【正文】 20 年 12月總產(chǎn)量為 萬噸，比 2020 年同期 增加了 %。 2020 年硫酸產(chǎn)量以及市場顯現(xiàn)多年的未見的好形勢，其中有兩個原因：一是從 2020 年底開始，中央緊抓三農(nóng)問題，出臺一系列對化肥企業(yè)的好政策，促進了磷復合肥特別是高濃度磷復合肥的生產(chǎn)，復合肥每月以同比 20%以上的速度增加；二是國民經(jīng)濟的快速增長，增加了對硫酸的需求，因此， 2020 年硫酸每月的產(chǎn)量同比增長都在 18%以上，全國硫酸市場上一度出現(xiàn)供不應(yīng)求的形勢，價格一路上揚。由于硫磺進口價位一直居高不下。 2020 年進口硫磺 499 萬噸，比上年增加 22%；進口硫酸 萬噸，與上年基本持平。 2020 年我國的硫酸表現(xiàn)消費量為 萬噸。其中大部分為中東高硫原油，其加工中必然產(chǎn)生大量的硫化氫氣體；同時內(nèi)地煉油廠對原油的深度加工，也會產(chǎn)生大量酸性氣體。 2020 年全國也將關(guān)閉四萬噸以下的硫鐵礦制酸，硫磺制 酸法受到制酸界的廣泛關(guān)注?，F(xiàn)在我國的硫酸工業(yè)飛速發(fā)展，從 1949年的年產(chǎn) 4萬噸，到 2020年的 2356萬噸每年，以每年 20%的高速增加。 硫酸也是十分重要的化工基礎(chǔ)原料，被人稱為化 工之母，衡量一個國家或者一個貴州大學畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 4 頁 地區(qū)的經(jīng)濟是否發(fā)達，首先就看這個地區(qū)的硫酸產(chǎn)量。 硫酸還 是現(xiàn)代氟工業(yè)的基礎(chǔ) 。 在有色冶金工業(yè)中，需用硫酸配制電解液。 在石油工業(yè)中 ,硫酸用于產(chǎn)品的精煉 。 硫酸是一種非常重要的化工原料，幾乎所有的工業(yè)都直接或間接地用到它 。硫酸在國民經(jīng)濟的各個方面都具有廣泛用途，在有關(guān)化學工業(yè)方面尤其重要。 硫酸在國民經(jīng)濟中的重要性 硫酸是化學工業(yè)的重要產(chǎn)品，又是許多工業(yè)生產(chǎn)的重要原料。 2020 年上半年，我國硫酸 產(chǎn)量將達到 2550萬噸，全年產(chǎn)量將達到 5100萬噸，增長幅度將達到 %。 我國 硫酸 產(chǎn)量不足需，每年 須 進口 硫酸 與硫磺來滿足日益增長的市場需求 40%左右。 進入本世紀，我國 硫酸 工業(yè)以每年遞增一個百分點的速度持續(xù)增長。進入本世紀 ,我國 硫酸 工業(yè)增長勢頭加快，年平均增長幅度已達到%。我國對硫磺需求的快速增長將引起世界市場硫磺供求和價格的波動，若不及時加以適當?shù)目刂?，當我國硫磺進口量占到世界硫磺貿(mào)易量的 20%時，世界市場硫磺價格將出現(xiàn)不斷上漲的趨勢，我國硫磺制酸將面臨極大的風險，同時會導致硫鐵礦企業(yè)萎縮，使我國硫酸工業(yè)以及需要硫酸的工業(yè)受到極大的損失。未來的 5至 10 年貴州大學畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 3 頁 間，我國的回收硫磺預(yù)計可達到 100150 萬噸，扣除 工業(yè)用硫磺 3040 萬噸，還有 100 萬噸以上的硫磺可用于硫酸生產(chǎn)。 我國硫磺資源較少，硫磺年產(chǎn)量多年來維持在 30 萬噸左右，根據(jù)有關(guān)部門預(yù)測，我國在今后的 1015 年內(nèi)，為滿足國內(nèi)對油品的需求，進口原油量將達到 1 億噸，而且大部分為中東高硫原油，在加工過程中必然會產(chǎn)生大量硫化氫氣體；同時內(nèi)地煉廠對原油的深度加工，也會副產(chǎn)大量酸性氣體。適度發(fā)展硫磺制酸 ,使硫酸生產(chǎn)原料多元化 ,已成為我國硫酸工業(yè)發(fā)展的策略之一。與硫鐵礦制酸相比 ,硫磺制酸在建設(shè)投資、水電等消耗 ,以及原料運輸量都低得多。我國由于硫磺資源缺乏 ,一直以硫鐵礦為主要原料。 從生產(chǎn)硫酸的原料看 ,硫磺是世界硫酸生產(chǎn)的從生產(chǎn)硫酸的原料看 ,硫磺是世界硫酸生產(chǎn)的主要原料 (占 65 %以上 ) 。特別是20 世紀 80年代以來 ,加強與國外技術(shù)交流和國際合作 ,引進部分工藝技術(shù)和先進設(shè)備 ,通過消化和吸收國外先進技術(shù) ,開發(fā)了許多新設(shè)備、新材料 ,使我國的硫酸生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的提高 ,逐步縮小了與世界先進水平的差距。不但產(chǎn)量增加 ,硫酸生產(chǎn)技術(shù)的進步也很顯著。而 2020 年全國硫酸總產(chǎn)量 30 510. 93 kt ,硫磺制酸產(chǎn)量已占總產(chǎn)量的 36. 4 %。 我國硫酸工業(yè)的發(fā)展狀況 【 1】 我國硫磺制酸工業(yè)隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展得到了快速發(fā)展。也可用蒸餾法、吹出法對工業(yè)硫酸提純制得。還可用作電子產(chǎn)貴州大學畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 2 頁 品的清洗劑和腐蝕劑。是半導體工業(yè)用量最大的化學品。用工業(yè)硫酸在石英設(shè)備中蒸餾提純，或以去離子水吸收三氧化硫制成純品，再經(jīng)微孔過濾膜進行超凈過濾而得半導體及硫酸。主要用于生產(chǎn)磷酸，磷肥，各種硫酸鹽，二氧化鈦 (硫酸法 )，洗滌劑，染料，藥物，合成纖維等。低于 76％的硫酸與金屬反應(yīng)放出氫氣。與水混合反應(yīng)激烈，放出大量熱。濃硫酸具有強烈的脫水作用和氧化性。一種活潑的二元無機強酸。)℃ 。凝固點 。工業(yè)品因含雜質(zhì)而呈黃、棕等色。貴州大學畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 1 頁 目錄 設(shè)計規(guī)模 設(shè)計規(guī)模 :20 萬噸 /年 產(chǎn)品及規(guī)格 : 原料 : 硫磺 規(guī)格 : 含水 :% 灰分 :% 產(chǎn)品： 98%的濃硫酸 規(guī)格：產(chǎn)品質(zhì)量標準執(zhí)行中華人民共和國工業(yè)硫酸標準（ GB / T 5342020）一等品規(guī)格，硫酸質(zhì)量符合下表要求。 表 硫酸質(zhì)量指標表 指標名稱 濃硫酸 1 硫酸（ H2so4）≥ 2 灰粉 %≤ 3 鐵（ Fe）含量≤ 4 砷 (As)含量 %≤ 5 透明度 mm≥ 50 6 色度 ml≤ 硫酸的性質(zhì)及基本用途 硫酸 純品為無色油狀液體。密度 (液態(tài) )。沸點 (330177。 ％的硫酸水溶液為恒沸混合物，沸點 339℃ 。能與許多金屬、金屬氧化物或其他酸的鹽類反應(yīng)生成硫酸鹽。能使木材、紙張、棉麻織物等強烈脫水而炭化。用水稀釋時應(yīng)在不斷攪拌下將硫酸緩緩注入水中，切勿將水注入酸中造成濺酸傷人。生產(chǎn)方法有接觸法和硝化法。也可用作搪瓷、金屬的酸洗劑，有機合成的磺化劑和脫水劑，以及用于金屬冶煉，石油精制和電子工業(yè)等。超凈高純試劑。一般和過氧化氫一起用于除去晶體上已完成屏蔽作用的光刻膠，或作腐蝕劑。用純凈水吸收潔凈三氧 化硫氣體制得蓄電池硫酸。用作鉛酸蓄電池中的電解液和電鍍等。據(jù)統(tǒng)計 ,1994 年全國硫酸總產(chǎn)量 15 300kt ,硫磺制酸只占總產(chǎn)量的 1. 0 % 。預(yù)計至 2020 年、 2020 年硫磺制酸產(chǎn)量將占當年總產(chǎn)量的 41. 4 %、 %。 在生產(chǎn)發(fā)展中技術(shù)不斷進取是我國硫酸工業(yè)的特點。采用國產(chǎn)化技術(shù)建設(shè)硫酸裝置一直是我國硫酸工業(yè)的主體。 20 世紀 90 年代以來隨著污染控制的日趨嚴格 ,石油和天然氣回收的硫磺不斷增加 ,已取代天 然硫成為硫磺市場的主體 (近年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)為 87 %) ,世界硫磺的價格雖有波動 ,但尚能承受。近十年來由于國際市場硫磺供應(yīng)充足 ,同時我國石油、天然氣回收硫數(shù)量也在不斷增加 ,硫磺制酸有了快速發(fā)展。硫磺還是一種清潔原料 ,生產(chǎn)過程對環(huán)境污染較小 ,環(huán)境效益突出。由于硫酸需求量和生產(chǎn)量都比較大 ,而硫酸生產(chǎn)過程處于高溫和強腐蝕介質(zhì)中 ,排放的氣體中存在污染環(huán)境的有害成分 ,因而現(xiàn)代的硫酸生產(chǎn)技術(shù)被工程界、科技界廣泛關(guān)注 ,并發(fā)展到比較高的水平。因此，在可預(yù)見的將來，我國回收硫磺的總產(chǎn)量會有較大幅度的增長。預(yù)計 2020 年我國進口硫磺總量將達到 800 萬噸，屆時硫磺制酸產(chǎn)量將占我國硫酸總產(chǎn)量的 30 %。所以應(yīng)引起高度重視和適度控制。自 2020 年以來，我國 硫酸 產(chǎn)能與產(chǎn)量已成為世界最大 硫酸 生產(chǎn)國和消費國 2020 年我國 硫酸 產(chǎn)量 4430 萬噸， 與 2020 年 硫酸 產(chǎn)量 2350 萬噸相比，產(chǎn)量幾乎翻了一番 ,是全球 硫酸 總產(chǎn)量的 25%，并成為全球 硫酸 市場最為活躍貿(mào)易量大的國家之一，也是 硫酸 進口量較大的國家之一。 我國 硫酸 70%用于化肥生產(chǎn) ,其它為化工 ,農(nóng)藥 ,醫(yī)藥 ,冶金 ,紡織等工業(yè)。出口量相對較小， 2020 年 15月份，硫酸 出口量占總產(chǎn)量的 %，僅是去年同期的 1/2。我國 硫酸 工業(yè)目前正處于快速發(fā)展時期。硫酸常常被列為國家主要化工產(chǎn)品之一，人們往往用硫酸的年產(chǎn)量來衡量一個國家的化工生產(chǎn)能力 。硫酸所以被譽為化學工業(yè)的發(fā)動機。硫酸 最大消費者是 化肥工業(yè) ，用以制造 磷酸、過磷酸鈣和硫酸銨。 鋼鐵工業(yè)需用硫酸進行酸洗 。硫酸是 硝化工序不可缺少的脫水劑。 其他如制革、造紙、電鍍、印染、醫(yī)藥、農(nóng)藥、煉焦、蓄電池、合成洗滌劑等生產(chǎn)也都需用 硫酸。我國的硫酸工業(yè)開始于 19世紀， 19世紀 70年代以前，我們過的硫酸基本依靠進口，用黃金交換。 自從加入 WTO 后，中國徹底的打破了資源的局限性，在全球范圍內(nèi)對資源進行優(yōu)化配置，硫酸的工業(yè)原料也根據(jù)國際市場進行重組，一統(tǒng)天下的硫鐵礦制酸，幾年之內(nèi)就被逼退到只剩半壁江山。我國的硫磺資源較少，年產(chǎn)量常年維持在 30 萬噸，根據(jù)有關(guān)部門預(yù)測我們過未來的 1015年內(nèi)，為滿足對油品的需求，原油進口量將達到一億噸。因此，我國硫磺的回收總產(chǎn)量在未來的 510 年間預(yù)計可達到100150 萬噸，除去工業(yè)上用硫磺 3040 萬噸，還有 100 萬噸以上的硫磺可共用于硫酸的生產(chǎn)。其中磷復合肥占 %， 增加 18%；其他化肥消耗 %；非化肥用酸 %增加 %雖然國內(nèi)產(chǎn)量增加很快，但還是無法完全滿足需求。同時我國硫酸的產(chǎn)量也達到了 萬噸，增加 %，擺脫了長期以來位居次席的地位，超越了美國的 30503100萬噸。部分硫磺制酸裝置改回硫鐵礦制酸，使硫鐵礦制酸的產(chǎn)量達到了 萬噸，比 2020 年增加了 %，占總產(chǎn)量%；硫磺制酸產(chǎn)量為 萬噸，占 總產(chǎn)量的 %；冶煉煙氣制酸產(chǎn)量為 萬噸，占總產(chǎn)量 %；磷石膏以及其他制酸產(chǎn)量為 萬噸。 2020 年全國硫酸產(chǎn)量 萬噸，同比增加了 %其中產(chǎn)量貴州大學畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 5 頁 最大的是云南。預(yù)計 2020 年硫酸產(chǎn)量可超過 4400 萬噸，同比增加 %；其中硫磺制酸 2020萬噸，同比增加 %；冶煉煙氣制酸 900 萬噸，同比增加 %；硫鐵礦制酸1450 萬噸同比增加 %；其他制酸 55 萬噸，與去年基本持平。 2020 年 利用廢熱能源，硫資源帶來的廢熱能源是硫酸行業(yè)得天獨厚的優(yōu)勢，石油、天然氣、煤等主要能源原料的供不應(yīng)求更加反映出硫酸行業(yè)廢熱能源的彌足珍貴。目前，西北歐的硫酸企業(yè)出售硫酸廢熱能源獲得的利潤，已經(jīng)遠遠超過了銷售硫酸獲得的利潤。我國現(xiàn)有利用硫酸系統(tǒng)的中壓蒸汽發(fā)電的硫酸企業(yè)只占硫酸企業(yè)總數(shù)的 %，數(shù)量太少，應(yīng)該積極利用熱管技術(shù)等新技術(shù)回收硫酸中的廢熱，提高我國硫酸廢熱的回收水平。 資源的全球化配置、國外資金與技術(shù)的全面介入 , 必將打破中國硫酸工業(yè)的原有格局 , 我們的技術(shù)水平、生產(chǎn)管理水平也將因此而躍上一個新的臺階 。 面對未來 , 我們充滿信心 ： 經(jīng)過入世風雨的滌蕩之后 ， 中國必將躋身于世界硫酸強國之林 。 21世紀是綠色的世紀，實施的是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，企業(yè)的命運與環(huán)境的關(guān)系比以 往任何時候都更為緊密。大型裝置，特別是硫磺裝置，只要設(shè)計合理、管理嚴格完全可以達到這一標準。 生產(chǎn)路線選擇論證 硫磺制取硫酸主流程方塊圖 貴州大學畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 6 頁 圖 硫磺制取硫酸主工藝流程圖 硫磺中雜質(zhì)對制酸工藝的影響 【 2】 硫磺中的雜質(zhì)主要有灰分、水分、酸度和硫化氫等 ,它們對制酸工藝的影響分述如下 : 1. 灰分 硫磺 ,特別是回收硫 ,在產(chǎn)出時灰分含量是比較少的。硫磺中灰分能污染加熱表面而降低它的傳熱系數(shù) ,部分灰分在熔硫槽、澄清槽中沉降 ,過多的灰分將縮短熔硫槽和澄清槽的清理周期。 2. 水分 硫磺中的水分在熔硫和液硫澄清過程中基本上全部被蒸發(fā)掉。與完全沒有水分時比較 ,每含 1%水分 ,熔硫蒸汽的理論消耗量 (指完全沒有熱損失時 )增加 %。水分含量增高 ,則酸度增加 ,貽患無窮。這些酸是在潮濕的環(huán)境和在細菌的作用下 ,硫被空氣緩慢氧化而形成的。但酸度過高則嚴重腐蝕熔硫設(shè)備。有的可以達到或超過燃爆濃度 (常溫下為 %,但液硫貯槽溫度 132℃下為 %)。在138℃以下 ,烴類與硫的反應(yīng)速度很慢 ,生成的 H2S 能溶解于液態(tài)硫中。溫度降低也有分解出 H2S的傾向。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和市場經(jīng)濟的變化，硫磺制酸體現(xiàn)了越來越多的優(yōu)點： 450550 元 /噸，國內(nèi)硫鐵礦到廠價格為 200 220 元 /噸（折 35%S）。生產(chǎn)成本的降低有利于企業(yè)提高經(jīng)濟效益； 、凈化工段，只有熔硫、焚化、轉(zhuǎn)化、干吸、成品工段，原料的加工也比硫鐵礦制酸裝置簡單，因此工藝流程短，物料處理量少，設(shè)備少，建設(shè) 工期短。也降低了裝置的管理費用。 ，有利于環(huán)境的保護 。 貴州大學畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 第 8 頁 第二章 工藝部分 重點設(shè)計工序的生產(chǎn)基本原理 【 4】 二氧化硫氧化為三氧化硫的反應(yīng)為： 2 2 312SO O SO?? 298H = 96 .2 4 kJ /m ol?? 此反應(yīng)是 體積縮小、放熱、可逆反應(yīng)。 其平衡常數(shù)為： ***223OSOSOpPPPK