工业制硫酸(3页).doc

-工业制硫酸-第 3 页工业制硫酸1原料：主要有硫铁矿、（或者硫磺）、空气、有色金属冶炼的烟气、石膏等。2生产流程(1)SO2的制取 (设备：沸腾炉)原料为硫黄：SO2 SO2， 原料为硫铁矿：4FeS11O28SO22Fe2O3。(2)SO2的催化氧化 (设备：接触室)： 2SO2+O22SO3(3)SO3的吸收 (设备：吸收塔)： SO3H2O=H2SO4。注意：工业上用98的浓硫酸吸收SO3 ，这样可避免形成酸雾并提高吸收效率。3三废的利用(1)尾气吸收废气中的SO2用氨水吸收，生成的(NH4)2SO4作化肥，SO2循环使用。SO22NH3H2O=(NH4)2SO3或SO2NH3H2O=NH4HSO3(NH4)2SO3H2SO4=(NH4)2SO4SO2H2O或2NH4HSO3H2SO4=(NH4)2SO42SO22H2O(2)污水处理废水可用Ca(OH)2中和，发生反应为SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O。(3)废渣的处理作水泥或用于建筑材料；回收有色金属等综合利用。4.反应条件： 2SO2+O22SO3 放热 可逆反应（低温、高压会提升转化率）转化率、控制条件的成本、实际可能性。 即选：400500，常压，五氧化二钒（V2O5 ）作催化剂。5以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：人工固氮技术合成氨1反应原理 N2+3H22NH3 H0反应特点：(1)该反应为可逆反应。(2)正反应为气体体积减小的反应。(3)正反应为放热反应。2条件的选择结合反应的三个特点及实际生产中的动力，材料设备，成本等因素，得出合成氨的适宜条件是：(1)压强：20MPa50MPa ； (2)温度：500 ； (3)催化剂：铁触媒 ；(4)循环操作：反应混合气通过冷凝器，使氨液化并分离出来，N2、H2再通过循环压缩机送入合成塔。3生产流程(1)造气N2：可用分离液态空气获得。H2： a.利用焦炭制取：CH2OCOH2b利用CH4制取：CH4H2OCO3H2(2)净化：原料气净化处理，防止催化剂中毒。(3)合成：N2和H2通过压缩机进入合成塔并发生反应。(4)三废的利用废气：主要有H2S，SO2和CO2等。采用直接氧化法、循环法处理，CO2作为生产尿素和碳铵的原料。废水：主要含氰化物和氨，分别采用不同的方法处理。废渣：主要含炭黑和煤渣，可作建筑材料或用作肥料的原料。工业制纯碱1.原料氨碱法（又叫索尔维法）：食盐、氨气、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)。联合制碱法（又叫侯式制碱法）：食盐、氨气、二氧化碳(合成氨厂的废气)。2主要反应原理二者基本相同：NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3Na2CO3CO2H2O3生产过程第一步：二者基本相同；将NH3通入饱和食盐水形成氨盐水，再通入CO2生成NaHCO3沉淀，经过滤、洗涤得到NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有NH4Cl和NaCl的溶液。第二步：氨碱法：NaHCO3分解放出的CO2 (2NaHCO3Na2CO3CO2H2O)、滤液(含NH4Cl)与石灰乳混合加热产生的氨气回收循环使用CaOH2O=Ca(OH)2、2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O。联合制碱法：在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上是氯化钠的饱和溶液，可循环使用。4综合评价(1)氨碱法：优点：原料(食盐和石灰石)便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。缺点：原料食盐的利用率低，大约70%74%，其余的食盐随CaCl2溶液作为废液被抛弃；过程中产生了没多大用途且难以处理的CaCl2。(2)联合制碱法：使食盐的利用率提高到96%以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外它综合利用了合成氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时生产出两种可贵的产品纯碱的氯化铵；过程中不生成没多大用途、又难以处理的CaCl2，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。【典型例题】纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题：(1)“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：_ _；(2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：_；(3)CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同？_；【答案】 （1） Ca(OH)22NH4Cl=CaCl22NH32H2O，该反应的CaCl2中的Cl来源于NaCl，Ca2来源于CaCO3，产生无用的CaCl2，降低了NaCl的利用率。（2）NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl ; 2NaHCO3Na2CO3CO2H2O(3) “联合制碱法”中的CO2来源于合成氨厂，“氨碱法”中的CO2来源于石灰石.