NT size=4>硫酸
别名 磺镪水、硫镪水、矾油
英文名 Sulfuric acid;Oil ofvitro1
分子式 H2SO4
分子量 98.07
性状 是SO3的一水化合物。工业硫酸是泛指SO3与
H2O以任何分子比结合的物质,不同分子比组成各
种不同浓度的硫酸:
市场俗称浓度98%左右的硫酸为“九八酸”,把
20%发烟硫酸称为"104.5%酸”,简称"105酸”。由
于含20%游离S03的发烟硫酸每100公斤折算为
100%硫酸104.5公斤,也就是说每100公斤20%
发烟硫酸,加入4.5公斤水后可获得100%的硫酸
104.5公斤。
纯硫酸(无水硫酸)是无色、无臭、透明而粘重
的油状液体,呈强酸性;市售的工业硫酸,颜色自
无色至微黄色,甚至红棕色。
98%硫酸在20℃时的比重为1.8365,93%硫
酸则为1.8276,但浓度高于98%时,比重又下降,
100%硫酸的比重(20℃)为1.8305。发烟硫酸的比
重是随着SO3含量的增加而上升,当游离SO3的含
量达到62%时, 比重最大,然后也逐渐下降。
硫酸的结晶温度是随着H2SO4含量的不同而
变化,但无规律性:92%硫酸的结晶温度为
一25.6℃,93.3%硫酸的结晶温度最低,为
一37.85℃,98%硫酸十0,1℃,100%无水硫酸则
为十10.45℃,20%发烟硫酸十2.5℃,65%发烟硫
酸一0.35℃。
硫酸的沸点,当含量在98.3%以下时是随着浓
度的升高而增高的,98.3%硫酸的沸点最高,为
338.8℃,高于98.3%浓度的硫酸,其沸点也下降。
发烟硫酸的沸点,随着游离SO3的增加,由279.6℃
逐渐降至44.7℃,当硫酸溶液蒸发时,它的浓度不
断增高,直到98.3%后保持恒定,不再继续升高,浓
硫酸在蒸发过程中会放出大量酸雾;发烟硫酸能游
离出SO3蒸汽,与空气中水,分结合成白色酸雾,故
称发烟硫酸。
硫酸与水可以按任何不同比例混合,混合时能
放出大量的热;浓硫酸有很强的吸水能力,也有很
强的腐蚀性。硫酸是无机强酸,化学性很活泼,既
具有酸类的通性,也具有一些特殊性。而浓酸和稀
酸的性质又有差别。主要有如下的化学性质:与碱
类起中和作用,生成各种硫酸盐。硫酸沸点高,与
沸点低的酸所组成的盐共热时,起复分解反应,把
沸点低的酸逐出。浓硫酸是一种强氧化剂,与碳、硫
等共热时,碳能被氧化成二氧化碳,硫被氧化成二
氧化硫。
能与金属和金属
氧化物作用。能直接和金属反
应生成该金属的硫酸盐:浓硫酸在高温时能使铜、
银等金属氧化成金属
氧化物,这种金属
氧化物常溶
解在过量的硫酸中而成硫酸盐;浓硫酸与氢位前的
金属反应,能被还原成S02、S,甚至H2S;稀硫酸
无氧化性,不能溶解铜和银,但与锌、镁、铁等金
属反应,被置换出氢并生成硫酸盐;铁与稀硫酸会
发生反应,但浓硫酸对金属铁有钝化作用,不起作
用;铅能耐稀硫酸,但不能耐浓硫酸。浓硫酸和稀
硫酸均能与金属
氧化物作用,生成盐和水。浓硫酸
与水有强烈的结合作用,不仅能直接吸水,且能从
碳水化合物中分离出氢、氧元素,按水的组成比脱
去,只留下碳元素,因而使有机物焦化。在硫酸(或
硫酸盐)的水溶液中加可溶性钡盐,如氯化钡或硝酸
钡,便产生白色硫酸钡沉淀。硫酸能使有机化合物
起磺化作用。
来源 制造硫酸的
原料:普通硫铁矿(主成分为二硫
化铁,理论含硫量为53.46%);浮选硫铁矿(也称
硫精砂,含硫量30—45%);含煤硫铁矿(也称含碳
硫铁矿,硫铁矿中含有6一12%的煤);硫磺(包括
天然硫磺,从
天然气、精炼石油和炼焦时脱除气体
中硫化氢制成的硫磺,也有用硫铁矿熔炼而得的硫
磺);有色金属(铜、锌、铅、镍、钻等)冶炼烟气(含
有二氧化硫气体):石膏(包括天然石膏和磷肥工业
中副产磷石膏);石油气、
天然气和其它含硫化氢的
工业废气。我国制造硫酸用
原料的构成(1982年)为
硫铁矿占70.9%,冶金烟气占13.1%,硫磺占16%。
我国的硫酸生产方法,是从铅室法开始,并逐
步由铅室法和塔式法向接触法过渡。铅室法已在六
十年代全部淘汰,塔式法的比重也逐渐减小。
接触法生产硫酸的过程:先焙烧含硫矿物制造
二氧化硫,再通过五氧化二钒的接触作用,转化成
三氧化硫,然后与水结合生成硫酸。
包装 浓度在80%以上的硫酸,可用铁桶或钢板制的
储槽储存,小量的也可用耐酸塑料桶装,5公斤以下
的可用玻璃瓶装。浓度在80%以下的硫酸,不能用
铁制容器,只能用耐酸塑料、
陶瓷、玻璃等材质的
容器。包装容器外部应有符合GBl90—63的腐蚀性
物品标志。
为了适应硫酸大量使用的需要, 目前硫酸的储
存采用钢板储槽(容量小的为200~300吨,大的
500~1000吨),硫酸的运输采用钢板制汽车槽罐
(4—8吨)、铁路槽罐C50~60吨)、水运槽船
(3000—5000吨),使用时直接从储槽通过管道输送
至车间,市场零星供应则分装成如上所述的铁桶、塑
; 料桶、玻璃瓶、陶坛等。
主要用途 硫酸主要用于生产化学肥料(特别是磷
肥)。化学肥料工业用的硫酸,约占硫酸总消耗量的
60%。在其它工业方面,需用面亦很广,其用量较
大的有: ’ ,
(1)用于无机化工
原料工业:用硫酸分解萤石
生产氢氟酸;用硫酸与重铬酸钠起酸解作用,生产
铬酐;用硫酸提供硫酸根制取硫酸盐(如与铝矾土
反应制取硫酸铝,与金属
氧化物反应制取铜、锌、镍、
锰、镁等硫酸盐);用硫酸与磷矿作用制取萃取磷
酸,再制造磷酸盐。
(2)用于有机化工
原料工业:利用硫酸的酸
化、磺化、脱水、催化等特性制备各种
有机酸(如草
酸、柠檬酸、 甲酸)、
酯类产品(如乙酸乙
酯、乙酸
丁
酯)、
酚类产品(如磺化法苯
酚、对苯二
酚)。
(3)用于各种中间体的生产:如生产
染料中间
体的萘系产品(a一萘
酚、H酸、丁酸、氨基C酸、
DSD酸、周位酸),苯系产品(间苯二
胺、间氨基苯
磺酸、二硝基氯化苯),蒽系产品(溴氨酸、苯绕蒽
酮、a一氯葸醌、l一氯基蒽醌、蒽醌一l一磺酸铵盐、
蒽醌一1.5一二磺酸); 又如生产
医药中间体水杨
酸、磺基水杨酸、呋喃西林、对硝基苯乙
酮、对硝
基氯苯、对硝基乙酰苯
胺等:
农药中间体如三氯乙
醛等也需用硫酸作为生产
原料。,
(4)用于
颜料工业:生产钛白粉、立德粉、氧
化铁
颜料、酞菁
颜料等:
(5)用于树脂,塑料工业:生产双
酚A、聚甲
基丙烯酸甲
酯等。
(6)用于轻纺工业:生产
洗涤剂原料(合成脂
肪酸、三聚磷酸钠、烷基苯磺酸钠等),生产糖精钠
(苯碱法)。生产印染助剂(如渗透剂BX、扩散剂N、
净洗剂LS等),生产化学纤维(粘胶纤维、维纶纤
维、
晴纶纤维、聚
酯纤维),生产香料(愈创木
酚、水
杨酸甲
酯、水杨
醛等):此外,还在印染工业作退浆
酸洗、中和、显色等用。
(?)用于冶金工业及石油精炼:用硫酸进行钢
材酸洗,炼铝工业用以生产氟化盐,在石油精炼中
用硫酸去除硫化物和不饱和烃类,在加工石油制品
如石油磺酸盐、白油等,也要用硫酸作磺化剂。
(8)用于军工和民爆产品:生产三硝基甲苯、
苦味酸、混合油等。
除以上工业生产需用硫酸作
原料外,硫酸还用
于气体干燥,如氯气、氯化氢气体的干燥等。
储运条件 硫酸属一级
无机酸性腐蚀物品,危规编号
91006。用塑料桶、玻璃瓶、耐酸陶坛装的硫酸应储
于干燥阴凉处,小量可储室内;钢板制的大型储槽,
一般均设在露天,因此要严防雨水漏入;陶坛如放
在露天,应用石膏封口,并加盖
陶瓷钵头,铁桶装
的尽可能不要放在露天。
冬季要考虑防冻,必要时要采取外部保温等力、
法,防止硫酸凝固,运输时也要注意保温防冻,必
要时可使用带有蒸汽夹层保温的铁路槽车。
硫酸具有强氧化性能,遇有机物、易燃物能引
起燃烧;硫酸与大部分金属接触产生氢气易引起燃
烧爆炸;硫酸能分解氯酸盐、硝酸盐等氧化剂,会
促使可燃物燃烧甚至引起爆炸等,因此储运硫酸时
必须与有机物、易燃物、金属粉末、碱类、氰化物、
氧化剂、电石等隔离,不要共储共运。
硫酸的腐蚀性很强,应防止与皮肤接触,以免
灼伤:在储运中应严格保持包装容器的密封,防止
渗漏:在装卸过程中,应尽量采取机械化,并加强
操作人员的防护措施,穿戴橡胶防护衣帽、手套、防
护靴、防护面具等,储存硫酸的库区,要备有2%小
苏打溶液,2%硼酸溶液和大量清水水源,如万一有
硫酸触及皮肤,应立即用大量清水冲洗,接着用2%
小苏打溶液冲洗,如触及眼睛,应立即用清水冲洗,
再用2%硼酸溶液冲洗,并急送医院治疗。
消防时可用雾状水、黄砂、二氧化碳灭火机,不
可用高压柱状水,以免硫酸四溅,扩大危害范围。
主要生产厂 全国共有硫酸厂400余家,年产总能力
在一千万吨以上,实际年产已超过850万吨。主要
生产厂有:南化公司氮肥厂、大连化工厂、株州化
工厂、衢州化工厂、、亡海硫酸厂、吴泾化工厂、开
封
化肥厂,太原化工厂、广州氮肥厂、北京
染料厂、
天津硫酸厂、四川化工厂、湛江化工厂、淄博制酸
厂、苏州硫酸厂、吉化公司
染料厂、衡阳化工厂、甘
肃白银有色金属公司、辽宁葫芦岛锌厂、大冶化工
厂、沈阳冶炼厂、云南冶炼厂、抚顺石油二厂、祁
县磷肥厂、邯郸磷肥厂、包头市第一化工厂、四平
市联合化工厂。