化工原料知识

化工原料知识
1.硫酸的用途:
■为农业生产服务
◆用于肥料的生产硫酸铵(俗称硫铵或肥田粉)和过磷酸钙(俗称过磷酸石灰或普钙)这两种化肥的生产都要消耗大量的硫酸。 2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4 每生产一吨硫酸铵,就要消耗硫酸(折合成100%计算)760kg,每生产一吨过磷酸钙,就要消耗硫酸360kg。 ◆用于农药的生产许多农药都要以硫酸为原料如硫酸铜、硫酸锌可作植物的杀菌剂,硫酸铊可作杀鼠剂,硫酸亚铁、硫酸铜可作除莠剂。最普通的杀虫剂,如1059乳剂(45%)和1605乳剂(45%)的生产都需用硫酸。前者每生产1t,需消耗20%发烟硫酸1.4t后者每生产1t,需消耗硫酸36kg。为大家所熟悉的滴滴涕,每生产1t需要20%发烟硫酸1.2t。
■为工业生产服务
◆用于冶金工业和金属加工在冶金工业部门,特别是有色金属的生产过程需要使用硫酸。例如用电解法精炼铜、锌、镉、镍时,电解液就需要使用硫酸,某些贵金属的精炼,也需要硫酸来溶解去夹杂的其他金属。在钢铁工业中进行冷轧、冷拔及冲压加工之前,都必须用硫酸清除钢铁表面的氧化铁。在轧制薄板、冷拔无缝钢管和其他质量要求较高的钢材,都必须每轧一次用硫酸洗涤一次。另外,有缝钢管、薄铁皮、铁丝等在进行镀锌之前,都要经过用硫酸进行酸洗手续。在某些金属机械加工过程中,例如镀镍、镀铬等金属制件,也需用硫酸来洗净表面的锈。在黑色冶金企业部门里,需要酸洗的钢材一般约占钢总产量的5%~6%,而每吨钢材的酸洗,约消费98%的硫酸30kg~50kg。
◆用于石油工业汽油、润滑油等石油产品的生产过程中,都需要浓硫酸精炼,以除去其中的含硫化合物和不饱和碳氢化合物。每吨原油精炼需要硫酸约24kg,每吨柴油精炼需要硫酸约31kg。石油工业所使用的活性白土的制备,也消耗不少硫酸。
◆在浓缩硝酸中,以浓硫酸为脱水剂;氯碱工业中,以浓硫酸来干燥氯气、氯化氢气等;无机盐工业中,如冰晶石(Na3AlF6)、硼砂(Na2B4O7·10H2O)、磷酸三钠(Na3PO4)、磷酸氢二钠(Na2HPO4)、硫酸铅(PbSO4)、硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁以及其他硫酸盐的制备都要用硫酸。许多无机酸如磷酸、硼酸、铬酸(H2CrO4,有时也指CrO3)、氢氟酸、氯磺酸(ClSO3H);有机酸如草酸[(COOH)2]、醋酸(CH3COOH)等的制备,也常需要硫酸作原料。此外炼焦化学工业(用硫酸来同焦炉气中的氨起作用副产硫酸铵)、电镀业、制革业、颜料工业、橡胶工业、造纸工业、油漆工业(有机溶剂的制备)、工业炸药和铅蓄电池制造业等等,都消耗相当数量的硫酸。
■对解决人民“穿”与“用”等问题所起的作用
◆用于化学纤维的生产为人民所熟悉的粘胶丝,它需要使用硫酸、硫酸锌、硫酸钠的混合液作为粘胶抽丝的凝固浴。每生产1t粘胶纤维,需要消耗硫酸1.2t~1.5t,每生产1t维尼龙短纤维,就要消耗98%硫酸230kg,每生产1t卡普纶单体,需要用1.6t20%发烟硫酸。此外,在尼龙、醋酸纤维、聚丙烯腈纤维等化学纤维生产中,也使用相当数量的硫酸。
◆用于化学纤维以外的高分子化合物生产塑料等高分子化合物,在国民经济中越来越占有重要的地位。每生产1t环氧树脂,需用硫酸2.68t,号称“塑料王”的聚四氟乙烯,每生产1t,需用硫酸1.32t;有机硅树胶、硅油、丁苯橡胶及丁腈橡胶等的生产,也都要使用硫酸。
◆用于染料工业几乎没有一种染料(或其中间体)的制备不需使用硫酸。偶氮染料中间体的制备需要进行磺化反应,苯胺染料中间体的制备需要进行硝化反应,两者都需使用大量浓硫酸或发烟硫酸。所以有些染料厂就设有硫酸车间,以配合需要。
◆用于日用品的生产生产合成洗涤剂需要用发烟硫酸和浓硫酸。塑料的增塑剂(如苯二甲酸酐和苯二甲酸酯)、赛璐珞制品所需的原料硝化棉,都需要硫酸来制备。玻璃纸、羊皮纸的制造,也需要使用硫酸。此外,纺织印染工业、搪瓷工业、小五金工业、肥皂工业、人造香料工业等生产部门,也都需要使用硫酸。
◆用于制药工业磺胺药物的制备过程中的磺化反应,强力杀菌剂呋喃西林的制备过程中的硝化反应,都需用硫酸。此外,许多抗生素的制备,常用药物如阿斯匹林、咖啡因、维生素b2、b12及维生素c、某些激素、异烟肼、红汞、糖精等的制备,无不需用硫酸。
■对巩固国防方面所起的作用 某些国家硫酸工业的发展,曾经是和军用炸药的生产紧密连结在一起的。无论军用炸药(发射药、爆炸药)或工业炸药,大都是以硝基化物或硝酸酯为其主要成分。主要的有硝化棉、三硝基甲苯(tnt)、硝化甘油、苦味酸等。虽然这些化合物的制备是依靠硝酸,但同时必须使用浓硫酸或发烟硫酸。
■与原子能工业及火箭技术的关系 原子反应堆用的核燃料的生产,反应堆用的钛、铝等合金材料的制备,以及用于制造火箭、超声速喷气飞机和人造卫星的材料的钛合金,都和硫酸有直接或间接的关系。从硼砂制备硼烷的过程需要多量硫酸。硼烷的衍生物是最重要的一种高能燃料。硼烷又用做制备硼氢化铀用来分离铀235的一种原料。 由此可见,硫酸与国防工业和尖端科学技术都有着密切的关系。
■农业土质方面 在农业生产中,越来越多地采用硫酸改良高pH值的石灰质土壤。过去20年来,尿素-硫酸肥料的产量大幅度提高并在美国西部诸州的土壤中广泛施用。将硫酸注入牛奶场湖泊,改变湖水pH值,可解决圈养牲畜过程产生的若干空气和水质问题,将硫酸施入农用土壤和水中,其主要作用是溶解钙、镁的碳酸盐和碳酸氢盐。这些钙、镁盐然后取代可交换的钠盐,钠盐随后用水浸洗除去。当碳酸盐和碳酸氢盐被分解后,硫酸与更惰性的物质反应,释放出磷、铁等植物养分。简单地降低土壤的pH值可引起许多元素溶解度的变化,提高它们对植物的效力。在高pH值的石灰质土壤上施用硫酸,可使植物更加健壮,收成增加。
2. 浓硫酸的用途
在工业上的作用: 三 氧 化 硫 和水化合而成的一种硫的含 氧 酸 。化学式H2SO4 ,含有游离三氧化硫的硫酸称为发烟硫酸 ,暴露在空气中会冒烟 。市售的浓硫酸商品的重量百分浓度为98.3% 。 无水硫 酸 是无色透明的油状液 体 , 熔 点 10.36 ℃ , 密度1.8269克/厘米3(25℃) ,硫酸与水形成的恒沸混合物的密度为 1.834克/厘米3(18℃) ,浓度为98.3% 。 硫酸是一种二元强酸,电离常数K1=1×103,K2=1.2×10-2 。硫酸能形成一系列稳定的水合物H2SO4·xH2O(x=1,2,4,6,8),因此硫酸是一种极强的吸水剂,不但能吸收游离的水分(如气体中的水蒸气和物质表面的水分),还能从化合物(如甲酸、乙醇 、糖)中夺取水分子。硫酸具有强氧化性,可以将许多金属和非金属氧化,它还有强腐蚀性,能灼伤人体皮肤。 硫酸最早的生产方法采用铅室法,但产品浓度低,占地面积大,便被接触法代替。将黄铁矿或硫在空气中焙烧或燃烧,生成二氧化硫,然后用五氧化二钒为催化剂。氧化钾为助催化剂 ,负载在硅藻土上 ,将二 氧化硫 转化为三氧化硫,它被浓硫酸吸收,制得发烟硫酸,可根据需要,用水将发烟硫酸稀释成不同浓度的硫酸。硫酸是重要工业原料,其年产量是一个国家工业生产能力的标志。硫酸在化肥工业中用于生产硫酸铵和过磷酸钙。在冶金工业中,用硫酸洗去钢材表面的氧化铁 。在石油精炼中 ,用硫 酸 洗去不饱和烃等杂质。硫酸还用于生产氢氟酸、磷酸、甲酸、草酸、柠檬酸、苯酚、表面活性剂烷基苯磺酸钠以及苦味酸炸药。盐酸的用途 (1)用于稀有金属的湿法冶金 (2)用于有机合成 (3)用于漂染工业 (4)用于金属加工 (5)用于食品工业 (6)用于无机药品及有机药物的生产 硫酸用途(1)用于肥料的生产硫酸铵(2)用于化学纤维的生产为人民所熟悉的粘胶丝(3)用于冶金工业和金属加工在冶金工业部门4用于炸药(5)与原子能工业及火箭技术的关系
3.盐酸用途
盐酸能用于制造氯化锌等氯化物(氯化锌是一种焊药),也能用于从矿石中提取镭、钒、钨、锰等金属,制成氯化物。 随着有机合成工业的发展,盐酸(包括氯化氢)的用途更广泛,如制聚氯乙烯、塑料,用于合成多种有机氯化物,用于水解淀粉制葡萄糖,用于制造盐酸奎宁(治疗疟疾病)等多种有机药剂的盐酸盐等。 盐酸的用途 在国民经济各部门中,盐酸的用途很广,简介如下: (1)用于稀有金属的湿法冶金 例如,冶炼钨时,先将白钨矿(钨酸钙矿)与碳酸钠混合,在空气中焙烧(800℃~900℃)生成钨酸钠。 CaWO4+Na2CO3=Na2WO4+CaO+CO2↑ 将烧结块浸在90℃的水中,使钨酸钠溶解,并加盐酸酸化,将沉淀下来的钨酸滤出后,再经灼热,生成氧化钨。 Na2WO4+2HCl=H2WO4↓+2NaCl H2WO4=WO3+H2O↑ 最后,将氧化钨在氢气流中灼热,得金属钨。 WO3+3H2=W+3H2O↑ (2)用于有机合成 例如,在180℃~200℃的温度并有汞盐(如HgCl2)做催化剂的条件下,氯化氢与乙炔发生加成反应,生成氯乙烯,再在引发剂的作用下,聚合而成聚氯乙烯。 (3)用于漂染工业 例如,棉布漂白后的酸洗,棉布丝光处理后残留碱的中和,都要用盐酸。在印染过程中,有些染料不溶于水,需用盐酸处理,使成可溶性的盐酸盐,才能应用。 (4)用于金属加工 例如,钢铁制件的镀前处理,先用烧碱溶液洗涤以除去油污,再用盐酸浸泡;在金属焊接之前,需在焊口涂上一点盐酸等等,都是利用盐酸能溶解金属氧化物这一性质,以去掉锈。这样,才能在金属表面镀得牢,焊得牢。 (5)用于食品工业 例如,制化学酱油时,将蒸煮过的豆饼等原料浸泡在含有一定量盐酸的溶液中,保持一定温度,盐酸具有催化作用,能促使其中复杂的蛋白质进行水解,经过一定的时间,就生成具有鲜味的氨基酸,再用苛性钠(或用纯碱)中和,即得氨基酸钠。制造味精的原理与此差不多。 (6)用于无机药品及有机药物的生产 盐酸是一种强酸,它与某些金属、金属氧化物、金属氢氧化物以及大多数金属盐类(如碳酸盐、亚硫酸盐等),都能发生反应,生成盐酸盐。因此,在不少无机药品的生产上要用到盐酸。 在医药上好多有机药物,例如奴佛卡因、盐酸硫胺(维生素B1的制剂)等,也是用盐酸制成的。 以上列举的只是在工业生产上应用盐酸的一些例子。实际上,盐酸的用途还很多。在日常生活上,我们有时也用到它例如缺乏胃酸,消化不良,医生就给我们一定量的稀盐酸以补胃酸的不足。在化学实验和科学研究上,用到盐酸的地方就更多了。
3. 液碱的用途
别名:苛性钠、烧碱、火碱、苛性曹达。
英文名:Sodium hydroxide
化学名称:氢氧化钠
分子式:NaOH
分子量:40.00
CASRN:1310-73-2
性质
纯品为无色透明液体。相对密度2.130,熔点318.4℃,沸点1390℃。市售烧碱有固态和液态两种:纯固体烧碱呈白色,有片状、块状、粒状和棒状,质脆;纯液体烧碱称为液碱,为无色透明液体。工业品多含杂质,主要为氯化钠及碳酸钠等,有时还有少量氧化铁。当溶成浓液碱后,大部分杂质会上浮液面,可分离除去。固体烧碱有很强的吸湿性,易溶于水,溶解时放热,所成溶液呈强碱性,有滑腻的触感和苦味,能使红大气层石蕊试纸变蓝色,使酚酞溶液呈红色。也易溶于乙醇及甘油,不溶于丙酮、乙醚、乙酸。与酸相遇则起中和作用而成盐和水。有皂化油脂的能力,生成皂与甘油。极易吸收空气中二氧化碳和水分变成碳酸盐。与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应。与金属铝锌及非金属硅、硼等反应放出氢。腐蚀性极强,对皮肤、纤维、玻璃、陶瓷等均有腐蚀作用。纯净的氢氧化钠为白色呈羽毛状不透明固体结晶,一般工业品含有少量氯化钠和碳酸钠,呈白色稍带浅色光泽固体结晶。氢氧化钠是最强的碱类之一,与酸反应生成钠盐。氢氧化钠吸湿性很强,放置空气中能吸收大量的水分而潮解变成液碱。其吸湿的能力与其剂量存在很大的关系,一定剂量的氢氧化钠的除湿量可以与德业集团的大型工业除湿机的除湿量相比。
用途:
是重要的化工基础原料,用途极广。化学工业用于制造甲酸、草酸、硼砂、苯酚、氰化钠及肥皂、合成脂肪酸、合成洗涤剂等。纺织印染工业用作棉布退浆剂、煮练剂、丝光剂和还原染料、海昌蓝染料的溶剂。冶炼工业用制造氢氧化铝、氧化铝及金属表面处理剂。仪器工业用作酸中和剂、脱色剂、脱臭剂。胶粘剂工业用作淀粉糊化剂、中和剂。另外,在搪瓷、医药、化妆品、制革、涂料、农药、玻璃等工业都有广泛应用。
安全与防护
烧碱属一级无机碱性腐蚀物品,危规编号:95001。液碱用槽车或贮槽装运;工业固碱用铁桶或其他密闭容器包装,每桶净重200kg,片碱25 kg。包装上有:“腐蚀性物品”标志。存放于通风、干燥处。失火时可用水、黄砂及各种灭火器扑救。
烧碱有极强腐蚀性,皮肤触及时应立即用清水冲洗,溅入眼内时应立即用清水或生理盐水冲洗15分钟,严重时送医院治疗。
工程控制 密闭操作。提供安全淋浴和洗眼设备。
个体防护 可能接触其粉尘时,必须佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器。必要时,佩带空气呼吸器。穿橡胶耐酸服。戴橡胶耐酸碱手套。
其它 工作现场禁止吸烟、进食和饮水,饭前要洗手。工作毕,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。
片碱
片碱性状是白色半透明片状固体,片碱是基本化工原料,广泛用于造纸、合成洗涤及肥皂、粘胶纤维、人造丝及绵织品等轻纺工业方面,农药、染料、橡胶和化学工业方面、石油钻探,精炼石油油脂和提炼焦油的石油工业,以及国防工业、机械工业、木材加工、冶金工业,医药工业及城市建设等方面。还用于制造化学品、纸张、肥皂和洗涤剂、人造丝和玻璃纸,加工铝矾土制氧化铝,还用于纺织品的丝光处,水处理等。

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