硫酸生产工艺主要参数的确定过程.doc
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4、模 设计规模:20万吨/年 产品及规格:原料: 硫磺 规格: 含水:0.24% 灰分:0.72%产品:98%的浓硫酸规格:产品质量标准执行中华人民共和国工业硫酸标准(GB / T 534-2002)一等品规格,硫酸质量符合下表要求。表1.1 硫酸质量指标表指标名称浓硫酸1硫酸(H2so4)98.02灰粉%0.033铁(Fe)含量0.014砷(As)含量%0.0055透明度mm506色度ml2.0 硫酸的性质及基本用途硫酸纯品为无色油状液体。工业品因含杂质而呈黄、棕等色。密度(液态)1.831g/cm3。凝固点10.36。沸点(3300.5)。98.3的硫酸水溶液为恒沸混合物,沸点339。一种活
5、泼的二元无机强酸。能与许多金属、金属氧化物或其他酸的盐类反应生成硫酸盐。浓硫酸具有强烈的脱水作用和氧化性。能使木材、纸张、棉麻织物等强烈脱水而炭化。与水混合反应激烈,放出大量热。用水稀释时应在不断搅拌下将硫酸缓缓注入水中,切勿将水注入酸中造成溅酸伤人。低于76的硫酸与金属反应放出氢气。生产方法有接触法和硝化法。主要用于生产磷酸,磷肥,各种硫酸盐,二氧化钛(硫酸法),洗涤剂,染料,药物,合成纤维等。也可用作搪瓷、金属的酸洗剂,有机合成的磺化剂和脱水剂,以及用于金属冶炼,石油精制和电子工业等。用工业硫酸在石英设备中蒸馏提纯,或以去离子水吸收三氧化硫制成纯品,再经微孔过滤膜进行超净过滤而得半导体及硫
6、酸。超净高纯试剂。是半导体工业用量最大的化学品。一般和过氧化氢一起用于除去晶体上已完成屏蔽作用的光刻胶,或作腐蚀剂。还可用作电子产品的清洗剂和腐蚀剂。用纯净水吸收洁净三氧化硫气体制得蓄电池硫酸。也可用蒸馏法、吹出法对工业硫酸提纯制得。用作铅酸蓄电池中的电解液和电镀等。 我国硫酸工业的发展状况【1】我国硫磺制酸工业随着国民经济的发展得到了快速发展。据统计,1994 年全国硫酸总产量15 300kt ,硫磺制酸只占总产量的1. 0 % ;而2002 年全国硫酸总产量30 510. 93 kt ,硫磺制酸产量已占总产量的36. 4 %。预计至2005 年、2010 年硫磺制酸产量将占当年总产量的41
7、. 4 %、42.1%。不但产量增加,硫酸生产技术的进步也很显著。在生产发展中技术不断进取是我国硫酸工业的特点。特别是20 世纪80年代以来,加强与国外技术交流和国际合作,引进部分工艺技术和先进设备,通过消化和吸收国外先进技术,开发了许多新设备、新材料,使我国的硫酸生产技术水平有了很大的提高,逐步缩小了与世界先进水平的差距。采用国产化技术建设硫酸装置一直是我国硫酸工业的主体。从生产硫酸的原料看,硫磺是世界硫酸生产的从生产硫酸的原料看,硫磺是世界硫酸生产的主要原料(占65 %以上) 。20 世纪90 年代以来随着污染控制的日趋严格,石油和天然气回收的硫磺不断增加,已取代天然硫成为硫磺市场的主体(
8、近年的统计数据为87 %) ,世界硫磺的价格虽有波动,但尚能承受。我国由于硫磺资源缺乏,一直以硫铁矿为主要原料。近十年来由于国际市场硫磺供应充足,同时我国石油、天然气回收硫数量也在不断增加,硫磺制酸有了快速发展。与硫铁矿制酸相比,硫磺制酸在建设投资、水电等消耗,以及原料运输量都低得多。硫磺还是一种清洁原料,生产过程对环境污染较小,环境效益突出。适度发展硫磺制酸,使硫酸生产原料多元化,已成为我国硫酸工业发展的策略之一。由于硫酸需求量和生产量都比较大,而硫酸生产过程处于高温和强腐蚀介质中,排放的气体中存在污染环境的有害成分,因而现代的硫酸生产技术被工程界、科技界广泛关注,并发展到比较高的水平。我国
9、硫磺资源较少,硫磺年产量多年来维持在30万吨左右,根据有关部门预测,我国在今后的10-15 年内,为满足国内对油品的需求,进口原油量将达到1 亿吨,而且大部分为中东高硫原油,在加工过程中必然会产生大量硫化氢气体;同时内地炼厂对原油的深度加工,也会副产大量酸性气体。因此,在可预见的将来,我国回收硫磺的总产量会有较大幅度的增长。未来的5至10 年间,我国的回收硫磺预计可达到100-150 万吨,扣除工业用硫磺30-40 万吨,还有100万吨以上的硫磺可用于硫酸生产。预计2010年我国进口硫磺总量将达到800万吨,届时硫磺制酸产量将占我国硫酸总产量的30 %。我国对硫磺需求的快速增长将引起世界市场硫
10、磺供求和价格的波动,若不及时加以适当的控制,当我国硫磺进口量占到世界硫磺贸易量的20%时,世界市场硫磺价格将出现不断上涨的趋势,我国硫磺制酸将面临极大的风险,同时会导致硫铁矿企业萎缩,使我国硫酸工业以及需要硫酸的工业受到极大的损失。所以应引起高度重视和适度控制。进入本世纪,我国硫酸工业增长势头加快,年平均增长幅度已达到12.54%。自2003年以来,我国硫酸产能与产量已成为世界最大硫酸生产国和消费国2006年我国硫酸产量4430万吨,与2000年硫酸产量2350万吨相比,产量几乎翻了一番,是全球硫酸总产量的25%,并成为全球硫酸市场最为活跃贸易量大的国家之一,也是硫酸进口量较大的国家之一。进入
11、本世纪,我国硫酸工业以每年递增一个百分点的速度持续增长。我国硫酸70%用于化肥生产,其它为化工,农药,医药,冶金,纺织等工业。我国硫酸产量不足需,每年须进口硫酸与硫磺来满足日益增长的市场需求40%左右。出口量相对较小,2007年1-5月份,硫酸出口量占总产量的0.0047%,仅是去年同期的1/2。2007年上半年,我国硫酸产量将达到2550万吨,全年产量将达到5100万吨,增长幅度将达到12.8 %。我国硫酸工业目前正处于快速发展时期。 硫酸在国民经济中的重要性 硫酸是化学工业的重要产品,又是许多工业生产的重要原料。硫酸常常被列为国家主要化工产品之一,人们往往用硫酸的年产量来衡量一个国家的化工
12、生产能力。硫酸在国民经济的各个方面都具有广泛用途,在有关化学工业方面尤其重要。硫酸所以被誉为化学工业的发动机。硫酸是一种非常重要的化工原料,几乎所有的工业都直接或间接地用到它。硫酸最大消费者是化肥工业,用以制造磷酸、过磷酸钙和硫酸铵。在石油工业中,硫酸用于产品的精炼。钢铁工业需用硫酸进行酸洗。在有色冶金工业中,需用硫酸配制电解液。硫酸是硝化工序不可缺少的脱水剂。硫酸还是现代氟工业的基础。其他如制革、造纸、电镀、印染、医药、农药、炼焦、蓄电池、合成洗涤剂等生产也都需用硫酸。硫酸也是十分重要的化工基础原料,被人称为化工之母,衡量一个国家或者一个地区的经济是否发达,首先就看这个地区的硫酸产量。我国的
13、硫酸工业开始于19世纪,19世纪70年代以前,我们过的硫酸基本依靠进口,用黄金交换。现在我国的硫酸工业飞速发展,从1949年的年产4万吨,到2000年的2356万吨每年,以每年20%的高速增加。 自从加入 WTO后,中国彻底的打破了资源的局限性,在全球范围内对资源进行优化配置,硫酸的工业原料也根据国际市场进行重组,一统天下的硫铁矿制酸,几年之内就被逼退到只剩半壁江山。2006年全国也将关闭四万吨以下的硫铁矿制酸,硫磺制酸法受到制酸界的广泛关注。我国的硫磺资源较少,年产量常年维持在30万吨,根据有关部门预测我们过未来的10-15年内,为满足对油品的需求,原油进口量将达到一亿吨。其中大部分为中东高
14、硫原油,其加工中必然产生大量的硫化氢气体;同时内地炼油厂对原油的深度加工,也会产生大量酸性气体。因此,我国硫磺的回收总产量在未来的5-10年间预计可达到100-150万吨,除去工业上用硫磺30-40万吨,还有100万吨以上的硫磺可共用于硫酸的生产。 2003年我国的硫酸表现消费量为3565.2万吨。其中磷复合肥占67.6%,增加18%;其他化肥消耗4.1%;非化肥用酸28.3%增加8.7%虽然国内产量增加很快,但还是无法完全满足需求。2003年进口硫磺499万吨,比上年增加22%;进口硫酸193.9万吨,与上年基本持平。同时我国硫酸的产量也达到了3371.2万吨,增加10.5%,摆脱了长期以来
15、位居次席的地位,超越了美国的3050-3100万吨。由于硫磺进口价位一直居高不下。部分硫磺制酸装置改回硫铁矿制酸,使硫铁矿制酸的产量达到了1303.4万吨,比2002年增加了8.1%,占总产量38.7%;硫磺制酸产量为1260.9万吨,占总产量的37.4%;冶炼烟气制酸产量为752.1万吨,占总产量22.3%;磷石膏以及其他制酸产量为54.7万吨。 2004年硫酸产量以及市场显现多年的未见的好形势,其中有两个原因:一是从2003年底开始,中央紧抓三农问题,出台一系列对化肥企业的好政策,促进了磷复合肥特别是高浓度磷复合肥的生产,复合肥每月以同比20%以上的速度增加;二是国民经济的快速增长,增加了
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