大改善生產環境;對金屬的幾乎沒有腐蝕,對操作人員、設備、環境沒有任何危害。
2. 硫酸有哪些製法
一、實驗室硫酸製法
可以用FeSO4.7H2O加強熱,用冰水混合物+U型管冷凝即可,用NaOH吸收SO2,理論可得29.5%的H2SO4
關鍵在於尾氣吸收。
二、其他硫酸制備工藝
1、氨酸法增濃低濃度二氧化硫氣體生產硫酸方法
2、採用就地再生的硫酸作為催化劑的一體化工藝
3、草酸生產中含硫酸廢液的回收利用
4、從芳族化合物混酸硝化得到廢硫酸的純化與濃縮工藝
5、從氧化鈦生產過程中排出的廢硫酸溶液的再生方法
6、從稀硫酸中分離有機磷化合物和其它雜質的方法
7、從制備2-羥基-4-甲硫基丁酸(MHA)工藝的含硫副產物中回收硫酸的方法
8、催化氧化回收含有機物廢硫酸的方法
9、電瓶用硫酸生產裝置
10、二氧化硫源向硫酸的液相轉化方法
11、沸騰爐焙燒硫磺制備硫酸的方法
12、沸騰爐摻燒硫磺生產裝置中稀酸的回收利用
13、高濃二氧化硫氣三轉三吸硫酸生產方法
14、高溫濃硫酸液下泵耐磨軸套
15、高效陽極保護管殼式濃硫酸冷卻器
16、節能精煉硫酸爐裝置
17、精苯再生酸焚燒製取硫酸的方法
18、利用廢硫酸再生液的方法和裝置
19、利用含硫化氫的酸性氣體與硫磺聯合製取高濃度硫酸
20、利用含硫化氫的酸性氣體製取高濃度硫酸
3. 硫酸的合成方法
先將硫黃或黃鐵礦在空氣中燃燒或焙燒,以得到二氧化硫氣體.將二氧化硫氧化為三氧化硫是生產硫酸的關鍵,其反應為:2SO2+O2→2SO3
這個反應在室溫和沒有催化劑存在時,實際上不能進行.根據二氧化硫轉化成三氧化硫途徑的不同,製造硫酸的方法可分為接觸法和硝化法.接觸法是用負載在硅藻土上的含氧化鉀或硫酸鉀(助催劑)的五氧化二釩V2O5作催化劑,將二氧化硫轉化成三氧化硫.硝化法是用氮的氧化物作遞氧劑,把二氧化硫氧化成三氧化硫:
SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO
根據所採用設備的不同,硝化法又分為鉛室法和塔式法,現在鉛室法巳被淘汰;塔式法生產的硫酸濃度只有76%;而接觸法可以生產濃度98%以上的硫酸;採用最多.
接觸法生產工藝:接觸法的基本原理是應用固體催化劑,以空氣中的氧直接氧化二氧化硫.其生產過程通常分為二氧化硫的制備、二氧化硫的轉化和三氧化硫的吸收三部分.
二氧化硫的制備和凈化: 以硫鐵礦等其他原料製成的原料氣,含有礦塵、氧化砷、二氧化硒、氟化氫、氯化氫等雜質,需經過凈化,使原料氣質量符合轉化的要求.為此,經回收余熱的原料氣,先通過乾式凈化設備(旋風除塵器、靜電除塵器)除去絕大部分礦塵,然後再由濕法凈化系統進行凈化.
經過凈化的原料氣,被水蒸氣所飽和,通過噴淋93%硫酸的填料乾燥塔,將其中水分含量降至0.1g/m3以下.
二氧化硫的轉化:二氧化硫於轉化器中,在釩催化劑存在下進行催化氧化:
SO2+(1/2)O2 SO3 ΔH=-99.0kJ
釩催化劑是典型的液相負載型催化劑,它以五氧化二釩為主要活性組分,鹼金屬氧化物為助催化劑,硅藻土為催化劑載體,有時還加入某些金屬或非金屬氧化物,以滿足強度和活性的特殊需要.通常製成直徑4~6mm、長5~15mm柱狀顆粒.近年來,丹麥、美國和中國相繼開發了球狀、環狀催化劑,以降低催化床阻力,減少能耗.
釩催化劑須在某一溫度以上才能有效地發揮催化作用,此溫度稱為起燃溫度,通常略高於400℃.近年來,研製成功的低溫活性型釩催化劑,其起燃溫度降低到370℃左右,因而提高了二氧化硫轉化率.轉化器進口的原料氣溫度保持在釩催化劑的起燃溫度之上,通常為410~440℃.
由於原料氣經過濕法凈化系統後降溫至40℃左右,所以必須通過換熱器,以轉化反應後的熱氣體間接加熱至反應所需溫度,再進入轉化器.二氧化硫經氧化反應放出的熱量,使催化劑層溫度升高,二氧化硫平衡轉化率隨之降低,如溫度超過650℃,將使催化劑損壞.為此,將轉化器分成3~5層,層間進行間接或直接冷卻,使每一催化劑層保持適宜反應溫度,以同時獲得較高的轉化率和較快的反應速度.
現代硫酸生產用的兩次轉化工藝,是使經過兩層或三層催化劑的氣體,先進入中間吸收塔,吸收掉生成的三氧化硫,余氣再次加熱後,通過後面的催化劑層,進行第二次轉化,然後進入最終吸收塔再次吸收.由於中間吸收移除了反應生成物,提高了第二次轉化的轉化率,故其總轉化率可達99.5%以上,部分老廠仍採用傳統的一次轉化工藝,即氣體一次通過全部催化劑層,其總轉化率最高僅為98%左右.
三氧化硫的吸收:轉化工序生成的三氧化硫經冷卻後在填料吸收塔中被吸收.吸收反應雖然是三氧化硫與水的結合,即:
SO3+H2O→H2SO4 ΔH=-132.5kJ
但不能用水進行吸收,否則將形成大量酸霧.工業上採用98.3%硫酸作吸收劑,因其液面上水、三氧化硫和硫酸的總蒸氣壓最低,故吸收效率最高.出吸收塔的硫酸濃度因吸收三氧化硫而升高,須向98.3%硫酸吸收塔循環槽中加水並在乾燥塔與吸收塔間相互串酸,以保持各塔酸濃度恆定.成品酸由各塔循環系統引出.
吸收塔和乾燥塔頂設有金屬絲網除沫器或玻璃纖維除霧器,以除去氣流中夾帶的硫酸霧沫,保護設備,防止環境污染.兩次轉化工藝的最終吸收塔出口尾氣中的二氧化硫濃度小於500×10-6,尾氣可直接排入大氣;而一次轉化工藝的吸收塔尾氣中的二氧化硫濃度高達2000×10-6~3000×10-6,故須設置尾氣處理工序,以使排氣符合環境保護法規.氨水吸收法是應用最廣的尾氣處理方法.
4. 工業如何制硫酸
第一步:礦石氧化反應場所:沸騰爐反應方程式:4FeS2+11O2=高溫=2FeO3+8SO2 第二步:氣體氧化反應場所:接觸室反應方程式:2SO2+O2=催化劑加熱=2SO3 第三步:吸收液體反應場所:吸收塔放映方程式:H2O+SO3==H2SO4【實際用98%的濃硫酸吸收】
主要方程式:
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2=2SO3
SO3+H2O=H2SO4
5. 如何製造硫酸
硫酸最重要的工業製法是接觸法。
接觸法主要的原料為燃硫或硫化鐵爾來的二氧化硫,及空氣中的氧,使二氧化硫氧化而為三氧化硫,吸收於水中,即可得任何濃度的硫酸。惟此氧化,須有某種接觸劑存在時始有作用;最常用者為鉑及釩之氧化物。二氧化硫自燃硫而得者可直接使其氧化,若自燃硫化鐵的燃燒,而得者須先降冷,洗之以酸或由濾過法或由沉澱法使之清潔;灰塵,硫蒸汽,砷,磷及其它物質存於氣流中者,必須除去免其害及接觸劑,為不純物質對於氧化礬危害較鉑輕。
(4)接觸法制硫酸的反應原理:燃燒硫或金屬硫化物等原料來製取二氧化硫。使二氧化硫在適當的溫度後催化劑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。二氧化硫跟氧氣在催化劑的表面上接生產過程:以硫鐵礦為原料時步驟如下
(a)二氧化硫的製取和凈化:硫鐵 礦粉碎成細小礦粒在沸騰爐充分燃燒4FeS2+11O2 ===== 2Fe2O3+8SO2 從沸騰爐里出來的氣體叫爐氣,其中含二氧化硫、氧氣、氮氣、水以及一些雜質,如砷、硒等化合物礦塵等,雜質和礦塵都會使催化劑作用減弱或失去作用。這種現象叫催化劑幅。水蒸氣對設備和生產也有不良影響。為此在進行氧化反應前,爐氣必須通過除塵洗滌(除去硒、砷等化合物)乾燥等凈化設備應除去有害雜質,凈化後的混合氣體主要含二氧化硫,氧氣和氮氣。
(b)二氧化硫氧化成三氧化硫,二層催化劑中裝有一個熱交換器,用來把硫酸的工業製法
(c)三氧化硫的吸收和硫酸的生成:為了更可能把三氧化硫吸收干凈並在吸收過程中不形成酸霧,工業上是用98.3%的硫酸來吸收三氧化硫,在吸收塔里一氧化硫從塔下部通入98.3%的硫酸從塔頂噴下,成品硫酸從塔底放出98.3%的硫酸。吸收三氧化硫後濃度增大,然後把它用水稀釋成稀硫酸,配製成各濃度的硫酸。
(d)尾氣中的二氧化硫回收:從吸收塔上部導出的沒有起反應的氧氣和少量二氧化硫以及不起反應的氮氣等氣體工業上稱尾氣,用尾氣中含少量二氧化硫放空氣中會造成大氣污染,尾氣中二氧化硫回收常採用氨吸收法
SO2+2NH3+H2O =====(NH4)2SO3
(NH4)2SO3+SO2+H2O ===== 2NH4HSO3 當吸收液中亞硫酸氫銨達一定濃度後再跟93%的硫酸反應放出二氧化硫氣體。放出的二氧化硫可用於制液體二氧化硫,硫酸銨可製成肥料。
鹽酸的工業製法之一
工業上製取鹽酸時,首先在反應器中將氫氣點燃,然後通入氯氣進行反應,製得氯化氫氣體。氯化氫氣體冷卻後被水吸收成為鹽酸。在氯氣和氫氣的反應過程中,有毒的氯氣被過量的氫氣所包圍,使氯氣得到充分反應,防止了對空氣的污染。在生產上,往往採取使另一種原料過量的方法使有害的、價格較昂貴的原料充分反應。
鹽酸的工業製法之二
鹽酸是氯比氫的水溶液。在製革、印染、食品、醫葯、化工、冶金等工業部門大量使用鹽酸。工業上生產鹽酸的主要方法是使氯氣跟氫氣直接化合,然後用水吸收生成的氯化氫氣體。氯化氫是在合成塔里合成的。
近年來,工業上還發展了由生產含氯有機物的副產品氯化氫制鹽酸。例如,氯氣跟乙烯反應,生成二氯乙烷(C2H4Cl2)。它再經過反應生成氯乙烯,後者是制聚氯乙烯的原料。
C2H4Cl2=C2H3Cl(氯乙烯)+HCl
氯化氫是制氯乙烯的副產品。 實驗室里把二氧化硫通入雙氧水裡就能製成
6. 怎樣制備硫酸
一般製法
實驗室製法 1.可以用FeSO4.7H2O加強熱,用冰水混合物+U型管冷凝即可,用NaOH吸收SO2,理論可得29.5%的H2SO4。關鍵在於尾氣吸收。 2.可將二氧化硫氣體通入雙氧水製取硫酸,此法佔率較低。 自然製法 酸雨能產生硫酸,酸雨中的二氧化硫(SO2)與大氣中的水反應,生成亞硫酸(H2SO3),亞硫酸又與大氣中的氧氣反應,生成硫酸(H2SO4),落到地面 [3] 其他硫酸制備工藝 (1)氨酸法增濃低濃度二氧化硫氣體生產硫酸方法 (2)採用就地再生的硫酸作為催化劑的一體化工藝 (3)草酸生產中含硫酸廢液的回收利用 (4)從芳族化合物混酸硝化得到廢硫酸的純化與濃縮工藝 (5)從氧化鈦生產過程中排出的廢硫酸溶液的再生方法 (6)從稀硫酸中分離有機磷化合物和其它雜質的方法 (7)從制備2-羥基-4-甲硫基丁酸(MHA)工藝的含硫副產物中回收硫酸的方法 (8)催化氧化回收含有機物廢硫酸的方法 (9)電瓶用硫酸生產裝置 (10)二氧化硫源向硫酸的液相轉化方法 (11)沸騰爐焙燒硫磺制備硫酸的方法 (12)沸騰爐摻燒硫磺生產裝置中稀酸的回收利用 (13)高濃二氧化硫氣三轉三吸硫酸生產方法 (14)高溫濃硫酸液下泵耐磨軸套 (15)高效陽極保護管殼式濃硫酸冷卻器 (16)節能精煉硫酸爐裝置 (17)精苯再生酸焚燒製取硫酸的方法 (18)利用廢硫酸再生液的方法和裝置 (19)利用含硫化氫的酸性氣體與硫磺聯合製取高濃度硫酸 (20)利用含硫化氫的酸性氣體製取高濃度硫酸[6]
工業製法
通用方法 生產硫酸的原料有硫黃、硫鐵礦、有色金屬冶煉煙氣、石膏、硫化氫、二氧化硫和廢硫酸等。硫黃、硫鐵礦和冶煉煙氣是三種主要原料。 1.製取二氧化硫(沸騰爐) 燃燒硫或高溫處理黃鐵礦,製取二氧化硫S+O2=點燃=SO2 4FeS2+11O2=高溫=8SO2+2Fe2O3 2.接觸氧化為三氧化硫(接觸室) 2SO2+O2=五氧化二釩催化並加熱=2SO3(可逆反應) 3.用98.3%硫酸吸收 SO3+H2SO4=H2S2O7(焦硫酸) 4.加水 H2S2O7+H2O=2H2SO4 5.提純 可將工業濃硫酸進行蒸餾,便可得到濃度95%-98%的商品硫酸。[6] 二水法磷酸反應後,利用磷石膏,工業循環利用,使用二水法制硫酸。[6]