西安建筑科技大学：《无机化工工艺学》课程PPT教学课件（讲稿）第三章 硫酸

第三章硫酸 xI an University of Architecture and Technology

第三章 硫 酸

第3章硫酸 令3.1绪论 ◇3.2从硫铁矿制二氧化硫炉气 ◆3.3炉气的净化与干燥 ◇34二氧化硫的催化氧化 ◆3.5三氧化硫的吸收 ◇3.6三废治理与综合利用 《里种数半

2 第3章 硫 酸 ❖3.1 绪论 ❖3.2 从硫铁矿制二氧化硫炉气 ❖3.3 炉气的净化与干燥 ❖3.4 二氧化硫的催化氧化 ❖3.5 三氧化硫的吸收 ❖3.6 三废治理与综合利用

3.1绪论 性质 二、用途 生产方法 硫酸工业发展概况 《里种数半

3 3.1 绪 论 一、性质 二、用途 三、生产方法 四、硫酸工业发展概况

些质 ☆纯硫酸(H2SO)是一种无色透明的油状液体,相对密 度为18269,几乎比水重一倍。工业生产的硫酸系指SO3 和H2O以一定比例混合的溶液。 令发烟硫酸是其中SO3和H2O摩尔比大于1的溶液。发烟硫 酸由于SO3蒸气压较大,暴露在空气中能释放出SO3和空 气中的水蒸气迅速结合凝聚成酸雾。发烟硫酸因而得名。 令硫酸浓度以所含H2SO4的质量分数表示,而发烟硫酸浓度 以所含游离SO3或总SO3的质量分数表示 令以其中所含H2SO4的重量百分比来表示,常用有:98% 硫酸(98酸)、100%硫酸(无水硫酸)、20%发烟硫酸 (105酸)。 《里种数半

4 一、性质 ❖ 纯硫酸 （H2SO4）是一种无色透明的油状液体，相对密 度为1.8269，几乎比水重一倍。工业生产的硫酸系指SO3 和H2O以一定比例混合的溶液。 ❖ 发烟硫酸是其中SO3和H2O摩尔比大于1的溶液。发烟硫 酸由于SO3蒸气压较大，暴露在空气中能释放出SO3和空 气中的水蒸气迅速结合凝聚成酸雾。发烟硫酸因而得名。 ❖ 硫酸浓度以所含H2SO4的质量分数表示，而发烟硫酸浓度 以所含游离SO3或总SO3的质量分数表示. ❖ 以其中所含H2SO4的重量百分比来表示，常用有：98% 硫酸（98酸）、100%硫酸（无水硫酸）、20%发烟硫酸 （105酸）

些质 (一)物理性质 1、结晶温度:浓硫酸中结晶温度最低的是93.3%硫酸,结晶温度为-38℃。 高于或低于这个浓度的结晶温度都要提高。特别应当注意,98%硫酸结 晶温度是+0.1℃,99%硫酸结晶温度是+5.5℃,这样的产品酸结晶温度较 高。所以,冬季生产时要注意保温防冻,以防浓硫酸纳晶,必要时调整 产品浓度。 2、硫酸的密度:硫酸水溶液的密度随着硫酸含量的増加而増大,于98.3% 时达到最大值,过后则递减;发烟流酸的密度也随其中游离SO3的含量的 增加而增大,达62%SO3(游离)时为最大值,继续增加游离SO3含量, 则发烟硫酸的密度减小。在生产中,可以通过测定硫酸的温度和密度来 测定硫酸的浓度。 3、硫酸的沸点:硫酸含量在98.3%以下时,它的沸点是随着浓度的升高而 增加的。浓度为98.3%的硫酸沸点最高(338.8℃),而100%的硫酸反而 在较低的温设(279.6℃)下沸腾。当硫酸溶液蒸发时,它的浓度不断增 高,直到983%后保持恒定,不再继续升高。发烟硫酸的沸点,随着游离 SO3的增加由279.6℃逐渐降至4.4℃

5 一、性质 （一）物理性质 1、结晶温度：浓硫酸中结晶温度最低的是93.3％硫酸，结晶温度为-38℃。 高于或低于这个浓度的结晶温度都要提高。特别应当注意，98％硫酸结 晶温度是+0.1℃，99％硫酸结晶温度是+5.5℃，这样的产品酸结晶温度较 高。所以，冬季生产时要注意保温防冻，以防浓硫酸纳晶，必要时调整 产品浓度。 2 、硫酸的密度：硫酸水溶液的密度随着硫酸含量的增加而增大，于98.3％ 时达到最大值，过后则递减；发烟流酸的密度也随其中游离SO3的含量的 增加而增大，达62%SO3（游离）时为最大值，继续增加游离SO3含量， 则发烟硫酸的密度减小。在生产中，可以通过测定硫酸的温度和密度来 测定硫酸的浓度。 3、硫酸的沸点：硫酸含量在98.3％以下时，它的沸点是随着浓度的升高而 增加的。浓度为98.3％的硫酸沸点最高（338.8℃），而100％的硫酸反而 在较低的温设（279.6℃）下沸腾。当硫酸溶液蒸发时，它的浓度不断增 高，直到98.3%后保持恒定，不再继续升高。发烟硫酸的沸点，随着游离 SO3的增加由279.6℃逐渐降至44.4℃

些质 (二)化学性质 1、与金属及金属氧化物反应 与有机物发生磺化反应 3、有吸水能力,工业上常用作千燥剂和浓缩剂 4、用作有机反应的催化剂,如烷基化反应等 《里种数半 6

6 一、性质 （二）化学性质 1、与金属及金属氧化物反应 2、与有机物发生磺化反应 3、有吸水能力，工业上常用作干燥剂和浓缩剂 4、用作有机反应的催化剂，如烷基化反应等

用塞 令硫酸是无机化工、有机化工中用量最大、用途最广的化 工产品。 令主要用于生产磷肥(在我国占硫酸总量的65-75%);此外 还可用于生产无机盐、无机酸、有机酸、化纤、塑料、 农药、颜料、染料、硝化纤维、TNT、硝化甘油及中问 体等;石油、冶金行业也都大量使用。 我国硫酸的消费情况 心被称为工业之母。 《里种数半

7 二. 用途 ❖ 硫酸是无机化工、有机化工中用量最大、用途最广的化 工产品。 ❖ 主要用于生产磷肥(在我国占硫酸总量的65-75%)；此外 还可用于生产无机盐、无机酸、有机酸、化纤、塑料、 农药、颜料、染料、硝化纤维、TNT、硝化甘油及中间 体等；石油、冶金行业也都大量使用。 ❖ 我国硫酸的消费情况 ❖ 被称为工业之母

三.纯产亦法(硝代法、接触法) (一)硝化法原理 SO2+N,O3+H,O==H2SO4+2NO >2NO+O2==2NO2 >NO+NO2=N2O3 哨化法也称亚硝基法,可分为: 变法 塔式法:直接用S02,H20,02反应生成硫酸。 《里种数半 8

8 三. 生产方法(硝化法、接触法) ➢ SO2+N2O3+H2O == H2 SO4+2NO ➢ 2NO+O2==2NO2 ➢ NO +NO2 == N2O3 硝化法也称亚硝基法，可分为： 铅室法 塔式法:直接用SO2,H2O,O2反应生成硫酸。 （一）硝化法原理

(二)接煎痃原嬃 生产工序 三废 及预 焙 净 转 吸收 处理 处理 烧 ☆生产原理: 1、SO2的生成S+O2=SO24FeS2+1102=2Fe2O31+8SO2 2、SO2的氧化SO2+1202=SO3 日3、SO3与水结合nSO3+H2O=H2SO4+(n-1SO3 《里种数半

9 (二) 接触法原理 ❖生产工序： 原料 及预 处理 三废 处理 吸 收 转 化 焙 烧 净 化 ❖ 生产原理： 1、 SO2的生成 S+O2==SO2 4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2 2、 SO2的氧化 SO2+1/2O2==SO3 3、 SO3与水结合 nSO3+H2O==H2 SO4+(n-1)SO3

(二)接煎痃原嬃 生产硫酸的原料 硫铁矿:主要成份是FeS2。 磁硫铁矿:主要成份为FenS。含S量越高,锻烧 时放热越多。 两种矿含S量相同时,磁硫铁矿锻烧放热量比普 通硫铁矿高30%左右。自然开采的硫铁矿都含有很 多杂质,使矿呈灰、褐、黄铜等不同颜色。通常含 硫量只有30%~50% 硫磺:使用天然硫磺生产硫酸最好,但我国矿少。 其它原料:硫酸盐、冶炼烟气、含硫工业废料等。 《里种数半 10

10 (二) 接触法原理 ❖生产硫酸的原料 ▪ 硫铁矿：主要成份是FeS2。 ▪ 磁硫铁矿：主要成份为Fe7S8。含S量越高，锻烧 时放热越多。 两种矿含S量相同时，磁硫铁矿锻烧放热量比普 通硫铁矿高30%左右。自然开采的硫铁矿都含有很 多杂质，使矿呈灰、褐、黄铜等不同颜色。通常含 硫量只有30%~50%。 ▪ 硫磺：使用天然硫磺生产硫酸最好，但我国矿少。 ▪ 其它原料：硫酸盐、冶炼烟气、含硫工业废料等