化工生產(chǎn)過程中的基本問題走進(jìn)化學(xué)工業(yè)

1、化工生產(chǎn)過程中的基本問題走進(jìn)化學(xué)工業(yè)第1頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二化工生產(chǎn)過程中的基本問題課題一第2頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二化工生產(chǎn)過程:(1)確定化學(xué)反應(yīng)原理(2)選擇原料(3)選擇設(shè)備和工藝流程(4)三廢處理(環(huán)境保護(hù))(5)能源的利用(綜合經(jīng)濟(jì)利益)(6)其它問題(如廠址，成本，反應(yīng)條件等問題）第3頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二硫酸的用途第4頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二硫酸的性質(zhì)(1)物理性質(zhì):硫酸是一種無色,難揮發(fā),易溶于水的油狀液體。濃硫酸溶于水時(shí)會(huì)放出大量的熱。因此,

2、稀釋硫酸時(shí)應(yīng)該把_倒到_中,并_.(2)化學(xué)性質(zhì):濃硫酸具有酸性,_性,_性和_性.濃硫酸水不斷攪拌吸水脫水強(qiáng)氧化第5頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二思考:自然界中有沒有天然的硫酸，若無，硫存在方式？工業(yè)上如何制取硫酸?第6頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二硫酸生產(chǎn)反應(yīng)式S (s)+ O2 (g) SO2(g) 燃燒(一)硫酸工業(yè)生產(chǎn)的原理SO3(g)+ H2O(l) H2SO4(l)第一步：第二步：第三步：以硫磺為原料:2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3(g)催化劑 加 熱(造氣)(催化氧化)(吸收)工業(yè)中通常用98%的硫酸溶液代替水來

3、吸收SO34FeS2(S) +11 O2 (g) 2Fe2O3 (s)+ 8SO2(g) 高 溫第7頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二硫酸生產(chǎn)反應(yīng)式(二)硫酸工業(yè)原料的選擇S (s)+ O2 (g) SO2(g) 高 溫4FeS2(S) +11 O2 (g) 2Fe2O3 (s)+ 8SO2(g) 高 溫硫磺or黃鐵礦？需考慮哪些因素？第8頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二制取硫酸流程圖P5圖1-2H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2V2O5概括為：三個(gè)階段，三個(gè)方程，三個(gè)設(shè)備第9頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二

4、(三)硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個(gè)主要設(shè)備沸 騰 爐圖片接 觸 室圖片98.3%H2SO4SO2 O2SO2 O2SO2 O2第10頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2高溫主要反應(yīng)：主要設(shè)備：沸騰爐1 . 二氧化硫的制取和凈化接 觸 法 制 硫 酸爐氣SO2 O2 N2水蒸氣 砷和硒的化合物礦塵使催化劑中毒對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響凈化措施：除塵洗滌干燥廢渣的利用：煉鐵、制造水泥、制磚、提煉貴重金屬黃鐵礦空氣爐渣爐氣第11頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二2 . 二氧化硫氧化成三氧化硫接觸室 （轉(zhuǎn)化器）400-

5、500V2O52SO2(g) + O2 (g) 2SO3 (g) 主要反應(yīng)：主要設(shè)備：二、接 觸 法 制 硫 酸二氧化硫與氧氣是在催化劑的表面上接觸時(shí)起反應(yīng)的，接觸室和接觸法的名稱由此而得。第12頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二3 . 三氧化硫的吸收和硫酸的生成吸收塔SO3 + H2O = H2SO4為什么不用水來吸收三氧化硫？三氧化硫與水化合時(shí)，放出大量熱。易形成酸霧，不利于三氧化硫的吸收。產(chǎn)物叫發(fā)煙硫酸主要反應(yīng)：主要設(shè)備：二、接 觸 法 制 硫 酸第13頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二3 . 三氧化硫的吸收和硫酸的生成吸收塔 SO3 + H2

6、O = H2SO4主要反應(yīng)：主要設(shè)備：SO3濃H2SO4超濃H2SO4至尾氣處理Ca(OH)2 + SO2 = CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4=CaSO4+H2O+SO2循環(huán)利用尾氣吸收第14頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二(三)硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個(gè)主要設(shè)備沸 騰 爐圖片接 觸 室圖片98.3%H2SO4SO2 O2SO2 O2SO2 O2第15頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二能用于測(cè)定硫酸尾氣中SO2含量的是_ANaOH溶液、酚酞試液BKMnO4溶液、稀H2SO4C碘水、淀粉溶液D氨水、酚酞試液第16頁，共25頁，2022年，5月20日

7、，1點(diǎn)10分，星期二注意:工業(yè)生產(chǎn)中反應(yīng)溫度的選擇往往還要考慮該溫度下催化劑的活性.2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) H0催化劑應(yīng)選擇溫度:(1)4005000C硫酸工業(yè)生產(chǎn)的適宜條件: 生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制思考：1、采取哪些措施能加快反應(yīng)速率？2、采取哪些措施能提高SO2的轉(zhuǎn)化率？3、溫度升高,SO2的轉(zhuǎn)化率_降低低溫下催化劑的活性不高，4005000C催化劑活性較高第17頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二思考：1、壓強(qiáng)的增大,SO2的轉(zhuǎn)化率_2、是否壓強(qiáng)越高越好 ?提高工業(yè)生產(chǎn)中往往還要考慮成本和能量消耗等問題硫酸工業(yè)生產(chǎn)的適宜條件: 應(yīng)選擇壓強(qiáng)（

8、2）常壓生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制成本和能量消耗高硫酸工業(yè)生產(chǎn)的適宜條件: 生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制第18頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二(1)在400 500 時(shí)，SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓，主要原因是：(2)選擇適宜的催化劑，是否可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率？ (填“是”或“否”)，是否可以增大該反應(yīng)所放出的熱量？_(填“是”或“否”)；(3)為提高SO3吸收率，實(shí)際生產(chǎn)中用_吸收SO3；第19頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二(1)4005000C(2)常壓(3)催化劑：V2O5適當(dāng)過量的空氣生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制硫酸工業(yè)生產(chǎn)的適宜條件: 第20頁，共

9、25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二1. 如何處理尾氣中的SO2?2. 如何處理廢水中的酸性物質(zhì)?3. 如何利用廢渣和生產(chǎn)過程中的產(chǎn)生的 大量熱能?工業(yè)：a（）a（重新利用）實(shí)驗(yàn)室：aa用石灰漿(Ca(OH)2或石灰石粉中和.廢渣:分離后循環(huán)利用,剩下的作鋪路用的瀝青或用于制磚生產(chǎn)中的三廢處理第21頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二能量的充分利用硫酸生產(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(工廠里把它們叫做“廢熱”)以降低生產(chǎn)成本。第22頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二小結(jié):(本節(jié)課重點(diǎn))1. 工業(yè)上接觸法

10、制硫酸概括為“五個(gè)三” :三種原料:三個(gè)反應(yīng):三個(gè)生產(chǎn)過程:三個(gè)主要設(shè)備:硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個(gè)適宜條件:2. 硫酸生產(chǎn)中的廢氣及廢液的處理方法.硫磺(或黃鐵礦),空氣,和水造氣,催化氧化,吸收沸 騰 爐,接 觸 室,吸收塔(1)低溫(4005000C)(2)常壓(3)適當(dāng)過量的空氣第23頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二化工生產(chǎn)過程:(1)確定化學(xué)反應(yīng)原理(2)選擇原料(3)選擇設(shè)備和工藝流程(4)三廢處理(環(huán)境保護(hù))(5)能源的利用(綜合經(jīng)濟(jì)利益)(6)其它問題(如廠址，成本，反應(yīng)條件等問題）第24頁，共25頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)10分，星期二作業(yè)：1、完成方程式：_FeS2 + _O2 = _ _ + _ SO2其中氧化產(chǎn)物為_還原產(chǎn)物為_2、若98%的硫酸表示為SO3aH2O， 20%的