化学生产过程中的基本问题

走进化学工业第一单元走进化学工业课题1化工生产过程中的基本问题化学反应原理原料选择能源消耗设备结构工艺流程环境保护综合经济效益…生产工艺一、依据化学反应原理确定生产过程：化学组成性质原料生产路线确定硫酸的用途原料:自然界中存在的含硫的物质-----硫黄(S)、黄铁矿(FeS2)过程：SSO2SO3H2SO4工业制H2SO4硫酸生产反应式S(s)+O2(g)SO2(g)高温1.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:(造气)(催化氧化)(吸收)一、依据化学反应原理确定生产过程：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂加热工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收SO32.硫酸工业生产的生产过程:(1)造气(2)催化氧化(3)吸收:3、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%H2SO4SO2O2SO2O2SO2O2二、生产中原料的选择原料的净化成本问题设备的规模生产的流程长短…硫酸生产反应式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1、平衡转化率2、反应速率3、控制条件的成本和可能性三、生产中反应条件的控制(1)适宜温度：400~5000C(2)常压(3)适当过量的空气（4）催化剂硫酸工业生产的适宜条件:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)生产中反应条件的控制1、尾气吸收：SO22、污水处理：酸性物质ＳＯ２Ｃa（ＯＨ）２ＣaＳＯ３Ｈ２ＳＯ４ＳＯ２（重新利用）ＳＯ２＋Ｃa（ＯＨ）２＝ＣaＳＯ３＋Ｈ２Ｏ用石灰浆Ca(OH)2或石灰石粉中和.四、生产中的三废处理ＣaＳＯ３＋Ｈ２ＳＯ４＝ＣaＳＯ３＋ＳＯ２+H2O3、废渣的利用：分离后循环利用,剩下的作铺路用的沥青或用于制砖五、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: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,水造气,催化氧化,吸收沸腾炉,接触室,吸收塔(1)400~5000C(2)常压(3)适当过量的空气（4）催化剂