文档介绍：1. 总论
概述
硫酸的性质
硫酸是三氧化硫(SO3)和水(H2O)化合而成。化学上一般把一个分子的三氧化硫与一个分子的水相结合的物质称为无水硫酸。无水硫酸就是指100%的硫酸,又称纯硫酸。纯硫酸一般为无色透明的油状液体,。硫酸分为发烟硫酸、浓硫酸和稀硫酸,硫酸中不含水而存在游离S03时成为发烟硫酸,当硫酸水溶液中硫酸质量百分数≥75%的硫酸叫做浓硫酸,而把硫酸质量百分数在75%以下的硫酸水溶液叫做稀硫酸[1]。
硫酸是强酸之一,具有酸的通性,但浓硫酸有其特殊的性质。具有相对密度大、沸点高、液面上水蒸气的平衡分压极低等物理特性和吸水性、脱水性和强氧化性等化学特性[2]。硫酸有很强的吸水性,能吸收气体中的水蒸气,也能吸收液体中的部分水分,从而使气体干燥,溶液发生相应的变化。浓硫酸的脱水性是指其能将部分物质中的氢、氧元素按原子个数比为2:1的比例夺取出来并生成水。%的浓硫酸其沸点为338℃,与其它常见的酸相比,沸点较高,是一种难挥发的强酸。硫酸无论是用水稀释还是与其它液体混合,都会放出大量的热。浓硫酸具有强氧化性,不仅能氧化活泼性位于氢以前的金属,而且能氧化部分非金属单质,活泼性位于氢后的金属及某些含有低价态元素的化合物或离子。
硫酸的用途[2]
硫酸的用途非常广泛,是最重要的化工原料之一。
硫酸最主要用途是生产化学肥料,用于生产磷铵、重过磷酸钙、硫铵等。在中国,硫酸产量的60%以上用于生产磷肥和复肥。
在化学工业中,硫酸是生产各种硫酸盐的主要原料,是塑料、人造纤维、染料、油漆、药物等生产中不可缺少的原料。在农药、除草剂、杀鼠剂的生产中亦需要硫酸。
在石油工业中,石油精炼需使用大量硫酸作为洗涤剂,以除去石油产品中的不饱和烃等杂质。
在冶金工业中,钢材加工及成品的酸洗要用硫酸;电解法精炼铜、锌、镉、镍时,电解液需使用硫酸;某些贵金属的精炼亦需用硫酸溶去夹杂的其它金属。
在火、炸药及国防工业中,浓硫酸用于制取硝化甘油、硝化纤维、三硝基甲苯等炸药。原子能工业中用于浓缩铀。运载火箭所用燃料亦离不了硫酸。
硫酸的市场需求[3]
2005年我国硫酸的表观消费量48200kt,其中化肥消费硫酸为33400kt,%,其中磷肥耗酸31470kt,磷肥中高浓度磷复肥耗酸18900kt,%。
2005年我国硫酸钛白法生产能力达到950kt/a,总产量为700kt左右,比2004年净增100kt,消耗硫酸约3150kt,氟化氢产量约400kt,消耗硫酸1100kt,其它产业消耗硫酸分别为氯气(2005年产量约11200kt)干燥约150kt,石油加工()320kt,钢铁酸洗约700kt,环氧树脂约500kt,粘胶纤维(2005年产量约1180kt),消耗酸约1160kt,己内酰胺(2005年产量约210kt),消耗硫酸约430kt,2005年中国染料产量约1060kt,按2kt染料(含中间体)平均消耗1kt硫酸计算,消耗硫酸530kt。2005年各产业消耗硫酸构成见下表:
表1 2005年我国硫酸消费构成
用途
消费量/kt
比例/%
化肥
33400
磷肥
31470
工业
14800
钛白粉
3150
粘胶纤维
1600
氟化氢
1100
钢铁酸洗
700
染料
530
环氧树脂
500
己内酰胺
430
石油加工
320
氯碱
150
其它
6320
根据磷肥“十一五”发展规划,国家为了保证我国粮食的安全,农业部门对2005-2020年化肥需求提出预测,2005年磷肥国内生产量1100万吨(100%P2O5),化肥消费硫酸3160万吨,%,其中磷肥耗酸3040万吨,高浓度磷复肥耗酸1890万吨,%,%。
“十一五”发展规划提出2010年国内磷肥产量1200万吨, DAP、MAP、NPK高浓度复合肥达到自给有余,进口量、出口量大致相当,以此测算,化肥用酸3480万吨,%,%,%,%。2005-2010年化肥耗酸量年均递增2%,%,%,%。
根据化肥和非化肥行业对硫酸的需求,2010年硫酸产量达到5300万吨。其中,硫铁矿制酸1600万吨,占30