硫酸生產(chǎn)工藝流程和原理

石油的精煉中用硫酸原理：

硫酸用于石油工業(yè)汽油、潤滑油等石油產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，都需要濃硫酸精煉，以除去其中的含硫化合物和不飽和碳氫化合物。

每噸原油精煉需要硫酸約24kg，每噸柴油精煉需要硫酸約31kg。石油工業(yè)所使用的活性白土的制備，也消耗不少硫酸。

工業(yè)制硫酸工藝流程

三氧化硫被水吸收生成硫酸，同時放出大量的熱。從化學方程式上看，吸收三氧化硫似乎可以用水。但實際上用水吸收的效率很低，并得不到較高濃度的硫酸，這是因為水的表面上有很大的水蒸氣分壓，也就是說，在氣相中水蒸氣分子數(shù)很多。三氧化硫跟水蒸氣分子迅速結(jié)合，生成硫酸分子，由于來不及溶解在水里，在氣相中即發(fā)生硫酸蒸氣的過飽和現(xiàn)象而凝成酸霧。酸霧比硫酸分子大得多，且又懸浮于氣相中，運動速度慢，使進一步吸收三氧化硫發(fā)生困難。 據(jù)實踐證明，用質(zhì)量分數(shù)為98.3％的濃硫酸吸收三氧化硫時，能達到很高的吸收率。

硫酸生產(chǎn)工藝流程和原理圖解

實驗室制法

可以用FeSO4·7H2O加強熱，用加冰水混合物的U型管冷凝即可，用NaOH吸收SO2，理論可得29.5%的H2SO4。關(guān)鍵在于尾氣吸收。

可將二氧化硫氣體通入雙氧水制取硫酸，此法占率較低。

另一種少為人知的方法是，先把12.6摩爾濃度的鹽酸加入五氧化二硫（S2O52?），接著把所產(chǎn)生的氣體打入硝酸，這會釋出棕色/紅色的氣體，當再無氣體產(chǎn)生時就代表反應(yīng)完成。

工業(yè)制法

方法一

生產(chǎn)硫酸的原料有硫黃、硫鐵礦、有色金屬冶煉煙氣、石膏、硫化氫、二氧化硫和廢硫酸等。硫黃、硫鐵礦和冶煉煙氣是三種主要原料。

制取二氧化硫（沸騰爐）

燃燒硫或高溫處理黃鐵礦，制取二氧化硫S+O2==點燃==SO2

4FeS2+11O2==高溫=8SO2+2Fe2O3

接觸氧化為三氧化硫（接觸室）

2SO2+O2==五氧化二釩催化并加熱==2SO3（可逆反應(yīng)）

用98.3%硫酸吸收（吸收塔）

SO3+H2SO4==H2S2O7（焦硫酸）

加水

H2S2O7+H2O==2H2SO4

提純

可將工業(yè)濃硫酸進行蒸餾，便可得到濃度95%～98%的商品硫酸。

二水法磷酸反應(yīng)后，利用磷石膏，工業(yè)循環(huán)利用，使用二水法制硫酸。

方法二

制取二氧化硫（沸騰爐）

2

4FeS2+11O2=高溫=8SO2+2Fe2O3

將二氧化硫溶于水變成亞硫酸。

亞硫酸氧化得硫酸。

硫酸生產(chǎn)工藝流程和原理是什么

石油的精煉中用硫酸。

硫酸用于石油工業(yè)汽油、潤滑油等石油產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，都需要濃硫酸精煉，以除去其中的含硫化合物和不飽和碳氫化合物。

每噸原油精煉需要硫酸約24kg，每噸柴油精煉需要硫酸約31kg。石油工業(yè)所使用的活性白土的制備，也消耗不少硫酸。

硫酸生產(chǎn)工藝流程和原理圖

1,還原硫化亞鐵，得到鐵和二氧化硫，二氧化硫被氧化，生成三氧化硫，再把三氧化硫溶在水中。

2，直接燃燒硫生成二氧化硫，氧化二氧化硫生成三氧化硫，再把三氧化硫溶在水中。

生產(chǎn)硫酸的工藝流程

在100毫升濃度為10%的硫酸中，慢慢加入氧化鎂粉末約30克，溫度會有所上升。

待溫度降到30度以下時，測定一次pH值。如pH小于5，應(yīng)再繼續(xù)加氧化鎂，如pH大于5，再慢慢添加硫酸，總之應(yīng)將pH調(diào)到5左右。然后過濾，將濾液濃縮、結(jié)晶，就得到硫酸鎂。用其他含鎂的礦石（如蛇紋石、磷鎂礦）代替氧化鎂，也可。

簡述硫酸工藝流程

硫酸在化工、鋼鐵等行業(yè)廣泛應(yīng)用。在許多生產(chǎn)過程中，硫酸的利用率很低，大量的硫酸隨同含酸廢水排放出去。這些廢水如不經(jīng)過處理而排放到環(huán)境中，不僅會使水體或土壤酸化，對生態(tài)環(huán)境造成危害，而且浪費大量資源。近年來許多國家已經(jīng)制定了嚴格的排放標準，與此同時，先進的治理技術(shù)也在世界各地迅速發(fā)展起來。

廢硫酸和硫酸廢水除具有酸性外，還含有大量的雜質(zhì)。根據(jù)廢酸、廢水組成和治理目標的差異，目前國內(nèi)外采用的治理方法大致可分為3大類：回收再用、綜合利用和中和處理。

1 廢硫酸的回收再用

廢硫酸中硫酸濃度較高，可經(jīng)處理后回收再用。處理主要是去除廢硫酸中的雜質(zhì)，同時對硫酸增濃。

處理方法有濃縮法、氧化法、萃取法和結(jié)晶法等。

1。1 濃縮法

該法是在加熱濃縮廢稀硫酸的過程中，使其中的有機物發(fā)生氧化、聚合等反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)樯钌z狀物或懸浮物后過濾除去，從而達到去除雜質(zhì)、濃縮稀硫酸的雙重目的。這類方法應(yīng)用較廣泛，技術(shù)較成熟。

在普遍應(yīng)用高溫濃縮法的基礎(chǔ)上又發(fā)展了較為先進的低溫濃縮法，下面分別加以介紹。

1。1。1 高溫濃縮法

淄博化工廠三氯乙醛生產(chǎn)過程中有廢硫酸產(chǎn)生，其中H2SO4質(zhì)量分數(shù)為65%～75%、三氯乙醛質(zhì)量分數(shù)為1%～3%、其它有機雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為1%。

該廠將其沉淀過濾后，用煤直接加熱蒸餾，回收的濃硫酸無色透明，H2SO4質(zhì)量分數(shù)大于95%，無三氯乙醛檢出，而沉淀物經(jīng)堿解、蒸餾和過濾后可回收氯仿。該廠廢硫酸處理量為4000t/a，回收硫酸創(chuàng)利潤55萬元/a〔1〕。

日本木村-大同化工機械公司的廢硫酸濃縮法是用搪玻璃管升膜蒸發(fā)和分段真空蒸發(fā)相結(jié)合，將廢硫酸中H2SO4的質(zhì)量分數(shù)從10%～40%濃縮到95%，其工藝可分為3段，前兩段采用不透性石墨管加熱器蒸發(fā)濃縮，后一段采用搪玻璃管升膜蒸發(fā)器濃縮，在每一段中H2SO4質(zhì)量分數(shù)漸次升高，分別達到60%、80%和95%。

加熱過程采用高溫熱載體，溫度為150～220℃，可將有機物轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄晕镔|(zhì)，然后過濾除去，該工藝以2t/h的規(guī)模進行中試，5a運轉(zhuǎn)良好。該工藝適應(yīng)能力很強，可用于含多種有機雜質(zhì)的廢硫酸的處理〔2〕。

1。1。2 低溫濃縮法

高溫濃縮法的缺點在于：硫酸的強腐蝕性和酸霧對設(shè)備和操作人員的危害很大，實際操作非常麻煩。

因此，近年來開發(fā)出了一種改進的濃縮法，稱為汽液分離型非揮發(fā)性溶液濃縮法(簡稱WCG法)〔3〕。

WCG法的原理和工藝如下：將廢稀硫酸由儲槽用耐酸泵打入循環(huán)濃縮塔濃縮，然后經(jīng)換熱器加熱后進入造霧器和擴散器強迫霧化并進一步強迫汽化，分離后的氣體經(jīng)高度除霧后進入氣體凈化器，凈化后排放。

分離后的酸液再度回到循環(huán)濃縮塔，經(jīng)反復(fù)循環(huán)濃縮蒸餾，達到濃度要求后，用泵打入濃硫酸儲罐。濃硫酸可作為生產(chǎn)原料再利用。其工藝流程見圖1。

WCG法濃縮裝置主要由換熱器、循環(huán)濃縮塔和引風機組成。換熱器材質(zhì)為石墨，濃縮塔材質(zhì)為復(fù)合聚丙烯，泵及引風機均為耐酸設(shè)備。

該法與高溫濃縮法相比，蒸發(fā)溫度低(50～60℃)，蒸汽消耗量少，費用低(濃縮每噸稀硫酸耗電和蒸汽的費用約為30～60元)。上海染化五廠生產(chǎn)分散深藍H-GL產(chǎn)生的稀硫酸(H2SO4質(zhì)量分數(shù)為20%)，上海染化八廠、武漢染料廠、濟寧染料廠生產(chǎn)染料中間體產(chǎn)生的稀硫酸，采用WCG法濃縮，都取得了明顯的效果。

用WCG法濃縮稀硫酸應(yīng)注意以下幾點：

(1)在濃縮過程中若有固體物析出，會影響傳熱效果和廢酸的分離；

(2)該裝置非密閉，廢酸中若有揮發(fā)性物質(zhì)，會影響工作環(huán)境；

(3)裝置的主體材料為復(fù)合聚丙烯，工作溫度受主體材料的限制，不能超過80℃；

(4)該法僅適用于H2SO4質(zhì)量分數(shù)小于60%的稀硫酸。

1。2 氧化法

該法應(yīng)用已久，原理是用氧化劑在適當?shù)臈l件下將廢硫酸中的有機雜質(zhì)氧化分解，使其轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?、水、氮的氧化物等從硫酸中分離出去，從而使廢硫酸凈化回收。常用的氧化劑有過氧化氫、硝酸、高氯酸、次氯酸、硝酸鹽、臭氧等。每種氧化劑都有其優(yōu)點和局限性。

天津染料八廠采用硝酸為氧化劑對蒽醌硝化廢酸進行氧化處理〔2，4〕，其操作過程為：將廢酸稀釋至H2SO4質(zhì)量分數(shù)為30%，使所含的二硝基蒽醌最大限度地析出，經(jīng)過濾槽真空抽濾后廢酸進入升膜列管式蒸發(fā)器，在112℃、88。1kPa條件下濃縮，在旋液分離器中分離水蒸氣和酸(此時H2SO4質(zhì)量分數(shù)約為70%)，廢酸再流入鑄鐵濃縮釜(280～310℃，真空度為6。

67～13。34kPa)，用噴射泵帶出水蒸氣，使H2SO4質(zhì)量分數(shù)達到93%，然后流入搪瓷氧化缸，加入濃硝酸(HNO3質(zhì)量分數(shù)為65%)進行氧化處理，至硫酸呈淺黃色。反應(yīng)中產(chǎn)生的一氧化氮氣體用堿液吸收。

硫酸在高濃度(H2SO4質(zhì)量分數(shù)為97%～98%)和高溫條件下也具有較強的氧化性，它可以將有機物較為徹底地氧化掉。

例如處理苯繞蒽酮廢酸、分散藍廢酸及分散黃廢酸時，將廢酸加熱至320～330℃，把有機物氧化掉，部分硫酸被還原成二氧化硫。這種方法由于硫酸濃度和溫度太高，有大量的酸霧產(chǎn)生，會造成環(huán)境污染，同時還要消耗一定量的硫酸，使硫酸收率降低，因此其應(yīng)用受到很大限制。

1。3 萃取法

萃取法是用有機溶劑與廢硫酸充分接觸，使廢酸中的雜質(zhì)轉(zhuǎn)移到溶劑中來。對于萃取劑的要求是：

(1)對于硫酸是惰性的，不與硫酸起化學反應(yīng)也不溶于硫酸；

(2)廢酸中的雜質(zhì)在萃取劑和硫酸中有很高的分配系數(shù)；

(3)價格便宜，容易得到；

(4)容易和雜質(zhì)分離，反萃時損失小。

常見的萃取劑有苯類(甲苯、硝基苯、氯苯)、酚類(雜酚油、粗二苯酚)、鹵化烴類(三氯乙烷、二氯乙烷)、異丙醚和N-503等。

大連染料八廠用氯苯對含二硝基氯苯和對硝基氯苯的廢硫酸進行一級萃取，使廢水中的有機物含量由30000～50000 mg/L下降到200～250mg/L〔2〕。

濟南鋼鐵廠焦化分廠用廉價的C-I萃取劑和P-I吸附劑處理該廠的再生硫酸也得到了良好的效果〔5〕。該工藝是將再生硫酸經(jīng)C-I萃取劑萃取分離后再依次用P-I吸附劑和活性炭吸附處理得到純凈的再生硫酸。為防止腐蝕，萃取罐和吸附罐用鉛作內(nèi)襯。該廠廢硫酸處理量為500t/a，回收硫酸250t，價值7。

5萬元。

與其它方法相比，萃取法的技術(shù)要求較高，萃取劑要同時滿足上述4項要求并不容易，而且運行費用也較高。

1。4 結(jié)晶法

當廢硫酸中含有大量的有機或無機雜質(zhì)時，根據(jù)其特性可考慮選擇結(jié)晶沉淀的方法除去雜質(zhì)。

如南京軋鋼廠酰洗工序排放的廢硫酸中含有大量的硫酸亞鐵，可采用濃縮-結(jié)晶-過濾的工藝來處理〔6〕。

經(jīng)過濾除去硫酸亞鐵后的酸液可返回鋼材酸洗工序繼續(xù)使用。

重慶某化工廠將H2SO4質(zhì)量分數(shù)為17%的鈦白廢酸在常壓下濃縮、析出的結(jié)晶熟化后過濾，濾渣經(jīng)打漿及洗滌后即為回收的硫酸亞鐵。濾液再在93。4kPa真空度下濃縮結(jié)晶過濾，可得到H2SO4質(zhì)量分數(shù)為80%～85%的濃硫酸，第二次過濾的濾渣也轉(zhuǎn)至打漿工序回收硫酸亞鐵〔7〕。

2 廢硫酸及含硫酸廢水的綜合利用

從生產(chǎn)中排出的廢硫酸或含硫酸廢水，如果在原工序中已無法再直接使用，可以考慮用于對硫酸質(zhì)量要求不高的其它生產(chǎn)工序中，這樣既節(jié)約資源，又減少廢酸的排放量。另外，一些以硫酸為原料的生產(chǎn)工藝，若對硫酸中的雜質(zhì)要求不嚴，也可直接用廢硫酸或?qū)U硫酸稍加處理后用作原料。

例如Belenkov。D。A利用硫酸廠含砷5。2g/L的廢酸液，分別加入8。78g/L Cr2O3、3。26g/L ZnO、3。00g/L CuCO3制成木材防腐液，該溶液的pH為1。7，松材經(jīng)該液浸泡后能有效地防止霉菌的生長〔8〕。匈牙利Toth、Andras等人嘗試用煉油廠的硫酸廢水與褐煤飛灰混合反應(yīng)，再加入水后與卜蘭特水泥混合，生產(chǎn)具有高強度的混凝土，可用于鋪路及建筑行業(yè)〔9〕。

Shimko,I。G。利用含硫酸的廢氣洗滌水與粘膠纖維廠排放的含Al(OH)3的污泥反應(yīng)，生產(chǎn)Al2(SO4)3，用作水處理的混凝劑。該法中硫酸鋁的回收率為85%～95%〔10〕。溫州染化總廠利用明礬礦渣與廢硫酸為原料，生產(chǎn)工業(yè)級硫酸鋁，其工藝流程見圖2〔11〕。

此外，許多硫酸鹽工業(yè)品也可用廢硫酸或硫酸廢水進行生產(chǎn)。如印度的Mokanty、Bibhupada等人利用洗滌劑廠的含硫酸廢水在反應(yīng)塔中與銅粒和銅屑反應(yīng)，溶液經(jīng)結(jié)晶過濾后可制得硫酸銅晶體〔12〕。

濟寧第二化工廠利用廢硫酸(H2SO4質(zhì)量分數(shù)為20%)與菱錳礦或軟錳礦反應(yīng)制取工業(yè)級硫酸錳，其工藝流程如下：菱錳礦或軟錳礦與廢硫酸混合進行酸解，將酸解后的料液壓濾。

濾渣經(jīng)打漿和壓濾后以廢渣的形式排放，洗液返回酸解工序。濾液經(jīng)去除雜質(zhì)、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶、離心分離和干燥后即制得產(chǎn)品硫酸錳〔13〕。

用氨中和廢硫酸可制取硫酸銨肥料。廢酸中的有機雜質(zhì)一般在制得硫酸銨后除去，脫除雜質(zhì)的方法主要有萃取法、氧化法、鹽析法、凝聚法和離子交換法等。

3 廢硫酸及含硫酸廢水的中和處理

對于硫酸濃度很低，水量較大的廢水，由于回收硫酸的價值不高，也難以進行綜合利用，可用石灰或廢堿進行中和，使其達到排放標準或有利于后續(xù)的處理。

以上海硫酸廠為例，該廠每天排放3600t含硫酸的廢水，pH為2。

6，其中還含有少量的砷、氟等。該廠用電石泥(主要成分為Ca(OH)2)進行中和，以聚丙烯酰胺為混凝劑，以Rs為氧化劑，采用中和-混凝沉淀-氧化工藝治理該廢水，既中和了酸，又去除了氟、砷等，出水達到排放標準〔14〕。

4 結(jié)束語

除上述幾種常用方法外，廢硫酸及含硫酸廢水的處理還有電解法、冷凍法、熱解法、滲析法、氣提法等〔16～19〕，但在我國，濃縮回收法及中和處理法目前仍是應(yīng)用最廣的方法。

在生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)廢硫酸或含硫酸廢水的濃度、所含雜質(zhì)的組成來選擇回收或處理方法。特別是對精細化工行業(yè)產(chǎn)生的廢硫酸或硫酸廢水來說，由于所含的有機雜質(zhì)成分極為復(fù)雜，硫酸的濃度變化很大，而處理量不大，這就更要注意根據(jù)具體情況選擇投資較小、收效較大的方法。

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硫酸的生產(chǎn)工藝流程圖

根據(jù)焦爐本體和鼓冷系統(tǒng)流程圖，從焦爐出來的荒煤氣進入初冷器之前，已被大量冷凝成液體，同時，煤氣中夾帶的煤塵，焦粉也被捕集下來，煤氣中的水溶性的成分也溶入氨水中。焦油、氨水以及粉塵和焦油渣一起流入機械化焦油氨水分離池。

分離后氨水循環(huán)使用，焦油送去集中加工，焦油渣可回配到煤料中。煉焦煤氣進入初冷器被直接冷卻或間接冷卻至常溫，此時，殘留在煤氣中的水分和焦油被進一步除去。出初冷器后的煤氣經(jīng)機械捕焦油使懸浮在煤氣中的焦油霧通過機械的方法除去，然后進入鼓風機被升壓至19600帕（2000毫米水柱）左右。

為了不影響以后的煤氣精制的操作，例如硫銨帶色、脫硫液老化等，使煤氣通過電捕焦油器除去殘余的焦油霧。為了防止萘在溫度低時從煤氣中結(jié)晶析出，煤氣進入脫硫塔前設(shè)洗萘塔用于洗油吸收萘。在脫硫塔內(nèi)用脫硫劑吸收煤氣中的硫化氫，與此同時，煤氣中的氰化氫也被吸收了。煤氣中的氨則在吸氨塔內(nèi)被水或水溶液吸收產(chǎn)生液氨或硫銨。

煤氣經(jīng)過吸氨塔時，由于硫酸吸收氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，煤氣的溫度升高，為不影響粗苯回收的操作，煤氣經(jīng)終冷塔降溫后進入洗苯塔內(nèi)，用洗油吸收煤氣中的苯、甲苯、二甲苯以及環(huán)戊二烯等低沸點的炭化氫化合物和苯乙烯、萘古馬隆等高沸點的物質(zhì)，與此同時，有機硫化物也被除去了。

擴展資料：

焦化廠一般由備煤車間、煉焦車間、回收車間、焦油加、工車間、苯加工車間、脫硫車間和廢水處理車間組成。

造成泄漏的原因主要有兩個：

一是設(shè)備、容器和管道本身存在漏洞或裂縫。有的是設(shè)備制造質(zhì)量差，有的是長期失修、腐蝕造成的。所以，凡是加工、處理、生產(chǎn)或貯存可燃氣體、易燃液體或溫度超過閃點的可燃液體的設(shè)備、貯槽及管道，在投入使用之前必須經(jīng)過驗收合格。在使用過程中要定期檢查其嚴密性和腐蝕情況。焦化廠的許多物料因含有腐蝕性介質(zhì)，應(yīng)特別注意設(shè)備的防腐處理，或采用防腐蝕的材料制造。

二是操作不當。相對地說，這類原因造成的泄漏事故比設(shè)備本身缺陷造成的要多些。由于疏忽或操作錯誤造成跑油、跑氣事故很多。要預(yù)防這類事故的發(fā)生，除要求嚴格按標準化作業(yè)外，還必須采取防溢流措施。

《焦化安全規(guī)程》規(guī)定，易燃、可燃液體貯槽區(qū)應(yīng)設(shè)防火堤，防火堤內(nèi)的容積不得小于貯槽地上部分總貯量的一半，且不得小于最大貯槽的地上部分的貯量。防火堤內(nèi)的下水道通過防火堤處應(yīng)設(shè)閘門。此閘門只有在放水時才打開，放完水即應(yīng)關(guān)閉。

硫酸制造工藝流程

硫酸制備工藝 1、氨酸法增濃低濃度二氧化硫氣體生產(chǎn)硫酸方法 2、采用就地再生的硫酸作為催化劑的一體化工藝 3、草酸生產(chǎn)中含硫酸廢液的回收利用 4、從芳族化合物混酸硝化得到廢硫酸的純化與濃縮工藝 5、從氧化鈦生產(chǎn)過程中排出的廢硫酸溶液的再生方法 6、從稀硫酸中分離有機磷化合物和其它雜質(zhì)的方法 7、從制備2-羥基-4-甲硫基丁酸(MHA)工藝的含硫副產(chǎn)物中回收硫酸的方法 8、催化氧化回收含有機物廢硫酸的方法 9、電瓶用硫酸生產(chǎn)裝置 10、二氧化硫源向硫酸的液相轉(zhuǎn)化方法 11、沸騰爐焙燒硫磺制備硫酸的方法 12、沸騰爐摻燒硫磺生產(chǎn)裝置中稀酸的回收利用 13、高濃二氧化硫氣三轉(zhuǎn)三吸硫酸生產(chǎn)方法 14、高溫濃硫酸液下泵耐磨軸套 15、高效陽極保護管殼式濃硫酸冷卻器 16、節(jié)能精煉硫酸爐裝置 17、精苯再生酸焚燒制取硫酸的方法 18、利用廢硫酸再生液的方法和裝置 19、利用含硫化氫的酸性氣體與硫磺聯(lián)合制取高濃度硫酸 20、利用含硫化氫的酸性氣體制取高濃度硫酸 工業(yè)硫酸的制作工藝： 從工業(yè)廢氣或其他渠道收集SO2，將其氧化為SO3,在用稀硫酸反復(fù)吸收得到濃度高于98％的工業(yè)濃硫酸． 提純工藝： 將工業(yè)濃硫酸進行蒸餾，便可得到濃度95％－98％的商品硫酸．