e硫酸工业课件

硫酸工业高考要求1、了解硫酸工业的原理、流程及设备2、理解硫酸工业的效益问题3、理解物质转化率的问题一、工业制硫酸的理论分析：接触法制硫酸的反应原理是:用硫磺或黄铁矿、石膏、有色金属冶炼厂的含二氧化硫烟气等作原料制取二氧化硫，使二氧化硫在适当的温度和催化剂的作用下氧化成三氧化硫，再使三氧化硫跟水化合生成硫酸。说明：1.选择制取要硫酸的原料从实际出发,世界上主要用硫磺作原料,而我国主要用黄铁矿作原料.2.SO2跟氧气是在催化剂的表面接触时起反应的,接触法的名称即由此而得.FeS2H2SO4SO3SO2

1、造气

2、接触氧化

3、三氧化硫的吸收硫酸工业三方程3、SO3（g）+H2O（l）

=H2SO4（l）；

△H=－130.3kJ/mol2、SO2（g）+O2（g）

SO3（g）；△H=－98.3kJ/molV2O5400—500℃121、S（S）+O2（g）

SO2（g）;△H=－297kJ/molFeS2（S）+O2（g）

Fe2O3（S）+2SO2（g）；

△H=－853kJ/mol点燃高温11412一、三个反应方程式接触法制硫酸的工业流程1：造气二、工业流程分析沸腾炉

4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2高温考虑3：从沸腾炉中出来的气体叫做炉气。试分析黄铁矿燃烧后炉气中含有哪些物质？SO2、O2、N2、水蒸气以及一些杂质，如As、Se等的化合物和矿尘等等。洗涤干燥除尘SO2、O2、N2容易使催化剂中毒腐蚀设备，影响生产考虑1：为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？考虑2：为什么要从炉底通入强大空气流？2SO2+O22SO3；△H=-196.6kJ/mol讨论：根据反应速率和化学平衡理论,考虑综合经济效益，你认为采取哪些措施(催化剂、浓度、温度、压强)可以提高SO2的利用率?浓度：增大廉价原料的用量以增大O2的浓度，可以提高SO2的利用率，从而降低生产成本。温度：从平衡角度看，此反应在较低温度下进行最为有利，但温度低时催化剂活性不高，反应速率低，从综合经济效益考虑，对生产不利。故在实际生产中，选定450℃左右。压强：考虑到加压对设备的要求高，投资大和能耗大，且常压下400℃-500℃时，SO2的转化率已经很高，从综合经济效益考虑，在实际生产中，通常采用常压操作。并不加压。V2O5接触法制硫酸的工业流程2：接触氧化二、工业流程分析考虑：SO2的接触氧化需在450℃条件下进行：①反应前要把低温的炉气预热到这个温度。②该反应放热，环境温度会升高，不利于SO3生成。有什么办法可以将热量充分利用起来？热交换原理：一种流体在管道内流动，另一种流体在管道外流动。两种流体通过管壁进行热交换。冷的流体被加热；热的流体被冷却。接触室接触室低温SO2O2

高温SO2O2SO3SO2O2接触法制硫酸的工业流程3：三氧化硫的吸收SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l);△H＝－130.3kJ/mol考虑：实际生产为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫？常用98.3%的硫酸作吸收剂！！！

三氧化硫如用水或稀硫酸作吸收剂时，易形成酸雾，吸收速度减慢，不利于三氧化硫的吸收。二、工业流程分析吸收塔98.3%H2SO4尾气逆流吸收：(SO3从塔的下部通入,98.3%的硫酸从塔顶喷下):增大SO3和H2SO4的接触面积,强化吸收过程.SO3、SO2、N2、O2浓硫酸考虑：吸收过程在吸收塔中进行。采取何种方式可以保证SO3被98.3%的浓硫酸完全吸收？硫酸工业生产流程动画硫酸的工业生产（三设备）沸腾炉接触室吸收塔净化冷却具体内容三原料三反应三设备三原理三净化硫酸工业制法的五个“三”SO3＋H2OH2SO4

V2O5400~500℃2SO2＋O2

SO3高温4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2；黄铁矿、空气、98.3%浓H2SO4沸腾炉、接触室、吸收塔充分接触原理、热交换原理、逆流吸收原理除尘、洗涤、干燥考虑：尾气的组成：SO2

、O2、N2.由于含有二氧化硫，如直接排入大气，会造成污染；同时也会造成原料的浪费。如何处理尾气？

氨水法：NH3·H2O2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO3+H2ONH3·H2O+SO2===NH4HSO3一、将尾气再次通入到接触室，进行再次氧化，吸收；二、将再次氧化吸收后的尾气进行回收处理；(NH4)2SO3+H2SO4==(NH4)2SO4+SO2↑+H2O三、硫酸工业的三废处理化工生产必须保护环境，严格治理“三废”，并尽可能把“三废”变为有用的副产品，实现原料的综合利用。例如：硫酸生产中产生的“三废”(废气、废水、废渣)处理(作肥料）(生产硫酸的原料）

2、污水处理：

Ca(OH)2+H2SO4==CaSO4+2H2O

3、废渣的利用：黄铁矿矿渣一般可作为制造水泥的原料或用于制砖含铁品位高（>45%）的矿渣，经处理后可以炼铁、制造硫酸铁、氧化铁红颜料等产品。可用石灰乳中和处理废水中主要含有少量硫酸、氟化物、铁离子、铅离子等。形成的氢氧化铁絮状沉淀可吸收重金属离子。四、硫酸工厂厂址选择（一）生产规模：现代化工生产应有较大生产规模。（二）厂址选择原则：4、是否接近原料供应地2、土地供应是否充足5、水源是否充足6、能源是否充足且价廉3、交通运输是否方便1、是否有市场需求7、能否达到环境保护要求等诸多因素①硫酸是腐蚀性液体，不便贮存和运输，需要随产随销；②硫酸的运输费比较高，因此要求把硫酸厂建在靠近硫酸消费中心的地区。③工厂规模的大小，主要由硫酸用量的多少来决定。④硫酸厂对环境污染比较严重，选址应避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区。FeS2-------------------2H2SO4120g196gx×65%×(1-1.8%)×99%t2t×98%t∴x=189.9tS--------------------------H2SO4

32g98gx×65%×(64/120)×(1-1.8%)×99%2t×98%∴x