第三篇 化学工艺学 第六章 硫酸工艺学 第一节 概述 第二节 硫酸的生产工艺.ppt

第六章 硫酸工艺学 以硫酸生产中二氧化硫的催化氧化为重点，阐明可逆放热的气固催化反应的反应特点、说明如何根据二氧化硫催化氧化反应特点，确定优化目标、优化反应条件、反应器和生产流程。 本章简介 三氧化硫的成酸是二氧化硫催化氧化的后继过程。它是根据二氧化硫催化氧化的结果和本身的反应特点来确定成酸的方法、工艺条件和主要设备的。 第一节 概述 一、硫酸的用途和产品规格 1、化肥工业：氮肥硫酸铵 ；磷肥磷酸钙 。 2、有机合成工业：磺化产品、硝化产品 。 3、石油工业：除去产品中的不饱和烃 。 4、金属工业：配制电解液 ；电镀、搪瓷工 业需用酸洗去其表面的铁锈和氧化铁。 5、无机盐工业：生产各种硫酸盐、磷酸盐、 铬酸盐等。 6、原子能工业：大量硫酸用于离子交换法提 取铀。 二、硫酸生产的历史 1、硫酸的生产始于10世纪，用绿矾加热分解 而得。 第二节 硫酸的生产工艺 三、工艺条件的优化 四、反应器 五、硫酸生产工艺 六、硫酸生产技术展望 结 束！ * * 第三篇 化学工艺学 原料气的生产和原料气的净化作为二氧化硫催化氧化的前置过程，是应根据二氧化硫催化氧化的需要来确定自己的优化目标。在这个基础上根据自己的反应特点(在净化时根据物性差别)来确定最优反应条件、净化方法和主要设备的选择。 本章简介 FeSO4·7H2O ＝FeSO4+7H2O 2FeSO4＝Fe2O3十SO2十SO3 SO3十H2O＝H2SO4 2、1736年出现了铅室法。 SO2十NO2十H2O＝H2SO4十NO NO十O2＝NO2 100年后出现了用冷浓硫酸在吸收塔中吸收反应后尾气中的NO及NO2，使之成为亚硝基硫酸。 NO十NO2十H2SO4 2HS NO3十H2O 3、20世纪初，用解吸塔取代铅室而形成了塔 式法。 2HSN O3十SO2十2 H2O＝3 H2SO4十2NO 4、接触法最初出现于1831年，它用铂为催 化剂，但铂价贵而且易中毒，所以发展较 慢。20世纪40年代出现了钒催化剂；加 快了接触法的发展。 SO2十0.5 O2＝SO3 SO3十H2O＝H2SO4 由于接触法所产硫酸的纯度高，浓度大，比较适应于有机合成工业的发展，很快就成为生产硫酸的主要方法。目前，世界接触法的产量占总产量的98％以上。1983年，在我国为98.7％，其余为塔式法。 一、原料路线和接触法生产的原则流程 1、生产原料 （1）硫：硫是生产硫酸所用的主要原料之一。用硫作原料时由于杂质少，所以生产比较简单，基建费、操作费比用其他原料要低得多。 （2）硫铁矿：硫铁矿也是生产硫酸所用的主要原料。普通硫铁矿、浮选硫铁矿和含煤硫铁矿。 （3）硫酸盐：自然界产的石膏(CaSO4)、芒硝(Na2SO4)可以作为生产硫酸的原料。 （4）含硫工业废物：工业废气、废液。 2、接触法生产的原则流程 以硫铁矿为原料生产硫酸要经历三个化学反应： 4FeS2+11 O2＝2 Fe2O3+8 SO2 2 SO2+ O2=2 SO3 SO3+ H2O＝H2SO4 (1)造气过程：矿石的焙烧和焙烧前的预处理如 矿石的粉碎和配矿(保持矿石含硫量稳定)等。 (2) 净化过程：除去原料气中的各种杂质。 (3) 氧化过程：使二氧化硫氧化为三氧化琉。 (4) 成酸过程：使三氧化硫生成硫酸产品。 图示 1、二氧化硫的催化氧化过程 二、生产原理 （1）平衡常数与平衡转化率 18.5 8.6 4.3 2.3 21.4 10.0 5.0 2.8 0.84 0.34 0.16 0.085 800 900 1000 1100 98.8 96.5 91.1 81.6 68.2