化工生產過程中的基本問題第1頁/共24頁化工生產過程:(1)確定化學反應原理(2)選擇原料(3)選擇設備和工藝流程(4)三廢處理(環境保護)(5)能源的利用(綜合經濟利益)(6)其它問題(如廠址，成本，反應條件等問題）第2頁/共24頁硫酸的用途第3頁/共24頁硫酸的性質(1)物理性質:硫酸是一種無色,難揮發,易溶于水的油狀液體。濃硫酸溶于水時會放出大量的熱。因此,稀釋硫酸時應該把______倒到______中,并_____.(2)化學性質:濃硫酸具有酸性,______性,______性和______性.濃硫酸水不斷攪拌吸水脫水強氧化第4頁/共24頁思考:

自然界中有沒有天然的硫酸，若無，硫存在方式？工業上如何制取硫酸?第5頁/共24頁(一)硫酸工業生產的原理思考:1.自然界中存在的含硫的主要物質有哪些?2.這些物質要經過哪些中間產物才能變成硫酸?依據化學原理確定生產過程第6頁/共24頁硫酸生產反應式S(s)+O2(g)SO2(g)

高溫(一)硫酸工業生產的原理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)工業中通常用98%的硫酸溶液代替水來吸收SO34FeS2(S)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)

高溫第7頁/共24頁硫酸生產反應式(二)硫酸工業原料的選擇S(s)+O2(g)SO2(g)

高溫4FeS2(S)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)

高溫硫磺or黃鐵礦？需考慮哪些因素？第8頁/共24頁制取硫酸流程圖P5圖1-2H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2V2O5概括為：三個階段，三個方程，三個設備第9頁/共24頁(三)硫酸工業生產的三個主要設備沸騰爐圖片接觸室圖片98.3%H2SO4SO2O2SO2O2SO2O2第10頁/共24頁4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2高溫主要反應：主要設備：沸騰爐1.二氧化硫的制取和凈化接觸法制硫酸爐氣SO2O2N2水蒸氣

砷和硒的化合物礦塵使催化劑中毒對設備和生產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24頁2.二氧化硫氧化成三氧化硫接觸室（轉化器）400-500℃

V2O52SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)主要反應：主要設備：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起反應的，接觸室和接觸法的名稱由此而得。第12頁/共24頁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，放出大量熱。易形成酸霧，不利于三氧化硫的吸收。產物叫發煙硫酸主要反應：主要設備：二、接觸法制硫酸第13頁/共24頁3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成吸收塔

SO3+H2O=H2SO4主要反應：主要設備：SO3濃H2SO4超濃H2SO4至尾氣處理Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4=CaSO4+H2O+SO2↑循環利用尾氣吸收第14頁/共24頁(三)硫酸工業生產的三個主要設備沸騰爐圖片接觸室圖片98.3%H2SO4SO2O2SO2O2SO2O2第15頁/共24頁能用于測定硫酸尾氣中SO2含量的是_______A．NaOH溶液、酚酞試液 B．KMnO4溶液、稀H2SO4C．碘水、淀粉溶液 D．氨水、酚酞試液第16頁/共24頁注意:工業生產中反應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)△H<0催化劑應選擇溫度:(1)400~5000C硫酸工業生產的適宜條件:

生產中反應條件的控制思考：1、采取哪些措施能加快反應速率？2、采取哪些措施能提高SO2的轉化率？3、溫度升高,SO2的轉化率_____降低低溫下催化劑的活性不高，400～5000C催化劑活性較高第17頁/共24頁思考：1、壓強的增大,SO2的轉化率_____2、是否壓強越高越好

?提高工業生產中往往還要考慮成本和能量消耗等問題硫酸工業生產的適宜條件:

應選擇壓強（2）常壓生產中反應條件的控制成本和能量消耗高硫酸工業生產的適宜條件:

生產中反應條件的控制第18頁/共24頁(1)400~5000C(2)常壓(3)適當過量的空氣生產中反應條件的控制硫酸工業生產的適宜條件:

第19頁/共24頁1.如何處理尾氣中的SO2?2.如何處理廢水中的酸性物質?3.如何利用廢渣和生產過程中的產生的大量熱能?工業：ＳＯ２Ｃa（ＯＨ）２ＣaＳＯ３Ｈ２ＳＯ４ＳＯ２（重新利用）實驗室：ＳＯ２＋２ＮaＯＨ＝Ｎa２ＳＯ３＋Ｈ２Ｏ用石灰漿(Ca(OH)2或石灰石粉中和.廢渣:分離后循環利用,剩下的作鋪路用的瀝青或用于制磚生產中的三廢處理第20頁/共24頁能量的充分利用硫酸生產過程中的三個化學反應都是放熱反應，可以充分利用這些反應放出的熱能(工廠里把它們叫做“廢熱”)以降低生產成本。第21頁/共24頁小結:(本節課重點)1.工業上接觸法制硫酸概括為“五個三”:三種原料:三個反應:三個生產過程:三個主要設備:硫酸工業生產的三個適宜條件:2.硫酸生產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(400~5000C)(2)常壓(3)適當過量的空氣第22頁/共24頁(1)已知SO2的氧化是放熱反應，如何利用表中數據推斷此結論？(2)在400℃～500℃時，SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓，主要原因是：(3)選擇適宜的催化