硫酸生产工艺

1设计任务书 (2)

1.1项目 (2)

1.2设计内容 (2)

1.3设计规模 (2)

1.4设计依据 (2)

1.5产品组成、性质及用途 (2)

1.6产品质量规格 (5)

1.7原料方案 (6)

原料：硫铁矿 (6)

1.8工艺技术指标 (6)

1.9生产方式 (8)

2工艺线路及流程设计 (8)

2.1硫酸的工艺基础 (8)

2.2工艺路线选择 (10)

2.3流程的设计 (10)

2.4工艺操作设计 (10)

3物料横算 (13)

3.1转化—吸收系统的物料衡算 (13)

4发烟硫酸吸收塔的设计 (15)

4.1发烟硫酸吸收塔的计算 (15)

4.2发烟硫酸吸收塔的设计结构图 (16)

5设备一览表 (17)

6车间防护 (18)

6.1 有毒害性物质的防护 (18)

6.2 泄漏应急处理 (18)

6.3 急救措施 (18)

6.4 噪声的防护 (19)

6.5生产要求 (19)

7经济评估 (20)

7.1经济投资 (20)

7.2经济分析 (20)

8人员配置 (21)

9三废处理 (21)

9.1三废处理的意义 (21)

9.2三废处理 (21)

致谢： (23)

参考文献： (24)

年产10万吨硫酸的工艺设计

1设计任务书

1.1项目

硫酸生产的工艺设计

1.2设计内容

1.2.1生产工艺设计

1.2.2设计转化吸收塔

1.3设计规模

1.3.1 年产：10万吨

1.3.2 年生产日：300天

1.3.3日生产能力：10/300=333吨/天

1.4设计依据

该设计说明书是依据湖北远大富驰医药化工股份有限公司的生产技术资料的基础上，并结合设计任务书的内容年产10万吨硫酸技术要求。

1.5产品组成、性质及用途

1.5.1硫酸组成【1】

硫酸(英文名：Sulphuric acid for industrial use)，H2SO4或SO3·H2O，相对分子质量98.078，是指SO3与H2O摩尔比等于1的化合物，或指100％H2SO4，外观为无色透明油状液体，密度（20℃）为1.8305g/㎝³。工业上使用的硫酸是硫酸的水溶液，即SO3与H2O摩尔比≤1的物质。发烟硫酸是SO3的H2SO4溶液，SO3与H2O的摩尔比≥1，亦为无色油状液体，因其暴露于空气中，逸出的SO3与空气中的水分结合形成白色酸雾，故称之为发烟硫酸。

硫酸或发烟硫酸的浓度均可用H2SO4质量分数表示,习惯上浓度≥75%

的硫酸叫做浓硫酸，而把75%以下的硫酸叫稀硫酸。但发烟硫酸的浓度常用其中所含游离SO3（即除H2SO4以外的SO3）或全部SO3质量分数表示。不同表达方式的硫酸浓度可以用下列公式相互换算：

C H2SO4= 1.225 C SO3(t) = 100 + 0.225 C SO3(t)

式中：C H2SO4——H2SO4的质量分数，％;

C SO3(t)——SO3总含量质量分数，％;

C SO3(t)——游离SO3质量分数，％。

表1几种典型浓硫酸的组成

名称SO3/H2O摩尔

比

H2SO4质量分

数/％

SO3质量分数/％

游离总和

92％硫酸98％硫酸100％硫酸20％发烟酸65％发烟酸0.680

0.903

1

1.30

3.29

92.00

98.00

100.00

104.50

114.62

——

——

——

20

65

75.10

80.00

81.63

85.30

93.57

1.5.2硫酸的物理性质

表2主要物理性质

物理性质性质参数

20℃时，密度/g/cm3 1.8305

溶解热（100%）/KJ/mo l 10.726

熔点，℃10.37±0.05 比容热（25℃）/J/（g﹒k）98.5% 1.412

99.22% 1.405

100.39% 1.394

沸点/℃100% 275±5

98.47%（最高）326±5

汽化潜热（326.1℃），KJ/mol50.124

（1）100%H2SO4在20℃时的密度为1.8305g/cm3，其密度随温度的改变而变化。

（2）在一定程度上，硫酸的密度随其浓度的升高而增大，当浓度为97%

时，密度出现最大值。然后，硫酸的密度随浓度的升高而降低，当浓度为100%时，出现密度的最小值。

（3）硫酸的沸点和蒸汽压有独特的变化规律。在常压下，硫酸的沸点随浓度的增加而升高。当H2SO4含量达98.479%时，沸点最高。随后沸点逐渐降低，与沸点的变化相适应，在常压和同一温度下，硫酸液面上的蒸汽压随浓度的升高而降低。

（4）硫酸的粘度随温度的升高而降低。对于浓硫酸，温度的影响特别明显。

（5）硫酸的结晶温度随其浓度的不同而有较大的变化，其变化关系是不规则的。

表3常用硫酸的结晶温度

硫酸浓度（重量）/%结晶温度/℃

10 76 93 98.5-4.7 -22.2 -27 +1.8

(6)硫酸的沸点和蒸汽压有独特的变化规律。常压下，硫酸的沸点随浓度的增加而升高。当H2SO4含量达98.479%时，沸点最高，随后沸点逐渐降低。与沸点的变化相同，在常压和同一温度下，硫酸液面下的蒸汽压随浓度的升高而降低，直到沸点最高的浓度98.479%，此时，硫酸液面上的蒸汽压最低。

1.5.3硫酸的化学性质

1、硫酸是一种二元强酸。它有中性盐（硫酸盐）和酸式盐（硫酸氢盐）。

2、浓硫酸是强氧化剂，特别在加热时，能氧化很多金属和非金属。浓硫酸与发烟硫酸、三氧化硫、氯磺酸都是磺化剂，它们可以把磺酸基（—SO3H）引入有机化合物。

3、根据还原剂的不同，硫酸可以被还原为SO2、S和H2S。

4、浓硫酸是强脱水剂，对于有机物和人的皮肤有强烈的破坏作用。

5、浓硫酸与硝酸混合组成硝化剂，广泛应用于有机化合物的硝化过程。

6、吸水性：浓硫酸能和水结合为一系列稳定的水化物，常用来作为干