工业制硫酸.ppt

6 3化工生产能否做到又快又多HowCanWeMaketheProductionofChemicalIndustryFasterandAchieveGreater 化工要诀 产量高 速度快 绿色环保 节能经济 化学平衡 反应速率 化工要诀 浓度 压强 温度 浓度 压强 温度 催化剂 固体表面积 化工生产中的逆流原理 在化工生产中 相互作用的物料 往往采用逆流的方法 物质交换 使物质充分接触 能量交换 提高传热温差 冷凝管 6 3 1工业制硫酸 工业制硫酸 P55化学方程式 第一步 沸腾炉 P56 阅读课本资料库 并回答 1 风帽的作用是什么 2 为什么叫沸腾炉 工业制硫酸 化工要诀 多 快 好 省 答题要点 多 快 好 省1 为什么要粉碎矿石 增加空气和硫铁矿的接触面积 加快化学反应速率 提高硫铁矿的利用率 2 为什么要通入过量空气 增加廉价原料空气的浓度 提高较贵原料黄铁矿的利用率 节约成本 3 为什么从底部通入空气 逆流原理 使硫铁矿和空气的接触更充分 提高化学反应速率和硫铁矿的利用率 化工生产中的逆流原理 在化工生产中 相互作用的物料 往往采用逆流的方法 物质交换 使物质充分接触 能量交换 提高传热温差 冷凝管 工业制硫酸 浓度 压强 温度 催化剂 工业制硫酸 第二步2SO2 g O2 g 2SO3 g 98 3kJ 增大反应物浓度 增大反应物浓度减小生成物浓度 加压 加压 高温 低温 使用催化剂 无影响 工业制硫酸 2SO2 g O2 g 2SO3 g 98 3kJ 压强 温度 工业制硫酸 压强 温度 2SO2 g O2 g 2SO3 g 98 3kJ 加压对SO2的转化率影响不明显 且加压会增加生产成本 最终选择常压反应 选择400 450 SO2的转化率高 速率快 且催化剂 V2O5 在此温度活性大 接触室 炉气 净化 400 500 200 SO2 O2 SO2 O2 SO3 SO2 O2 工业制硫酸 V2O5 热交换器 问题解决 通入的空气和SO2的混合气体中 O2的体积分数约是SO2的1 5倍 你认为这样做有什么好处 氧气无限多可以吗 增大廉价原料O2的浓度 加快反应速率 提高成本较高的原料SO2转化率 节约成本 SO2和空气的混合气体进入接触室时 从接触室里的热交换器外管流过 从塔顶进入第一个催化剂层 而后从热交换器的内管流过 进入第二个催化剂层 最后流出接触室 这样的流向有什么好处 逆流原理 用化学反应放出的热量对原料气进行预热 充分利用能量 催化氧化的过程放出热量使平衡逆向移动 SO3产率有所下降 通过热量交换 使得反应后的混合气温度下降 此时第二次遇到催化剂发生催化氧化 可以提高SO3产率 化工生产中的逆流原理 在化工生产中 相互作用的物料 往往采用逆流的方法 物质交换 使物质充分接触 能量交换 提高传热温差 冷凝管 接触室 炉气 净化 400 500 200 SO2 O2 SO2 O2 SO3 SO2 O2 工业制硫酸 V2O5 热交换器 工业制硫酸 第三步SO3 H2O H2SO4 用98 3 的浓硫酸吸收SO3比用水吸收要好 而且不会产生酸雾造成SO3损失 形成污染 工业制硫酸 吸收塔 化工生产中的逆流原理 在化工生产中 相互作用的物料 往往采用逆流的方法 物质交换 使物质充分接触 能量交换 提高传热温差 冷凝管 接触法制硫酸 工业制硫酸 化工要诀 既要考虑外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的一致性 又要考虑外界条件对两者影响的矛盾性 既要注意温度 压强 催化剂等对化学反应速率影响的一致性 又要注意温度对催化剂活性的影响 既要注意理论上的要求 又要注意实际操作中的可能性 常用方法 对固体物质进行粉碎 将液体物质喷洒成雾状 增加廉价原料的用量 增加无毒无害原料的用量 逆流原理 提高传热效率 逆流原理 使物质之间充分接触 合成氨的条件选择 N2 3H22NH3 92 4kJ 高压 高温 使用催化剂 增大反应物浓度 高压 低温 无影响 增大反应物浓度减小生成物浓度 合成氨的条件选择 1 压强 3 催化剂 2 温度 4 浓度 20MPa 50MPa 受动力 材料 设备等实际条件的影响 500 左右 温度过低 速率慢 不经济 还应考虑催化剂的活性对温度的要求 增大反应物的浓度 N2 H2的再循环并及时补充N2和H2 降低生成物的浓度 氨冷却并从平衡气体中分离 铁触媒 加快反应速率 大大缩短到达平衡的时间 合成氨的条件选择 合成氨