硫酸中酸泥的形成.doc

一、浓硫酸酸泥的形成原因
1、浓硫酸的化学成分
     在干燥的氯气管道中，浓硫酸酸泥是土白色或是淡黄色疏松的土泥状物质。酸泥和浓硫酸混合在一起呈稀泥状，颜色一般为土白色。浓硫酸酸泥的主的成分为Fe2(SO4)3占95%；其它是少量的FeCI3和水不溶物。干的Fe2(SO4)3是土白色或是淡黄色粉末，它的水和物很多，是常见的黄色9 水水和物，Fe2(SO4)3 . 9H2O 密度为2.1g/cm3，易溶于水误乙醇，不溶于浓H2SO4,在空气中易潮解，水溶液由于水解而形成Fe(HO)3的胶溶体，转变为红褐色。反应式如下：
Fe2(SO4)3+ 6H2O＝2 Fe(HO)3+3 H2SO4           （1）
这也是酸泥用水冲洗后所呈红褐色的原因。
2、浓硫酸酸泥的形成原因
2.1、与铁的反应
    浓硫酸在生产、运输、贮存、使用过程中，经常接触到铁，就会发生如下反应：
         2Fe+6 H2SO4（浓）＝Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O        （2）
    由于浓硫酸对铁的钝化作用，在碳钢的表面形成了一层致密的氧化膜，阻止了上，面反应的继续进行，只有氧化膜因某种原因被破坏，反应才能继续进行。反应（2）生成的Fe2(SO4)3量是很少的
    当浓酸的浓度＜70%时就会发生以下反应：
         Fe+ H2SO4（稀）＝FeSO4+H2                  （3）
    反应（3）是浓硫酸进入设备管道遇到水稀释＜70%时发生的。当硫酸浓度＞70%以后反应（3）停止，FeSO4继续反应成Fe2(SO4)3。反应式如下：
        2 FeSO4+2 H2SO4（浓）＝Fe2(SO4)3+SO2+2H2O  （4）
    在生产中严格控制工艺指标，反应3、4的机会是很少的，所以Fe2(SO4)3的行成量是很少的。
    在氯气干燥过程中，由于管道和设备同时接触到硫酸和氯气，浓硫酸中存在着氯离子，氯离子对钝化膜有破坏作用，反应2得以继续进行，生成Fe2(SO4)3的量增加。同时氯离子似乎起着催化作用，使的反应加快，从而产生大量的浓硫酸酸泥。反应式如下：
       CI2+ H2O ＝HCI+HOCI          （5）
   盐酸的电离：
       HCI＝CI-+H+                  （6）
   盐酸对铁的作用：
      Fe+ HCI＝FeCI2 + H2           （7）
   氯对铁的反复作用：
      2FeCI2 + CI2＝2FeCI3           （8）
      2FeCI3 + Fe＝FeCI2             （9）
   硫酸对氯化铁的置换作用：
     2FeCI3 +3 H2SO4＝Fe2(SO4)3+6 HCI （10）
   硫酸对氯化亚铁的氧化作用：
       2FeCI2 +2 H2SO4（浓）＝Fe2(SO4)3+SO2+4HCI （11）
   从以上反应式看出，只要是硫酸中存在少量的氯和氯离子或是氯气中有少量的水份，上面的4-11的反应就会继续进行下去，碳钢的腐蚀现象相对于氯气和浓硫酸都会明显加快。Fe2(SO4)3的生成量就比较大的。
2.2、与铁锈的反应
   在使用碳钢设备管道时，大部分的厂家对内层是不除锈的。由于Fe2O3的存在，就会生成Fe2(SO4)3。反应式如下：
     Fe2O3+ H2SO4＝Fe2(SO4)3+ 2H2O   （12）
这个反应是比较慢的，但时间一长Fe2O3还是转变成了Fe2(SO4)3，这是新用碳钢设备内酸泥的主要来原。