10万吨硫酸装置操作规程课稿.doc

前 言 硫酸是基本化学工业中产量最大、用途最广的重要化工产品之一，它不仅是化学工业许多产品不可缺少的原料，而且广泛用于其他工业部门。 农业是国民经济的基础。现代化农业，需要有大量的化肥、农药，硫酸是生产化肥和许多化学农药的重要原料。 在化学工业本身，用硫酸生产多种无机盐、无机酸、有机酸、化学纤维、塑料、医药品、颜料、染料和染料中间体等，是氟化学工业的重要原料；硫酸也是重要的化学试剂。 在国防、能源、材料科学和空间科学中，硫酸用于制造炸药，从铀矿中提铀，生产制造重要材料钛合金的原料二氧化钛，合成高能燃料的原料等。 本公司硫酸装置设计年生产能力为十万吨。 一、硫酸的性质 工业上贯称的硫酸，是指三氧化硫和水以任何比例化合的物质。如果其中三氧化硫与水的分子数比小于或等于1时称为硫酸；而三氧化硫与水的分子数比大于1时称为发烟硫酸。 硫酸的成分通常是以其中所含H2SO4的重量百分数来表示；发烟硫酸的成分通常是以其中所含游离SO3的重量对全部发烟硫酸重量的百分数来表示。常见硫酸的组成如表所示： 名称 H2SO4重量% SO3/H2O分子数比 组成，重量% SO3 H2O 92%硫酸 98%硫酸 无水硫酸 20%发烟硫酸 65%发烟硫酸 92.00 98.00 100.00 104.50 114.62 0.680 0.903 1.000 1.300 3.290 75.10 80.00 81.63 85.30 93.57 24.90 20.00 18.37 14.70 6.43 纯硫酸是一种无色透明的油状液体。发烟硫酸是粘稠性液体，它在常温下，能放出游离的三氧化硫，三氧化硫与空气中水分结合便形成白色烟雾，故称发烟硫酸。 浓硫酸腐蚀性非常强，能同许多金属或非金属物质发生化学作用。浓硫酸有强烈的吸水性，常温下咋在空气中它不仅不会发，反而会吸收空气中的水分使浓度变稀，体积变大。下面介绍一下硫酸的结晶温度、密度、沸点及蒸汽压组成等性质。 1、硫酸的结晶温度 硫酸的结晶温度随着三氧化硫含量的不同而有较大的变化。在冬季，尤其是在严寒地区，为了避免硫酸在运输和储存中发生结晶，要求商品硫酸应具有较低的结晶温度。例如，在气温低时应生产93%的商品酸，因其结晶温度为-27℃，在气温高时，可生产98%的商品酸，因其结晶温度为-0.7℃。 2、硫酸的密度 硫酸水溶液的密度先是随H2SO4含量的增加而增大，当硫酸浓度达到98.3%时，其密度为最大值。以后再继续提高浓度至100%时，其密度反而减小。发烟硫酸的密度随其中游离SO3含量的增加而增大，当游离SO3的含量增到62%时，密度为最大值，以后SO3的含量继续增加，密度反而减小。 3、硫酸的沸点及蒸汽压组成 常压下硫酸水溶液的沸点，随硫酸浓度的 增加而不断地升高，当浓度达到98.3%时沸点最高（336.6℃），以后则下降，至100%时沸点为296.2℃。发烟硫酸的沸点，则随游离SO3的增加而下降，直至44.7℃（液体SO3的沸点）为止。 浓度在85%以下的硫酸，加热沸腾时，实际上只有水被蒸发到气相中去。当继续提高浓度时，气相中除水蒸气，还有H2SO4存在。H2SO4的含量随硫酸浓度的增加而增加，至浓度达到98.3% H2SO4时，气相与液相组成，即98.3% H2SO4为一恒沸混合物。对于浓度大于98.3%的硫酸和游离SO3不大于30%的发烟硫酸，气相中同时含H2SO4和SO3。发烟硫酸含游离SO3超过30%后，沸腾时气相实际上是单一的SO3成分。因此发烟硫酸受热沸腾时，可以驱出全部游离的SO3，而最后残存硫酸的浓度也是98.3%。终上所述，气相中蒸气的组成不仅与硫酸的浓度有关，同时也与其温度有关，因为硫酸蒸气的分解随温度的增高而增大。 4、硫酸的粘度 硫酸和发烟硫酸的粘度随其浓度的增加而增大，硫酸的粘度与温度的关系与一般流体的性质相似，即随温度下降而增大。 二、硫酸的生产方法 硫酸生产装置工艺技术采用接触法制取硫酸：沸腾炉氧化焙烧、稀酸洗气净化、“3+2”两转两吸、余热回收副产蒸汽发电等工艺，并采用DCS系统进行自动控制。生产工艺主要特点如下： 采用沸腾炉氧化焙烧技术，提高硫的烧出率，并能实现沸腾炉磁化焙烧，为提高硫酸渣的利用价值打好基础； 采用稀酸洗气净化流程，大幅度的减少稀酸排出； 采用“3+2”五段转化工艺，使SO2总转化率大于99.7%，确保尾气中SO2达标排放； 采用中温吸收工艺，以抑制雾粒的形成并增大雾粒粒径以便有效除雾； 在沸腾炉出口设置余热锅炉，并在转化Ⅲ段换热器出口设置一台热管省煤器，回收余热副产蒸汽用于发电，抽凝出的低压蒸汽供氟化工生产使用，较大幅度降低了生产成本； 专门设置了尾气吸收装置，确保尾气在任何状况下都能达标排放； 采用先进的污酸处理工艺，污酸处理后的水质可达到回用标准并全部