硫酸生产项目可行性研究报告 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/17 11:17:10星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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硫酸生产项目可行性研究报告

硫酸,化学式为H2SO4。是一种无色无味油状液体,是一种高沸点难挥发的强酸,易溶于水,能以任意比与水混溶。硫酸是基本化学工业中重要产品之一。它不仅作为许多化工产品的原料,而且还广泛地应用于其他的国民经济部门。硫酸是化学六大无机强酸(硫酸、硝酸(HNO3)、盐酸(HCl,学名氢氯酸)、氢溴酸(HBr)、氢碘酸(HI)、高氯酸(HClO4)之一,也是所有酸中最常见的强酸之一。

溶解放热

浓硫酸溶解时放出大量的热,因此浓硫酸稀释时应该“酸入水,沿器壁,慢慢倒,不断搅。”若将水倒入浓硫酸中,温度将达到173℃,导致酸液飞溅,造成安全隐患。

硫酸是一种无色黏稠油状液体,是一种高沸点难挥发的强酸,易溶于水,能以任意比与水混溶。

共沸混合物 (熔点:10℃)

沸点:290℃(100%酸),沸点:338℃(98.3%酸)

但是100%的硫酸并不是最稳定的,沸腾时会分解一部分,变为98.3%的浓硫酸,成为338℃(硫酸水溶液的)共沸混合物。加热浓缩硫酸也只能最高达到98.3%的浓度。

吸水性

它是良好的干燥剂。用以干燥酸性和中性气体,如CO?,H?,

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N?,NO?,HCl,SO?等,不能干燥碱性气体,如NH3,以及常温下具有还原性的气体,如H2S,HBr,HI等。

浓硫酸吸水是物理过程

吸水性与脱水性有很大的不同:浓硫酸吸收原来就有游离态的水分子,水分子能被束缚。在人教版教参中,有以下描述:“浓硫酸能吸水是因为能和水结合生成不同组成的水化物,同时放出热。硫酸的水合物有H2SO4·H2O、H2SO4·2H2O、H2SO4·4H2O等,当降低硫酸溶液温度时,这些水合物就以晶体的形式析出。”中学阶段称浓硫酸溶解是物理过程是错误的!

将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中,其质量将增加,密度将减小,浓度降低,体积变大,溶质质量分数将变小。这是因为浓硫酸具有吸水性。

化学性质

1.可与多数金属(比铜活泼)和绝大多数金属氧化物反应,生成相应的硫酸盐和水

2.可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应,生成相应的硫酸盐和弱酸

3.可与碱反应生成相应的硫酸盐和水

4.可与氢前金属在一定条件下反应,生成相应的硫酸盐和氢气 5.加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解。[3] 6.能与指示剂作用,使紫色石蕊试液变红,使无色酚酞试液不变

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色(浓硫酸与酚酞作用显橙红色)

(1)跟金属反应

①常温下浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。

②加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成二氧化硫Cu+2H2SO4(浓)=加热=CuSO4+SO2↑+2H2O

2Fe+6H2SO4(浓)=加热=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。

(2)非金属反应

热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为二氧化硫。在这类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。

C+2H2SO4(浓)=加热=CO2↑+2SO2↑+2H2O S+2H2SO4 (浓)=加热=3SO2↑+2H2O 2P+5H2SO4 (浓)=加热=2H3PO4+5SO2↑+2H2O (3)跟其他还原性物质反应

浓硫酸具有强氧化性,实验室制取硫化氢、溴化氢、碘化氢等还原性气体不能选用浓硫酸。

H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O 2HBr+H2SO4(浓)=Br2↑+SO2↑+2H2O 2HI+H2SO4(浓)=I2↑+SO2↑+2H2O。

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工业用途 冶金及石油工业

用于冶金工业和金属加工在冶金工业部门,特别是有色金属的生产过程需要使用硫酸。例如用电解法精炼铜、锌、镉、镍时,电解液就需要使用硫酸,某些贵金属的精炼,也需要硫酸来溶解去夹杂的其他金属。在钢铁工业中进行冷轧、冷拔及冲压加工之前,都必须用硫酸清除钢铁表面的氧化铁。在轧制薄板、冷拔无缝钢管和其他质量要求较高的钢材,都必须每轧一次用硫酸洗涤一次。另外,有缝钢管、薄铁皮、铁丝等在进行镀锌之前,都要经过用硫酸进行酸洗手续。在某些金属机械加工过程中,例如镀镍、镀铬等金属制件,也需用硫酸来洗净表面的锈。在黑色冶金企业部门里,需要酸洗的钢材一般约占钢总产量的5%~6%,而每吨钢材的酸洗,约消费98%的硫酸30kg~50kg。

用于石油工业汽油、润滑油等石油产品的生产过程中,都需要浓硫酸精炼,以除去其中的含硫化合物和不饱和碳氢化合物。每吨原油精炼需要硫酸约24kg,每吨柴油精炼需要硫酸约31kg。石油工业所使用的活性白土的制备,也消耗不少硫酸。

在浓缩硝酸中,以浓硫酸为脱水剂;氯碱工业中,以浓硫酸来干燥氯气、氯化氢气等;无机盐工业中,如冰晶石(Na3AlF6)、硼砂(Na2B4O7·10H2O)、磷酸三钠(Na3PO4)、磷酸氢二钠(Na2HPO4)、硫酸铅(PbSO4)、硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁以及其他硫酸盐的制备都

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要用硫酸。许多无机酸如磷酸、硼酸、铬酸(H2CrO4,有时也指CrO3)、氢氟酸、氯磺酸(ClSO3H);有机酸如草酸[(COOH)2]、醋酸(CH3COOH)等的制备,也常需要硫酸作原料。此外炼焦化学工业(用硫酸来同焦炉气中的氨起作用副产硫酸铵)、电镀业、制革业、颜料工业、橡胶工业、造纸工业、油漆工业(有机溶剂的制备)、工业炸药和铅蓄电池制造业等等,都消耗相当数量的硫酸。

解决人民衣食住行的作用

用于化学纤维的生产为人民所熟悉的粘胶丝,它需要使用硫酸、硫酸锌、硫酸钠的混合液作为粘胶抽丝的凝固浴。每生产1t粘胶纤维,需要消耗硫酸1.2t~1.5t,每生产1t维尼龙短纤维,就要消耗98%硫酸230kg,每生产1t卡普纶单体,需要用1.6t20%发烟硫酸。此外,在尼龙、醋酸纤维、聚丙烯腈纤维等化学纤维生产中,也使用相当数量的硫酸。

用于化学纤维以外的高分子化合物生产塑料等高分子化合物,在国民经济中越来越占有重要的地位。每生产1t环氧树脂,需用硫酸2.68t,号称“塑料王”的聚四氟乙烯,每生产1t,需用硫酸1.32t;有机硅树胶、硅油、丁苯橡胶及丁腈橡胶等的生产,也都要使用硫酸。

用于染料工业几乎没有一种染料(或其中间体)的制备不需使用硫酸。偶氮染料中间体的制备需要进行磺化反应,苯胺染料中间体的制备需要进行硝化反应,两者都需使用大量浓硫酸或发烟硫酸。所以有些染料厂就设有硫酸车间,以配合需要。

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