依据化学反应原理确定生成过程.ppt

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1、走进化学工业日本作家原田正纯1、“水俣病”于1953年首先在日本九州熊本县水俣镇发生，当时由于病因不明，故称之为水俣病！2、病因：由化工生产排放污水所致，人或其他动物食用了含有甲基汞或无机汞污染的鱼贝类，侵入脑神经细胞而引起的一种综合性疾病，是世界上最典型的公害病之一。一、该书写作背景1、轻者：口齿不清、视觉丧失、手足变形。2、重者：神经失常、或兴奋、身体弯弓高叫，直至死亡。二、该病临床表现§1.1化工生产过程中的基本问题请思考：硫酸有哪些用途？化肥、农药、医药、钢铁工业、梯恩梯、铅蓄电池……2、工业上如何制取硫酸?请思考：1、自

2、然界中有没有天然的硫酸?1从硫酸的组成看，原料应该是自然界中存在的含物质，如硫磺、黄铁矿（FeS2其中硫元素为-1价）等。一、依据化学原理确定生产过程2从价态分析角度看，不能从硫磺或黄铁矿直接得到硫酸，所以必须经过中间步骤，生产硫酸的主要化学反应过程可以分成和两个阶段。二、工业制硫酸的基本生产原理可概括为：“四个三”即，三种原料、三个主要反应、三个设备、三个阶段三个主要反应（均放热）？2SO2+O22SO3催化剂2SO2+O22SO3催化剂加热SO3+H2O=H2SO4或4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2高温三种原料？硫磺(

3、或黄铁矿)、空气、水三个设备三个阶段？1造气2催化氧化3吸收三、生产硫酸工业流程图造气（制SO2）净化、干燥催化反应室吸收塔稀释室发烟硫酸SO3水贮存室98％硫酸四、硫酸生产过程中应注意的问题我国早期以黄铁矿为原料，但产生的废弃物太多，处理成本高。黄铁矿储量比天然硫大，但也存在供不应求的趋势。我国天然硫资源缺乏，多需进口制硫酸，成本略高于黄铁矿制硫酸，但是它生产流程短，设备简单三废治理量小，易于设备大型化，可降低成本，所以当前以硫磺为原料生产硫酸为主。1、原料应该如何选择？2、在沸腾炉内SO2气体如何制取呢？将黄铁矿粉碎成细小的矿粒

4、从沸腾炉上向下落，空气由下往上升，即采取逆流原理使其充分燃烧。3、从沸腾炉里出来的气体，在进入接触室之前为什么要净化呢？因从沸腾炉里出来炉气含有SO2、N2、水蒸气矿尘及一些杂质如砷硒等化合物，杂质和矿尘都会使催化剂作用减弱或失去作用这种现象叫催化剂中毒，水蒸气对设备和生产也产生不良影响，因此在进行氧化反应前炉气必须通过除尘、冷却、干燥等操作。低温(400～500℃）、常压、V2O5做催化剂4、在SO2转化为SO3的过程里，需要什么样的反应条件？为什么？该反应为放热反应，使生产成本增加。根据平衡移动原理，高温使转化率降低。选择此温度

5、范围，是因为反应速率和SO2平衡转化率都比较高；增大气体压强SO2的平衡转化率提高得并不多却增加了生产成本，所以通常采用常压操作。5、工业上用98％的硫酸来吸收SO3，而不是直接用水或稀硫酸做吸收剂，为什么？为避免形成酸雾并提高吸收率。6、为保护环境，三废如何处理呢？⑴、尾气吸收：硫酸生产的尾气中含有少量SO2，用石灰水或氨水吸收再用硫酸处理，这样得到的SO2含量较高，可返回用作原料或它用。石灰水吸收法SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2OCaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2OSO2+2NH3+H2O=(NH4)

6、2SO3(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O氨水水吸收法⑵污水处理硫酸工业废水中含有硫酸，常用石灰乳中和：Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+H2O⑶、废渣的利用废渣可作为制造水泥的原料或用于制砖还可用来提炼贵重的有色金属7、能量的充分利用由于硫酸生产过程中三个化学反应都是放热反应，据测算生产1t硫酸大约消耗100kW·h的电能，生产1t硫酸放出的热量相当于200kW·h的电能，能量还有剩余请讨论如何利用这些剩余能量呢？⑴、在接触室中设置热交换器，目的是一方面预热反应原料气，另一方面使接触氧化后的

7、SO3气体降温到适宜温度，便于吸收。⑵、在沸腾炉旁设置蒸汽锅炉进行发电⑶、在接触室附近建造洗浴中心创造经济效益，提高劳动者福利。化工生产工艺流程的确定1依据化学反应原理确定生产过程2选择原料3选择设备和工艺流程4三废处理(环境保护)5能源的利用(综合经济利益)6其它问题(如厂址，成本，反应条件等问题）8如何进行硫酸生产厂址的选择？⑵一般要对原料水源能源土地供应市场需求交通环境保护等因素进行综合性和系统性的研究。⑴硫酸是一种强腐蚀性液体，不能像普通液体那样可以大量保存，需要随产随销而且硫酸本身价格不高，但运输价格比较贵，硫酸厂不能单独

8、建立，应考虑综合建厂例如与化肥厂、电池厂、医药厂等联合办厂。案例：在以下条件下你认为M城市该不该建硫酸厂？1、M城市郊区有丰富的黄铁矿资源水源能源充足交通便利。2、M城市消耗硫酸的工业不多，而远离它的N城市是一个消耗硫酸很多的城市。3