硫酸的工业制法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,引 言,硫酸是化学工业中的重要产品之一。首先硫酸大量用于化肥和农药的生产，如每生产,1,吨的,过磷酸钙,要消耗,360,公斤硫酸，化肥生产消耗占硫酸产量的,50%,以上；在有机合成工业中，硫酸用于各种,磺化反应,和,硝化反应,，生产醚、酯、有机酸、也要消耗硫酸；在无机化学工业中，,HF,、,H,3,PO,4,等的生产及,K,、,Fe,、,Cu,、,Zn,、,Al,的硫酸盐的生产等，都要消耗硫酸；在冶金工业中；国防工业中，如生产,炸药,；石油工业、染料、人造纤维、食品、电池、搪瓷、医药、机械加工工业等许多部门，都要用到硫酸。,既然,需要这么多硫酸，那么怎样制取呢？,2,3,第五单元,硫酸的工业制法,-,接触法,4,【,学习目标,】,掌握硫酸工业的化学反应原理；,了解硫酸的用途及硫酸工业的生产设备与流程。,5,一、接触法制造硫酸的反应原理,H,2,SO,4,SO,3,SO,2,S,硫化物,如,FeS,2,SO,3,+ H,2,O=H,2,SO,4,S+O,2,=SO,2,点燃,2SO,2,+O,2,=2SO,3,催化剂,4FeS,2,+11O,2,=2Fe,2,O,3,+8SO,2,高温,6,二、接触法制造硫酸的生产过程,SO,3,H,2,SO,4,SO,2,S,硫化物,如,FeS,2,1,二氧化硫的制取和净化,2,二氧化硫转化成三氧化硫,3,三氧化硫的吸收和硫酸的生成,7,沸腾炉,炉气,1.,二氧化硫的制取和净化,(,造气）,SO,2,、,O,2,、,N,2,、水蒸气以及一些杂质，如,As,、,Se,等的化合物和矿尘等等。,原料,粉碎,氧气,4FeS,2,(,固,),+,11O,2(,气,),=,2Fe,2,O,3(,固,),+,8SO,2(,气,),高温,除尘,洗涤,干燥,8,2.,二氧化硫氧化成三氧化硫,2SO,2,+O,2,=2SO,3,V,2,O,5,450,0,C,沸腾炉,接触室,沸腾炉,60,0,C,500,0,C,450,0,C,850,0,C,500,0,C,热交换器,催化剂,下一步,思考,9,请同学们阅读教材,P66-68,页有关内容，,讨论,SO,2,接触氧化的最有利条件,因为,SO,2,接触氧化是一个放热反应，根据化学平衡理论判断，此反应在温度较低的条件下进行有利。但是，温度较低时反应速率低，从综合经济考虑对生产不利。在实际生产中，选定,400,0,C500,0,C,作为操作温度。,SO,2,的接触氧化也是一个气体总体积缩小的反应，表,5-2,的数据说明，增大气体压强，能相应提高,SO,2,的平衡转化率，但提高得并不多。考虑到加压对设备的要求高，增大投资和能量消耗；而且，常压下,400,0,C500,0,C,时，,SO,2,的平衡转化率已经很高，所以硫酸工厂通常采用常压操作，并不加压。,返回,10,返回,11,V,2,O,5,+SO,2,=V,2,O,4,+SO,3,V,2,O,4,+O,2,+2SO,2,=2VOSO,4,2VOSO,4,=V,2,O,5,+SO,3,+SO,2,返回,12,3.,三氧化硫的吸收和硫酸的生成,接触室,沸腾炉,吸收塔,热交换,500,0,C,150,0,C,98.3%H,2,SO,4,SO,3,+ H,2,O=H,2,SO,4,145,0,C,尾气,生产流程动态演示,13,补充材料：硫酸的其它生产办法,1. 2(FeSO,4,7H,2,O)=Fe,2,O,3,+SO,2,+SO,3,+14H,2,O,2. SO,2,+NO,2,+H,2,O=H,2,SO,4,+NO,2NO+ O,2,=2NO,2,14,三、环境保护,环境污染：大气污染、水污染、 土壤污染、食品污染、固体废 弃物、放射性污染、噪声污染 等。,工业上的三废：废水、废渣、废气,15,16,17,18,19,请保护我们的环境,20,1.,尾气处理,尾气的组成：,SO,2,O,2,N,2,(1),碱法：,Na,2,CO,3,Na,2,CO,3,+SO,2,=Na,2,SO,3,+CO,2,(2),氨酸法：,NH,3,H,2,O,2NH,3,H,2,O+SO,2,=(NH,4,),2,SO,3,+H,2,O,21,生产过程中的污水，含有硫酸等杂质。,Ca(OH),2,H,2,SO,4,= CaSO,4,2H,2,O,2,、污水处理,3,、废渣的利用,22,总 结,三阶段,造气,接触氧化,SO,3,的吸收,三反应,4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2,2SO2+O2=2SO3,SO3 + H2O=H2SO4,三净化,除尘,洗涤,干燥,三原理,热交换,循环利用,逆流吸收,三设备,沸腾炉,接触室,吸收塔,工业三废,废渣,废气,废水,23,总 结,三原料,黄铁矿,(,或硫磺,),空气,98.3%,的硫酸,三选择,压强,:,常压,温度,:400500,催化剂,三杂质,矿尘,砷,硒化合物,水蒸气,三危害,影响生产,催化剂中毒,腐蚀设备,24,再 见 ！,25,