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2019年10月5日星期六硫酸生产工艺2019年10月5日星期六2019年10月5日星期六第一节硫酸的性质硫酸是指三氧化硫（SO3）和水（H2O）以任何比例化合的物质。纯硫酸（H2SO4）是一种无色透明的油状液体，相对密度为1.8269，分子量为98.08。工业生产的硫酸系指SO3和H2O以一定比例化合的溶液，而发烟硫酸是其中SO3和H2O摩尔比大于1的溶液。第一章概述2019年10月5日星期六相对密度是指物质的密度与参考物质的密度在各自规定的条件下之比。一般参考物质为空气或水。当以水作为参考密度时，即1g/cm3作为参考密度(水4℃时的密度)时，过去称为比重(specificgravity)。相对密度一般是把水在4℃的时候的密度当作1来使用，另一种物质的密度跟它相除得到的。相对密度只是没有单位而已，数值上与实际密度是相同的。根据某些物质的相对密度，可推测其某种消防特性，采取相应消防措施。如相对密度1的易燃和可燃液体发生火灾不应用水扑救，因为它会浮在水面上，非但救不灭，反而随水流散，扩大了损失。因此应使用泡沫、干粉灭火。又如相对密度1的易燃气体和蒸气，容易扩散和空气形成爆炸性混合物，容易沿地面、沟渠远距离流动，如遇明火，会发生返燃。在确定车间、库房通风口位置时，比空气轻的气体，通风口应设在空间的上方；比空气重的气体，通风口应设在空间的下方。2019年10月5日星期六硫酸浓度是以所含H2SO4重量的百分数表示。如98％硫酸，就是指其中含有98％的硫酸和2％重量的水。习惯上把浓度≥75％的硫酸叫浓硫酸,而把75％以下的硫酸叫稀硫酸。硫酸的结晶温度特性：硫酸从液体转变为固体时的温度称为结晶温度，它随浓度不同而变化，其变化过程是不规则的，但是，知道几种常见的结晶温度，对搞好硫酸生产、储存、运输等是很有帮助的：水的反常膨胀现象一般物质由于温度影响，其体积为热胀冷缩。但也有少数热缩冷胀的物质，如水、锑、铋、液态铁等，在某种条件下恰好与上面的情况相反。实验证明，对0℃的水加热到4℃时，其体积不但不增大，反而缩小。当水的温度高于4℃时，它的体积才会随着温度的升高而膨胀。因此，水在4℃时的体积最小，密度最大。湖泊里水的表面，当冬季气温下降时，若水温在4℃以上时，上层的水冷却，体积缩小，密度变大，于是下沉到底部，而下层的暖水就升到上层来。这样，上层的冷水跟下层的暖水不断地交换位置，整个的水温逐渐降低。这种热的对流现象只能进行到所有水的温度都达到4℃时为止。当水温降到4℃以下时，上层的水反而膨胀，密度减小，于是冷水层停留在上面继续冷却，一直到温度下降到0℃时，上面的冷水层结成了冰为止。以上阶段热的交换主要形式是对流。当冰封水面之后，水的冷却就完全依靠水的热传导方式来进行热传递。由于水的导热性能很差，因此湖底的水温仍保持在4℃左右。这种水的反常膨胀特性，保证了水中的动植物，能在寒冷季节内生存下来。这里还应注意到，冰在冷却时与一般物质相同，也是缩小的。受热则膨胀，只有在0℃到4℃的范围内的水才显示出反常膨胀的现象来。93%：-27℃98.5%：1.8℃100%：10.371℃硫酸是强酸之一，不仅具有强酸的通性，而且还有它的特性，例如98％H2SO4具有脱水、氧化、吸水等性能。2019年10月5日星期六可以任何比例溶解于水，伴随大量的热产生。纯净的硫酸是清澈、无色透明的油状液体，但不纯时为棕色或灰白色液体，无气味但有明显的酸味。⑴硫酸的密度随着浓度和温度的变化而不同。当酸浓小于98.3%时硫酸的水溶液的密度随着硫酸浓度的增加而增大，于98.3%时达到最大值，当酸浓在98.3%至100%时随着酸浓增大而下降。发烟硫酸随着其中游离的SO3含量增加而增大，游离SO362%时为最大值，过后则逐渐减小。2019年10月5日星期六2019年10月5日星期六2019年10月5日星期六硫酸是最重要的无机强酸之一，浓硫酸具有强酸性、强氧化性、强的吸水性等。当加热到30℃以上放出蒸气，加热到200℃以上，散发出三氧化硫。⒈硫酸是一种强酸，具有酸的特性，它的化学性质非常活泼，根据硫酸的浓度和温度及金属的种类不同，而生成H2、H2S、SO2、S及金属的硫化物和硫酸盐。a、稀硫酸能与金属直接反应，放出氢气，所以它对金属具有强烈的腐蚀性。2019年10月5日星期六Fe+H2SO4=FeSO4+3H2↑b、与金属氧化物作用，生成硫酸盐。Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O⒉浓硫酸具有强的氧化性。Cu+2H2SO4（浓）=CuSO4+SO2↑+2H2O2019年10月5日星期六⒊浓硫酸具有强的吸水性。浓硫酸对水有大的亲和力，吸收大气水分，从有机物中提取水份导致碳化。利用其这一性质可用来作干燥剂，如硫酸生产中用其干燥湿的SO2炉气。浓硫酸不仅能够吸收游离水份，而且可以把碳水化合物中的氢和氧按2:1的比例以水的形式脱下，这是硫酸伤人的主要途径。通常指其水溶液具有酸味，使紫色石蕊变红，能与碱作用生成盐，能溶解许多金属的物质。分类和命名根据酸在水溶液中电离度的大小，分为强酸和弱酸；根据酸中可电离氢离子的数目，分为一元酸(如HCl、CHCOOH)、二元酸(如HCO、HSO)和三元酸(如HPO)等；根据酸中含氧与否，分为含氧酸和无氧酸。无氧酸称氢某酸，其中除氢氯酸HCl(盐酸)、氢溴酸HBr和氢碘酸HI外都是弱酸，如氢氟酸HF和氢硫酸H2S等。含氧酸的命名：对於分子中只含一个成酸元素的简单含氧酸，将其较为常见的一种称某酸，其他含氧酸按成酸元素的氧化数较某酸高、低或有无过氧—O—O—结构而命名。例如氯酸HClO(氯的氧化数为＋5)、高氯酸HClO(氧化数＋7)、亚氯酸HClO(氧化数为＋3)、次氯酸HClO(氧化数＋1)；又如HSO、HSO8中含有—O—O—键，称过氧一硫酸、过氧二硫酸。两个简单含氧酸缩去一分子水后生成的酸称焦酸(或称一缩某酸)，例如：2019年10月5日星期六2019年10月5日星期六第二节硫酸的用途硫酸用量最大的是生产化学肥料，主要是用于生产磷铵、重过磷酸钙、硫铵等。在化学工业中，硫酸的三大特性：吸水性、脱水性、氧化性得到充分的利用2019年10月5日星期六浓硫酸的性质（三大特性）a、吸水性浓H2SO4吸收水形成水合硫酸分子(H2SO4·nH2O),并放出大量热,所以浓硫酸通常用作干燥剂.b、脱水性浓硫酸可将有机化合物中的氢原子和氧原子按水分子的构成(H:O=2:1)夺取而使有机物脱水碳化.纸,木柴,衣服等遇浓硫酸变黑,这就是因为浓硫酸的脱水性使其碳化的缘故.2019年10月5日星期六思考：如果不慎在皮肤上沾上了浓硫酸，应该怎么办？C、强氧化性在浓硫酸溶液中大量存在的是H2SO4分子而不是H+,H2SO4分子具强氧化性.浓硫酸可使金属活动性顺序表氢后面的一些金属溶解,可将C,S等非金属单质氧化,而浓硫酸本身还原成SO2.2019年10月5日星期六钝化：常温下，浓硫酸能使某些金属（如铁、铝等）表面生成一层致密的氧化物保护膜，从而阻止内部的金属继续跟硫酸起反应，此现象称为“钝化”。所以可以用铁制的或是铝制的容器来盛装浓硫酸2019年10月5日星期六第三节生产硫酸用的原料制酸原料，是指能够产生二氧化硫的含硫物质。如硫化物矿、硫磺、硫酸盐、含硫化氢的工业废气，以及冶炼烟气等。一、硫铁矿主要成分为FeS2二、硫磺硫磺是制造硫酸使用最早且又最好的原料，硫在通常情况下为固体。硫是活泼的化学元素之一，除了铂、金和惰性气体外，硫几乎与其他的化学元素化合组成化合物。2019年10月5日星期六（一）硫磺的物化特性硫磺在通常情况下为固体。硫几乎不溶于水，但少量的溶于汽油、甲苯、丙酮等有机溶剂及二氧化碳。为淡黄色晶体。化学性质比较活泼，能与氧、金属、氢气、卤素（除碘外）及已知的大多数元素化合。它存在正氧化态，也存在负氧化态，可形成离子化合物、共价化合成物和配位共价化合物。硫的燃点：244～266℃。2019年10月5日星期六雄磺化学成分：As70.1%,S29.9%中国的湖南石门，世界最大的雄黄矿。美国的内华达州红德堡区、犹它州图尔区、加利福尼亚州克恩区、华盛顿；瑞士的比内索；罗马尼亚药用价值编辑[药物]为矿物雄黄的矿石。产于甘肃、陕西、湖南、贵州、云南、四川等地。全年可采，雄黄在矿中质软如泥，见空气即变坚硬，可用竹刀取其熟透部分，除去杂质泥土，精选后碾细，生用。[药化]含硫化砷As4S4，杂有少量镁、铁等盐类。[药理]（1）有抗肿瘤作用，能抑制移植性小鼠肉瘤S-180的生长，并对细胞有腐蚀作用。2019年10月5日星期六当硫磺粉尘在空气中的含量≥35g/m3时，接触到火源能引起爆炸。最小引燃能量为15mJ，最大爆炸压力为27.36×104Pa。长期在硫粉尘环境中工作的人员，必须穿戴好防护用品，否则将引起呼吸系统疾病，经常接触硫的人，也会引起皮炎等症。2019年10月5日星期六粉尘是指分散的固体物质。粉尘爆炸是指悬浮于空气中的可燃粉尘触及明火或电火花等火源时发生的爆炸现象。条件：可燃粉尘爆炸应具备三个条件，即粉尘本身具有爆炸性，粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度，有足以引起粉尘爆炸的火源。2019年10月5日星期六什么样的粉尘有可能发生爆炸？最常见的粉尘爆炸有煤粉、淀粉、面粉、茶叶、木粉、糖粉、可可粉尘，玉米粉、土豆粉、干奶粉、铝粉、锌粉、镁粉、硫磺粉、硬橡胶粉、中药材加工厂的锯屑、药材粉尘，谷物加工厂和粮食仓库的粮食粉尘等。这粉尘必须呈悬浮状态。这些粉尘与空气混合后，就如同可燃气体或易燃液体的蒸气与空气混合一样，达到一定的浓度遇火源才会发生爆炸。2019年10月5日星期六粉尘爆炸2019年10月5日星期六火山口的硫磺2019年10月5日星期六2019年10月5日星期六2019年10月5日星期六二、硫的熔点硫的温度达到熔点时，硫将熔融成具有流动性质的液体硫。硫的熔点：110～120℃。正交晶系硫在98.35℃以下稳定，98.4℃转变为单斜晶系硫，转变热为12.53J/g，堆积密度2.07g/ml。单斜硫在98.35～115.207℃间稳定，115.207℃以上则变为液体，熔化热为53.59J/h，堆积密度1.96g/ml。2019年10月5日星期六（三）硫的粘度熔融硫的粘度随温度而变化，一般是初熔时的粘度随温度升高而下降，当温度超过159℃后，粘度随温度升高而急剧增大。当继续提高温度达190℃时，硫的粘度达到极大值，当温度超过190℃后，粘度又恢复到初熔时的特性。当温度升高到250℃以后，又引起硫的粘度急剧下降。2019年10月5日星期六（四）硫磺的组成及常见的杂质1.可熔性的杂质：有机烃类物质、砷、硒、碲等。2.不可熔性的杂质：泥土、灰渣、硫铁矿、磷矿等。3.液体硫磺中的水份（≤0.1%）、酸度(≤0.005%)。4.硫磺的纯度：99.5%。2019年10月5日星期六四、硫酸的生产方法按二氧化硫的氧化方法不同，可把硫酸生产分成两类。一类是接触法。10.5%左右的二氧化硫（SO2）进入转化器，在钒触媒（V2O5）的催化氧化作用下与氧气在一定温度下反应生成三氧化硫（SO3），其反应方程式为：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）+Q此反应有三个特点：放热反应、可逆反应、体积缩小的反应2019年10月5日星期六另一类是亚硝基法（又称硝化法）硝化法：SO2+N2O3+H2O=H2SO4+2NO2NO+1/2O2=N2O3我国目前接触法制酸，主要有硫铁矿制酸、硫磺制酸、冶炼烟气制酸、硫化氢制酸。开磷合资及矿肥公司现都是采用硫磺生产硫酸。2019年10月5日星期六作业:1、硫酸有哪三大特性？2、掌握硫酸的结晶温度对硫酸的生产有什么作用？3、如果不慎在皮肤上沾上了浓硫酸，应该怎样做？4、为了便于液体硫磺的输送，温度为什么控制在135℃到145℃之间？2019年10月5日星期六如果你只被滴了一滴或少量硫酸在手上，灼烧面积不会太大，迅速用大量的水冲洗，可减少硫酸灼烧的时间，能有效地去除浓硫酸，且浓硫酸稀释放出的热量会很快被水带走，不会造成更严重的灼烧。但是如果是大面积灼烧