接触法制硫酸1课件

第三单元硫酸工业

接触法制硫酸的化学原理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响和硝化反响，生产醚、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。硫酸的用途H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2黄铁矿的主要成分是FeS2〔二硫化亚铁〕既然需要这么多硫酸，那么怎样制取呢？二氧化硫的制取和净化二氧化硫转化成三氧化硫三氧化硫的吸收和硫酸的生成接触法制硫酸1.二氧化硫的制取和净化4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2高温+2-10+3-2+4-244e－硫酸的生产工艺讨论

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，燃烧充分，燃烧快。

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，反响完全，提高原料的利用率。接触法制硫酸炉气SO2O2水蒸气

砷和硒的化合物矿尘使催化剂中毒对设备和生产有不良影响净化措施：除尘洗涤枯燥N2

从沸腾炉中出来的炉气主要有哪些？会不会对生产带来影响？2.二氧化硫氧化成三氧化硫主要反响：主要设备：接触室〔转化器〕2SO2(气)+O2(气)2SO3(气)+196.6kJ思考并解决两个问题〔1〕二氧化硫接触氧化反响在什么温度、压强下进行最为有利？〔2〕在接触室里装有热交换器的作用是什么？因为SO2接触氧化是一个放热反响，根据化学平衡理论判断，此反响在温度较低的条件下进行有利。但是，温度较低时反响速率低，从综合经济考虑对生产不利。在实际生产中，选定4000C~5000C作为操作温度。SO2的接触氧化也是一个气体总体积缩小的反响，表5-2的数据说明，增大气体压强，能相应提高SO2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4000C~5000C时，SO2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。热交换器的工作原理

内有许多平行的金属管道或蛇管反响后热的SO3蒸汽在管内自上而下流过

冷的SO2与O2混合气体在管外由下而上流过通过管壁进行热交换接触法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主要反响：主要设备：吸收塔SO3+H2O=H2SO4

讨论⑴工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？⑵为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫？用98.3%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。接触法制硫酸3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成主要反响：主要设备：吸收塔SO3+H2O=H2SO4

讨论⑶为什么硫酸厂的尾气不能直接排入大气？⑷如何处理尾气？由于尾气中含有二氧化硫，如直接排入大气，会造成污染。2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3用氨水吸收(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+H2O+SO2化肥回收利用多步计算某硫酸厂用80%FeS2的黄铁矿为原料制取硫酸，FeS2的利用率为90%，求用1000t黄铁矿可制得98%的浓硫酸多少吨？高温V2O52SO2+O22SO3△4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2SO3+H2O

H2SO4

分析：4FeS28SO28SO38H2SO4～～～FeS22H2SO4～得关系式：多步计算某硫酸厂用80%FeS2的黄铁矿为原料制取硫酸，FeS2的利用率为90%，求用1000t黄铁矿可制得98%的浓硫酸多少吨？解：设可制得98%的浓硫酸的质量为xFeS22H2SO4～120196(1000t)(80%)(90%)(x)(98%)120:(1000t)(80%)(90%)=196:(x)(98%)x=

1200t答：可制得98%的浓硫酸1200吨用三句话概括反应原理写出三个主要反应反应分为三个主要阶段三种主要设备三种主要杂质三种净化方法接触氧化的三个适宜条件产生的“三废”计算涉及的三个关系式造气；接触氧化；SO3的吸收沸腾炉；接触室；吸收塔矿尘；砷、硒等化合物；水蒸气除尘；洗涤；枯燥压强用常压；温度为400℃～500℃；催化剂主要为V2O5

废气(主要为SO2)；废水(主要含硫酸)；废渣(含铁量较高)FeS2—2SO2；SO2～SO3；SO3～H2SO4总结小结：化工生产中的几个原理增大反响物接触面积：化工生产中要将矿石粉碎，以增大反响的接触面积，有利反响进行。如接触法制硫酸中将黄铁矿粉碎，增大与空气的接触面积，使燃烧充分。热交换原理：化学反响通常是在一定温度下进行，化工生产中预热反响物、移去多余的反响热是通过热交换操作进行的。逆流操作原理：化工生产中为增加物质间的相互作用，提高吸收效果，常用逆流吸收，如吸收塔中98.3%的硫酸与SO3气体逆流。为提高热交换效果，热交换器中冷热流体采用逆流。循环操作原理：化工生产中为提高原料的转化率和利用率，常将从反响后混合物中别离出来的原料循环利用，如氨循环氧化制硝酸、从合成氨反响后混合气体中别离出氢氮原料气循环利用。例1某同学设计如下装置进行实验，模拟接触法制硫酸的反响原理。先加热①处的硫铁矿，翻开弹簧夹③，待硫铁矿开始燃烧，移去酒精灯，加热②处催化剂，并翻开弹簧夹④。答复下列问题：硫铁矿为硫化亚铁写出①处发生的化学反响方程式＿＿＿＿；写出②处发生的化学反响方程式＿＿，此实验中提高SO2转化率采取的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿；指出锥形瓶a中的现象＿＿＿；锥形瓶b中的浓硫酸质量分数最好为＿＿＿＿，其理由是＿＿＿＿；假设将a装置删去，那么在b装置后应增添＿＿＿装置，除去＿＿＿＿，防止＿＿＿＿＿＿。如何提高化工生产的综合经济效益要从三方面考虑：a、环境保护与综合利用原料b、能量的充分利用c、生产规模和厂址选择根据绿色化学和可持续开展的要求，一个现代化的化工企业，应该朝着无废物排出的“封闭式生产〞的方向努力。那么工业生产上如何实现上述要求呢？硫酸工业的三废处理硫酸工业生产中产生哪些三废？这些废物又如何处理呢？硫酸生产的第三阶段，即三氧化硫的吸收阶段从吸收塔中排出含少量二氧化硫的废气。黄铁矿矿粉在沸腾炉中燃烧后产生大量废渣。炉气的净化、枯燥过程中产生废液。废气的处理你能想到哪些方法？硫酸生产中尾气的处理有多种方法，具体采用哪种处理方法，取决于副产品的市场需求、本钱核算等实际情况。1、尾气的处理请同学们完成上述化学方程式。①氨水吸收，再用硫酸处理SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3(NH4)2SO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O②用Na2SO3溶液吸收，然后加热吸收液SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO32NaHSO3===

Na2SO3＋SO2↑＋H2O③用NaOH溶液吸收，再用石灰乳和O2处理SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2ONa2SO3＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋2NaOH2CaSO3＋O2===2CaSO41、尾气的处理2、废渣的利用废渣的处理你能想到哪些方法？废渣一般可作为制造水泥的辅料或用于制砖。假设矿渣中含铁品位高，经处理后作为铁矿炼铁。3、废液处理用石灰乳中和其中的酸性杂质Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O

含有硫酸的废液处理你能想到