《硫酸工艺学》ppt课件

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1、化工工艺学第2章硫酸生产工艺学第2章硫酸生产工艺学2.1概述2.2硫酸的生产原料2.3二氧化硫炉气的制造2.4二氧化硫的催化氧化2.5三氧化硫的吸收2.6生产全流程2.7硫酸生产技术展望内容提要本章围绕硫酸生产中的主要化学反应二氧化硫催化氧化生成三氧化硫的反应，阐明可逆放热气固催化反应的特点，根据这些特点确定优化目标，优化反应条件，反应器和生产流程。原料气的生产和净化作为主要反应的前置过程，根据主反应的需要来确定优化目标，结合这些过程自身的特点来确定优化反应条件、净化方法和主要设备。三氧化硫成酸是主反应的后继过程

2、，根据主反应的结果并结合自身的特点进行优化，确定成酸反应条件、成酸方法和主要设备。学习指导了解硫酸工业的发展史、硫酸的用途和规格、生产硫酸的原料、接触法生产硫酸原则流程、硫酸生产的技术经济指标、硫酸生产技术展望。掌握二氧化硫炉气的制备及净化、二氧化硫催化氧化过程、及硫酸的成酸过程。2.1概述2.1.1硫酸的用途和产品规格2.1.2硫酸的生产历史2.1.1硫酸的用途和产品规格（1）硫酸的用途（2）硫酸的产量（3）工业硫酸的规格（1）硫酸的用途硫酸的用途十分广泛，主要是化肥工业和冶金工业。化肥工业主要是生产过磷酸钙和

3、硫酸铵；冶金工业则是用于铜、锌、镉、镍等金属的电解精炼；其它如轻工业、有机化工工业、无机盐工业等。（2）硫酸的产量1950年，世界年产量2780万吨，1960年，世界年产量4822万吨，1970年，世界年产量9107万吨，1980年，世界年产量14000万吨，1995年，世界年产量15000万吨。2004年，世界年产量约18000万吨。（3）工业硫酸的规格93%，98%，105%，110%，120%。2.1.2硫酸的生产历史（1）10世纪，分解法（2）18世纪，铅室法（3）接触法生产硫酸（4）我国生产情况（1）1

4、0世纪，分解法用绿矾（FeSO4·7H2O）为原料，高温加热分解：FeSO4·7H2O→FeSO4+7H2O2FeSO4→Fe2O3+SO2+SO3SO3+H2O→H2SO4这种生产方法，硫的转化率只有50%，收率低，环境污染严重，产量极小，主要用于炼丹。（2）18世纪，铅室法1746年，出现铅室法制酸工艺。其方法为：S+O2→SO2SO2+NO2+H2O→H2SO4+NO2NO+O2→NO2在反应中，NO2只起了催化作用，但它们反应后被空气稀释，未能回收，浪费原料，污染环境。1827年，出现吸硝塔-分解塔工艺。

5、吸硝塔中用浓硫酸吸收NO和NO2生亚硝基硫酸，在分解塔中使亚硝基硫酸分解，生成的NO再使用。2H2SO4+NO2+NO→2NOHSO4+H2O2NOHSO4+2H2O→3H2SO4+2NO但这种方法生产的硫酸，其纯度和浓度不高，达不到有机合成生产磺化产品、硝化产品的要求。（3）接触法生产硫酸1831年，用铂作催化剂生产硫酸，但铂易中毒，只能用纯硫生产的SO2。20世纪40年代，用钒催化剂代替铂催化剂，这是目前世界上采用的唯一方法。生产原理为：S+O2→SO2（或硫铁矿）2SO2+O2→2SO3SO3+H2O→H2

6、SO4（4）我国生产情况1876年在天津建厂生产，1949年前，最高年产量为18万吨，1983年为869万吨，1997年为1991万吨，居世界第二位（美国4515万吨）。2.2硫酸的生产原料2.2.1硫磺2.2.2硫铁矿2.2.3硫酸盐矿2.2.4含硫工业废物2.2.1硫磺主要来自自然界的单质硫，还有少量从煤、石油中回收的硫。由于原料纯、工艺简单、投资费用少、生产成本低。但我国没有天然硫磺矿，因此主要用硫铁矿为原料，上世纪90年代后期，国内许多硫酸厂采用硫磺为原料生产硫酸。2.2.2硫铁矿硫铁矿是世界大多数国家生

7、产硫酸的主要原料。可以分为普通硫铁矿、浮选硫铁矿和含煤硫铁矿。普通硫铁矿具有金属光泽，又称黄铁矿，是硫化物中分布最普通的矿物，含硫约为25%～52%，含铁约为35%～44%。浮选硫铁矿为浮选铜、锌、锡的硫化物得到的废矿，含硫约为30%～40%。含煤硫铁矿是由煤筛选分离出来的硫铁矿和其它含硫混合物，含硫约为35%～40%，含碳约为10%～20%。2.2.3硫酸盐矿主要有石膏（CaSO4）、芒硝（Na2SO4）和明矾（KAl3(OH)6(SO4)2）。用这些原料生产硫酸的同时，还可生产其它重要的化工产品。例如用石膏为

8、原料可生产硫酸和水泥，用芒硝为原料，可生产硫酸和纯碱，用明矾为原料可生产硫酸和钾肥。2.2.4含硫工业废物主要指有色冶金厂副产的大量废气，石油炼制副产气、低品位燃料燃烧的废气、合成氨和炼焦生成的H2S，及其它含硫的废渣和废液。利用“三废”生产硫酸，不仅减少了公害，保护环境，而且制酸成本低，具有社会、经济双重意义。2.3二氧化硫炉气的制造2.3.1硫铁矿的预处理2.3.2硫