第一节接触法制硫酸 (201002).ppt

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1、第五单元硫酸工业第一节　接触法制硫酸学习目标：1、了解接触法制硫酸的化学原理、原料、生产流程和典型设备。2、能说明硫铁矿煅烧前粉碎的原因、通入强大空气流的目的、炉气净化的方法、热交换器如何进行热交换。3、解释加快和充分吸收三氧化硫的措施。4、掌握多步反应的计算。硫酸的消费量是一个国家工业发达水平的一种标志思考：1、哪些物质可作为制取二氧化硫的原料？选用哪种原料最好？2、为什么目前我国主要采用硫铁矿作为制取二氧化硫的原料？若用硫铁矿为原料制取二氧化硫，若已知一定条件下24gFeS2固体燃烧生成SO2气体和Fe2O3固体，同时释放170.6kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。世界硫酸生

2、产的原料构成阅读教材并思考硫黄黄铁矿其他65%16%19%（有色冶金烟气占3/4）1、工业制硫酸分几个阶段？每个阶段的反应原理是什么？用到什么典型设备？2、工业制硫酸生产流程？一、反应原理1.S＋O2===SO24FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO22.2SO2＋O22SO33.SO3＋H2O===H2SO4二、工业制硫酸的生产流程1.二氧化硫的制取和净化2.二氧化硫氧化成三氧化硫3.三氧化硫的吸收和硫酸的形成造气氧化成酸三、生产设备及工艺流程1、造气—沸腾炉3.燃烧后得到的炉气不能直接用于制取SO3，为什么？思考：1.沸腾炉是如何得名的？2.如何让黄铁矿充分燃烧？4.氮气对生产硫

3、酸没有用处,为什么不除去？5.生产中为什么让二氧化硫和氧气处于一定的比例？经净化、干燥的炉气成分SO2O2N27%11%82%2、氧化—接触室反应原理：2SO2+O22SO3；△H=-196.6kJ/mol催化剂【讨论】2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)；△H＝-196.6kJ/mol的反应特点？催化剂反应特点：1．可逆反应2．总体积缩小3．放热4．需要催化剂思考：根据平衡移动原理，反应在较高还是较低的温度下进行更有利？不同温度下SO2的平衡转化率(图中纵坐标表示转化率/％)[原料气成分(体积分数)SO27％O211％N282％压强0.1Mpa]【设问】根据平衡移动原理，反应在较

4、高还是较低的压强下进行更有利？合适的反应条件温度400～500℃常压V2O5温度：压强：催化剂：理论实际低温高压V2O5SO2接触氧化是一个可逆的放热反应，理论上在温度较低的条件下进行最为有利。但是温度较低时催化剂活性不高，反应速率低，从综合经济效益考虑对生产不利，所以生产中选择400℃一500℃；同时该反应又是一个总体积缩小的气体反应，增大压强，SO2的转化率能提高，但SO2的平衡转化率提高的并不多，若加压必增加设备的耐压力，增大投资和能量消耗且在常压下和400℃～500℃时SO2的平衡转化率已经很高，故通常采用常压。又因为反应是SO2和O2在催化剂表面接触时发生的，故这种生产硫酸的

5、方法叫做接触法。根据右图回答下列问题：1．设备A是，在A中进行的反应方程式是：。①②③④处通入或放出的物质是、、、。2．设备B是，在B中进行的反应方程式是：。⑤⑥处放出的物质是、。3、成酸—吸收塔反应原理：SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l);ΔH=－130.3kJ/mol吸收剂：98.3%的浓H2SO41.为什么用98.3%的浓H2SO4吸收而不是用水？２．从吸收塔里排出的尾气有哪些成分，能直接排放到空气中吗？３.尾气应如何处理？思考：吸收过程是在吸收塔中进行的；为了避免产生酸雾影响SO3的吸收，采用98.3％的浓硫酸作吸收剂；同时为了增大SO3和98.3％的浓硫酸的接触

6、面积，强化吸收过程，在吸收塔里填装了大量瓷环；吸收操作采用逆流形式。吸收塔上部导出的气体含有SO2，它会造成环境污染。因此必须要进行回收处理。保护人类赖以生存的自然环境，是我们每个公民义不容辞的责任。讨论一、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学反应速率知识？1、硫或黄铁矿在送入沸腾炉之前要经过粉碎。2、从沸腾炉底部鼓入强大空气流。3、二氧化硫的氧化过程中使用催化剂。4、采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。5、三氧化硫的吸收采用逆流原理。6、在吸收中填入了大量瓷环。二、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学平衡知识？1、经过净化、干燥的炉气中，氧气的含量相对要多。2、SO2、O2、SO3被

7、冷却后，进一步在催化剂表面反应。3、二氧化硫的二次催化。4、选择适宜的反应温度。5、选择适宜的反应压强。总结：工业制硫酸的主要内容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”1．用三句话概括反应原理：燃烧硫磺或黄铁矿石制取SO2；SO2在适当温度和催化剂作用下氧化成SO3；SO3与水化合生成H2SO4。2．三个主要反应：4FeS2(s)＋11O2(g)＝2Fe2