高中化学 化学工业流程专题_课件_第3课时 学习资料.pptx

化学工业流程专题（三）主讲人：吴淑花 学学 科：化学（人教版） 年校：北京市第八十中学级：高二下学期

高中化学学习目标通过工业制硫酸案例分析，认识在完成工业制备时所需考虑的核心问题，建构工业制备的基本思路，体会化学反应原理在实际生产生活中的价值和意义，发展“绿色化学”的理念，并能综合考虑实际问题；通过经典考题分析，提升获取信息、整合知识和解决问题的能力，总结工艺流程题的基本框架和应对策略。

高中化学原料产品核心反应核心问题：分离提纯原料选取核心反应分离提纯绿色经济流程设计条件的选择和控制

高中化学三、化学工业的流程设计案例二：工业制硫酸硫酸是一种重要的基础化工原料，可用于制造化肥、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等，也广泛应用于净化石油、金属冶炼等工业，是年消耗量最大的一种酸。公元8世纪，阿拉伯人通过干馏硫酸亚铁晶体得到一种腐蚀性的液体，被称为“绿矾油”，即为硫酸。2FeSO4==Fe2O3+SO2↑+SO3↑ SO3+H2O==H2SO4

高中化学案例二：工业制硫酸硫酸工业的发展史：“硝化法”、“铅室法”、“接触法”制硫酸。1874年，中国最早的铅室法装置在天津建成；1934年，中国第一座接触法装置在河南建成；1951年，中国研制成功钒触媒用于硫酸制备；1956年，中国成功地开发硫铁矿沸腾焙烧技术；1966年，中国建成两次转化装置。

高中化学三、化学工业的流程设计案例二：工业制硫酸1.原料的选取问题讨论：（1）你将选取什么原料、如何转化完成硫酸的制备呢？矿藏丰富，价廉易得；转化简练，条件温和。

高中化学案例二：工业制硫酸2.接触法制硫酸的核心反应（1）4FeS2(s)+11O2(g) 2Fe2O3(s)+8SO2(g) ΔH＝－853kJ/mol（2）2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－98.3kJ/mol（3）SO3(g)+H2O(l) H2SO4(l) ΔH＝－130.3kJ/mol450℃左右、钒触媒（五氧化二钒）

高中化学3.接触法制硫酸的简单流程

高中化学问题讨论：（2）焙烧黄铁矿在沸腾炉中进行，其中矿石要粉碎，空气从炉底鼓入，在反应过程中，炉中的粉末状固体呈红热状态就像沸腾的液体一样。空气从炉底鼓入的意义是什么？矿石与空气接触更充分为什么要预先将矿石粉碎？增大矿石和空气的接触面积，使反应更快、更充分。所得矿渣的主要成分是什么？是否有利用价值？案例二：工业制硫酸原料的预处理Fe2O3可用于炼铁沸腾炉

高中化学沸腾炉接触室案例二：工业制硫酸钒触媒问题讨论：（3）进入接触室前，要对炉气进行除尘、洗涤、干燥处理，你推测其目的是什么？除去矿尘，洗去砷、硒等的化合物，防止催化剂中毒；除去水蒸气，降低对设备的损害。

高中化学为什么没有去除氮气？为什么要控制氧气的含量比SO2大？案例二：工业制硫酸问题探讨：（4）进入接触室的气体成分及含量（体积分数）通常为：降低成本SO2O2N27%11%82%提高SO2的转化率

高中化学压强：温度：浓度：常压450℃左右O2的含量比SO2多催化剂：钒触媒（五氧化二钒）4.接触室内反应条件的选择2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－98.3kJ/mol

高中化学接触室采用了上下两层催化剂，中部安装热交换器。气体“二进二出”案例二：工业制硫酸450℃左右问题探讨：（5）依据接触室的构造，如何理解进入接触室和从接触室流出的气体成分和温度的差别？

高中化学案例二：工业制硫酸吸收塔问题探讨：吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3气体，而不用水吸收原因是什么？用水吸收SO3易形成硫酸的酸雾，影响吸收效率，98.3%的浓硫酸沸点较高且吸收率比较理想。吸收塔中气体和浓硫酸逆流接触，塔中装有大量的耐酸瓷环，其作用分别是什么？气体与浓硫酸逆流接触，瓷环的存在增大SO3与浓硫酸的接触面积，均使吸收更充分提高吸收率。

高中化学问题探讨：（8）从吸收塔排出的尾气成分有哪些？如何进行尾气处理？5.尾气处理N2O2SO2SO2＋NH3·H2O=NH4HSO3绿色经济SO2＋2NH3·H2O=(NH4)2SO3＋H2O（9）工业上常将吸收尾气后的所得溶液中加入硫酸处理，你认为该处理的意义是什么？(NH4)2SO3＋H2SO4=(NH4)2SO4＋H2O＋SO2↑做肥料 循环利用

高中化学FeS2SO2SO3H2SO4接触法制硫酸的工业流程空气沸腾炉空气接触室98.3%H2SO4吸收塔原料产品核心反应原料的预处理条件的选择浓度的控制气体的净化矿石与空气逆流接触 冷热气体逆流热交换 浓硫酸与气体逆流吸收炉渣、尾气、热量的处理和利用

高中化学原料核心反应产品原料的处理和净化产