依据化学反应原理确定生成过程-(2).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,走进化学工业,日本作家,原田正纯,1,、,“,水俣病,”,于,1953,年首先在,日本,九州,熊本县水俣镇,发生,，当时由于病因不明，,故称之为水俣病！,2,、,病因：由化工生产排放污水所致,，人或其他动物食用了含有甲基汞或无机汞污染的鱼贝类，侵入脑神经细胞,而引起的一种综合性疾病，是世界上最,典型的,公害病,之一。,一,、,该 书 写 作 背 景,1,、,轻者：口齿不清、视觉丧失、手足变形。,2,、,重者：神经失常、或兴奋、身体弯弓高叫，直至死亡。,二、该 病 临 床 表 现,1.1,化工生产过程中的基本问题,请思考：硫酸有哪些用途？,化肥、农药,、,医药,、,钢铁,工业,、,梯恩梯,、,铅蓄电池,2,、,工业上如何制取硫酸,?,请思考：,1,、,自然界中有没有天然的,硫酸,?,1,从硫酸的,组成,看，原料应该是自然界中存在的含,物质，如硫磺,、,黄铁矿（,FeS,2,其中硫元素为,-1,价）等。,一,、,依据化学原理确定生产过程,2,从,价态分析,角度看，不能从硫磺,或黄铁矿直接得到硫酸，所以必须,经过中间步骤，生产硫酸的主要化,学反应过程可以分成,和,两个阶段。,二、工业制硫酸的基本生产原理,可概括为：,“四个 三,”,即，三种原料,、,三个主要反应,、,三个设备,、,三个阶段,三个主要反应（均放热）？,2SO,2,+,O,2,2SO,3,催化剂,2SO,2,+O,2,2SO,3,催化剂,加热,SO,3,+H,2,O =H,2,SO,4,或,4FeS,2,+11O,2,2Fe,2,O,3,+8SO,2,高温,三种原料？,硫磺,(,或黄铁矿,),、空气、水,三 个 设备,三 个 阶 段？,1,造气,2,催化氧化,3,吸收,三,、,生产硫酸工业流程图,造气,（,制,SO,2,）,净化,、,干燥,催化反应室,吸收塔,稀释室,发烟硫酸,SO,3,水,贮存室,98,硫酸,四、硫酸生产过程中应注意的问题,我国早期以黄铁矿为原料，但产生的废弃物太多，处理成本高。黄铁矿储量比天然硫大，但也存在供不应求的趋势。我国天然硫资源缺乏，多需进口制硫酸，成本略高于黄铁矿制硫酸，但是它生产流程短，设备简单三废治理量小，易于设备大型化，可降低成本，所以当前以硫磺为原料生产硫酸为主。,1,、原料应该如何选择？,2,、在沸腾炉内,SO,2,气体如何制取呢？,将黄铁矿粉碎成细小的矿粒从沸腾炉上向,下落，空气由下往上升，即采取逆流原理使,其充分燃烧。,3,、从沸腾炉里出来的气体，在进入接触室之前为什么要净化呢？,因从沸腾炉里出来炉气含有,SO,2,、,N,2,、,水蒸气 矿尘及一些杂质如砷 硒等化合物，,杂质和矿尘都会使催化剂作用减弱或失去作,用这种现象叫催化剂中毒，水蒸气对设备和,生产也产生不良影响，因此在进行氧化反应,前炉气必须通过除尘,、,冷却,、,干燥等操作。,低温,(400,500,）,、,常压、,V,2,O,5,做催化剂,4,、,在,SO,2,转化为,SO,3,的过程里，需要什么样的反应条件,？,为什么？,该反应为放热反应，使生产成本增加。,根据平衡移动原理，高温使转化率降低。,选择此温度范围，是因为反应速率和,SO,2,平衡转化率都比较高；增大气体压,强,SO,2,的平衡转化率提高得并不多却增,加了生产成本，所以通常采用常压操作。,5,、工业上用,98,的硫酸来吸收,SO,3,，而不是直接用水或稀硫酸做吸收剂，为什么？,为避免形成酸雾并提高吸收率。,6,、为保护环境，三废如何处理呢？,、尾气吸收：硫酸生产的尾气中含有少量,SO,2,，用石灰水或氨水吸收再用硫酸处理，这样得到的,SO,2,含量较高，可返回用作原料或它用。,石灰水吸收法,SO,2,+Ca(OH),2,=CaSO,3,+H,2,O,CaSO,3,+H,2,SO,4,=CaSO,4,+SO,2,+H,2,O,SO,2,+2NH,3,+H,2,O=(NH,4,),2,SO,3,(NH,4,),2,SO,3,+H,2,SO,4,=(NH,4,),2,SO,4,+SO,2,+H,2,O,氨水水吸收法,污水处理,硫酸工业废水中含有硫酸，常用石灰乳中和：,Ca(OH),2,+H,2,SO,4,=CaSO,4,+H,2,O,、废渣的利用,废渣可作为制造水泥的原料或用于制,砖还可用来提炼贵重的有色金属,7,、能量的充分利用,由于硫酸生产过程中三个化学反应都是,放热反应，据测算生产,1t,硫酸大约消耗,100,kW,h,的电能，生产,1t,硫酸放出的热量相当于,200kW,h,的电能，能量还有剩余请,讨论,如何,利用这些剩余能量呢？,、,在接触室中设置热交换器，目的是一方面预热反应原料气，另一方面使接触氧化后的,SO,3,气体降温到适宜温度，便于吸收。、在沸腾炉旁设置蒸汽锅炉进行发电,、,在接触室附近建造洗浴中心创造经济效益，提高劳动者福利。,化工生产工艺流程的确定,1,依据化学反应原理确定生产过程,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）,8,如何进行硫酸生产厂址的选择？,一般要对原料 水源 能源 土地供应市场需求 交通 环境保护等因素进行综合性和系统性的研究。,硫酸是一种强腐蚀性液体，不能像普通液体那样可以大量保存，需要随产随销而且硫酸本身价格不高，但运输价格比较贵，硫酸厂不能单独建立，应考虑综合建厂例如与化肥厂,、,电池厂,、,医药厂等联合办厂。,案例：在以下条件下你认为,M,城市该,不该建硫酸厂？,1,、,M,城市郊区有丰富的黄铁矿资源 水源,能源充足交通便利。,2,、,M,城市消耗硫酸的工业不多，而远离它的,N,城市是一个消,耗硫酸很多的城市。,3,、,M,城市是一个美,丽的旅游城市，对环境保护要求高土地,价格贵，可以考虑在,N,城市建厂。,答案：不应该在,A,城市建硫酸厂。,综合分析,M,城市的三个条件，旅游城,市对环保要求高，而且当地土地价格,业较贵，如果在该地建厂会污染环境,必然造成旅游资源的破坏，得不偿失。,小 结,(,本节课重点,),工业上接触法制硫酸概括为,“,四个三,”,:,三种原料,:,三个反应,:,三个生产过程,:,三个主要设备,:,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,治理,“,三废,”,，保护环境最主要的方法是,(,),A,减少污染严重的工厂,B,把,“,三废,”,深埋,C,提高认识,D,变废为宝，综合利用,课堂随堂练习,A,2,(2011,年泰安月考,),接触法制硫酸的沸腾炉出来,的炉气必须经过净化处理，其正确过程是,(,),A,洗涤、干燥、除尘,B,干燥、除尘、洗涤,C,除尘、冷却、干燥,D,除去硒和砷的化合物,C,3,(2011,年南京质检,),接触法制硫酸中，,进入接触室的气体必须净化、干燥，其,主要原因是,(,),A,防止催化剂中毒,B,提高反应效率,C,提高,SO,2,的转化率,D,防止环境污染,A,