化学生产过程中的基本问题剖析.ppt

走进化学工业 第一单元走进化学工业 课题1 化工生产过程中的基本问题 一、依据化学反应原理确定生产过程： 3、硫酸工业生产的三个主要设备 硫酸工业生产的适宜条件: (1)适宜温度： 400~5000C (2)常压 (3)适当过量的空气 （4）催化剂 化工生产过程: (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） 小结:(本节课重点) 1、工业上接触法制硫酸: 三种原料: 三个反应: 三个生产过程: 三个主要设备: 硫酸工业生产的适宜条件: 2、硫酸生产中的废气及废液的处理方法. * * 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 … 生产工艺 化学组成 性质 原料 生产路线 确定 硫酸的用途 原料: 自然界中存在的含硫的物质----- 硫黄(S)、黄铁矿(FeS2) 过程： S SO2 SO3 H2SO4 工业制H2SO4 硫酸生产反应式 S (s)+ O2 (g) SO2(g) 高 温 1.硫酸工业生产的原理 SO3(g)+ H2O(l) H2SO4(l) 第一步： 第二步： 第三步： 以硫磺为原料: (造气) (催化氧化) (吸收) 一、依据化学反应原理确定生产过程： 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3(g) 催化剂 加 热 工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收SO3 2.硫酸工业生产的生产过程: (1)造气 (2)催化氧化 (3)吸收: 沸 腾 炉图片 接 触 室图片 98.3%H2SO4 SO2 O2 SO2 O2 SO2 O2 二、生产中原料的选择 原料的净化 成本问题 设备的规模 生产的流程长短… 硫酸生产反应式 硫酸工业原料的选择 4FeS2(S) +11 O2 (g) 2Fe2O3 (s)+ 8SO2(g) 高 温 第一步： SO3 (g) + H2O(l) H2SO4(l) 2SO2(g) + O2 (g) 2SO3(g) 催化剂 加 热 第二步： 第三步： 以FeS2为原料 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? 因此:硫酸生产中的三种原料:硫磺(或黄铁矿), 空气,和水 1、平衡转化率 2、反应速率 3、控制条件的成本和可能性 三、生产中反应条件的控制 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) 生产中反应条件的控制 1、尾气吸收：SO2 2、污水处理：酸性物质 ＳＯ２ Ｃa（ＯＨ）２ ＣaＳＯ３ Ｈ２ＳＯ４ ＳＯ２（重新利用） ＳＯ２＋Ｃa（ＯＨ）２ ＝ＣaＳＯ３＋Ｈ２Ｏ 用石灰浆Ca(OH)2或石灰石粉中和. 四、生产中的三废处理 ＣaＳＯ３ ＋Ｈ２ＳＯ４ ＝ＣaＳＯ３ ＋ＳＯ２ + H2O 3、废渣的利用： 分离后循环利用,剩下的作铺路用的 沥青或用于制砖 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100kW·h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200kW·h的电能。 硫磺(或黄铁矿),空气,水 造气,催化氧化,吸收 沸 腾 炉,接 触 室,吸收塔 (1) 400~5000C (2)常压 (3)适当过量的空气 （4）催化剂 *