第1单元 课题1 化工生产过程中的基本问题

走进化学工业,课题1化工生产过程中的基本问题,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,复习回顾：,硫酸的消费水平是一个国家工业发达水平的重要标志,一、依据化学反应原理确定生产过程,（一）硫酸工业生产的原理,思考：,1.自然界中存在的含硫的物质有哪些?,2.这些物质能直接得到H2SO4吗?若不能，那么要经过哪些中间产物才能变成硫酸?,硫磺、黄铁矿（FeS2）,请写出有关的化学方程式!,元贝驾考元贝驾考2016科目一科目四驾考宝典网,（二）硫酸工业生产的原理,以硫磺为原料,第一步：造气,第二步：催化氧化,第三步：吸收,（二）硫酸工业生产的原理,以黄铁矿（FeS2）为原料,第一步：造气,第二步：催化氧化,第三步：吸收,SO3,空气,SO2,发烟硫酸,98%硫酸,98%硫酸,水,（三）工业制硫酸的主要流程,二、生产中原料的选择,1、硫酸生产中的三种原料：硫磺或黄铁矿、空气、水,思考：,（1）、为什么早期我国是以黄铁矿为原料制硫酸？,早期黄铁矿储存量比较大，而天然硫磺资源缺乏，又难以从国外购进，并且那时对环境保护不够重视。,（2）、为什么不主张用黄铁矿(主要成分FeS2)作为原料生产硫酸?,硫磺制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程短，设备简单，三废治理量小，劳动生产率高，易于设备大型化，从而降低成本。,硫酸生产反应式,想一想:从生产硫酸的原理看,硫酸厂中的生产设备最少应分几部分?,2、工业生产硫酸的基本过程,沸腾炉,接触室,吸收塔,3、硫酸工业生产的三个主要设备,SO2O2,粉碎黄铁矿是增大矿石跟空气的接触面积，加快反应速率并使之充分燃烧；通强大的空气流是为了使黄铁矿充分燃烧，同时增大廉价易得的反应物浓度，可以是较贵重的原料得以充分利用。,不纯净，炉气中除SO2还含有O2、N2、H2O和一些杂质。,思考：接触室中热交换器的作用是什么？从接触室出来的气体成分是什么？,因为用水或稀H2SO4溶液做吸收剂容易形成酸雾且吸收速率慢；液体由上向下流，气体由下向上升，两者在逆流过程中充分反应。,三、生产中反应条件的控制,复习回顾：1、影响化学反应速率的因素有哪些？,指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。,注意：,（1）前提是“一定条件下的可逆反应”；,（2）实质是“正反应和逆反应速率相等”；,（3）标志是“反应混合物中各组分的浓度保持不变”。,2、什么是化学平衡？,反应物浓度、温度、压强（对有气体参加的反应）、催化剂,补充：平衡的移动，即改变反应条件（浓度、温度、压强）对化学平衡的影响,条件的改变,平衡移动方向,平衡移动的结果,增大反应物浓度,减小反应物浓度,增大压强,升高温度,向正反应方向移动,向正反应方向移动,向气体体积缩小的方向移动,向吸热反应方向移动,反应物浓度减小,生成物浓度增大,体系压强减小,体系温度降低,勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的一个条件（浓度、温度或压强等），平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动,三、生产中反应条件的控制,SO2接触氧化的反应为：,注：这是一个气体总体积缩小的、放热的可逆反应,思考与交流：,阅读P6表11，思考温度较低时，SO2的转化率_；那么是否温度越低越好呢？,越高,不是，虽然温度较低对提高SO2的转化率有利，但温度较低时催化剂活性不高，反应速率低。,应选择温度：(1)低温(4005000C),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。,（1）温度,三、生产中反应条件的控制,阅读P6表1-2,思考压强的增大，SO2的转化率_；,（2）压强,思考与交流：,越高,那么是否压强越高越好呢？,根据平衡移动原理，加压对提高SO2的转化率有利，但在常压、400500时，SO2的转化率已经很高，加压对设备的要求高，会增大投资和能量消耗。,应选择压强：(2)常压,注意：工业生产中压强的选择往往还要考虑成本和能量消耗等问题,四、硫酸工业生产过程中三废的处理,1、三废：废气、废液、废渣,2、三废的处理方法：,（1）如何处理尾气中的SO2？,方法一：石灰水吸收法,方法二：氨水吸收法,（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?,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,四、硫酸工业生产过程中三废的处理,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