云南省红河州弥勒县庆来学校高二化学 11《化工生产过程中的基本问题》课件

走进化学工业第一节 化工生产过 程中的基本问题硫酸的用途【总结】 硫酸是化学工业中的重要产品之一。首先硫酸大量用于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，如每生产化肥和农药的生产，如每生产1吨的过磷酸钙要消耗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公斤硫酸，化肥生产消耗占硫酸产量的50%以上；在有以上；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，产醚、酯、有机酸、也要消耗硫酸；在无机化学工业中，HF、H3PO4等的生产及等的生产及K、Fe、Cu、Zn、Al的硫酸盐的的硫酸盐的生产等，都要消耗硫酸；在冶金工业及国防工业中，如生产等，都要消耗硫酸；在冶金工业及国防工业中，如生产炸药；石油工业、染料、人造纤维、食品、电池、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。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？既然需要这么多硫酸，那么怎样制取呢？思考:(1)自然界中有没有天然的硫酸? (2)工业上如何制取硫酸工业上如何制取硫酸?硫酸生产反应式S (s)+ O2 (g) SO2(g) 高高 温温(一一)硫酸工业生产的原理硫酸工业生产的原理SO3(g)+ H2O(l) H2SO4(l)第一步：第一步：第二步：第二步：第三步：第三步：以硫磺为原料以硫磺为原料:2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3(g)催化剂催化剂 加加 热热(造气造气)(催化氧化催化氧化)(吸收吸收)工业中通常用工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收的硫酸溶液代替水来吸收SO3因此因此:工业上制硫酸主要分工业上制硫酸主要分 _个生产过程个生产过程.硫酸生产反应式(二二)硫酸工业硫酸工业原料的选择原料的选择4FeS2(S) +11 O2 (g) 2Fe2O3 (s)+ 8SO2(g) 高高 温温第一步：第一步：SO3 (g) + H2O(l) H2SO4(l)2SO2(g) + O2 (g) 2SO3(g)催化剂催化剂加加 热热第二步：第二步：第三步：第三步：以以FeS2为原料为原料思考思考:为什么不主张用黄铁矿为什么不主张用黄铁矿(主要成分主要成分FeS2)作为原料生产硫酸作为原料生产硫酸?总结总结 : 硫酸生产中的三种原料硫酸生产中的三种原料:硫磺硫磺(或黄铁矿或黄铁矿)、 空气和水空气和水(三)硫酸工业生产的三个主要设备98.3%H2SO4SO2 O2SO2 O2SO2 O2 阅读阅读P6表表1-1和和1-2,思考催化氧化阶段适宜的生产条件？思考催化氧化阶段适宜的生产条件？注意注意:考虑成本和能量消耗，转化率的高低考虑成本和能量消耗，转化率的高低不是唯一要考虑的因素。不是唯一要考虑的因素。硫酸工业生产的三个适宜条件硫酸工业生产的三个适宜条件: 生产中反应条件的控制生产中反应条件的控制 (1)低温低温(4005000C) (2)常压常压 (3)适当过量的空气适当过量的空气2SO2SO2 2 (g) + O(g) + O2 2 (g) 2SO(g) 2SO3 3 (g) (g) 1. 如何处理尾气中的如何处理尾气中的SO2?2. 如何处理废水中的酸性物质如何处理废水中的酸性物质?3. 如何利用废渣？如何利用废渣？工业：工业：a（）（）a（提纯循环（提纯循环 再利用）再利用）实验室：实验室：aa用石灰浆用石灰浆Ca(OH)2或石灰石粉或石灰石粉中和中和废渣废渣:分离后循环利用分离后循环利用,剩下的作铺路用的剩下的作铺路用的沥青或用于制砖、炼铁，提炼有色金属。沥青或用于制砖、炼铁，提炼有色金属。生产中的三废处理生产中的三废处理能量的能量的充分充分利用利用硫酸生产过程中的三个化学反应都是硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应，可以充分利用这些反应放放热反应，可以充分利用这些反应放出的热能出的热能(工厂里把它们叫做工厂里把它们叫做“废热废热”)以降低生产成本。以降低生产成本。如何利用生产过程中的产生的大量热能如何利用生产过程中的产生的大量热能?在沸腾炉旁设置在沸腾炉旁设置“废热废热”锅炉，产锅炉，产生蒸汽来发电；在接触室中设热交生蒸汽来发电；在接触室中设热交换装置，换装置，利用热交换器来预热反应利用热交换器来预热反应气体气体SO2和和O2 。据测算，生产。据测算，生产1t硫酸硫酸约需消耗约需消耗100kWh的电能，而相应的电能，而相应量反应物在生产过程中放出的反应量反应物在生产过程中放出的反应热相当于热相当于200kWh的电能。的电能。【总结】化工生产过程 (1)确定化学反应原理确定化学反应原理 (2)选择原料选择原料 (3)选择设备和工艺流程选择设备和工艺流程 (4)三废处理三废处理(环境保护环境保护) (5)能源的利用能源的利用(综合经济利益综合经济利益) (6)其它问题其它问题(如厂址、成本、反应条件等问题）如厂址、成本、反应条件等问题）【小结】 (本节课重点)1. 工业上接触法制硫酸概括为工业上接触法制硫酸概括为“五个三五个三” : 三种原料三种原料: 三个反应三个反应: 三个生产过程三个生产过程: 三个主要设备三个主要设备: 硫酸工业生产的三个适宜条件硫酸工业生产的三个适宜条件:v硫磺硫磺(或黄铁矿或黄铁矿)、空气和水、空气和水v造气、催化氧化、吸收造气、催化氧化、吸收v沸沸 腾腾 炉、接炉、接 触触 室、吸收塔室、吸收塔v(1)低温低温(4005000C)v(2)常压常压v(3)适当过量的空气适当过量的空气2. 硫酸生产中的废气及废液的处理方法硫酸生产中的废气及废液的处理方法.