化工生产过程中的基本问题.ppt

走进化学工业,化工生产过程中的基本问题,课题一,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）,硫酸的用途,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_倒到_中,并_.(2)化学性质:浓硫酸具有酸性,_性,_性和_性.,浓硫酸,水,不断搅拌,吸水,脱水,强氧化,思考:自然界中有没有天然的硫酸，若无，硫存在方式？,工业上如何制取硫酸?,(一)硫酸工业生产的原理,思考:,1.自然界中存在的含硫的主要物质有哪些?,2.这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?,依据化学原理确定生产过程,硫酸生产反应式,(一)硫酸工业生产的原理,第一步：,第二步：,第三步：,以硫磺为原料:,(造气),(催化氧化),(吸收),工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收SO3,硫酸生产反应式,(二)硫酸工业原料的选择,硫磺or黄铁矿？需考虑哪些因素？,制取硫酸流程图P5图1-2,H2SO4,SO3,SO2,S,FeS2,H2O,O2,O2,O2,V2O5,概括为：三个阶段，三个方程，三个设备,(三)硫酸工业生产的三个主要设备,沸腾炉图片,接触室图片,98.3%H2SO4,SO2O2,SO2O2,SO2O2,4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2,高温,主要反应：,主要设备：,沸腾炉,1.二氧化硫的制取和净化,接触法制硫酸,炉气,SO2O2N2,水蒸气,砷和硒的化合物,矿尘,使催化剂中毒,对设备和生产有不良影响,净化措施：,除尘,洗涤,干燥,废渣的利用：炼铁、制造水泥、制砖、提炼贵重金属,黄铁矿,空气,炉渣,炉气,2.二氧化硫氧化成三氧化硫,接触室（转化器）,400-500V2O5,主要反应：,主要设备：,二、接触法制硫酸,二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上接触时起反应的，接触室和接触法的名称由此而得。,3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成,吸收塔,SO3+H2O=H2SO4,为什么不用水来吸收三氧化硫？,三氧化硫与水化合时，放出大量热。易形成酸雾，不利于三氧化硫的吸收。产物叫发烟硫酸,主要反应：,主要设备：,二、接触法制硫酸,3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成,吸收塔,SO3+H2O=H2SO4,主要反应：,主要设备：,SO3,浓H2SO4,超浓H2SO4,至尾气处理,Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2O,CaSO3+H2SO4=CaSO4+H2O+SO2,循环利用,尾气吸收,(三)硫酸工业生产的三个主要设备,沸腾炉图片,接触室图片,98.3%H2SO4,SO2O2,SO2O2,SO2O2,能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是_ANaOH溶液、酚酞试液BKMnO4溶液、稀H2SO4C碘水、淀粉溶液D氨水、酚酞试液,注意:工业生产中反应温度的选择往往还要考虑该温度下催化剂的活性.,应选择温度:(1)4005000C,硫酸工业生产的适宜条件:,生产中反应条件的控制,思考：1、采取哪些措施能加快反应速率？2、采取哪些措施能提高SO2的转化率？3、温度升高,SO2的转化率_,降低,低温下催化剂的活性不高，4005000C催化剂活性较高,思考：1、压强的增大,SO2的转化率_2、是否压强越高越好?,提高,工业生产中往往还要考虑成本和能量消耗等问题,硫酸工业生产的适宜条件:,应选择压强（2）常压,生产中反应条件的控制,成本和能量消耗高,硫酸工业生产的适宜条件:,生产中反应条件的控制,(1)4005000C(2)常压(3)适当过量的空气,生产中反应条件的控制,硫酸工业生产的适宜条件:,1.如何处理尾气中的SO2?,2.如何处理废水中的酸性物质?,3.如何利用废渣和生产过程中的产生的大量热能?,工业：,实验室：,aa,用石灰浆(Ca(OH)2或石灰石粉中和.,废渣:分离后循环利用,剩下的作铺路用的沥青或用于制砖,生产中的三废处理,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。,小结:(本节课重点),1.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:2.硫酸生产中的废气及废液的处理方法.,硫磺(或黄铁矿),空气,和水,造气,催化氧化,吸收,沸腾炉,接触室,吸收塔,(1)低温(4005000C)(2)常压(3)适当过量的空气,(1)已知SO2的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？(2)在400500时，SO2的催化氧化采用常压而