硫酸的工业制法.ppt

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②二氧化硫氧化成三氧化硫生产设备:接触室得到的气体:三氧化硫、氮气、未反应的氧气和二氧化硫发生的反应:2SO2+O22SO3V2O5第32页,共45页,星期六,2024年,5月2.SO2接触氧化反应条件选择

(1)温度

在具体实际生产中,温度低了反应速率就低,更为重要的是催化剂活性在低温时不高,从综合经济效益考虑,温度过低对生产不利。

在实际生产中,选定400℃~500℃作为操作温度,因为在这个温度范围内,催化剂的活性(反应速率)和SO2的平衡转化率(93.5%~99.2%)都比较理想。

第33页,共45页,星期六,2024年,5月(2)压强

理论上:接触氧化是一个体积缩小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,可提高SO2的转化率。

实际上:常压操作,并不加压。

原因有两点:一是在常压时SO2的平衡转化率已经很高,增大压强后,SO2的平衡转化率提高得并不多;二是加压对设备的要求高且耗能多,这样将增大投资和能量消耗。

第34页,共45页,星期六,2024年,5月第35页,共45页,星期六,2024年,5月进入接触室的SO2和O2需要加热,而接触氧化生成SO3时放出热量,反应环境温度会不断升高,用热交换器将这些热量来预热SO2和O2反应。第36页,共45页,星期六,2024年,5月为什么要换热?由于接触氧化是一个放热反应,要想增大SO2的转化率、提高SO3的产率,平衡要向正反应方向移动,根据平衡移动理论,高温不利于SO3的生成,所以装一个热交换器可用来把反应生成的热传给需预热的炉气。第37页,共45页,星期六,2024年,5月逆流换热在热交换器中,冷气体(SO2和O2等)在管道外流动,热气体(SO3等)在管道内流动,两种气体流向是逆向的,这样有利于热交换充分。第38页,共45页,星期六,2024年,5月1.SO3的吸收

吸收过程是在吸收塔里进行的。从接触室出来的气体,主要是SO3、N2以及未起反应的O2和SO2。SO3与H2O化合生成H2SO4。H2SO4虽然由SO3跟H2O化合制得的,但工业上并不直接用H2O或稀H2SO4来吸收SO3。

第39页,共45页,星期六,2024年,5月98.3%H2SO4吸收塔尾气发烟H2SO4SO3O2、SO2、N2第40页,共45页,星期六,2024年,5月由于反应SO3+H2O=H2SO4是一个放热反应,如果用水或稀硫酸吸收SO3,放出的热量会使溶液形成大量的酸雾,不利于SO3的吸收,所以工业上用98.3%的浓酸吸收SO3,然后在水或稀硫酸中稀释浓硫酸,制得各种浓度的硫酸产品。不用水或稀硫酸吸收!第41页,共45页,星期六,2024年,5月③三氧化硫跟水化合生成硫酸发生的反应:SO3+H2O==H2SO4用98.3%浓硫酸吸收三氧化硫生产设备:吸收塔第42页,共45页,星期六,2024年,5月吸收塔里装填了大量瓷环,目的是增大接触面积,吸收操作采取逆流形式也是为了让SO3气体和98.3%浓硫酸充分接触,有利于吸收充分。

第43页,共45页,星期六,2024年,5月2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+H2O+SO2↑3、回收、净化处理尾气,保护环境。用氨吸收法回收二氧化硫(氨酸法)从吸收塔上部导出的是N2、没有起反应的O2和少量SO2,若直接排放,即浪费又污染环境,需进行尾气处理。尾气处理要经过两个过程:一是进行第二次氧化,即直接将尾气再次通入接触室让其反应;二是两次氧化后的气体加以净化回收处理。(可以用氨或纯碱吸收尾气中的二氧化硫)第44页,共45页,星期六,2024年,5月感谢大家观看第45页,共45页,星期六,2024年,5月关于硫酸的工业制法1.了解工业制硫酸的化学原理、原料、设备和生产过程。

2.运用化学反应速率和化学平衡理论分析SO2接触氧化的条件。

第2页,共45页,星期六,2024年,5月思考:怎样制取硫酸?H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2①二氧化硫气体的制备S+O2SO2点燃4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2高温②二氧化硫的催化氧化催化

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