2013年硫磺制酸概算

30万吨/年 液体硫磺制酸及余热发电

生产工艺规程

第一章 硫酸的概述

第一节 硫酸的物理特性

硫酸时三氧化硫（SO3）和水（H2O）的化合物，一个三氧化硫分子和一个分子结合得到的就是纯硫酸（H2SO4）。纯硫酸分子量为98.08.是无色、无臭、透明的油状液体。

工业上生产的硫酸都是纯硫酸（100%）的水溶液，并含有各种杂质。按国家规定，接触法生产的硫酸产品浓度为92.5%和98%（重量%，下同）的浓硫酸，或含20%和25%有力SO3的发烟硫酸。

浓硫酸（通常指90%以上的硫酸）的腐蚀性非常强烈，能与许多金属和非金属物质发生化学作用。浓硫酸具有强烈的吸水性。当它与布、纸、木材等碳水化合物接触时，便夺去这些物质中的水分子，而只剩下碳，所以这些物质立即变黑而受到破坏。人的皮肤肌体触及浓硫酸时，也会烧伤，在生产和运输中，必须十分重视安全防护工作。浓硫酸还容易吸收空气中的水分变稀。因此贮存浓硫酸的容器和设备必须密封。发烟硫酸暴露在空气中会逸出SO3与空气中得水分结合形成白色烟雾。

一、密度

密度是单位体制物质的质量，单位是g/cm³。但表示硫酸水溶液的密度习惯上多用比重。比重是指物质的重量与同体积的4℃的纯水重量之比。由于1cm³容积的4℃纯水重1克。所以同一物质的比重和密度在数值上是一致的。

在同一温度下，硫酸水溶液的密度随着它的浓度的增加而增加，当浓度达到97%时密度也达到最大值，过此则递减至100%为止，发烟硫酸的密度也随其中游离SO3含量的增加而增加，至60%游离SO3时为最大值，过此逐渐减小。

同一浓度的硫酸，它的比重随温度的升高而降低，在工厂日常生产控制中，用比重计来测定硫酸的比重，然后对照温度，按表查出它的浓度。但浓度为96-100%的酸，其比重随浓度而变化的幅度很不显著。因此较为准确的方法应用双倍稀释比重法测定硫酸的浓度，或用分析方法测定。

硫酸和发烟硫酸的密度见附表1，附表2。

年产30万吨硫磺制硫酸工艺设计

第一章综述

1.1物质的性质

1.1.1硫磺的性质

硫磺一般呈块状或粉末状，浅黄色，带杂质者为灰绿色。条痕黄白色，脂肪光泽，

晶体透明或半透明。硬度1.2，不完全解离，性脆。硫磺的比重2.05-2.09。摩擦生

负电，易溶（180℃），燃烧时生淡蓝色火焰，并放出SO

2

气体。

硫磺外观为淡黄色脆性结晶或粉末，有特殊臭味。分子量为32.06，蒸汽压是0.13KPa，闪点为207℃，熔点为119℃，沸点为444.6℃，相对密度为2.0。硫磺不溶于水，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳。作为易燃固体，硫磺主要用于制造染料、农药、火柴、橡胶、人造丝等。

1.1.2稀硫酸化学性质

（1）可与多数金属（比铜活泼）氧化物反应，生成相应的硫酸盐和水；

（2）可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应，生成相应的硫酸盐和弱酸；

（3）可与碱反应生成相应的硫酸盐和水；

（4）可与氢前金属在一定条件下反应，生成相应的硫酸盐和氢气；

（5）加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解。

（6）强电解质,在水中发生电离H

2SO

4

=2H+ + SO

4 2-

1.1.3浓硫酸的性质

脱水性

⑴就硫酸而言，脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，即浓硫酸有脱水性且脱水性很强。

⑵脱水性是浓硫酸的化学特性，物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程，反应时，浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比（2∶1）夺取被脱水物中的氢原子和氧原子。

⑶可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物，被脱水后生成了黑色的炭（炭化）。

浓硫酸如C

12H

22

O

11

=12C + 11H

2

O

(4)黑面包反应

在200mL烧杯中放入20g蔗糖，加入几滴水，搅拌均匀。然后再加入15mL质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌。观察实验现象，可以看到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭。

综合利用硫磺制酸高温废热发电保护环境提高经济效益

摘要：在硫磺制酸的过程中，硫磺在焚硫炉内燃烧，此时所产生的炉气的温度通常高达1000℃~1050℃，所产生的热气如果直接排出去不仅会对空气和环境造成极大的污染，而且还会使这些高温能量形成浪费，不利于可持续发展。根据相关数据统计，年产80kt硫酸的制酸企业，这些余热的能量总计约为30×10kJ/h。如果这部分热量能用在发电上，不仅能较少排空污染，而且还能提高经济效益，实现经济与环境的双赢，除此之外，在不外电网遇到紧急状况，如停电等，硫酸装置还可以正常维持生产，也在一定程度上保证了生产的可靠性。本文从实际出发，稽核工作经验，对综合利用硫磺制酸高温度发电保护环境提高经济效益的相关内容进行说明，为该领域的研究提高参考。

关键词：硫磺制酸；高温余热；保护环境；经济效益

硫酸是一种酸，高浓度的硫酸有强烈吸水性，可用作脱水剂，碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物的物质。与水混合时，亦会放出大量热能。其具有强烈的腐蚀性和氧化性，故需谨慎使用。是一种重要的工业原料，可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等，也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中。常用作化学试剂，在有机合成中可用作脱水剂和磺化剂。在工业上一般使用硫磺制酸的方法进行硫酸的制备。在硫磺制酸的过程中，焚硫炉内的高温气体排空会造成空气的污染和资源的浪费，因此研究硫磺制酸高温度发电保护环境提高经济效益的意义非凡，本文对相关内容进行研究和说明。

一、 概述

在硫磺制酸的具体过程中，硫磺在焚硫炉内燃烧正常的工况下，炉气的温度要高达1000℃~1050℃之间，但是在后面的转化器重，进口温度只需要430℃，这一部分的预热的数量约为25GJ/h，转化器一段出口温度为580℃，二段进口温度为440℃，这个阶段的余热为6GJ/h，转化器四段进口温度为440℃，进第二吸收塔的温度为200℃。这一部分的余热为8GJ/h，再加上转化器二、三段出口，可供利用的余热量较少，不考虑加以利用的余热，总余热资源约为41GJ/h。详情见表1.

2017年12

月环保安全硫磺制酸化工过程安全中的工艺危害分析方法综述韦启锋（广西博世科环保科技股份有限公司，广西南宁530007)摘要：硫磺制酸工艺过程中的安全防护，是现代化工加工的主要环节之一，也是有效调节化工产品加工过程中，安全隐患的有效途径。基于此，本文结合硫磺制酸化工过程安全隐患种类，对危害分析方法进行综述。关键词：硫磺制酸化；安全加工；工艺危害分析硫磺是现代工业产品加工的主要原料之一，是化学工业加工的主要产品，可以作为农业化肥制作，工业石油化工提炼，医药提纯等方面的主要材料。随着我国硫磺制酸技术的不断深入研究，寻求安全加工工艺方式，降低硫磺制酸的损耗，保障加工工作开展的安全性，是引导绿色化工工业进一步推进的基础。1硫磺制酸化工过程安全中隐患硫磺制酸化工过程，需要经过硫磺高温融化，收集硫磺蒸汽，实行固化转变，最后运用钒催化，最后生产硫酸。这一过程中，硫磺从固体，转换为气体，再从气体转变为液体，每一个过程的对接不恰当，就会对导致气体外泄，当可燃气体遇到明火或者可燃物时，很容易发生火灾或者爆炸事件的发生。同时，硫磺制酸化工过程安全隐患在于硫磺存储不当，硫磺空气爆炸爆炸极限在2.3-1400g/m3,最大爆炸压力在297kg/cm2[1]。由于硫磺存储空间内部空气处于相对滞留的状态，导致长期存储硫磺的空气中含硫量较大，如果在加上外部阳光摄入，很容易出发细硫磺的空气爆炸点，导致硫磺存储爆炸。此外，硫磺制酸化工过程中生成的三氧化硫是一种强氧化剂，能够与任何一种可燃物质发生强烈的化合反应，而三氧化硫遇水直接生成硫酸，具有强腐蚀性，遇到稳定性弱的金属，容易产生化合性反应，发生爆炸。从人发展角度进行分析，硫磺制酸化工过程安全中的工艺危害，也会对人支气管、肺部等造成严重的侵蚀，长期处于化工生产的环境中，会诱发慢性支气管炎、肺气肿、肝硬化等疾病，对人类健康产生较大的影响。2硫磺制酸化工过程安全中的工艺危害分析方法2.1数据分析法数据分析法，是硫磺制酸化工过程中最常见的危害分析方式。简单概括而言，数据分析方式就是对硫磺制酸化工过程中，日常记录数据进行综合分析，定期进行硫磺制酸过程中数据进行统计，将这些数据分布在数据图表中，实行系统化的数据处理。例如：某化工厂进行工程施工过程中，对硫磺制酸化工过程中提取的硫酸气体二氧化硫、三氧化硫、五氧化钒、浓度硫酸等部分，实行数据记录，分析其结构实践过程中可燃点变化情况、空气爆炸弹点数据变化情况等，开展系统化的硫磺制酸化工过程危害分析，然后对比硫磺制酸化工生产的安全数据，确定未来化工厂硫磺制酸化工过程的资源应用安全性，数据分析法是硫磺制酸化工过程最基本的分析方式。为了保障硫磺制酸化工过程危害分析数据的准确性，专业人员应结合化工硫磺加工的基本过程，对硫磺制酸化工工艺进行分析研究，做好日常数据的收集与整理。当检验人员发现硫磺制酸化工过程中数据变化出现较大波动时，应及时进行硫磺制作过程的问题核对，尽量减小硫磺制酸化工过程中存在的安全隐患，保障加工人员的安全性。2.2安全防护分析法硫磺制酸化工过程中工艺加工危害分析方法，也可以采取安全防护分析的方式，进行加工危害处理。具体而言，安全防护分析方式，需要建立一个完整的安全防护安全处理结构，实行安全防护工作的综合处理，开展系统化的安全结构调节。安全防护法在实际中得到有效运用，需化工厂内外都做好安全防护。例如：某化工厂进行硫磺制酸化工过程过程中，即将应用的硫磺存贮在通风性良好，避免有阳光直射的背阴仓库中。同时，为了避免硫磺制酸化工过程中发生遇明火爆炸的情况，采用电阻加热的方式，进行硫磺制酸解热控制，做好硫磺制酸化工过程必要性的硫磺安全处理，是建立安全性防护的有效措施。此外，硫磺制酸化工过程安全检验工作的有序性推进，在于化工厂定期进行硫磺加工人员的健康体检，尤其针对化工生产中，负责硫磺转换气体收集人员，着重对肺部、支气管等容易发病的部位进行检查，这样，能够尽早发现硫磺制酸化工过程中人员造成的损害，保护从业人员的身体健康。2.3日常检验分析法硫磺制酸化工过程安全中的工艺危害分析方法中，日常检验分析法，也是效果较为明显的一种分析方式。日常检验分析法，主要对加工前的硫磺进行危害性分析，对产生的化合附带品的污染情况进行分析两部分。硫磺制酸化工过程安全中的工艺危害初期危害分析，可以从了解硫磺的物理性质作为出发点，硫磺主要成分是硫，外观为黄色颗粒、片状或块状的固体，硫磺的熔点为113℃，燃点248-270℃，硫磺空气爆炸爆炸极限在2.3-1400g/m3,最大爆炸压力在297kg/cm2。其自身所带的毒性较低，但容易发生爆炸、也容易发生氧化反应，增加空气中二氧化硫、三氧化硫的比例[2]。硫磺制酸化工过程后，主要产生二氧化硫、水，为了降低硫磺制酸化工过程中造成的环境污染，以及安全事故，应尽量做好硫磺、以及后期产生硫酸的存储，减少硫外泄造成环境污染，这也是硫磺制酸化工过程社会危害处理的最佳方式。3结语综上所述，硫磺制酸化工过程安全中的工艺危害分析方法综述，是现代化学工艺绿色化转变的有效途径。在此基础上，有效分析硫磺制酸化工过程的危害，做好化工生产的危害细预防，可以采取数据分析法、安全防护法、以及日常检验法，在化工厂内部建立完整的安全防护体系。因此，浅析硫磺制酸化工过程安全中的工艺危害分析方法，是我国绿色工业优化完善的最佳选择。参考文献：[1]齐严.浅析无机化工生产中余热利用[J].化学工程与装备,2014,(01):143-145.[2]王鈜艳.硫磺制酸装置烘炉及转化工序升温过程分析[J].有色设备,2013,(03):25-28.作者简介：韦启锋（1981-），男，广西东兰人，壮族，现职称：中级工程师，学历：本科，研究方向：从事安全环保技术工作。148