化工生產(chǎn)過程中的基本問題(第2課時(shí))

1、第一單元 走進(jìn)化學(xué)工業(yè)第二課時(shí)第二課時(shí)提問：提問：l硫酸工業(yè)的四個(gè)一；l三階段，三方程，三過程，三設(shè)備1 1、影響、影響化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些？的因素有哪些？ 反應(yīng)物濃度、溫度、壓強(qiáng)（對(duì)有氣體參加的反應(yīng)）、催化劑反應(yīng)物濃度、溫度、壓強(qiáng)（對(duì)有氣體參加的反應(yīng)）、催化劑2.改變反應(yīng)條件（濃度、溫度、壓強(qiáng)）對(duì)改變反應(yīng)條件（濃度、溫度、壓強(qiáng)）對(duì)化學(xué)平衡化學(xué)平衡的影響的影響條件的改變條件的改變平衡移動(dòng)方向平衡移動(dòng)方向平衡移動(dòng)的結(jié)果平衡移動(dòng)的結(jié)果增大反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度減小反應(yīng)物濃度減小反應(yīng)物濃度增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)升高溫度升高溫度向正反應(yīng)方向移動(dòng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)向逆反應(yīng)方向移

2、動(dòng)向氣體體積縮小的方向氣體體積縮小的方向移動(dòng)向移動(dòng)向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度增大生成物濃度減小生成物濃度減小體系壓強(qiáng)增大體系壓強(qiáng)增大體系溫度升高體系溫度升高回顧：回顧：SOSO2 2接觸氧化的反應(yīng)為：接觸氧化的反應(yīng)為：注：這是一個(gè)氣體總體積縮小的、放熱的可逆反應(yīng)注：這是一個(gè)氣體總體積縮小的、放熱的可逆反應(yīng) 思考與交流思考與交流 閱讀閱讀P6 P6 表表1111，思考，思考溫度較低溫度較低時(shí)，時(shí)，SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率_；越高1 1. .溫度：溫度：三、生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制三、生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制2SO2SO2 2 (g) + O (g) + O2 2

3、(g) 2SO (g) 2SO3 3(g)(g)催化劑催化劑 （放熱反應(yīng)）（放熱反應(yīng)） 不是，雖然溫度較低對(duì)提高不是，雖然溫度較低對(duì)提高SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率有利，但溫的轉(zhuǎn)化率有利，但溫度較低時(shí)度較低時(shí)催化劑活性不高催化劑活性不高，反應(yīng)速率低反應(yīng)速率低。(400(4005005000 0C)C)原因：原因： 4005004005000 0C C時(shí)時(shí)催化劑活性較高催化劑活性較高，反應(yīng)速率高反應(yīng)速率高。那么是否溫度越低越好呢？那么是否溫度越低越好呢？ 閱讀閱讀P P6 6表表1-21-2，思考思考?jí)簭?qiáng)壓強(qiáng)越越大大，SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率_；2 2. .壓強(qiáng)：壓強(qiáng)： 思考與交流思考與交流 越

4、高越高那么是否壓強(qiáng)越高越好呢？那么是否壓強(qiáng)越高越好呢？ 根據(jù)平衡移動(dòng)原理，加壓對(duì)提高根據(jù)平衡移動(dòng)原理，加壓對(duì)提高SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率有利，的轉(zhuǎn)化率有利，但在常壓、但在常壓、400500400500時(shí)時(shí)，SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，加加壓對(duì)設(shè)備的要求高，會(huì)增大投資和能量消耗。壓對(duì)設(shè)備的要求高，會(huì)增大投資和能量消耗。常壓常壓注意：注意：工業(yè)生產(chǎn)中壓強(qiáng)的選擇往往還要考慮成本和能工業(yè)生產(chǎn)中壓強(qiáng)的選擇往往還要考慮成本和能量消耗等問題量消耗等問題3 3. .催化劑催化劑 原因：原因： 考慮成本和能量消耗等問題三條件三條件 四、生產(chǎn)中三廢的處理四、生產(chǎn)中三廢的處理1 1、三廢：、三廢

5、：2 2、三廢的處理方法：、三廢的處理方法：（1 1）尾氣（少量）尾氣（少量SOSO2 2）吸收）吸收方法一：石灰水吸收法方法一：石灰水吸收法SOSO2 2Ca(OH)Ca(OH)2 2CaSOCaSO3 3H H2 2SOSO4 4SOSO2 2（重新利用）（重新利用）方法二：氨水吸收法方法二：氨水吸收法SOSO2 2 + 2NH + 2NH3 3 H H2 2O = (NHO = (NH4 4) )2 2SOSO3 3+ H+ H2 2O O(NH(NH4 4) )2 2SOSO3 3 + H + H2 2SOSO4 4 =(NH=(NH4 4) )2 2SOSO4 4 + SO + SO

6、2 2 + H + H2 2O O廢氣、廢液、廢渣廢氣、廢液、廢渣（2 2） 廢水廢水 （少量少量H H2 2SOSO4 4） 的處理的處理（3 3）廢渣的利用）廢渣的利用用石灰漿用石灰漿 Ca(OH)Ca(OH)2 2 或石灰石粉反應(yīng)：或石灰石粉反應(yīng)：廢渣：可作煉鐵的原料，還可用來提煉貴重有色金屬；或可作廢渣：可作煉鐵的原料，還可用來提煉貴重有色金屬；或可作制造水泥的原料，或用于制磚。制造水泥的原料，或用于制磚。Ca(OH)Ca(OH)2 2 + H + H2 2SOSO4 4 = CaSO= CaSO4 4 + 2H + 2H2 2O O五、能量的充分利用五、能量的充分利用 硫酸生產(chǎn)過程中

7、的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，可以充分硫酸生產(chǎn)過程中的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，可以充分利用這些反應(yīng)放出的熱能利用這些反應(yīng)放出的熱能( (工廠里把它們叫做工廠里把它們叫做“廢熱廢熱”) )以降以降低生產(chǎn)成本。低生產(chǎn)成本。 在沸騰爐旁設(shè)置在沸騰爐旁設(shè)置“廢熱廢熱”鍋爐，產(chǎn)生蒸汽來發(fā)電；鍋爐，產(chǎn)生蒸汽來發(fā)電；在接觸室在接觸室中設(shè)熱交換裝置。中設(shè)熱交換裝置。據(jù)測(cè)算，生產(chǎn)據(jù)測(cè)算，生產(chǎn)1t1t硫酸約需消耗硫酸約需消耗100kWh100kWh的電的電能，而相應(yīng)量反應(yīng)物在生產(chǎn)過程中放出的反應(yīng)熱相當(dāng)于能，而相應(yīng)量反應(yīng)物在生產(chǎn)過程中放出的反應(yīng)熱相當(dāng)于200kWh200kWh的電能。的電能。l工業(yè)上接觸法制硫酸概括

8、為工業(yè)上接觸法制硫酸概括為“五個(gè)三五個(gè)三” ” : :l三種原料三種原料: :l三個(gè)反應(yīng)三個(gè)反應(yīng): :l三個(gè)生產(chǎn)過程三個(gè)生產(chǎn)過程: :l三個(gè)主要設(shè)備三個(gè)主要設(shè)備: :l硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個(gè)適宜條件硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個(gè)適宜條件: :v硫磺硫磺( (或黃鐵礦或黃鐵礦),),空氣空氣, ,和水和水造氣造氣, ,催化氧化催化氧化, ,吸收吸收沸騰爐沸騰爐, ,接觸室接觸室, ,吸收塔吸收塔(1)(1)低溫低溫(400(4005005000 0C)C)(2)(2)常壓常壓(3)(3)催化劑催化劑l(1)(1)確定化學(xué)反應(yīng)原理確定化學(xué)反應(yīng)原理l(2)(2)選擇原料選擇原料l(3)(3)選擇設(shè)備和工藝流程選擇設(shè)

9、備和工藝流程l(4)(4)三廢處理三廢處理( (環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)) )l(5)(5)能源的利用能源的利用( (綜合經(jīng)濟(jì)利益綜合經(jīng)濟(jì)利益) )l(6)(6)其它問題其它問題( (如廠址，成本，反應(yīng)條件等問題）如廠址，成本，反應(yīng)條件等問題）l化工生產(chǎn)過程化工生產(chǎn)過程: :小結(jié):(本節(jié)課重點(diǎn))v1. 工業(yè)上接觸法制硫酸概括為工業(yè)上接觸法制硫酸概括為“五個(gè)三五個(gè)三” :v三種原料三種原料:v三個(gè)反應(yīng)三個(gè)反應(yīng):v三個(gè)生產(chǎn)過程三個(gè)生產(chǎn)過程:v三個(gè)主要設(shè)備三個(gè)主要設(shè)備:v硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個(gè)適宜條件硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個(gè)適宜條件:v2. 硫酸生產(chǎn)中的廢氣及廢液的處理方法硫酸生產(chǎn)中的廢氣及廢液的處理方法.v硫磺硫磺

10、(或黃鐵礦或黃鐵礦),空氣空氣,和水和水造氣造氣,催化氧化催化氧化,吸收吸收沸沸 騰騰 爐爐,接接 觸觸 室室,吸收塔吸收塔(1)低溫低溫(4005000C)(2)常壓常壓(3)適當(dāng)過量的空氣適當(dāng)過量的空氣( (1)1)已知已知SOSO2 2的氧化是放熱反應(yīng)，如何利用表中數(shù)據(jù)的氧化是放熱反應(yīng)，如何利用表中數(shù)據(jù)推斷此結(jié)論？推斷此結(jié)論？v(2)(2)在在400 400 500 500 時(shí)，時(shí)，SOSO2 2的催化氧化采用常的催化氧化采用常壓而不是高壓，主要原因是：壓而不是高壓，主要原因是：v(3)(3)選擇適宜的催化劑，是否可以提高選擇適宜的催化劑，是否可以提高SOSO2 2的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化率？率？ ( (填填“是是”或或“否否”) )，是否可以增大，是否可以增大該反應(yīng)所放出的熱量？該反應(yīng)所放出的熱量？_(_(填填“是是”或或“否否”) )；v(4