《接触法制硫酸1》PPT课件

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1、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、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

2、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，反应完全，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：除尘洗涤干燥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

3、氧化成三氧化硫主要反应：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应在什么温度、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应，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；

4、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应后热的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应：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

5、酸的生成主要反应：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+H2OH2SO4分析：4FeS28SO28SO38H2SO4～～～FeS22

6、H2SO4～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

7、、硒等化合物；水蒸气除尘；洗涤；干燥压强用常压；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应物接触面积：化工生产中要将矿石粉碎，以增大反应的接触面积，有利反应进行。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：化学反应通常是在一定温度下进行，化工