硫酸工藝PPT課件

1、硫酸是重要的基本化學(xué)工業(yè)原料。在化肥、冶金、國防、有機(jī)合成、石油煉制等工業(yè)都有廣泛用途。硫酸的性質(zhì)硫酸與水的二組分體系最高恒沸點(diǎn)組成為98.4%。硫酸濃度可大于100，稱為發(fā)煙硫酸，其中含溶解在100硫酸中的游離SO3。生產(chǎn)方法塔式法：直接用SO2,H2O,O2反應(yīng)生成硫酸。接觸法：SO2 SO3 +H2O 硫酸接觸法主要步驟：第1頁/共64頁含硫原料 原料氣的制備 含二氧化硫爐氣 爐氣凈制 凈化爐氣 二氧化硫轉(zhuǎn)化 含三氧化硫氣體 吸收成酸 硫酸生產(chǎn)硫酸的原料硫鐵礦：主要成份是FeS2。磁硫鐵礦：主要成份為Fe7S8。含S量越高，鍛燒時放熱越多。兩種礦含S量相同時，磁硫鐵礦鍛燒放熱量比普通硫鐵

2、礦高30%左右。自然開采的硫鐵礦都含有很多雜質(zhì)，使礦呈灰、褐、黃銅等不同顏色。通常含硫量只有30%50%。硫磺：使用天然硫磺生產(chǎn)硫酸最好，但我國礦少。其它原料：硫酸鹽、冶煉煙氣、含硫工業(yè)廢料等。第2頁/共64頁硫鐵礦的焙燒1 硫鐵礦的焙燒反應(yīng) 2FeS2 = 2FeS + S2 H0 S2 + O2 = SO2 H0 4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 +4SO2 H0上述反應(yīng)的總反應(yīng)式： 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 +8SO2 H= -3411kJ/mol若氧氣不足，還有生成Fe3O4的反應(yīng)： 3FeS2 + 8O2 = Fe3O4 +6SO2 H= -2435kJ/mo

3、l第3頁/共64頁 此外，由于Fe2O3的催化作用，SO2可再氧化成SO3，高溫下鹽類分解成金屬氧化物，同時再生成各種硫酸鹽的副反應(yīng)。焙燒階段生成SO3是有害的，會給后續(xù)凈化工序產(chǎn)生很多問題。2 硫鐵礦焙燒的焙燒速度 硫鐵礦焙燒是非均相反應(yīng)，反應(yīng)平衡常數(shù)很大，通常認(rèn)為可進(jìn)行到底。所以生產(chǎn)中關(guān)鍵是反應(yīng)速度決定了生產(chǎn)能力。焙燒反應(yīng)的反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系如圖。1/Tlgk441 560 727 977在460560 C范圍為第一階段，斜率大，活化能大。溫度升高，反應(yīng)速率增加很快?；瘜W(xué)反應(yīng)動力學(xué)控制。第4頁/共64頁第5頁/共64頁第6頁/共64頁第7頁/共64頁圖 3.3第8頁/共64頁第9頁/共6

4、4頁第10頁/共64頁控制條件：溫度(600-700 C), 空氣過剩量1.5-2.0%, 獲得SO3組成較高。第11頁/共64頁第12頁/共64頁圖 3.4第13頁/共64頁第14頁/共64頁排氣第15頁/共64頁第16頁/共64頁6420100 150 200 250 300第17頁/共64頁*4242/SOHSOHppS rRTMppSSOHSOH2/lnln*4242 第18頁/共64頁第19頁/共64頁第20頁/共64頁圖 3.7第21頁/共64頁圖 3.8第22頁/共64頁第23頁/共64頁第24頁/共64頁圖 3.9第25頁/共64頁3545 C第26頁/共64頁第27頁/共64

5、頁第28頁/共64頁12283010478. 7108315. 010502. 410.100 TTTHkJ/mol 5 . 05 . 000223OSOSOpppppK 200lnRTHdTKp 第29頁/共64頁23. 210197. 110012. 710284. 2lg8254. 2/3 .4812lg3102730 TTTTTKpTH25. 91013420 J/mol6455. 4/5 .4905lg0 TKp323SOSOSOpppx 第30頁/共64頁eSOSOSOepppx 3321 05 . 02/102321pOesosoeeKppppxx 2/1000)/(2Oppep

6、pKKx 2/1000)5 . 0()5 . 01( paxbpaxKKxeeppe2/1000)5 . 0()5 . 0100( paxbpaxKKxeeppe第31頁/共64頁 550 85.6 92.9 94.9 97.7第32頁/共64頁第33頁/共64頁As2O3，堵塞催化劑活性表面；二是在 500 C第34頁/共64頁對于其機(jī)理的探討目前仍無定論。一種共識是：第35頁/共64頁第36頁/共64頁 2233223220021)(18 . 0OSOpSOSOSOSOSOCCKCCCCCkdtdCr )5 . 0)(1(1)2 . 01()5 . 0)(1(22021axbxKxxaax

7、bxkdtdxrp第37頁/共64頁圖 3.12圖 3.11第38頁/共64頁 6455. 4lg5 . 05 . 05 . 01lg5 . 01lg/5 .4905PaxbaxxxTe12120ln1EEEERTTTee 第39頁/共64頁圖 3.13圖 3.14第40頁/共64頁轉(zhuǎn)化率可達(dá)99.5%。x成本第41頁/共64頁圖第42頁/共64頁圖 3.16第43頁/共64頁圖 3.17圖 3.18第44頁/共64頁第45頁/共64頁211)1(xxxxf 第46頁/共64頁圖 3.20第47頁/共64頁操作圖 3.21第48頁/共64頁圖 3.22圖 3.23第49頁/共64頁第50頁/共64頁*12*21*12*21ln)(pppppppppm p1 p2*p2 p1*T/C 20 30 40 50 60 70 80 90 100游離SO3濃度 50 45 42 38 33 27 21 14 7第51頁/共64頁圖 3.24第52頁/共64頁第53頁/共64頁60C80C90C100C120C吸收率%10099.59998.598吸收酸濃度/%9598.3第54頁