硫酸工业生产

走进化学工业化工生产过程中的基本问题硫酸的用途思考:(1)自然界中有没有天然的硫酸?•(2)工业上如何制取硫酸?硫酸的性质•(1)物理性质:硫酸是一种无色,难挥发,易溶于水的油状液体。•浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀释硫酸时应该把______倒到______中,并_____.•(2)化学性质:•浓硫酸具有酸性,______性,______性和______性.浓硫酸水不断搅拌吸水脱水强氧化(一)硫酸工业生产的原理思考:1.自然界中存在的含硫的物质有哪些?2.这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?硫酸生产反应式S(s)+O2(g)SO2(g)高温(一)硫酸工业生产的原理SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)第一步：第二步：第三步：以硫磺为原料:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂加热(造气)(催化氧化)(吸收)工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收SO3因此:工业上制硫酸主要分_________个生产过程.硫酸生产反应式(二)硫酸工业原料的选择4FeS2(S)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)高温第一步：SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂加热第二步：第三步：以FeS2为原料思考:为什么不主张用黄铁矿(主要成分FeS2)作为原料生产硫酸?因此:硫酸生产中的三种原料:硫磺(或黄铁矿),空气,和水硫酸生产反应式S(s)+O2(g)SO2(g)高温SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)第一步：第二步：第三步：以硫磺为原料:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂加热(造气)(催化氧化)(吸收)工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收SO3想一想:从生产硫酸的原理看,硫酸厂中的生产设备最少应分几部分?(三)硫酸工业生产的三个主要设备沸腾炉图片接触室图片98.3%H2SO4SO2O2SO2O2SO2O2•阅读P6表1-2,思考压强的增大,SO2的转化率_____越高注意:工业生产中压强的选择往往还要考虑成本和能量消耗等问题思考:是否压强越高越好?硫酸工业生产的三个适宜条件:应选择压强:(2)常压生产中反应条件的控制•(1)低温(400~5000C)•(2)常压•(3)适当过量的空气硫酸工业生产的三个适宜条件:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)生产中反应条件的控制•阅读P6表1-1,思考温度较____时,越有利于SO2转化为SO3?注意:工业生产中反应温度的选择往往还要考虑该温度下催化剂的活性.思考:是否温度越低越有利于SO2转化为SO3?2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)放热催化剂硫酸工业生产的三个适宜条件:低应选择温度:(1)低温(400~5000C)1.如何处理尾气中的SO2?2.如何处理废水中的酸性物质?3.如何利用废渣和生产过程中的产生的大量热能?工业：ＳＯ２Ｃa（ＯＨ）２ＣaＳＯ３Ｈ２ＳＯ４ＳＯ２（重新利用）实验室：ＳＯ２＋２ＮaＯＨ＝Ｎa２ＳＯ３＋Ｈ２Ｏ用石灰浆(Ca(OH)2或石灰石粉中和.废渣:分离后循环利用,剩下的作铺路用的沥青或用于制砖生产中的三废处理能量的充分利用硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应，可以充分利用这些反应放出的热能(工厂里把它们叫做“废热”)以降低生产成本。在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，产生蒸汽来发电；在接触室中设热交换装置。据测算，生产1t硫酸约需消耗100kW·h的电能，而相应量反应物在生产过程中放出的反应热相当于200kW·h的电能。化工生产过程:•(1)确定化学反应原理•(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）小结:(本节课重点)•1.工业上接触法制硫酸概括为“五个三”:•三种原料:•三个反应:•三个生产过程:•三个主要设备:•硫酸工业生产的三个适宜条件:•2.硫酸生产中的废气及废液的处理方法.硫磺(或黄铁矿),空气,和水造气,催化氧化,吸收沸腾炉,接触室,吸收塔(1)低温(400~5000C)(2)常压(3)适当过量的空气P213、4、8作业：实践活动通过查阅资料、上网、参观访问等方式进行调查，了解一些化工厂是如何利用废热的。研究课题：利津石油化工厂的废气可否应用于利津凤凰热电厂的发电燃料？