工業(yè)制硫酸課件

1、6.3化工生產(chǎn)能否做到又快又多 How Can We Make the Production of Chemical Industry Faster and Achieve Greater,化工要訣,產(chǎn)量高,速度快,綠色 環(huán)保,節(jié)能 經(jīng)濟(jì),(化學(xué)平衡),(反應(yīng)速率),化工要訣,濃 度,壓 強(qiáng),溫 度,濃 度,壓 強(qiáng),溫 度,催化劑,固體表面積,化工生產(chǎn)中的逆流原理,在化工生產(chǎn)中，相互作用的物料，往往采用逆流的方法。 物質(zhì)交換：使物質(zhì)充分接觸； 能量交換：提高傳熱溫差。 冷凝管,6.3.1工業(yè)制硫酸,工業(yè)制硫酸（P55化學(xué)方程式）,第一步：沸騰爐（P56）,閱讀課本資料庫(kù)，并回答：,1、風(fēng)帽的作

2、用是什么？ 2、為什么叫沸騰爐？,工業(yè)制硫酸,化工要訣：多、快、好、省,答題要點(diǎn)：多、快、好、省 1、為什么要粉碎礦石？ 增加空氣和硫鐵礦的接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率，提高硫鐵礦的利用率。 2、為什么要通入過(guò)量空氣？ 增加廉價(jià)原料空氣的濃度，提高較貴原料黃鐵礦的利用率，節(jié)約成本。 3、為什么從底部通入空氣？ 逆流原理，使硫鐵礦和空氣的接觸更充分，提高化學(xué)反應(yīng)速率和硫鐵礦的利用率。,化工生產(chǎn)中的逆流原理,在化工生產(chǎn)中，相互作用的物料，往往采用逆流的方法。 物質(zhì)交換：使物質(zhì)充分接觸； 能量交換：提高傳熱溫差。 冷凝管,工業(yè)制硫酸,濃度,壓強(qiáng),溫度,催化劑,工業(yè)制硫酸,第二步 2SO2 (g)+ O

3、2(g) 2SO3(g)+98.3kJ,增大反應(yīng)物濃度,增大反應(yīng)物濃度 減小生成物濃度,加 壓,加 壓,高 溫,低 溫,使用催化劑,無(wú)影響,工業(yè)制硫酸,2SO2 (g)+ O2(g) 2SO3(g)+98.3kJ,壓強(qiáng),溫度,工業(yè)制硫酸,壓強(qiáng),溫度,2SO2 (g)+ O2(g) 2SO3(g)+98.3kJ,加壓對(duì)SO2的轉(zhuǎn)化率影響不明顯，且加壓會(huì)增加生產(chǎn)成本。最終選擇常壓反應(yīng)。,選擇400450 SO2的轉(zhuǎn)化率高，速率快，且催化劑（V2O5)在此溫度活性大。,接觸室,爐氣,凈化,400,500,200,SO2、O2,SO2、O2,SO3、SO2、O2,工業(yè)制硫酸,V2O5,熱交換器,問(wèn)題解

4、決,通入的空氣和SO2的混合氣體中，O2的體積分?jǐn)?shù)約是SO2的1.5倍，你認(rèn)為這樣做有什么好處？氧氣無(wú)限多可以嗎？ 增大廉價(jià)原料O2的濃度，加快反應(yīng)速率，提高成本較高的原料SO2轉(zhuǎn)化率，節(jié)約成本。 SO2和空氣的混合氣體進(jìn)入接觸室時(shí)，從接觸室里的熱交換器外管流過(guò)，從塔頂進(jìn)入第一個(gè)催化劑層，而后從熱交換器的內(nèi)管流過(guò)，進(jìn)入第二個(gè)催化劑層，最后流出接觸室。這樣的流向有什么好處？ 逆流原理，用化學(xué)反應(yīng)放出的熱量對(duì)原料氣進(jìn)行預(yù)熱，充分利用能量。 催化氧化的過(guò)程放出熱量使平衡逆向移動(dòng)，SO3產(chǎn)率有所下降；通過(guò)熱量交換，使得反應(yīng)后的混合氣溫度下降，此時(shí)第二次遇到催化劑發(fā)生催化氧化，可以提高SO3產(chǎn)率。,化工

5、生產(chǎn)中的逆流原理,在化工生產(chǎn)中，相互作用的物料，往往采用逆流的方法。 物質(zhì)交換：使物質(zhì)充分接觸； 能量交換：提高傳熱溫差。 冷凝管,接觸室,爐氣,凈化,400,500,200,SO2、O2,SO2、O2,SO3、SO2、O2,工業(yè)制硫酸,V2O5,熱交換器,工業(yè)制硫酸,第三步 SO3 + H2OH2SO4,用98.3%的濃硫酸吸收SO3比用水吸收要好，而且不會(huì)產(chǎn)生酸霧造成SO3損失，形成污染。,工業(yè)制硫酸,吸收塔,化工生產(chǎn)中的逆流原理,在化工生產(chǎn)中，相互作用的物料，往往采用逆流的方法。 物質(zhì)交換：使物質(zhì)充分接觸； 能量交換：提高傳熱溫差。 冷凝管,接觸法制硫酸,工業(yè)制硫酸,化工要訣,既要考慮外

6、界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的一致性，又要考慮外界條件對(duì)兩者影響的矛盾性。 既要注意溫度、壓強(qiáng)、催化劑等對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的一致性，又要注意溫度對(duì)催化劑活性的影響。 既要注意理論上的要求，又要注意實(shí)際操作中的可能性。,常用方法,對(duì)固體物質(zhì)進(jìn)行粉碎； 將液體物質(zhì)噴灑成霧狀； 增加廉價(jià)原料的用量； 增加無(wú)毒無(wú)害原料的用量； 逆流原理，提高傳熱效率； 逆流原理，使物質(zhì)之間充分接觸。,合成氨的條件選擇,N2+3H2 2NH3+92.4kJ,高壓,高溫,使用催化劑,增大反應(yīng)物濃度,高壓,低溫,無(wú)影響,增大反應(yīng)物濃度 減小生成物濃度,合成氨的條件選擇,1.壓強(qiáng)：,3.催化劑：,2.溫度：,4.濃度：,20MPa50MPa(受動(dòng)力、材料、設(shè)備等實(shí)際條件的影響),500左右(溫度過(guò)低,速率慢,不經(jīng)濟(jì);還應(yīng)考慮催化劑的活性對(duì)溫度的要求),增大反應(yīng)物的濃度 N2、H2的再循環(huán)并及時(shí)補(bǔ)充N2和H2 ； 降低生成物的濃度氨冷卻并從平衡氣體中分離。,鐵觸媒(加快反應(yīng)速率,大大縮短到達(dá)平衡的時(shí)間),合成氨的條件選擇,合成氨