硫酸的工业制法
硫酸工业制法
硫酸工业制法
硫酸工业制法是利用自然资源制造许多化学产品的一个非常重要的工业过程。
它是一种将硫和酸碱反应，并在高温下生成硫酸的制法。
这种过程可以制造出大量综合材料，如铝硅复合材料，磷酸钙粉末，烟灰，和硫酸盐。
硫酸工业制法的步骤相当简单，包括硫的提取，酸的导入和充气两个阶段。
首先，要从自然界中提取硫，这就是把煤、矿物或者天然气中的硫单独提取出来。
一旦这个过程完成，硫将需要搅拌和氧化，使它能够发生反应，然后也就是酸的导入，也可以用于氧化硫。
在充气过程中，需要将产生的反应物搅拌均匀，最后在高温下再加热。
硫酸工业制法在把硫酸制成产品方面也发挥了重要作用。
它能够把硫酸分解成多种不同的化学反应，使其能够生成不同的化合物，从而制备出不同类型的产品，如磷酸钙、硫酸盐和铝硅复合材料等。
硫酸工业制法对于环境也是有利的。
它能把对环境有害的化学物质，如二氧化硫和一氧化碳等,分解成有用的产品；此外，它也可以减少废水排放和节约能源，从而减少对环境的危害。
硫酸工业制法在普遍应用承受了极大的便利，因此受到广泛的重视，是当今化学产品制造的重要方法。
有经验的专业人员必须按照一定的规则，控制和协调活动，确保制作的质量和安全，确保硫酸工业制法的顺利实施。
工业制备硫酸的简单流程
工业制备硫酸的简单流程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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硫酸的工业制法
1 ．什么是环境？
大气、土地、水、矿产、森林、生物以 及风景游览区、自然保护区、生活居住 区等构成了人类生存的环境
2 ．环境污染包括哪些？
环境污染主要包括大气污染、水污染、土壤 污染、食品污染等，此外还包括固体废弃物， 放射性噪声等污染。
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3.SO2排放到大气中有哪些危害？
• ①人吸入SO2会发生呼吸道疾病，浓度高达一定程 度时，会使人死亡。 • ②如果SO2与空气中的飘尘接触，或跟氮的氧化物 接触，会部分被氧化为SO3，危害跟严重，这些硫 的氧化物能直接伤害植物叶片，浓度高时，会使 植物枯死。 • ③降水时，硫的氧化物以及所形成的硫酸和硫酸 盐随雨雪降到地面，即所谓的“酸雨”。酸雨可 使湖泊水质酸化，毒害鱼类和其它水生生物；使 土壤酸化、破坏农田、损害农作物、森林；酸雨 还会腐蚀建筑物、金属制品、名胜古迹等。
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6．什么是热交换过程？ 6. 什么是热交换过程?
通过热交换器把反应时生 成的热，传递给进入接触 室的需要预热的混合气体， 并冷却反应后生成的气体， 像这样传递热量的过程就 是化学工业上常用的热交 换过程。
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7．吸收SO3为什么不直接用水或 稀硫酸，而是用98.3%的浓硫酸？
因为用水或稀硫酸作吸收 剂时，容易形成酸雾，吸 收速度慢且吸收不充分， 而 用 98.3% 的 浓 硫 酸 作 吸 收剂，则在吸收过程中不 形成酸雾，吸收速度快且 吸收充分，有利于SO3的吸 收。
关于多步反应变一步的计算
步骤： 1.写出多步反应的化学方程式； 2.找出主要原料和最终产物之间的物质的 量的对应关系。即找出主要原料和最终产 物中所含关键原子个数关系。 3.列出关系式，解出答案。
守恒原则
•计算中可以按照守恒、累积、转化的三原则处 理有关过程及数据以化难为易。 •1.守恒原则：如黄铁矿制硫酸中 S 原子守恒，具 体表现形式为 •FeS2——2H2SO4 或 S——H2SO4
硫酸的工业制法分析解析
6．什么是热交换过程？ 6. 什么是热交换过程?
通过热交换器把反应时生 成的热，传递给进入接触 室的需要预热的混合气体， 并冷却反应后生成的气体， 像这样传递热量的过程就 是化学工业上常用的热交 换过程。
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7．吸收SO3为什么不直接用水或 稀硫酸，而是用98.3%的浓硫酸？
因为用水或稀硫酸作吸收 剂时，容易形成酸雾，吸 收速度慢且吸收不充分， 而 用 98.3% 的 浓 硫 酸 作 吸 收剂，则在吸收过程中不 形成酸雾，吸收速度快且 吸收充分，有利于SO3的吸 收。
关于多步反应变一步的计算
步骤： 1.写出多步反应的化学方程式； 2.找出主要原料和最终产物之间的物质的 量的对应关系。即找出主要原料和最终产 物中所含关键原子个数关系。 3.列出关系式，解出答案。
守恒原则
•计算中可以按照守恒、累积、转化的三原则处 理有关过程及数据以化难为易。 •1.守恒原则：如黄铁矿制硫酸中 S 原子守恒，具 体表现形式为 •FeS2——2H2SO4 或 S——H2SO4
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2．为什么把燃烧黄铁矿的炉子叫沸腾 炉？为什么用这种炉子？
这是因为矿粒燃烧的时候， 从炉底通入强大的空气流， 把矿粒吹得在炉内一定空 间里剧烈沸腾，好象“沸 腾着的液体”一样。因此， 人们把这种炉子叫沸腾炉。 矿粒在这种沸腾情况下， 跟空气充分接触，燃烧快， 反应完全，提高了原料的 利用率。
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三．有关化学计算
•几个概念：化学计算中涉及到工业生产实际中 的“四率”（即转化率、利用率、产率、损失 率）和纯度。 •物质的纯度=（纯物质/不纯物质）×100% •产率=（实际产量/理论产量）×100% •利用率=（实际利用原料量/实际投入原料总量） ×100% •损失率：1-利用率 •在原料中：转化率=利用率
硫酸的工业制法
硫酸的工业制法硫酸硫酸盐一、硫酸的工业制法——接触法1、接触法制硫酸的生产原理及工业设备生产阶段化学方程式工业设备生产原理（1）SO2的制取与净化4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2沸腾炉扩大接触面（矿石粉碎）（2）SO2氧化成SO32SO2 + O22SO3接触室热交换（3）SO3的吸收和硫酸的生成SO2 + H2O = H2SO4实际是用浓H2SO4吸收吸收塔逆流吸收2、尾气的吸收，可用氨水吸收2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3NH3 + H2O + SO2 = NH4HSO3将生成物用稀硫酸处理后，可制得化肥(NH4)2SO4，并回收了SO2。
3、生产简要流程4、有关物质纯度、转化率、产率的计算物质的纯度不纯物中所含纯物质的质量不纯物质的总质量100%5、多步递进反应的关系式计算法遇有多步递进反应（即前一步反应的产物就是后一步反应的反应物）的计算时，可用关系式法一步求解。
此种方法的关键，是根据各步反应的化学方程式，找出起始原料与最终产物之间的物质的量之比，列出相应的关系式，然后按常规方法求解。
二、浓硫酸的特性硫酸的化学性质跟它的浓度有密切的关系。
稀硫酸具有酸类的通性（H+的性质），而浓硫酸中存在大量未电离的硫酸分子，因而浓硫酸除具有酸类的通性外，还具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性。
1、浓硫酸的吸水性。
浓硫酸具有吸收附着在物质表面或内部的湿存水和吸收结晶水的性能。
其原因是硫酸分子极易与水分子化合成一系列稳定的水合物：H2SO4·nH2O（n = 1,2,4,6,8）。
同时放出大量的热。
这些水合物很稳定。
利用浓H2SO4的吸水性，可以做干燥剂。
浓H2SO4能干燥H 2、O 2、CO 等中性气体，也能干燥SO 2、Cl 2、CO 2、HCl 、HF 等酸性气体；但不能干燥NH 3等碱性气体，也不能干燥HBr 、HI 、H 2S 等有强还原性的气体。
2、浓硫酸的脱水性。
硫酸的工业制法
硫酸的工业制法硫酸硫酸盐一、硫酸的工业制法——接触法1、接触法制硫酸的生产原理及工业设备生产阶段化学方程式工业设备生产原理（1）SO2的制取与净化4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2沸腾炉扩大接触面（矿石粉碎）（2）SO2氧化成SO32SO2 + O22SO3接触室热交换（3）SO3的吸收和硫酸的生成SO2 + H2O = H2SO4实际是用浓H2SO4吸收吸收塔逆流吸收2、尾气的吸收，可用氨水吸收2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3NH3 + H2O + SO2 = NH4HSO3将生成物用稀硫酸处理后，可制得化肥(NH4)2SO4，并回收了SO2。
3、生产简要流程4、有关物质纯度、转化率、产率的计算物质的纯度不纯物中所含纯物质的质量不纯物质的总质量100%5、多步递进反应的关系式计算法遇有多步递进反应（即前一步反应的产物就是后一步反应的反应物）的计算时，可用关系式法一步求解。
此种方法的关键，是根据各步反应的化学方程式，找出起始原料与最终产物之间的物质的量之比，列出相应的关系式，然后按常规方法求解。
二、浓硫酸的特性硫酸的化学性质跟它的浓度有密切的关系。
稀硫酸具有酸类的通性（H+的性质），而浓硫酸中存在大量未电离的硫酸分子，因而浓硫酸除具有酸类的通性外，还具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性。
1、浓硫酸的吸水性。
浓硫酸具有吸收附着在物质表面或内部的湿存水和吸收结晶水的性能。
其原因是硫酸分子极易与水分子化合成一系列稳定的水合物：H2SO4·nH2O（n = 1,2,4,6,8）。
同时放出大量的热。
这些水合物很稳定。
利用浓H2SO4的吸水性，可以做干燥剂。
浓H2SO4能干燥H 2、O 2、CO 等中性气体，也能干燥SO 2、Cl 2、CO 2、HCl 、HF 等酸性气体；但不能干燥NH 3等碱性气体，也不能干燥HBr 、HI 、H 2S 等有强还原性的气体。
2、浓硫酸的脱水性。
硫酸的工艺流程
硫酸的工艺流程
《硫酸的工艺流程》
硫酸是一种重要的化工产品，广泛用于冶金、化肥、石油加工、纺织、皮革和医药等行业。
其生产工艺主要包括硫磺氧化法、硅酸盐法和废液回收法等。
硫磺氧化法是目前最为常用的生产硫酸的工艺。
其主要步骤包括：
1. 硫磺熔炼：将硫磺加热至液态状态，然后注入反应器中。
2. 硫磺氧化：将空气或纯氧气通过反应器底部的鼓风管道注入，与硫磺发生氧化反应生成二氧化硫。
3. 二氧化硫氧化：将生成的二氧化硫与空气或纯氧气在催化剂的存在下发生氧化反应，形成二氧化硫。
4. 吸收：将二氧化硫通入吸收塔内，与稀硫酸反应生成浓硫酸溶液。
5. 蒸馏：用蒸汽对硫酸浓液进行蒸馏，使其浓缩至所需浓度。
硅酸盐法生产硫酸的主要步骤包括：
1. 生石灰的制备：将石灰石煅烧或石灰石加水生成生石灰。
2. 石膏制备：将生石灰与高岭土或石膏石反应生成石膏。
3. 石膏焙烧：将石膏加热至一定温度使其分解产生二氧化硫。
4. 二氧化硫氧化：将生成的二氧化硫与空气或纯氧气在催化剂的存在下发生氧化反应，形成二氧化硫。
5. 吸收：将二氧化硫通入吸收塔内，与稀硫酸反应生成浓硫酸溶液。
废液回收法则是利用工业废水或含硫废气中的二氧化硫进行回收，经过氧化和吸收过程得到浓硫酸。
以上是几种常见的硫酸生产工艺流程，随着技术的不断进步和环保要求的提高，硫酸的生产工艺也在不断完善和更新。
硫酸工业制法
∽ 2SO3
∽ 2H2SO4
S∽H2SO4 ∽
1、解题技巧——关系式法 解题技巧 关系式法
2、利用率和产率之间的转换 吨含FeS280%的黄铁矿来制取 【例2】利用 吨含 】利用1吨含 的黄铁矿来制取 转化为SO 硫酸，假设反应过程中由FeS2转化为 2损失 硫酸，假设反应过程中由 ％，由 氧化成SO 时的利用率只有75％， 硫2％，由SO2氧化成 3时的利用率只有 ％， ％， 问这1吨黄铁矿可以制的 吨黄铁矿可以制的95％的硫酸多少吨？ 问这 吨黄铁矿可以制的 ％的硫酸多少吨？ （1）原料的利用率有传递关系 吨含硫48％的黄铁矿为原料， 【例3】用32吨含硫 ％的黄铁矿为原料，用 】 吨含硫 接触法制硫酸。若原理的利用率为96%，硫酸 接触法制硫酸。若原理的利用率为 ， 的产率为90%，则可以制的浓度为98%的硫酸 的产率为 ，则可以制的浓度为 的硫酸 几吨？ 几吨？ （2）产率可视为利用率
第六节
硫酸工业制法
一、反应原理 1、制备二氧化硫
燃烧硫或黄铁矿石制取SO 燃烧硫或黄铁矿石制取 2 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
2、二氧化硫的催化氧化
2SO2（g）+O2（g） ） ） 2SO3（g）； ）；
3、三氧化硫的、二氧化硫的制取和净化 →沸腾炉 2、二氧化硫的催化氧化 3、三氧化硫的吸收 三、尾气吸收 →氨酸法 →接触室 →吸收塔
四、多步反应计算
【例1】以含 】以含FeS270%的硫铁矿为主要原料制造 的硫铁矿为主要原料制造 硫酸， 吨这种矿石理论上可以制得98%的 硫酸，每1000吨这种矿石理论上可以制得 吨这种矿石理论上可以制得 的 H2SO4 1166.7 吨。 FeS2 ∽ 2SO2 FeS2 ∽ 2H2SO4
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S＋O2 点燃 SO2
4FeS2＋11O2 高温 2Fe2O3＋8SO2
催化剂
2SO2＋O2
2SO3
③三氧化硫的吸收
SO3 ＋H2O → H2SO4
硫酸的工业生产 硫酸工业生产流程动画
沸腾炉
接触室
吸收塔
净 化
冷却
沸腾炉
沸 腾 炉
照片
接触室
接 触 室
照片
吸收塔
吸
收
塔
沸腾炉照片
炉气净化主要除去砷、硒等化合物 和矿尘；
炉气的净化
炉气的成分：二氧化硫、氧气、氮气、 水蒸气、矿尘、砷硒化合物等
净化的目的： 防止催化剂中毒和设备腐蚀
方法：除尘（除矿尘） 洗涤（除去砷、硒等化合物） 干燥（除水蒸气）
• 净化设备： • 1、旋风分离器 • 2、文丘里除尘 • 3、水洗塔
二、接触氧化
硫黄 65%
黄铁矿 16%
其他 19%
• 2．煅烧黄铁矿 将硫黄或经过粉碎的黄铁矿，分别放在
专门设计的燃烧炉中，利用空气中的氧气使 其燃烧，就可以得到SO2。
煅烧黄铁矿在沸腾炉中进行。 造气阶段的反应原理：
• S(s)+O2(g)=SO2(g)；△H= -297kJ/mol
• 或者FeS2(s)+O2(g)=Fe2O3(s)+2SO2(g)；△H= 853kJ/mol
• 1．反应原理 SO2跟O2是在催化剂（如V2O5）表面
上接触时发生反应的，所以，这种生产 硫酸的方法叫做接触法。
从沸腾炉出来的气体主要有：SO2、 O2、N2，它们进入接触室，发生氧化反 应：
SO2、O2
温度较高的气体
经净化的 SO2、O2
冷气体
SO3
热气体
接触室
温度较低的气体
②二氧化硫氧化成三氧化硫
• 黄铁矿粉碎的目的：一是燃烧迅速，二是 燃烧充分，提高原料的利用率。
沸腾炉的名称是因为从炉底通入的强 大空气流，在炉内一定空间里把矿粒吹得 剧烈翻腾，好像“沸腾着的液体”，所以， 人们把这种燃烧炉叫做沸腾炉。
在此阶段中，空气是过量的，目的就 是让黄铁矿充分反应。
2、硫酸生产过程简介
①二氧化硫的制取和净化
硫酸的工业制法
• 1．了解工业制硫酸的化学原理、原料、 设备和生产过程。
• 2．运用化学反应速率和化学平衡理论分 析SO2接触氧化的条件。
思考：怎样制取硫酸？
S O2 SO2 O2 SO3 H2O H2SO4 FeS2 O2
一、硫酸的工业制法-----接触法
Байду номын сангаас
1、接触法制硫酸 的主要反应过程 ① 二氧化硫气体的制备
SO3
吸收塔
发烟 H2SO4
不用水或稀硫酸吸收!
• 由于反应SO3+H2O= H2SO4是一个放热 反应，如果用水或稀硫酸吸收SO3，放出 的热量会使溶液形成大量的酸雾，不利 于SO3的吸收，所以工业上用98.3%的浓 酸吸收SO3，然后在水或稀硫酸中稀释浓 硫酸，制得各种浓度的硫酸产品。
③三氧化硫跟水化合生成硫酸
发生的反应
高温
4FeS2＋11O2 == 2Fe2O3＋8SO2
生产设备 沸腾炉
黄铁矿 空气
SO2、O2、 N2 矿渣
原 料
炉气
粉 碎 空气
除
洗
干
尘
涤
燥
沸腾炉
• 为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？
讨 论 • 为什么要从炉底通入强大空气流？
• 从燃烧炉中出来的气体叫做炉气，用燃 烧黄铁矿制得的炉气含有SO2、O2、N2、 水蒸气以及一些杂质，如砷、硒等的化 合物和矿尘等。杂质和矿尘都会使钒催 化剂中毒，水蒸气对设备和生产也有不 良影响，因此，在进行下一步氧化反应 前，必须对炉气进行净化。
沸 腾 炉
接触室照片
接
触
室
• 一、造气 1．原料 接触法制硫酸可以用硫黄、黄铁矿、石膏、有色金属
冶炼厂的烟气（含有一定量的SO2）等作原料。
从原料成本、环境保护等角度考虑，硫黄是制硫酸的 首选材料。我国由于硫黄矿产资源较少，主要用黄铁矿作 原料。
世界硫酸产量的60%以上来自硫黄，另一方面，由于 有色冶金工业的发展和日趋严格的环保法则，有色金属冶 炼烟气制酸的产量逐年增加。相反，黄铁矿制酸的比重却 呈下降趋势，90年代初，世界硫酸生产的原料构成为：
预热SO2和O2反应。
为什么要换热?
• 由于接触氧化是一个放热反应，要想 增大SO2的转化率、提高SO3的产率，平 衡要向正反应方向移动，根据平衡移动 理论，高温不利于SO3的生成，所以装一 个热交换器可用来把反应生成的热传给 需预热的炉气。
逆流换热
• 在热交换器中，冷气体（SO2和O2等）在 管道外流动，热气体（SO3等）在管道内 流动，两种气体流向是逆向的，这样有 利于热交换充分。
发生的反应：2SO2＋O2 V2O5
生产设备：接触室
2SO3
得到的气体：三氧化硫、氮气、 未反应的氧气 和二氧化硫
2．SO2接触氧化反应条件选择
• （1）温度 在具体实际生产中，温度低了反应速率就低，更
为重要的是催化剂活性在低温时不高，从综合经济效 益考虑，温度过低对生产不利。
在实际生产中，选定400℃～500℃作为操作温度， 因为在这个温度范围内，催化剂的活性（反应速率） 和SO2的平衡转化率（93.5%～99.2%）都比较理想。
1．SO3的吸收
• 吸收过程是在吸收塔里进行的。从 接触室出来的气体，主要是SO3、N2以及 未起反应的O2和SO2。SO3与H2O化合生 成H2SO4。H2SO4虽然由SO3跟H2O化合制 得的，但工业上并不直接用H2O或稀 H2SO4来吸收SO3。
98.3%H2SO4
尾气 O2、SO2、N2
（2）压强
•
理论上：接触氧化是一个体积缩小的反应，增大
压强平衡向正反应方向移动，可提高SO2的转化率。
实际上：常压操作，并不加压。
原因有两点：一是在常压时SO2的平衡转化率已经 很高，增大压强后，SO2的平衡转化率提高得并不多； 二是加压对设备的要求高且耗能多，这样将增大投资 和能量消耗。
• 进入接触室的SO2和O2需要加热，而接触 氧化生成SO3时放出热量，反应环境温度 会不断升高，用热交换器将这些热量来
发生的反应：SO3＋H2O == H2SO4
用98.3%浓硫酸吸收三氧化硫 生产设备：吸收塔
• 吸收塔里装填了大量瓷环，目的是增 大接触面积，吸收操作采取逆流形式也 是为了让SO3气体和98.3%浓硫酸充分接 触，有利于吸收充分。
3、回收、净化处理尾气，保护环境。