1、走进化学工业,课题一 化工生产过程中的 基本问题,思考：,一个生产工艺涉及的问题？,化学反应原理,原料选择,能源消耗,设备结构,工艺流程,环境保护,综合经济效益,回顾硫酸的性质,(1)物理性质: 硫酸是一种 色, 挥发, 溶于水的油状液体。 浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀释硫酸时应该把_倒到_中,并_. (2)化学性质: 浓硫酸具有酸的通性, 浓硫酸特性：_性,_性和_性.,浓硫酸,水,不断搅拌,吸水,脱水,强氧化,无,难,易,硫酸的用途,化肥,试剂,蓄电池,医药,去氧化膜,制硫酸盐,干燥剂,硫酸的产量是一个国家无机工业发展水平的标准,1)自然界中存在的含硫的物质有哪些?,工业上如何生
2、产硫酸?,动脑想一想:,2)这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?,请写出有关的化学方程式,动手练一练,H0,H0,H0,【思考:】为什么不主张用黄铁矿(主要成分FeS2)作为原料生产硫酸?,阅读P4小字,1、三反应,2、三过程,造气,吸收,催化氧化,【思考】工业中能否用水来吸收SO3为什么？,2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3(g),一、根据化学反应原理确定生产过程,阅读P5,【思考与交流】,硫酸生产反应式,二、生产中原料的选择,硫磺(或黄铁矿)、空气、水,3、三原料,H0,分析方程式的特点，利用平衡原理思考如何加快速率、提高反应物转化率？,思考讨论,理论条件,温度越低越好,压强
3、越大越好,增大反应物浓度要大,催化剂,阅读P6表1-1,表1-2,原因:温度的选择考虑该温度下催化剂活性.,温度,压强,原因:压强的选择要考虑成本和能量消耗问题,浓度,工业生产中增大廉价原料的浓度提高反应物的转化率,空气为何要适当过量？能否过量太多？,三、生产中反应条件的控制,4、三条件,(1)低温(4005000C),(2)常压,(3)适当过量的空气,硫酸工业流程图,【阅读】P5图1-2,98.3%H2SO4,SO2 O2,SO2O2,SO2 O2,5、三设备,冷却,沸腾炉,接触室,吸收塔,98.3%H2SO4,SO2 O2,SO2O2,SO2 O2,6、三净化,1、生产过程中黄铁矿要粉碎、
4、要通入强大空气流，为什么?,2、从沸腾炉里出来的SO2是否纯净？有哪些杂质？,4、净化的目的？,充分接触原理,矿尘、砷硒化合物、水蒸气等,防止催化剂中毒,沸腾炉,4FeS2(S) +11 O2 (g) 2Fe2O3 (s)+ 8SO2(g),高 温,98.3%H2SO4,SO2 O2,热交换原理,1、利用了什么原理？,2、双层催化剂的作用,SO2O2,增大接触面积,SO2 O2,接触室,SO2 O2 SO3,逆流原理,净化后的低温SO2 O2,2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3(g) H0,SO2 O2,SO2O2,SO2 O2,1、98.3%的浓硫酸的作用？,2、为什么浓硫酸必须从
5、塔顶流下,逆流吸收原理,吸收塔,充分接触原理,瓷环,SO3,98.3%H2SO4,H0,98.3%H2SO4,SO2 O2,SO2O2,SO2 O2,冷却,7、三原理,充分接触原理,热交换原理,逆流原理,吸收塔内填瓷环,矿石粉碎,多层催化剂,充分利用能量，减少能耗,煅烧,热交换器,SO3吸收的过程,1. 如何处理尾气中的SO2?,工业：,四、硫酸工业生产的三废处理,SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O； CaSO3H2SO4=CaSO4SO2H2O,（富集后重新利用）,SO22NH3H2O=(NH4)2SO3； (NH4)2SO3H2SO4=(NH4)2SO4SO2H2O,方法一:石灰浆吸收
6、法,方法二:氨水吸收法,2. 如何处理废水中的酸性物质?,3. 如何利用废渣?,用石灰浆(Ca(OH)2或石灰石粉中和.,四、硫酸工业生产的三废处理,Ca(OH)2H2SO4=CaSO42H2O,黄铁矿的矿渣的主要成分是Fe2O3和SiO2，可作为制造水泥的原料或用于制砖。含铁高的矿渣经处理后可以炼铁，有的也可分离后循环利用或提炼贵重的有色金属或将用于铺路。,五、能量的充分利用,硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应，可以充分利用这些反应放出的热能(工厂里把它们叫做“废热”)以降低生产成本。,在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，产生蒸汽来发电；在接触室中设热交换装置。据测算，生产1t硫酸约需消耗100kWh的电能，而相应量反应物在生产过程中放出的反应热相当于200kWh的电能。,小结:(本节课重点),工业上接触法制硫酸概括为“八个三” : 三反应: 三原料: 三过程: 三设备: 三条件: 三原理： 三净化： 三废处理：,硫磺(或黄铁矿),空气,和水,造气,催化氧化,吸收,沸 腾 炉,接 触 室,吸收塔,(1)低温(4005000C)、(2)常压、(3)适当过量的空气,除尘 洗涤 净化,充分接触原理、热交换原理、逆流吸收原理,废气、废水、废渣,
