接触法制硫酸课件

硫 酸 工 业 硫 酸 工 业1第五单元 硫酸工业硫酸工业在国民经济中占有重要地位,硫酸的消费量常被硫酸的消费量常被视作一个国家工业发展水平的一种标志视作一个国家工业发展水平的一种标志.第五单元 硫酸工业硫酸工业在国民经济中占有重要地位,硫酸2一一、硫酸工业生产的原理硫酸工业生产的原理第一步：第一步：4FeS2 +11 O2 2Fe2O3+8SO2 高高 温温2SO2 +O2 2SO3催化剂催化剂加加 热热第二步：第二步：SO3 +H2O H2SO4第三步：第三步：S +O2 SO2点燃一、硫酸工业生产的原理第一步：4FeS2 +11 O2 3二二、硫酸工业生产的流程硫酸工业生产的流程原料造气氧化成酸成品二、硫酸工业生产的流程原料造气氧化成酸成品4三三、接触法制硫酸的生产设备及接触法制硫酸的生产设备及工艺流程工艺流程三、接触法制硫酸的生产设备及工艺流程5怎样制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2黄铁矿的主要成分是 FeSFeS2 2（二硫化亚铁）怎样制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O261.二氧化硫的制取和净化二氧化硫的制取和净化4FeS2+11O2 =2Fe2O3+8SO2高温+2-10+3-2+4-2元素被氧化，元素被氧化，是还原剂；是还原剂；元素被还原，元素被还原，是氧化剂。是氧化剂。是氧化产物，是氧化产物，是还原产物。是还原产物。铁元素和硫铁元素和硫二硫化亚铁二硫化亚铁氧氧三氧化二铁和二氧化硫三氧化二铁和二氧化硫三氧化二铁和二氧化硫三氧化二铁和二氧化硫氧气氧气44 e接 触 法 制 硫 酸1.二氧化硫的制取和净化4FeS71.二氧化硫的制取和净化二氧化硫的制取和净化4FeS2+11O2 =2Fe2O3+8SO2高温主要反应：主要反应：主要设备：主要设备：沸腾炉沸腾炉接 触 法 制 硫 酸1.二氧化硫的制取和净化4FeS81.二氧化硫的制取和净化二氧化硫的制取和净化4FeS2+11O2 =2Fe2O3+8SO2高温主要反应：主要反应：主要设备：主要设备：沸腾炉沸腾炉讨讨论论 为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？矿粒细小，跟空气接触面积大，燃烧矿粒细小，跟空气接触面积大，燃烧充分，燃烧快。充分，燃烧快。为什么要从炉底通入强大空气流？为什么要从炉底通入强大空气流？使矿粒与空气接触更充分，燃烧快，使矿粒与空气接触更充分，燃烧快，反应完全，提高原料的利用率。反应完全，提高原料的利用率。接 触 法 制 硫 酸1.二氧化硫的制取和净化4FeS9沸腾炉照片沸沸 腾腾 炉炉沸腾炉照片沸 腾 炉101.二氧化硫的制取和净化二氧化硫的制取和净化4FeS2+11O2 =2Fe2O3+8SO2高温主要反应：主要反应：主要设备：主要设备：沸腾炉沸腾炉炉炉气气SO2 O2水蒸气水蒸气 砷和硒的化合物砷和硒的化合物矿尘矿尘使催化剂中毒使催化剂中毒对设备和生产有不良影响对设备和生产有不良影响净化措施：净化措施：除尘除尘洗涤洗涤干燥干燥N2接 触 法 制 硫 酸1.二氧化硫的制取和净化4FeS112.二氧化硫氧化成三氧化硫二氧化硫氧化成三氧化硫主要反应：主要反应：主要设备：主要设备：接触室接触室（转化器）（转化器）（400-500,V2O5催化剂）催化剂）2SO2(气气)+O2(气气)2SO3(气气)-196.6 kJ接 触 法 制 硫 酸2.二氧化硫氧化成三氧化硫主要反122.二氧化硫氧化成三氧化硫二氧化硫氧化成三氧化硫主要反应：主要反应：主要设备：主要设备：接触室接触室（转化器）（转化器）热交换器的工作原理热交换器的工作原理 内有许多平行的金属管道或蛇管内有许多平行的金属管道或蛇管（400-500,V2O5催化剂）催化剂）2SO2(气气)+O2(气气)2SO3(气气)-196.6 kJ 二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上接触时起反应的，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。接触室和接触法的名称由此而得。反应后反应后热热的的SO3蒸汽在蒸汽在管内管内自自上上而下流过而下流过 冷冷的的SO2与与O2混合气体在混合气体在管外管外由由下下而上流过而上流过通过管壁进行热交换通过管壁进行热交换接 触 法 制 硫 酸2.二氧化硫氧化成三氧化硫主要反13接触室照片接接 触触 室室接触室照片接 触 室143.三氧化硫的吸收和硫酸的生成三氧化硫的吸收和硫酸的生成主要反应：主要反应：主要设备：主要设备：吸收塔吸收塔 SO3+H2O=H2SO4 接 触 法 制 硫 酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主153.三氧化硫的吸收和硫酸的生成三氧化硫的吸收和硫酸的生成主要反应：主要反应：主要设备：主要设备：吸收塔吸收塔 SO3+H2O=H2SO4 讨论 工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫？为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫？用用 98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫的浓硫酸吸收三氧化硫 三氧化硫与水化合时，放出大量热。如用水或稀硫酸三氧化硫与水化合时，放出大量热。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。硫的吸收。接 触 法 制 硫 酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主163.三氧化硫的吸收和硫酸的生成三氧化硫的吸收和硫酸的生成主要反应：主要反应：主要设备：主要设备：吸收塔吸收塔 SO3+H2O=H2SO4 讨 论 为什么硫酸厂的尾气不能直接排入大气？为什么硫酸厂的尾气不能直接排入大气？如何处理尾气？如何处理尾气？由于尾气中含有二氧化硫，如直接排入大气，由于尾气中含有二氧化硫，如直接排入大气，会造成污染。会造成污染。2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3用氨水吸收用氨水吸收(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+H2O+SO2化肥化肥回收利用回收利用接 触 法 制 硫 酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主17硫酸工业生产流程 硫酸的工业生产沸沸 腾腾 炉炉接接 触触 室室吸吸 收收 塔塔净净化化冷冷 却却硫酸工业生产流程 硫酸的工业生产沸 腾 炉接 触 室吸 收 183.3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成三氧化硫的吸收和硫酸的生成三阶段三阶段1.1.二氧化硫的的制取和净化二氧化硫的的制取和净化2.2.二氧化硫氧化成三氧化硫二氧化硫氧化成三氧化硫三方程三方程三设备三设备高温高温V2O52SO2+O2 2SO34FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2沸腾炉沸腾炉接触室接触室吸收塔吸收塔SO3+H2O H2SO4 接 触 法 制 硫 酸 小 结3.三氧化硫的吸收和硫酸19 某硫酸厂用某硫酸厂用80%FeS80%FeS2 2 的黄铁矿为原料制取硫酸，的黄铁矿为原料制取硫酸，FeSFeS2 2 的的利用率为利用率为90%90%，求用，求用1000 t 1000 t 黄铁矿可制得黄铁矿可制得98%98%的浓硫酸多少吨的浓硫酸多少吨？高温高温V2O52SO2+O2 2SO34FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2SO3+H2O H2SO4 分析：分析：4FeS28SO28SO38H2SO4FeS22H2SO4 得关系式：得关系式：多 步 计 算 某硫酸厂用80%FeS2 的黄铁矿20 某硫酸厂用某硫酸厂用80%FeS80%FeS2 2 的黄铁矿为原料制取硫酸，的黄铁矿为原料制取硫酸，FeSFeS2 2 的的利用率为利用率为90%90%，求用，求用1000 t 1000 t 黄铁矿可制得黄铁矿可制得98%98%的浓硫酸多少吨的浓硫酸多少吨？解：设可制得解：设可制得98%98%的浓硫酸的质量为的浓硫酸的质量为 x xFeS22H2SO4120196(1000t)(80%)(90%)(x)(98%)120:(1000t)(80%)(90%)=196:(x)(98%)x=1200 t 答：可制得答：可制得98%的浓硫酸的浓硫酸 1200吨吨多 步 计 算 某硫酸厂用80%FeS2 的黄铁矿21作业作业 课本课本68页页 一、二做书上一、二做书上,第三，第三，四题做作业本上四题做作业本上.作业 课本68页 一、二做书上,第三，四题做作业本上.22第二节第二节 关于硫酸工业综合经济关于硫酸工业综合经济 效益的讨论效益的讨论 一、教学目的一、教学目的1使使学学生生常常识识性性地地了了解解化化学学科科学学实实验验与与化化工工生生产产的的区别。区别。2使使学学生生对对于于如如何何提提高高化化工工生生产产的的综综合合经经济济效效益益有有一一个个常常识识性性的的认认识识，并并通通过过课课堂堂讨讨论论培培养养分分析析问问题题和和解决问题的能力解决问题的能力。二、教材分析二、教材分析、如如何何提提高高化化工工生生产产的的综综合合经经济济效效益益要要从从三三方方面面考考虑虑：、环境保护与综合利用原料、环境保护与综合利用原料 b、能量的充分利用、生产规模和厂址选择、能量的充分利用、生产规模和厂址选择、关于选择硫酸厂厂址的课堂讨论是本节的难点。、关于选择硫酸厂厂址的课堂讨论是本节的难点。第二节 关于硫酸工业综合经济 一、教学目23三、教学建议三、教学建议 本节教学建议采用自学讨论法进行教学，本节教学建议采用自学讨论法进行教学，从多方面讨论原料的选择、能量的利用、生从多方面讨论原料的选择、能量的利用、生产规模和厂址的确定等问题，并结合教材中产规模和厂址的确定等问题，并结合教材中给出有关工厂厂址选择的、联系实际的讨论给出有关工厂厂址选择的、联系实际的讨论问题让学生讨论。问题让学生讨论。1注重与前后知识的联系注重与前后知识的联系2教教材材内内容容比比较较广广泛泛，但但教教学学要要求求层层次次相相对对较低较低 3在在讲讲生生产产时时，只只重重化化学学反反应应原原理理，并并不不讲讲生产细节生产细节4注意化工生产与环境保护的关系注意化工生产与环境保护的关系三、教学建议 本节教学建议采用自学讨论法进行24 环境保护与原料的结合利用环境保护与原料的结合利用 化工生产必须保护环境，严格治理化工生产必须保护环境，严格治理“三废三废”，尽可能，尽可能把把“废废”变为有用的副产品，实现原料综合利用硫变为有用的副产品，实现原料综合利用硫酸厂的酸厂的“三废三废”经处理后，不仅消除了污染经处理后，不仅消除了污染,且使且使 SO2和黄铁矿矿渣得到合理利用和黄铁矿矿渣得到合理利用(1）尾气吸收）尾气吸收 （2）污）污水处理水处理 （3）废渣的利用）废渣的利用 可以介绍碳收集问题可以介绍碳收集问题能量的充分利用能量的充分利用 许多化学反应是放热反应化工生产中应充分利用许多化学反应是放热反应化工生产中应充分利用反应热，这对于降低成本具有重要意义。硫酸生产中反应热，这对于降低成本具有重要意义。硫酸生产中的反应热得到充分利用后，不仅不需要由外界向硫酸的反应热得到充分利用后，不仅不需要由外界向硫酸厂供应能量，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量能厂供应能量，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量能量量 环境保护与原料的结合利用 25硫酸厂选址的因素硫酸厂选址的因素 由由于于硫硫酸酸是是腐腐蚀蚀性性液液体体，不不便便贮贮存存和和运运输输，因因此此要要求求把把硫硫酸酸厂厂建建在在靠靠近近硫硫酸酸消消费费中中心心的的地地区区工工厂厂规规模模的的大大小小，主主要要由由硫硫酸酸用用量量的的多多少少来来决决定定。硫硫酸酸厂厂选选址址应应避避开开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区。人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区。化工厂厂址选择一般应考虑下列因素化工厂厂址选择一般应考虑下列因素：是否有市场需求；是否有市场需求；是否接近原料供应地是否接近原料供应地;土土地供应是否充足地供应是否充足;水源是否充足；水源是否充足；能源是否充足且能源是否充足且廉价；廉价；交通运始是否方便交通运始是否方便 ;能否达到环境保护要求能否达到环境保护要求等。上述这些因素必须在遵循科学原理的基础上，考虑等。上述这些因素必须在遵循科学原理的基础上，考虑综合经济效益，即要求最大限度地提高劳动生产率，降综合经济效益，即要求最大限度地提高劳动生产率，降低成本，保护生态环境。低成本，保护生态环境。硫酸厂选址的因素26同学们再见同学们再见27