【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 temperature generally estimated using four paragraphs into the operation of the process line, then draw XT equilibrium curve and the optimal temperature curve, depending on the operating line to plete the material balance and heat balance, if the calculated value is too large different between the value and the actual,you need to reset curve operations with the method of the variance ,and than calculate until that the Design values and calculated values is similar , draw the flow chart of sulfuric acid and a conversion section in flow chart. Key word: H2SO4； conversion process； design 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 1 第一章 文獻(xiàn)綜述 硫酸， H2SO4，相對(duì)分子質(zhì)量 ，是指 SO3與 H2O 摩爾比等于 1 的化合物，或指 100﹪ H2SO4，外觀為無色透明油狀液體，密度（ 20℃ ）為 。工業(yè)上使用的硫酸是硫酸的水溶液，即 SO3與 H2O 摩爾比≤ 1 的物質(zhì)。發(fā)煙硫酸是SO3的 H2SO4溶液， SO3與 H2O 的摩爾比 1，以為無色油狀液體，因其暴露與空氣中，逸出的 SO3與空氣中的水分結(jié)合形成白色煙霧，故稱之為發(fā)煙硫酸。 硫酸用途非常廣泛，無論在工業(yè)部門，還是在發(fā)展農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)、滿足人民物質(zhì)生活需要、加強(qiáng)國(guó)防力量，都起著重要作用。硫酸在大宗生產(chǎn)的化學(xué)品中產(chǎn)量居于前列，是最重要的化工原料之一。硫酸最重要的用途是生產(chǎn)化學(xué)肥料，用于生產(chǎn)磷銨、重過磷酸鈣、硫胺等。在中國(guó)，硫酸產(chǎn)量的 60％以上用于生產(chǎn)磷肥和復(fù)肥。在化學(xué)工業(yè)中，硫酸是生產(chǎn)各種硫酸鹽的主要原料，是塑料、人造纖維、染料、油漆、藥物等生產(chǎn)中不可缺少的原料。在農(nóng)藥、除草劑、殺蟲劑的生產(chǎn)中亦需要硫酸。在石油工業(yè)中，石油精煉需要使用大量硫酸作為洗滌劑，以除去石油產(chǎn)品中的不飽和烴的硫化物等雜質(zhì)。在冶金工業(yè)中，鋼材加工及成品的酸洗要用硫酸 ；電解法精煉銅、鋅、鎘、鎳時(shí)，電解液需使用硫酸；某些貴金屬的精煉亦需用硫酸溶去雜質(zhì)的其它金屬。在炸藥及國(guó)防工業(yè)中，濃硫酸用于制取硝化甘油、消化纖維、三硝基甲苯等炸藥。原子能工業(yè)中用于濃縮鈾。運(yùn)載火箭所用染料亦離不了硫酸。 我國(guó)的硫酸工業(yè)起始于 19 世紀(jì) 70 年代，在舊中國(guó)產(chǎn)量很少，新中國(guó)建立后，硫酸工業(yè)獲得了高速發(fā)展。傳統(tǒng)的工藝流程是硫鐵礦制酸法。這種工藝落后，不但廠區(qū)內(nèi)粉塵飛揚(yáng)，礦渣如山，而且排放出大量廢水、廢氣，嚴(yán)重污染周圍環(huán)境，每年僅向農(nóng)戶支付的賠償金和上繳的排污費(fèi)占據(jù)了不少生產(chǎn)成本。為了減少污染，降低生 產(chǎn)成本改用硫磺制硫酸。發(fā)達(dá)國(guó)家早就開始普遍推廣了，由于近期進(jìn)口硫磺比國(guó)內(nèi)便宜，利潤(rùn)空間很大，大多數(shù)國(guó)內(nèi)硫酸生產(chǎn)廠家轉(zhuǎn)向用硫磺法生產(chǎn)硫酸。中國(guó)是硫鐵礦資源較為豐富的國(guó)家，硫鐵礦產(chǎn)量居世界首位。相對(duì)而言，天然和再生硫磺要少的多，因此硫鐵礦是中國(guó)硫酸生產(chǎn)的主要原料。用它生產(chǎn)的硫酸占硫酸總產(chǎn)量的 80﹪以上，其它原料在 20﹪以下，其中冶煉煙氣占 16﹪左右。根據(jù)中國(guó)硫資源的特點(diǎn)，今后中國(guó)的制酸原料仍以硫鐵礦為主，同時(shí)大力發(fā)武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 2 展冶煉煙氣制酸，穩(wěn)健的發(fā)展硫磺制酸、石膏制酸 [1]。 早在 8 世紀(jì)就有硝石與綠礬在一起蒸餾得到硫酸的 方法。 Paracelsus 記述了用綠礬（ FeSO4 7H2O)為原料，放在蒸餾釜中煅燒而制得硫酸的方法。在煅燒過程中，綠礬發(fā)生分解，放出二氧化硫和三氧化硫，其中三氧化硫與水蒸氣同時(shí)冷凝，便可得到硫酸。在 18 世紀(jì) 40 年代以前，這種方法為不少地方所采用。古代稱硫酸為“綠礬油”，就是由于采用了這種制造方法的緣故。 實(shí)驗(yàn)室硫酸制法 ： 可以用 加強(qiáng)熱，用冰水混合物 +U 型管冷凝即可，用 NaOH 吸收 SO2，理論可得 %的 H2SO4 關(guān)鍵在于 尾氣 吸收。 其他硫酸制備工藝 ： 氨酸法增濃低濃度 二氧化硫 氣體生產(chǎn)硫酸方法 ； 采用就地再生的硫酸作為催化劑的一體化工藝 ； 草酸生產(chǎn)中含硫酸廢液的回收利用 ； 從芳族化合物混酸硝化得到廢硫酸的純化與濃縮工藝 ； 從氧化鈦生產(chǎn)過程中排出的廢硫酸溶液的再生方法 ； 從稀硫酸中分離有機(jī)磷化合物和其它雜質(zhì)的方法 ；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 ； 催化氧化回收含有機(jī)物廢硫酸的方法 ； 電瓶 用硫酸生產(chǎn)裝置 ； 二氧化硫源向硫酸的液相轉(zhuǎn)化方法 ； 1沸騰爐 焙燒 硫磺 制備硫酸的方法 ； 1沸騰爐摻燒硫磺生產(chǎn)裝置中稀酸的回收利用 ； 1高濃二氧化硫氣三轉(zhuǎn)三吸硫酸生產(chǎn)方法 ； 1高溫濃硫酸液下泵耐磨軸套 ； 1高效 陽極保護(hù) 管殼式濃硫酸冷卻器 ；1節(jié)能精煉硫酸爐裝置 ； 1精苯再生酸焚燒制取硫酸的方法 ； 1利用廢硫酸再生液的方法和裝置 ； 1利用含 硫化氫 的酸性氣體與硫磺聯(lián)合制取高濃度硫酸 ； 利用含硫化氫的酸性氣體制取高濃度硫酸 。 二氧化硫氧化成三氧化硫是制硫酸的關(guān)鍵，但是，這一反應(yīng)在通常情況下很難進(jìn)行。后來人們發(fā)現(xiàn)，借助于催化劑的作用，可以使二氧化硫氧化成三氧化硫，然后用水吸收，即制成硫酸。根據(jù)使用催化劑的不同，硫酸的工業(yè)制法可分為硝化法和接觸法。 硝化法（包括鉛室法和塔式法）是借助于氮的氧化物使二氧化硫氧化制成硫酸。 其中鉛室法在 1746 年開始采用，反應(yīng)是在氣相中進(jìn)行的。在鉛室法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的塔式法，開始于本世紀(jì)初期。塔式法制出的硫酸濃度可達(dá) 76%左右。目前，我國(guó)仍有少數(shù)工廠用塔式法生產(chǎn)硫酸。硝化法制得的硫酸， H2SO4 含量低（ 78﹪ H2SO4），雜質(zhì)含量高（主要含有塵及氮氧化物），且需耗用大量硝酸或硝武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 3 酸鹽，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了染料、化纖、有機(jī)合成、石油化工部門的要求。因此，次發(fā)的發(fā)展受到限制 [2]。 接觸法制酸幾乎是世界上硫酸工業(yè)的唯一生產(chǎn)方法。其原料為能夠生產(chǎn)二氧化硫的含硫物質(zhì)，一般含有硫磺、硫化物、硫酸鹽、含硫