請問工業(yè)上如何制發(fā)煙硫酸?
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2023-09-22分類:聚合物瀏覽:987
一、請問工業(yè)上如何制發(fā)煙硫酸?
發(fā)煙硫酸可通過三氧化硫溶于濃硫酸得到。
工業(yè)上,制造硫酸需要原料三氧化硫(SO 3 )。盡管SO 3 可以直接溶于水生成硫酸,
但由于三氧化硫與水的反應(yīng)非常劇烈,如果直接溶于水中,就會釋出大量熱能,并形成硫酸霧,阻礙溶解過程。此外,三氧化硫在硫酸中的溶解度比水高,因此硫酸制造廠不會把三氧化硫直接溶于水。通常是用98.3%的硫酸吸收SO 3 ,再用水稀釋。
二、115硫酸是65發(fā)煙硫酸
115(游離SO3為65%)發(fā)煙硫酸是普通煙酸分壓的200倍。由于高濃煙酸揮發(fā)冒煙性很強(qiáng),115(游離SO3為65%)發(fā)煙硫酸是普通煙酸分壓的200倍,液體SO3(游離SO3為100%)更是達(dá)500倍,高濃煙酸遇水劇烈反應(yīng)發(fā)熱甚至爆炸,又由于生產(chǎn)中液體SO3易凍,環(huán)保安全生產(chǎn)難駕馭,一般硫酸廠不敢生產(chǎn)115(游離SO3為65%)發(fā)煙硫酸,而且設(shè)備多、占地大,另外生產(chǎn)過程需冷凝的關(guān)鍵設(shè)備冷凝器也難以解決,一旦泄露發(fā)生危險(xiǎn)事故會造成難以駕馭。
三、發(fā)煙硫酸是指溫度過高嗎
發(fā)煙硫酸(化學(xué)式:H2SO4.xSO3)是生產(chǎn)硫酸的過程中的生成物。性質(zhì)不穩(wěn)定,遇水會反應(yīng)生成硫酸。發(fā)煙硫酸可以看成是濃度超過100%的硫酸,在空氣中揮發(fā)出三氧化硫形成酸霧而發(fā)煙(就好像超過98%的硝酸也會揮發(fā)出二氧化氮而形成酸霧,就叫做發(fā)煙硝酸一樣)。通常發(fā)煙硫酸的含量是根據(jù)其中的三氧化硫含量來計(jì)算的,如20%發(fā)煙硫酸表示其質(zhì)量中有20%為三氧化硫。H2SO4.xSO3中,x=1時(shí)為焦硫酸。
發(fā)煙硫酸常被用于磺化反應(yīng)。其原因,不僅是因?yàn)闈舛雀撸€因?yàn)榘l(fā)煙硫酸中含有較多的親電試劑三氧化硫。
工業(yè)上,制造硫酸需要原料三氧化硫(SO3)。盡管SO3可以直接溶于水生成硫酸,
但由于三氧化硫與水的反應(yīng)非常劇烈,如果直接溶于水中,就會釋出大量熱能,并形成硫酸霧,阻礙溶解過程。此外,三氧化硫在硫酸中的溶解度比水高,因此硫酸制造廠不會把三氧化硫直接溶于水。通常是用98.3%的硫酸吸收SO3,再用水稀釋。
四、己內(nèi)酰胺加發(fā)煙硫酸的目的
本項(xiàng)目是以苯為原料的10萬噸/年己內(nèi)酰胺大型化工生產(chǎn)裝置,包含的主要裝置有環(huán)己酮、環(huán)己酮肟化、己內(nèi)酰胺精制、硫銨裝置、雙氧水制備裝置等,與10萬噸/年己內(nèi)酰胺工程相匹配的各裝置生產(chǎn)能力及規(guī)模如表2-1所示。表2-1主要生產(chǎn)裝置生產(chǎn)能力及規(guī)模表
序號 裝置名稱 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品名稱
單線能力 裝置總能力
1 雙氧水裝置 27.5%雙氧水 130000 130000
2 環(huán)己酮肟化裝置 環(huán)己酮肟 102200 102200
3 己內(nèi)酰胺裝置 液態(tài)己內(nèi)酰胺 100000 100000
4 己內(nèi)酰胺罐區(qū)及裝卸站 液態(tài)己內(nèi)酰胺 44000 44000
5 己內(nèi)酰胺造粒裝置 固態(tài)己內(nèi)酰胺 28000 56000
6 廢液濃縮裝置 廢水 60000 60000
7 硫銨裝置 硫銨 160000 160000
◆ 環(huán)己酮肟化裝置(1)生產(chǎn)裝置說明根據(jù)業(yè)主提供相關(guān)資料,本項(xiàng)目己內(nèi)酰胺裝置采取氨肟化工藝,氨肟化工藝是近幾年開發(fā)出來的一種環(huán)己酮肟生產(chǎn)的新工藝,它采用雙氧水、液氨、環(huán)己酮為原料,一步反應(yīng)直接生成環(huán)己酮肟,在發(fā)煙硫酸的作用下生產(chǎn)己內(nèi)酰胺。因此生產(chǎn)流程短,控制簡便,設(shè)備、管線材質(zhì)要求一般,三廢排放量少,目前國內(nèi)已有10萬噸/年裝置在生產(chǎn)。擬建項(xiàng)目采用意大利安尼公司開發(fā)的氨肟化工藝技術(shù)。環(huán)己酮、雙氧水、氣氨、叔丁醇加入到釜式反應(yīng)器中(1開1備),在溫度85℃,壓力0.4Mpa,在催化劑(主要成分為Ti)作用下,同時(shí)進(jìn)行雙氧水與氨反應(yīng)合成羥胺和羥胺與環(huán)己酮的肟化反應(yīng),生成環(huán)己酮肟,經(jīng)分離催化劑、溶劑萃取和環(huán)己酮肟的蒸餾得到產(chǎn)品環(huán)己酮肟。其工藝過程包括肟化反應(yīng)、溶劑回收、雙級萃取、洗滌、萃取劑回收凈化、肟/酮蒸餾、尾氣處理、污水預(yù)處理等工序。氨肟化裝置生產(chǎn)出的符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)己酮肟全部用于生產(chǎn)己內(nèi)酰胺。(2)工藝流程簡述1、反應(yīng)工段精環(huán)己酮、雙氧水及液氨等物料自裝置外送到氨肟化反應(yīng)器。環(huán)己酮過濾后,通過一個(gè)環(huán)形分布器切線送入反應(yīng)器。過氧化氫溶液(雙氧水)從存儲區(qū)出來后,首先經(jīng)過過濾,然后通過一個(gè)在合適紊流的環(huán)形(喇叭口形的)分布器輸送到反應(yīng)器。液氨經(jīng)過過濾,送入反應(yīng)器底部的內(nèi)盤管,并在此蒸發(fā),除去部分反應(yīng)熱,然后通過一個(gè)分布器送入反應(yīng)器底部。非連續(xù)的新鮮(補(bǔ)充)溶劑(叔丁醇),與溶劑蒸餾塔頂出來的循環(huán)回流溶劑,一并送入反應(yīng)器。
在氨肟化反應(yīng)器中,經(jīng)鈦催化劑的作用,各物料發(fā)生肟化反應(yīng),環(huán)
可以在發(fā)煙硫酸的作用下生產(chǎn)己內(nèi)酰胺。
五、如圖是現(xiàn)今常規(guī)生產(chǎn)發(fā)煙硫酸和硫酸的流程圖:(1)在④處二氧化硫被氧化成三氧化硫,④的設(shè)備名稱是_____
(1)①二氧化硫在接觸室中被氧化成三氧化硫,化學(xué)方程式為2SO2+O2
催化劑
高溫
2SO3,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,不利于提高三氧化硫的產(chǎn)率,因此應(yīng)選擇等溫過程,
故答案為:接觸室;2SO2+O2
催化劑
高溫
2SO3;等溫過程;
(2)2SO2+O2
催化劑
高溫
2SO3為可逆反應(yīng),二次催化使尚未反應(yīng)的SO2盡量催化氧化成SO3,可以降低成本提高原料利用率,能減少二氧化硫的排放,保護(hù)環(huán)境,
故答案為:該反應(yīng)為可逆反應(yīng),二次催化使尚未反應(yīng)的SO2盡量催化氧化成SO3,可以降低成本提高原料利用率和保護(hù)環(huán)境;
(3)通過吸收塔⑥后,混合氣體中SO3含量較多,由2SO2+O2
催化劑
高溫
2SO3可知,不利于平衡正向移動,
故答案為:通過吸收塔⑥后,混合氣體中SO3含量較多,不利于SO2的催化氧化反應(yīng)進(jìn)行;
(4)1噸20%的發(fā)煙硫酸中含SO3的質(zhì)量為0.2t,硫酸為0.8t,加水后可生成H2SO40.245t,即硫酸的總質(zhì)量為1.045t,換算為98%的濃硫酸質(zhì)量為1.045t÷98%=1.066t,故加入的水的質(zhì)量為0.066t,
故答案為:0.066;
(5)在②處高溫條件下,氮?dú)馀c氧氣生成氮氧化物,氮的氧化物屬于有毒氣體,會污染空氣,在③處較低溫度時(shí)氮氧化物被為N2,氮?dú)鉄o污染;
故答案為:在高溫下,空氣的氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成氮氧化物,有污染.低溫下,氮氧化物被還原,生成N2,對環(huán)境保護(hù)有利.
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