硫酸,硝酸,盐酸,是怎么制造出来的

硫酸,硝酸,盐酸,是怎么制造出来的,第1张

工业制盐酸:用Cl2、H2燃烧法制取HCl气体,然后将HCl气体溶于水制得的 工业制硝酸:氨氧化法制取,其法以氨和空气为原料,用Pt—Rh合金网为催化剂在氧化炉中于 800℃进行氧化反应,生成的NO在冷却时与O2生NO2,NO2在吸收塔内用水吸收在过量空气中O2的作用下转化为硝酸,最高浓度可达50%。制浓硝酸则把50%HNO3与Mg[NO3]2或浓H2SO4蒸馏而得 工业制硫酸:先将硫黄或黄铁矿在空气中燃烧或焙烧,以得到二氧化硫气体;用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾(助催剂)的五氧化二钒V2O5作催化剂,将二氧化硫转化成三氧化硫;成三氧化硫要用到98%的浓H2SO4来吸收再兑水

1燃烧硫或高温处理黄铁矿,制取二氧化硫

S+O2=点燃=SO2

4FeS2+11O2=高温=8SO2+2Fe2O3

2接触氧化为三氧化硫

2SO2+O2=△=2SO3(该反应为可逆反应)

3用983%硫酸吸收

SO3+H2SO4=H2S2O7(焦硫酸)

4加水

H2S2O7+H2O=2H2SO4

1、工业制盐酸:

2H2+Cl2=2HCl

生成的氯化氢气体溶于水得盐酸

2、工业制硫酸:

含硫物质燃烧生成二氧化硫

FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2

二氧化硫催化氧化生成三氧化硫

2SO2+O2

=

2SO3

用浓硫酸吸收三氧化硫生成更浓的硫酸

SO3+H2O=H2SO4

工业级的硫酸里面有杂质,且其纯度是不确定的,里面可能有重金属,灰分,有氯,二氧化硫

工业制硫酸的原料一般是黄铁矿石 成分为FeS2 将其磨碎,在燃烧炉中燃烧,生成Fe2O3和 SO2气体 。

4FeS2 + 11O2 == 2Fe2O3 + 8SO2(气体)

SO2在催化剂存在(一般为V2O5)的情况下继续氧化成SO3

2SO2 + O2 == 2SO3

SO3用水吸收,就可生成硫酸可想而知这个过程会有多少可能搀杂各种杂质。

试剂硫酸的制作过程和工业硫酸是不一样的它可以由工业硫酸在石英器皿中加热蒸馏制得,这也就导致了其中不会有掺入任何杂质的可能,但是由于这样的制法会消耗更多的能源,它的价格也就更贵一些。

试剂硫酸的纯度高,杂质含量几乎为零。是专门用来做化学实验、化学分析使用的。

一般工业硫酸分为93%、98%、105%三种,纯度不是很高,杂质含量高些、杂质成分也很复杂,但是,它可以广泛地用于工业使用,如化肥、金属提炼,皮革中和、电镀酸洗等等行业。

一、煅烧:将硫黄或黄铁矿在空气中燃烧或焙烧,以得到二氧化硫气体。(国内以黄铁矿为主)

二、催化氧化:将二氧化硫氧化为三氧化硫是生产硫酸的关键,其反应为:2SO2+O2→2SO3

这个反应在室温和没有催化剂存在时,实际上不能进行。根据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同,制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法。接触法是用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾(助催剂)的五氧化二钒V2O5作催化剂,将二氧化硫转化成三氧化硫。硝化法是用氮的氧化物作递氧剂,把二氧化硫氧化成三氧化硫:

SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO

根据所采用设备的不同,硝化法又分为铅室法和塔式法,现在铅室法已被淘汰;塔式法生产的硫酸浓度只有76%;而接触法可以生产浓度98%以上的硫酸;采用最多。

接触法生产工艺:接触法的基本原理是应用固体催化剂,以空气中的氧直接氧化二氧化硫。其生产过程通常分为二氧化硫的制备、二氧化硫的转化和三氧化硫的吸收三部分。

二氧化硫的制备和净化:

以硫铁矿等其他原料制成的原料气,含有矿尘、氧化砷、二氧化硒、氟化氢、氯化氢等杂质,需经过净化,使原料气质量符合转化的要求。为此,经回收余热的原料气,先通过干式净化设备(旋风除尘器、静电除尘器)除去绝大部分矿尘,然后再由湿法净化系统进行净化。

经过净化的原料气,被水蒸气所饱和,通过喷淋93%硫酸的填料干燥塔,将其中水分含量降至01g/m3以下。

二氧化硫的转化:二氧化硫于转化器中,在钒催化剂存在下进行催化氧化:

SO2+(1/2)O2 SO3 ΔH=-990kJ

钒催化剂是典型的液相负载型催化剂,它以五氧化二钒为主要活性组分,碱金属氧化物为助催化剂,硅藻土为催化剂载体,有时还加入某些金属或非金属氧化物,以满足强度和活性的特殊需要。通常制成直径4~6mm、长5~15mm柱状颗粒。近年来,丹麦、美国和中国相继开发了球状、环状催化剂,以降低催化床阻力,减少能耗。

钒催化剂须在某一温度以上才能有效地发挥催化作用,此温度称为起燃温度,通常略高于400℃。近年来,研制成功的低温活性型钒催化剂,其起燃温度降低到370℃左右,因而提高了二氧化硫转化率。转化器进口的原料气温度保持在钒催化剂的起燃温度之上,通常为410~440℃。

由于原料气经过湿法净化系统后降温至40℃左右,所以必须通过换热器,以转化反应后的热气体间接加热至反应所需温度,再进入转化器。二氧化硫经氧化反应放出的热量,使催化剂层温度升高,二氧化硫平衡转化率随之降低,如温度超过650℃,将使催化剂损坏。为此,将转化器分成3~5层,层间进行间接或直接冷却,使每一催化剂层保持适宜反应温度,以同时获得较高的转化率和较快的反应速度。

现代硫酸生产用的两次转化工艺,是使经过两层或三层催化剂的气体,先进入中间吸收塔,吸收掉生成的三氧化硫,余气再次加热后,通过后面的催化剂层,进行第二次转化,然后进入最终吸收塔再次吸收。由于中间吸收移除了反应生成物,提高了第二次转化的转化率,故其总转化率可达995%以上,部分老厂仍采用传统的一次转化工艺,即气体一次通过全部催化剂层,其总转化率最高仅为98%左右。

三、吸收:三氧化硫的吸收:转化工序生成的三氧化硫经冷却后在填料吸收塔中被吸收。吸收反应虽然是三氧化硫与水的结合,即:SO3+H2O→H2SO4 ΔH=-1325kJ

但不能用水进行吸收,否则将形成大量酸雾。工业上采用983%硫酸作吸收剂,因其液面上水、三氧化硫和硫酸的总蒸气压最低,故吸收效率最高。出吸收塔的硫酸浓度因吸收三氧化硫而升高,须向983%硫酸吸收塔循环槽中加水并在干燥塔与吸收塔间相互串酸,以保持各塔酸浓度恒定。成品酸由各塔循环系统引出。

吸收塔和干燥塔顶设有金属丝网除沫器或玻璃纤维除雾器,以除去气流中夹带的硫酸雾沫,保护设备,防止环境污染。两次转化工艺的最终吸收塔出口尾气中的二氧化硫浓度小于500×10-6,尾气可直接排入大气;而一次转化工艺的吸收塔尾气中的二氧化硫浓度高达2000×10-6~3000×10-6,故须设置尾气处理工序,以使排气符合环境保护法规。氨水吸收法是应用最广的尾气处理方法。

1、先煅烧黄铁矿4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2,生成SO2

2、将生成的SO2催化氧化,2SO2+O2=2SO3

,五氧化二钒催化,加热、加压,产物SO3

3、三氧化硫用水吸收:SO3+H2O=H2SO4

燃烧硫或高温处理黄铁矿,制取二氧化硫,S+O2═点燃═SO2,4FeS2+11O2═高温═8SO2+2Fe2O32,接触氧化为三氧化硫(接触室)2SO2+O2═2SO3(用五氧化二钒做催化剂该反应为可逆反应)

用983%硫酸吸收SO3+H2SO4═H2S2O7(焦硫酸),加水(吸收它)H2S2O7+H2O═2H2SO4提纯工艺,可将工业浓硫酸进行蒸馏,便可得到浓度95%-98%的商品硫酸。

扩展资料:

主要特点如下:

1、强化生产,降低投资。以硫黄制酸为例,进转化器的二氧化硫浓度已从70年代设计值10.5%提高到12%。转化器催化剂层的气体流速从0.36m/s提高到0.45m/s。由于气体浓度和流速的提高,使生产设备尺寸减小,建设投资降低。

2、降低系统阻力,节约动力消耗。传统的柱状催化剂改为环形催化剂,使阻力最大的设备——转化器压力降减小一半;对于干燥、吸收塔采用大开孔率的填料支承结构和降低填料层高度;使设备配置紧凑,缩短气体管线长度。所有这些措施都使生产系统阻力降低,从而节省了动力的消耗。

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