1. 硫酸最重要的工业制法是接触法。接触法的主要原料是燃烧硫或硫化铁产生的二氧化硫,以及空气中的氧气。通过这两个气体的氧化反应,生成三氧化硫,再与水反应形成硫酸。
2. 接触法制硫酸的反应原理:燃烧硫或金属硫化物等原料来制取二氧化硫。使二氧化硫在适当的温度和催化剂的作用下氧化成三氧化硫,然后与水化合生成硫酸。
3. 以硫铁矿为原料时的生产步骤如下:
(a) 二氧化硫的制取和净化:硫铁矿粉碎成细小矿粒,在沸腾炉中充分燃烧生成二氧化硫。从沸腾炉出来的气体称为炉气,其中含有二氧化硫、氧气、氮气、水以及一些杂质。这些杂质和矿尘会使催化剂作用减弱或失去作用,因此在氧化反应前,炉气必须通过除尘、洗涤、干燥等净化设备,以除去有害杂质。净化后的混合气体主要含二氧化硫、氧气和氮气。
(b) 二氧化硫氧化成三氧化硫:二层催化剂中装有一个热交换器,用来提供适宜的温度和压力条件,促进二氧化硫氧化成三氧化硫。
(c) 三氧化硫的吸收和硫酸的生成:为了更有效地吸收三氧化硫并避免形成酸雾,工业上使用98.3%的硫酸来吸收三氧化硫。在吸收塔中,三氧化硫从塔底通入,98.3%的硫酸从塔顶喷下,形成成品硫酸。吸收后,硫酸浓度增大,然后用水稀释成稀硫酸,并配制成不同浓度的硫酸。
(d) 尾气中的二氧化硫回收:从吸收塔上部导出的未反应的氧气、少量二氧化硫和氮气等气体称为尾气。为了防止二氧化硫造成大气污染,常采用氨吸收法进行回收。尾气中的二氧化硫与氨和水反应生成亚硫酸铵,当吸收液中亚硫酸铵达到一定浓度后,再与93%的硫酸反应释放二氧化硫气体。释放出的二氧化硫可用于制取液体二氧化硫,而硫酸铵可制成肥料。
4. 盐酸的工业制法之一:首先在反应器中将氢气点燃,然后通入氯气进行反应,制得氯化氢气体。氯化氢气体冷却后被水吸收成为盐酸。这种方法通过使一种原料过量,充分反应并防止对空气的污染。
5. 盐酸的工业制法之二:盐酸是氯和氢的水溶液。在制革、印染、食品、医药、化工、冶金等工业部门大量使用盐酸。工业上生产盐酸的主要方法是使氯气与氢气直接化合,然后用水吸收生成的氯化氢气体。氯化氢是在合成塔里合成的。近年来,工业上还发展了由生产含氯有机物的副产品氯化氢制备盐酸的方法。例如,氯气与乙烯反应生成二氯乙烷,它再经过反应生成氯乙烯,后者是制聚氯乙烯的原料。氯化氢是制氯乙烯的副产品。