硫酸工业制法

硫酸的工业制法接触法一、接触法制造硫酸的反应原理H2SO4SO3SO2S硫化物如FeS2③SO3+H2O===H2SO4S+O2===SO2点燃②2SO2+O2===2SO3催化剂△①4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2高温硫酸的工业制法——接触法（三反应）二、接触法制造硫酸的生产过程SO3H2SO4SO2S硫化物如FeS2①二氧化硫的制取和净化②二氧化硫转化成三氧化硫③三氧化硫的吸收和硫酸的生成（三阶段、三设备）（1）燃烧黄铁矿的设备叫什么？为什么？（2）为什么要将黄铁矿粉碎成细小的矿粒？（3）为什么要从炉底通入强大的空气流而使矿粒呈沸腾状态？（4）从沸腾炉出来的炉气为什么要净化？（5）什么叫催化剂中毒？（6）对炉气进行净化通常需用哪些措施？净化后的气体主要成分是什么？沸腾炉问题思考：三、生产流程：沸腾炉炉气SO2、O2、N2、水蒸气以及一些杂质，如As、Se等的化合物和矿尘等等。原料粉碎氧气除尘洗涤干燥①二氧化硫的制取和净化---沸腾炉4FeS2(固)+11O2(气)===2Fe2O3(固)+8SO2(气)+Q高温（一）、反应原理：（二）、生产过程：1.二氧化硫的制取和净化：（1）主要设备：沸腾炉（2）主要反应：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2还原剂氧化剂既是氧化产物，又是还原产物FeS2=SO2=SO3=H2SO4S(二硫化亚铁)（3）炉气净化：三净化（防止催化剂中毒）①除尘：除矿尘②洗涤：除砷、硒等的化合物③干燥：除水蒸气①二氧化硫的制取和净化---沸腾炉（1）二氧化硫在什么条件下才能氧化成三氧化硫？（2）这个反应是在什么设备中进行的？为什么？（3）热交换器的作用是什么？回答下列问题：热交换器接触室②二氧化硫氧化成三氧化硫2SO2+O2===2SO3+196.6kJV2O54500C----接触室②二氧化硫氧化成三氧化硫----接触室2SO2+O2===2SO3+196.6kJV2O54500C沸腾炉接触室沸腾炉600C5000C4500C8500C5000C热交换器催化剂主要设备：接触室主要反应：2SO2＋O2⇌2SO3V2O5400～500℃②二氧化硫氧化成三氧化硫----接触室（1）工业上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？（2）为什么不用水和稀硫酸来吸收三氧化硫？（3）硫酸厂用什么设备来吸收三氧化硫？（4）硫酸厂的尾气未经处理能否直接排入大气？吸收塔③三氧化硫的吸收和硫酸的生成SO3+H2O===H2SO4+79.5kJ1450C--吸收塔③三氧化硫的吸收和硫酸的生成--吸收塔接触室沸腾炉吸收塔热交换5000C1500C98.3%H2SO4SO3+H2O===H2SO4+79.5kJ1450C尾气3．尾气的吸收:通常工业上是用氨水来吸收SO2，其反应式为：SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O,(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3,当吸收液中亚硫酸氢铵达到一定浓度后，再跟浓硫酸反应，放出二氧化硫气体，同时得到硫酸铵溶液。反应式：2NH4HSO3+H2SO4=2SO2↑+2H2O+(NH4)2SO4，(NH4)2SO3+H2SO4=SO2↑+H2O+(NH4)2SO4放出SO2可用于制液体二氧化硫作为化工原料，硫酸铵溶液经结晶、分离、干燥后制成固体硫酸铵肥料。尾气的组成：SO2,O2,N2主要设备：吸收塔主要反应：SO3＋H2O=H2SO4尾气处理：二转二吸（用98.3％的浓硫酸吸收）转入接触室用碱液（氨水）吸收③三氧化硫的吸收和硫酸的生成----接触室SO3+H2O===H2SO4+79.5kJ1450C硫酸生产反应式4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2高温硫酸工业生产的原理SO3+H2OH2SO4第一步：第二步：第三步：2SO2+O22SO3催化剂加热硫酸工业生产流程动画硫酸的工业生产沸腾炉接触室吸收塔净化冷却沸腾炉沸腾炉接触室接触室低温SO2O2高温SO2O2SO3SO2O2吸收塔吸收塔六、掌握多步计算的技能---（相当关系式计算）（原子守恒）4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2高温2SO2+O22SO3催化剂加热SO3+H2OH2SO4FeS22SO22SO32H2SO4多步计算•例：含FeS272%的黄铁矿石在煅烧的时候，有2%的硫受到损失而混入炉渣，在SO2的氧化、吸收过程中，产率为98%，则由这种黄铁矿石10t可以制得98%的硫酸多少吨？•解析：该题的解题关键是：转化成硫酸的硫来自硫铁矿。抓住了这一点就可以找出FeS2和H2SO4之间的关系式，即：FeS2——2S——2H2SO4有2%S损失即FeS2利用率为98%。在多步计算中重点掌握元素守恒。在反应过程中，可以把中间步骤的损失归结为原料或目标产物的损失。•FeS2——————2H2SO412019610t×72%×98%×98%x×98%X=11.5t答：（略）•解：设可制得98%的硫酸质量为x练习：KKP102(7)流程图附件