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硫酸的工业制法

发布时间:2014-04-24 13:09:44  





硫酸是化学工业中的重要产品之一。首先硫酸 大量用于化肥和农药的生产,如每生产1吨的过磷酸 钙要消耗360公斤硫酸,化肥生产消耗占硫酸产量的 50%以上;在有机合成工业中,硫酸用于各种磺化反 应和硝化反应,生产醚、酯、有机酸、也要消耗硫酸; 在无机化学工业中,HF、H3PO4等的生产及K、Fe、 Cu、Zn、Al的硫酸盐的生产等,都要消耗硫酸;在 冶金工业中;国防工业中,如生产炸药;石油工业、 染料、人造纤维、食品、电池、搪瓷、医药、机械加 工工业等许多部门,都要用到硫酸。既然需要这么多 硫酸,那么怎样制取呢?

【学习目标】
? 掌握硫酸工业的化学反应原理; ? 了解硫酸的用途及硫酸工业的生产

设备与流程。

一、接触法制造硫酸的反应原理

S
硫化物 如 FeS2

SO2

SO3

H2SO4

SO3 + H2O===H2SO4
2SO2+O2===2SO 3 △ S+O2===SO2 4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2
高温
点燃 催化剂

二、接触法制造硫酸的生产过程

S
硫化物 如 FeS2
1 二 氧 化 硫 的 制 取 和 净 化

SO2
2
二 氧 化 硫 转 化 成 三 氧 化 硫

SO3
3
三 氧 化 硫 的 吸 收 和 硫 酸 的 生 成

H2SO4

1. 二氧化硫的制取和净化(造气)
4FeS2(固)+11O2(气)===2Fe2O3(固)+8SO2(气)
原 料 粉 碎
高温

炉气 SO2、O2、N2、水蒸气以及 一些杂质,如As、Se等的
化合物和矿尘等等。

氧气

除 尘
沸腾炉

洗 涤

干 燥

2. 二氧化硫氧化成三氧化硫
2SO2+O2===2SO 3 450 C
0

V2O5

思考

4500C
8500C

催化剂
5000C

<600C

热交换器

沸腾炉

接触室

5000C
下一步

请同学们阅读教材 P66-68页有关内容, 因为 SO2接触氧化是一个放热反应,根据化 讨论SO2接触氧化的最有利条件 学平衡理论判断,此反应在温度较低的条件下进 行有利。但是,温度较低时反应速率低,从综合 经济考虑对生产不利。在实际生产中,选定 4000C~5000C作为操作温度。 SO2的接触氧化也是一个气体总体积缩小的 反应,表5-2的数据说明,增大气体压强,能相 应提高SO2的平衡转化率,但提高得并不多。考 虑到加压对设备的要求高,增大投资和能量消耗; 而且,常压下4000C~5000C时, SO2的平衡转 化率已经很高,所以硫酸工厂通常采用常压操作, 并不加压。
返回

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V2O5+SO2===V2O4+SO 3

V2O4+O2+2SO2===2VOSO4 2VOSO4===V2O5+SO3+SO2
返回

3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成 145 C SO3 + H2O===H2SO4
0

尾气

98.3%H2SO4

热 交 5000C 换1500C

沸腾炉

接触室

生产流程动态演示

吸收塔

补充材料:硫酸的其它生产办法
1. 2(FeSO4· 7H2O)===Fe2O3+SO2+SO3+14H2O
2. SO2+NO2+H2O===H2SO4+NO 2NO+ O2===2NO2

三、环境保护 环境污染:大气污染、水污染、 土壤污染、食品污染、固体废 弃物、放射性污染、噪声污染 等。 工业上的三废

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