硫酸的工业制法8

硫酸的工业制法学习“四个一”1、一条线：掌握以硫的转化为关系的反应原理FeSTSOTSOTHSO，所2324用原料是黄铁矿（主要成分FeS2）或硫磺、空气、98.3%的硫酸。2、一个中心：以工业制硫酸的基本原理为中心，掌握接触法制硫酸生产过程：（五个三三原料、三阶段、三方程、三设备、三净化、几说明）三阶段SO2制取和净化（造气）SO2转化为SO（接触氧化）SO3吸收和h2so4的生成（SO3吸收）二方程4FeS2+1102^^2Fe2032 2 2 3+8SO22SO2+O2 ^^2SO3SO3+H2O=H2SO4三设备沸腾炉接触室吸收塔有关原理矿石粉碎的目的：一是燃烧迅速二是燃烧充分，提高原料利用率逆流原理（热交换器中：管外是冷气体S02、O2,管内是热气体SO3）目的：气体流向是逆向的，有利于热交换充分。逆流原理（用浓硫酸98.3%的浓硫酸，吸收气体SO3），吸收塔内加入填料，目的是增大接触面积以充分吸收。设备中排出的气体炉气：so2、n2、o2。矿尘（除尘）；砷硒化合物（洗涤）；H2O气（干燥）……净化气：so2、OoSO3（生成物）SO、O2（未反应的）N2尾气：SO2不能直接排入大气中说明矿尘、杂质：易使催化剂“中毒”H2O气：腐蚀设备、影响生产接触室内压强为常压。为什么？一是常压时SO2转化率已经很高，加压后其转化率提咼不多，二是加压对设备的要求高，会增大投资和能量消耗实际用浓硫酸98.3%的浓硫酸吸收so3，以免形成酸雾，不利于so3的吸收3、一处理：尾气处理（氨水吸收）

氨水SO2(含N,02等)>(NH)SO或NHHSOh2so4、(NH)SO+SOTTOC\o"1-5"\h\z2 2 42 3 4 3 2 4 42 4 2其原理：2NH+HO+SO二(NH)SO2 2 42 3NH+HO+SO二NHHSO2 2 4 3(NH)SO+HSO二(NH)SO+SOT+HO2 3 2 4 42 4 2 22NHHSO+HSO二(NH)SO+2SOT+2HO3 2 4 42 4 2 2用氨水吸收尾气既防止了二氧化硫污染空气，又使得二氧化硫被充分的回收利用，而硫酸铵可作为化学肥料。4、一计算：多步反应的计算在有关工业生产计算中，首先要理解以下几个概念1）物质的纯度（%1）物质的纯度（%）不纯物中所含纯物质的质量

不纯物质总质量x100%（2）原料的利用率（（2）原料的利用率（％）=实际利用原料量x100%实际投入原料总量实际利用原料量=（1-原料的损耗率）X实际投入原料总量3)产品的产率(%)=3)产品的产率(%)=产品的实际产量产品的理论产量x100%理论产量＞实际产量计算的简捷方法是抓住纯净物的量。即将原料量折算为实际参加反应的纯净物的量，求出产品的纯净物的量，再折算为不纯产品的量。多步反应一步计算的关键，是根据正确的各步反应的化学方程式，找出起始原料与最终产物之间的物质的量之比列出相应的关系式，然后进行计算。（4）解题规律依据多步反应的化学方程式或元素的守恒原则，推导出起始原料与最终产物之间的定量关系式，一步求解。（5）解题注意如所给反应物或生成物是不纯量，应先折算为纯量再进行计算。给出某元素或某物的损失率，应先换算成转化率再进行计算。转化率=1-损失率。某一化合物中兀素的损失率=该化合物的损失率；中间产物的损失率=原料的损失率。例1：有关接触法制硫酸的叙述，其中正确的是（ ）用硫或硫铁矿均可作为原料尾气含二氧化硫，进入接触室以前不需再净化处理送进沸腾炉的矿石不需粉碎，燃烧硫铁矿应不断添加燃料接触室中的热交换器的作用是冷却沸腾炉出来的炉气分析：接触法制硫酸，关键是将so2与o2通过催化剂（v2o5）的作用，接触氧化为SO3,至于获得S02,可以将硫燃烧而得，也可以煅烧硫铁矿（主要成分FeS2）而得。所以A说法正确。尾气中是含有so2,但其含量极少，在实际生产中没有价值再送入接触室去氧化，一般作回收处理。块状矿石不易燃烧，故必须粉碎。从化工生产原理上讲，叫做增大反应物接触面积，有利于加快化学反应。另外硫铁矿燃烧过程是放热的，所以点燃以后不需添加燃料。接触室中的热交换器的作用是加热进入接触室的so2和O2混合气体，同时冷却反应后生成SO3等气体，而沸腾炉出来的炉气在进入接触室前早已冷却、净化等处理。答案：A例2：取1g含SiO2和FeS2的矿石试样，在氧气中充分灼烧，残余固体质量是0.84g,若取这种矿石lOOOt,生产过程中有2%硫损耗，这样可以制得98%硫酸多少吨？分析：解答本题，首先要求出不纯的硫铁矿石的纯度。考虑到矿石中含的SiO2在灼烧过程中不会有什么变化（无造渣材料的情况下），这样，矿石经在氧气中充分灼烧后，其中含的FeS2完全转化为Fe2O3。根据转化过程中物质的量关系2FeS~FeO，可知前后固体物2 23 2 2 3质的质量变化为每240g变为160g,即减少80g。根据题意1g试样，灼烧后固体质量为0.84g,即减少0.16g,这样不难求出矿石中含FeS2的纯度。接着由硫铁矿石制硫酸的三个反应，找出起始反应物（FeS2）与最终生成物（H2SO4）间的物质的量关系（即FeS2~2H2SO4）,利用这个关系式，即可方便而简捷地计算出相应的答案。为防止差错，应注意硫损失2%,实际上可以看作原料（FeS2）损失2%,即原料利用率为98%，然后一律折算为实际参加反应的纯净物质的量代入关系量进行计算。解：（1）设1g矿石试样含FeS2质量为x4FeS+11O锻烧2FeO+8SO 固体质量差222324x120g 2x160g 160gx 0.16g480：160=x：016g x=0.48g所以矿石中含FeS%=04逖x100%=48%2 1g(2)设1000t这种矿石可以制得98%硫酸的质量为y锻烧由反应4FeS+11O 2FeO+8SO22232催化剂、TOC\o"1-5"\h\z2SO