1.1化工生产过程中的基本问题.ppt

硫酸的性质 (1)物理性质：硫酸是一种无色,难挥发,易溶于水的油状液体。 浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀释硫酸时应该把______倒入____中，并________。 (2)化学性质： 浓硫酸具有酸性、______性、______性和______性。 工业上接触法制硫酸概括为“五个三” : 三种原料: 三个反应: 三个生产过程: 三个主要设备: 硫酸工业生产的三个适宜条件: (1)确定化学反应原理 (2)选择原料 (3)选择设备和工艺流程 (4)三废处理(环境保护) (5)能源的利用(综合经济利益) (6)其它问题(如厂址，成本，反应条件等问题） * * 第一单元 走进化学工业 1 化工生产过程中的基本问题 浓硫酸 水 不断搅拌 吸水 脱水 强氧化 [复习回顾] (一)硫酸工业生产的反应原理 一、依据化学反应原理确定生产过程 [思考] 1.自然界中存在的含硫的物质有哪些? 2. 这些物质能直接得到H2SO4吗?若不能，这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸? 硫磺、黄铁矿（FeS2） 以硫磺为原料 第一步：造气 S (s)+ O2 (g) SO2(g) 点燃 第二步：催化氧化 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3(g) 催化剂 第三步：吸收 SO3(g)+ H2O(l) = H2SO4(l) 工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收SO3, 避免形成酸雾并提高吸收率。 （放热反应） （放热反应） （放热反应） 以黄铁矿（FeS2）为原料第一步反应为： 4FeS2(s)+11O2（g) 8SO2(g)+2Fe2O3(s) 高温 工业制硫酸主要分造气、催化氧化和吸收三个阶段 一、依据化学反应原理确定生产过程 造气 制（SO2） 净化、干燥 催化反应室400~500℃ 常压、催化剂 吸收塔 稀释室 贮存室 SO3 空气 SO2 发烟硫酸 98%硫酸 98%硫酸 水 （二）工业制硫酸的主要流程 二、生产中原料的选择 （三）硫酸生产中的三种原料： 硫磺或黄铁矿、空气、水 [思考] （1）为什么早期我国是以黄铁矿为原料制硫酸？ 早期黄铁矿储存量比较大，而天然硫磺资源缺乏，又难以从国外购进，并且那时对环境保护不够重视。 （2）为什么不主张用黄铁矿（主要成分FeS2）作为原料生产硫酸? 硫磺制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程短，设备简单，三废治理量小，劳动生产率高，易于设备大型化，从而降低成本。 沸腾炉 接触室 吸收塔 （四）硫酸工业生产的三个主要设备 SO2 O2 沸腾炉 炉气 矿渣 空气 思考：从沸腾炉出来的SO2气体是否纯净？ [思考]黄铁矿为什么要粉碎？为什么要通入强大空气流？ 粉碎黄铁矿是增大矿石跟空气的接触面积，加快反应速率并使之充分燃烧； 通强大的空气流是为了使黄铁矿充分燃烧，同时增大廉价易得的反应物浓度，可以使较贵重的原料得以充分利用。 不纯净，炉气中除SO2 还含有O2、N2、H2O和一些杂质。 生产原料的选择 接触室 低温的SO2 、O2 [思考]接触室中热交换器的作用是什么？从接触室出来的气体主要成分是什么？ 热交换器的作用是在SO2接触氧化时，用放出的热来预热即将进入接触室发生反应的SO2 和空气，这样可以充分利用热能，节约燃料。 生产原料的选择 SO3、 SO2 、O2 吸收塔 SO3 [思考]吸收SO3为什么不用水或稀硫酸，而要用98.3%的浓硫酸？浓硫酸为什么必须从塔顶喷下？ 因为用水或稀H2SO4溶液做吸收剂容易形成酸雾且吸收速率慢； 液体由上向下流，气体由下向上升，两者在逆流过程中充分反应。 生产原料的选择 三、生产中反应条件的控制 复习回顾：1、影响化学反应速率的因素有哪些？ 反应物浓度、温度、压强（对有气体参加的反应）、催化剂 2.改变反应条件（浓度、温度、压强）对化学平衡的影响 条件的改变 平衡移动方向 平衡移动的结果 增大反应物浓度 减小反应物浓度 增大压强 升高温度 向正反应方向移动 向逆反应方向移动 向气体体积缩小的方 向移动 向吸热反应方向移动 反应物浓度增大 生成物浓度减小 体系压强增大 体系温度升高 SO2接触氧化的反应为： 注：这是一个气体总体积缩小的、放热的可逆反应 [思考与交流] 阅读P6 表1—1，思考温度较低时，SO2的转化率_____；那么是否温度越低越好呢？ 越高 （1）温度： 三、生产中反应条件的控制 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3(g) 催化剂 （放热反应） 不是，虽然温度较低对提高SO2的转化率有利，但温度较低时催化剂活性不高，反应速率低。 (400~5000C) 三、生产中反