硫酸是一種無色無味并有極強(qiáng)腐蝕性的油性化合物，硫酸的分子式為H2SO4。硫酸也被稱為礬油。
硫酸用途
硫酸是最重要的工業(yè)原料之一。每年硫酸的生產(chǎn)量超過了任何其他化學(xué)品的產(chǎn)量；硫酸廣泛的被應(yīng)用于幾乎所有的工業(yè)加工品中；硫酸主要用途有用于化肥如過磷酸石灰或者硫酸銨的生產(chǎn)。同時硫酸也廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)鹽酸、硝酸、硫酸鹽、合成洗滌劑、染料、顏料、炸藥及藥品等化學(xué)品。在石油煉制領(lǐng)域，硫酸用于去除汽油和其他產(chǎn)品中的雜質(zhì)。在金屬工業(yè)中，硫酸也應(yīng)用于的鋼鐵產(chǎn)品在涂漆或者鍍錫或鍍鋅前的酸洗。硫酸也能用與制造人造纖維， 以及用做汽車鉛酸電池的電解液（電解液硫酸濃度33%, 比重為1.25，通常被叫做電池酸）。
硫酸的歷史
盡管硫酸是一種廣泛使用的化學(xué)品，但硫酸在16世紀(jì)前并不為廣為人知。直到1600年約翰范赫蒙特通過硫酸亞鐵的破壞性的蒸餾和硫磺燃燒制得硫酸。最早的硫酸工業(yè)應(yīng)用需求來自1790年勒布朗法制取碳酸鈉工藝。在德國的諾德豪森地區(qū)通過硫酸亞鐵為原料制得硫酸，但成本較高。在十七世紀(jì)時約翰·格勞伯第一次采用硫磺和硝酸鉀燃燒的方法合成硫酸, 這種硫酸合成法在1740年由約書亞沃德在英國實(shí)現(xiàn)商用。隨后在1746年約翰·羅巴克發(fā)明的更先進(jìn)的鉛室法制硫酸很快取代了之前的方法。1830年百富勤 菲利普斯在英國最先開發(fā)了接觸法制硫酸的方法，接觸法制硫酸最初的應(yīng)用很少，直到對高濃度的硫酸需求增長后，特別是有機(jī)合成染料的工藝出現(xiàn)后，接觸法制硫酸得到了很大應(yīng)用。
濃硫酸
100%濃度的硫酸在在被加熱時散發(fā)出氣體三氧化硫，SO 3，直至被加熱到337°C時形成一種含H 2SO 4濃度為98.5%的恒沸溶液或稱作共沸物。 濃硫酸是一種弱酸，同時由于在常溫下含有較少量的離子，濃硫酸也是一種弱電解液。在低溫下，濃硫酸不和鐵和銅等常見金屬起反應(yīng)。在高溫下，硫酸是一種氧化劑，硫酸在反應(yīng)時其中的硫被還原，釋放出二氧化硫。在加熱時，硫酸能和大多數(shù)的金屬，以及部分非金屬物質(zhì)如硫和碳起反應(yīng)。由于濃硫酸沸點(diǎn)較高，其可以被用來和鹽類化合物反應(yīng)制取揮發(fā)性酸，如和氯化鈉(NaCl)和硫酸反應(yīng)克制去氯化氫即鹽酸。
濃硫酸具有很強(qiáng)的親水性，濃硫酸可作為干燥劑或用于化合物如碳水化合物的脫水。濃硫酸和蔗糖反應(yīng)能去除一個蔗糖分子（C 12H 22O 11）中的12個水分子，生成一種黑色海綿狀物質(zhì)和稀硫酸，濃硫酸也和皮膚，纖維細(xì)胞和其他動植物物質(zhì)發(fā)生類似反應(yīng)。濃硫酸與水混合釋放的大量熱量足夠使水沸騰并使酸飛濺。為了達(dá)到稀釋的效果，濃硫酸應(yīng)慢慢的加入到冷水中去，同時不斷攪拌散熱。 硫酸和水反應(yīng)產(chǎn)生水合物。
稀硫酸
稀硫酸是一種強(qiáng)酸并且是一種很好的電解液，高度電離，硫酸稀釋時，氫離子水合釋放出大量熱量。稀硫酸具有很多強(qiáng)酸的特性。稀硫酸能使得藍(lán)色石蕊試劑變紅，并且能和多種金屬反應(yīng)（如鋅）釋放出氫氣，并形成該金屬的硫化物。稀硫酸也能同大多數(shù)的氫氧化物和氧化物反應(yīng)，同時也能和一些碳酸鹽和硫化物反應(yīng)，也能和一些鹽類反應(yīng)。由于稀硫酸是二鹽基的（在每個分子上有兩個可替換的氫原子），硫酸可形成常見硫酸鹽（兩個氫原子被取代，如硫酸鈉Na 2SO4），和硫酸氫鹽，硫酸氫鹽也叫做酸式亞硫酸鹽，酸式硫酸鹽等（只有一個氫被取代，如硫酸氫鈉，NaHSO4）
硫酸合成工藝
通常主要通過兩種工藝（鉛室法制硫酸和接觸法制硫酸）, 制取不同品質(zhì)和濃度的商品級硫酸 。 鉛室法工藝是一種較老的制硫酸工藝，主要制取適用于肥料工業(yè)的稀濃度(62%–78% H 2SO 4)硫酸產(chǎn)品。 接觸法工藝主要用于制取更高純度和濃度的硫酸產(chǎn)品，但接觸法工藝需要使用純度更高的原料和價格較高的催化劑。在這兩種工藝中，二氧化硫都被氧化并接溶于水，二氧化硫的主要來源于硫磺燃燒，硫鐵礦的燃燒，或者含硫有色金屬礦石冶煉前的焙燒，以及硫化氫氣體的燃燒。用于鋼鐵酸洗產(chǎn)生的硫酸亞鐵廢液和煉油廠的廢酸也可以作為制硫酸產(chǎn)品的原料。
1.鉛室法制硫酸工藝
在鉛室法制硫酸工藝中，熱二氧化硫氣進(jìn)入格洛弗塔底部后被含硝硫酸（含NO, NO2 等氮氧化物的硫酸）洗滌并且和氣態(tài)氮氧化物混合；一部分二氧化硫被氧化成三氧化硫并溶解于酸水形成H 2SO 4 濃度78%的塔內(nèi)酸或稱為格洛弗酸。 含二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物、氮?dú)?、氧氣和蒸汽的混合工藝氣離開格洛弗塔后被引入到一個內(nèi)襯鉛的容器中和水混合起一系列復(fù)雜反應(yīng)后生成硫酸，容器形式可以為方室形或者是錐形， 硫酸在容器內(nèi)壁中冷凝后收集在容器的底部。通常設(shè)置3到12個連續(xù)的反應(yīng)室。 收集生成的濃度為62%-68%的硫酸稱為容器酸或者化肥酸。工藝氣通過反應(yīng)室后又進(jìn)入到叫做蓋呂薩克塔的反應(yīng)器中，在反應(yīng)器中工藝氣被從格洛弗塔過來的冷卻濃縮后的硫酸洗滌；氮氧化物和未反應(yīng)的二氧化硫在溶解其中形成含硝硫酸（用于格洛弗塔中），剩余的廢氣通常排放至大氣。
2.接觸法制硫酸工藝(干法)
接觸法制硫酸工藝中，凈化后的二氧化硫和空氣混合后被加熱到450°C，并且通過催化劑層，二氧化硫被氧化成三氧化硫。該催化劑的組份是以二氧化硅或石棉為載體的鉑金屬，或者是以二氧化硅為載體的五氧化二礬。 三氧化硫被冷卻后依次通過兩個塔，在第一個塔中三氧化硫被發(fā)煙硫酸洗滌（發(fā)煙硫酸為100%濃度的硫酸并且含溶解于其中的三氧化硫），在第二個塔中三氧化硫被97%濃度的硫酸洗滌并在該塔內(nèi)形成98%濃度的硫酸。廢氣被排放至大氣。可以通過稀釋或混合的方法制取不同濃度的硫酸產(chǎn)品。
濕法制硫酸工藝
濕法制硫酸工藝發(fā)明于1930年代，1980年代后得到廣泛應(yīng)用。 濕法制酸是一種高效的從不同的酸性氣體或者含硫廢物中制取商品級硫酸的工藝， 該工藝同時副產(chǎn)高壓蒸汽。濕法制酸工藝的原料可以是含硫化氫的酸性氣，含二氧化硫的煙氣，廢酸或者是其他的含硫廢物。 原料首先被燃燒成二氧化硫氣體，二氧化硫在濕法專用催化劑的作用下轉(zhuǎn)化為三氧化硫，三氧化硫水合成為硫酸蒸汽并在硫酸冷凝器中冷凝成液態(tài)硫酸產(chǎn)品。濕法制硫酸工藝在不同的行業(yè)的硫回收中都有應(yīng)用。和接觸法（干法）相比，濕法工藝具有流程簡潔，設(shè)備少，同時由于熱回收效率而副產(chǎn)更多蒸汽。
