硫酸是化學(xué)工業(yè)中的重要產(chǎn)品之一首先硫酸大量用于化肥...

1、12引引 言言 硫酸是化學(xué)工業(yè)中的重要產(chǎn)品之一。首先硫酸大量用于化肥和農(nóng)藥的生產(chǎn)，如每生產(chǎn)1噸的過(guò)磷酸鈣要消耗360公斤硫酸，化肥生產(chǎn)消耗占硫酸產(chǎn)量的50%以上；在有機(jī)合成工業(yè)中，硫酸用于各種磺化反應(yīng)和硝化反應(yīng)，生產(chǎn)醚、酯、有機(jī)酸、也要消耗硫酸；在無(wú)機(jī)化學(xué)工業(yè)中，HF、H3PO4等的生產(chǎn)及K、Fe、Cu、Zn、Al的硫酸鹽的生產(chǎn)等，都要消耗硫酸；在冶金工業(yè)中；國(guó)防工業(yè)中，如生產(chǎn)炸藥；石油工業(yè)、染料、人造纖維、食品、電池、搪瓷、醫(yī)藥、機(jī)械加工工業(yè)等許多部門，都要用到硫酸。既然需要這么多硫酸，那么怎樣制取呢？34【學(xué)習(xí)目標(biāo)】掌握硫酸工業(yè)的化學(xué)反應(yīng)原理；掌握硫酸工業(yè)的化學(xué)反應(yīng)原理；了解硫酸的用途及硫

2、酸工業(yè)的生產(chǎn)了解硫酸的用途及硫酸工業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備與流程。設(shè)備與流程。 5一、接觸法制造硫酸的反應(yīng)原理H2SO4SO3SO2S硫化物如 FeS2SO3 + H2O=H2SO4S+O2=SO2點(diǎn)燃2SO2+O2=2SO3催化劑4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2高溫6二、接觸法制造硫酸的生產(chǎn)過(guò)程SO3H2SO4SO2S硫化物如 FeS2 1 二氧化硫的制取和凈化 2 二氧化硫轉(zhuǎn)化成三氧化硫 3 三氧化硫的吸收和硫酸的生成7沸騰爐爐氣1. 二氧化硫的制取和凈化SO2、O2、N2、水蒸氣以及一些雜質(zhì)，如As、Se等的化合物和礦塵等等。原料粉碎氧氣4FeS2(固)+11O2(氣)=2Fe2O3(固

3、)+8SO2(氣)高溫除塵除塵洗滌洗滌干燥干燥82. 二氧化硫氧化成三氧化硫2SO2+O2=2SO3V2O54500C沸騰爐接觸室沸騰爐600C5000C4500C8500C5000C熱交換器熱交換器催化劑催化劑下一步下一步思考思考9 因?yàn)橐驗(yàn)镾O2接觸氧化是一個(gè)放熱反應(yīng)，根據(jù)化接觸氧化是一個(gè)放熱反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)平衡理論判斷，此反應(yīng)在溫度較低的條件下進(jìn)學(xué)平衡理論判斷，此反應(yīng)在溫度較低的條件下進(jìn)行有利。但是，溫度較低時(shí)反應(yīng)速率低，從綜合行有利。但是，溫度較低時(shí)反應(yīng)速率低，從綜合經(jīng)濟(jì)考慮對(duì)生產(chǎn)不利。在實(shí)際生產(chǎn)中，選定經(jīng)濟(jì)考慮對(duì)生產(chǎn)不利。在實(shí)際生產(chǎn)中，選定4000C5000C作為操作溫度。作為操作溫度

4、。 SO2的接觸氧化也是一個(gè)氣體總體積縮小的的接觸氧化也是一個(gè)氣體總體積縮小的反應(yīng)，表反應(yīng)，表5-2的數(shù)據(jù)說(shuō)明，增大氣體壓強(qiáng)，能相的數(shù)據(jù)說(shuō)明，增大氣體壓強(qiáng)，能相應(yīng)提高應(yīng)提高SO2的平衡轉(zhuǎn)化率，但提高得并不多?？嫉钠胶廪D(zhuǎn)化率，但提高得并不多?？紤]到加壓對(duì)設(shè)備的要求高，增大投資和能量消耗；慮到加壓對(duì)設(shè)備的要求高，增大投資和能量消耗；而且，常壓下而且，常壓下4000C5000C時(shí)，時(shí)， SO2的平衡轉(zhuǎn)化的平衡轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，所以硫酸工廠通常采用常壓操作，率已經(jīng)很高，所以硫酸工廠通常采用常壓操作，并不加壓。并不加壓。10返回返回11V2O5+SO2=V2O4+SO 3V2O4+O2+2SO2=2VOS

5、O42VOSO4=V2O5+SO3+SO2返回返回123.三氧化硫的吸收和硫酸的生成接觸室沸騰爐吸收塔熱交換熱交換 5000C1500C98.3%H2SO4SO3 + H2O=H2SO41450C尾氣尾氣13補(bǔ)充材料：硫酸的其它生產(chǎn)辦法補(bǔ)充材料：硫酸的其它生產(chǎn)辦法1. 2(FeSO47H2O)=Fe2O3+SO2+SO3+14H2O2. SO2+NO2+H2O=H2SO4+NO2NO+ O2=2NO214三、環(huán)境保護(hù)環(huán)境污染：大氣污染、水污染、 土壤污染、食品污染、固體廢 棄物、放射性污染、噪聲污染 等。工業(yè)上的三廢：廢水、廢渣、廢氣1516171819201.尾氣處理尾氣的組成：尾氣的組成：SOSO2 2,O,O2 2,N,N2 2(1)堿法： Na2CO3 Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2(2)氨酸法： NH3H2O 2NH3