硫酸的工业制法精选PPT.ppt

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1、关于硫酸的工业制法第1页，讲稿共45张，创作于星期二1了解工业制硫酸的化学原理、原料、设备和生产过程。2运用化学反应速率和化学平衡理论分析SO2接触氧化的条件。第2页，讲稿共45张，创作于星期二思考：怎样制取硫酸？思考：怎样制取硫酸？H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2 二氧化硫气体的制备二氧化硫气体的制备SO2 SO2 点燃点燃4FeS211O2 2Fe2O38SO2 高温高温二氧化硫的催化氧化二氧化硫的催化氧化催化剂催化剂三氧化硫的吸收三氧化硫的吸收 SO3 H2O H2SO41、接触法制硫酸接触法制硫酸的主要反应过程的主要反应过程一、硫酸的工业制法一、硫酸的工业制法-接触法

2、接触法2SO2O2 2SO3第3页，讲稿共45张，创作于星期二第4页，讲稿共45张，创作于星期二第5页，讲稿共45张，创作于星期二硫酸工业生产流程动画 硫酸的工业生产硫酸的工业生产沸沸 腾腾 炉炉接接 触触 室室吸吸 收收 塔塔净净化化冷冷 却却第6页，讲稿共45张，创作于星期二第7页，讲稿共45张，创作于星期二沸腾炉沸沸 腾腾 炉炉照片第8页，讲稿共45张，创作于星期二接触室接接 触触 室室照片第9页，讲稿共45张，创作于星期二吸收塔吸吸 收收 塔塔第10页，讲稿共45张，创作于星期二沸腾炉照片沸沸 腾腾 炉炉第11页，讲稿共45张，创作于星期二接触室照片接接 触触 室室第12页，讲稿共45

3、张，创作于星期二一、造气一、造气1原料原料接触法制硫酸可以用硫黄、黄铁矿、石膏、有色金属冶炼厂的烟气（含有一定量的SO2）等作原料。从原料成本、环境保护等角度考虑，硫黄是制硫酸的首选材料。我国由于硫黄矿产资源较少，主要用黄铁矿作原料。世界硫酸产量的60%以上来自硫黄，另一方面，由于有色冶金工业的发展和日趋严格的环保法则，有色金属冶炼烟气制酸的产量逐年增加。相反，黄铁矿制酸的比重却呈下降趋势，90年代初，世界硫酸生产的原料构成为：硫黄 黄铁矿 其他65%16%19%第13页，讲稿共45张，创作于星期二2煅烧黄铁矿煅烧黄铁矿将硫黄或经过粉碎的黄铁矿，分别放在专门设计的燃烧炉中，利用空气中的氧气使其

4、燃烧，就可以得到SO2。煅烧黄铁矿在沸腾炉中进行。造气阶段的反应原理：S(s)+O2(g)=SO2(g)；H=-297kJ/mol或者FeS2(s)+O2(g)=Fe2O3(s)+2SO2(g)；H=-853kJ/mol第14页，讲稿共45张，创作于星期二黄铁矿粉碎的目的：一是燃烧迅速，二是燃烧充分，提高原料的利用率。沸腾炉的名称是因为从炉底通入的强大空气流，在炉内一定空间里把矿粒吹得剧烈翻腾，好像“沸腾着的液体”，所以，人们把这种燃烧炉叫做沸腾炉。在此阶段中，空气是过量的，目的就是让黄铁矿充分反应。第15页，讲稿共45张，创作于星期二二氧化硫的制取和净化二氧化硫的制取和净化发生的反应发生的反

5、应生产设备生产设备 沸腾炉沸腾炉 2、硫酸生产过程简介、硫酸生产过程简介4FeS211O2=2Fe2O38SO2 高温高温第16页，讲稿共45张，创作于星期二黄铁矿黄铁矿空气空气矿渣矿渣SO2、O2、N2第17页，讲稿共45张，创作于星期二第18页，讲稿共45张，创作于星期二沸腾炉炉气原料粉碎空气除除尘尘洗洗涤涤干干燥燥第19页，讲稿共45张，创作于星期二第20页，讲稿共45张，创作于星期二第21页，讲稿共45张，创作于星期二第22页，讲稿共45张，创作于星期二 为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？为什么要从炉底通入强大空气流？为什么要从炉底通入强大空气流？讨讨论论

6、第23页，讲稿共45张，创作于星期二从燃烧炉中出来的气体叫做炉气，用燃烧黄铁矿制得的炉气含有SO2、O2、N2、水蒸气以及一些杂质，如砷、硒等的化合物和矿尘等。杂质和矿尘都会使钒催化剂中毒，水蒸气对设备和生产也有不良影响，因此，在进行下一步氧化反应前，必须对炉气进行净化。炉气净化主要除去砷、硒等化合物和矿尘；第24页，讲稿共45张，创作于星期二炉气的净化炉气的净化炉气的成分：炉气的成分：净化的目的：净化的目的：方法：除尘（除矿尘）方法：除尘（除矿尘）洗涤（除去砷、硒等化合物）洗涤（除去砷、硒等化合物）干燥（除水蒸气）干燥（除水蒸气）二氧化硫、氧气、氮气、二氧化硫、氧气、氮气、水蒸气、矿尘、砷硒

7、化合物等水蒸气、矿尘、砷硒化合物等防止催化剂中毒和设备腐蚀防止催化剂中毒和设备腐蚀第25页，讲稿共45张，创作于星期二净化设备：1、旋风分离器2、文丘里除尘3、水洗塔第26页，讲稿共45张，创作于星期二第27页，讲稿共45张，创作于星期二第28页，讲稿共45张，创作于星期二第29页，讲稿共45张，创作于星期二二、接触氧化二、接触氧化1反应原理反应原理SO2跟O2是在催化剂（如V2O5）表面上接触时发生反应的，所以，这种生产硫酸的方法叫做接触法。从沸腾炉出来的气体主要有：SO2、O2、N2，它们进入接触室，发生氧化反应：第30页，讲稿共45张，创作于星期二经净化的经净化的SO2、O2SO2、O2

8、 SO3冷气体冷气体热气体热气体温度较低的气体温度较低的气体温度较高的气体温度较高的气体接触室接触室第31页，讲稿共45张，创作于星期二 二氧化硫氧化成三氧化硫二氧化硫氧化成三氧化硫 生产设备：接触室生产设备：接触室 得到的气体：三氧化硫、氮气、得到的气体：三氧化硫、氮气、未反应的氧气未反应的氧气 和二氧化硫和二氧化硫 发生的反应：发生的反应：2SO2O2 2SO3V2O5第32页，讲稿共45张，创作于星期二2SO2接触氧化反应条件选择接触氧化反应条件选择（1）温度在具体实际生产中，温度低了反应速率就低，更为重要的是催化剂活性在低温时不高，从综合经济效益考虑，温度过低对生产不利。在实际生产中，

9、选定400500作为操作温度，因为在这个温度范围内，催化剂的活性（反应速率）和SO2的平衡转化率（93.5%99.2%）都比较理想。第33页，讲稿共45张，创作于星期二（2）压强理论上：接触氧化是一个体积缩小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，可提高SO2的转化率。实际上：常压操作，并不加压。原因有两点：一是在常压时SO2的平衡转化率已经很高，增大压强后，SO2的平衡转化率提高得并不多；二是加压对设备的要求高且耗能多，这样将增大投资和能量消耗。第34页，讲稿共45张，创作于星期二第35页，讲稿共45张，创作于星期二进入接触室的SO2和O2需要加热，而接触氧化生成SO3时放出热量，反应环境温度

10、会不断升高，用热交换器将这些热量来预热SO2和O2反应。第36页，讲稿共45张，创作于星期二为什么要换热?由于接触氧化是一个放热反应，要想增大SO2的转化率、提高SO3的产率，平衡要向正反应方向移动，根据平衡移动理论，高温不利于SO3的生成，所以装一个热交换器可用来把反应生成的热传给需预热的炉气。第37页，讲稿共45张，创作于星期二逆流换热在热交换器中，冷气体（SO2和O2等）在管道外流动，热气体（SO3等）在管道内流动，两种气体流向是逆向的，这样有利于热交换充分。第38页，讲稿共45张，创作于星期二1SO3的吸收的吸收吸收过程是在吸收塔里进行的。从接触室出来的气体，主要是SO3、N2以及未起

11、反应的O2和SO2。SO3与H2O化合生成H2SO4。H2SO4虽然由SO3跟H2O化合制得的，但工业上并不直接用H2O或稀H2SO4来吸收SO3。第39页，讲稿共45张，创作于星期二98.3%H2SO4吸收塔吸收塔尾气尾气发烟发烟H2SO4SO3O2、SO2、N2第40页，讲稿共45张，创作于星期二由于反应SO3+H2O=H2SO4是一个放热反应，如果用水或稀硫酸吸收SO3，放出的热量会使溶液形成大量的酸雾，不利于SO3的吸收，所以工业上用98.3%的浓酸吸收SO3，然后在水或稀硫酸中稀释浓硫酸，制得各种浓度的硫酸产品。不用水或稀硫酸吸收不用水或稀硫酸吸收!第41页，讲稿共45张，创作于星期

12、二三氧化硫跟水化合生成硫酸三氧化硫跟水化合生成硫酸 发生的反应：发生的反应：SO3H2O=H2SO4 用用98.3%浓硫酸吸收三氧化硫浓硫酸吸收三氧化硫生产设备：吸收塔生产设备：吸收塔第42页，讲稿共45张，创作于星期二吸收塔里装填了大量瓷环，目的是增大接触面积，吸收操作采取逆流形式也是为了让SO3气体和98.3%浓硫酸充分接触，有利于吸收充分。第43页，讲稿共45张，创作于星期二 2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+H2O+SO23、回收、净化处理尾气，保护环境。、回收、净化处理尾气，保护环境。用氨吸收法回收二氧化硫用氨吸收法回收二氧化硫(氨酸法氨酸法)从吸收塔上部导出的是N2、没有起反应的O2和少量SO2，若直接排放，即浪费又污染环境，需进行尾气处理。尾气处理要经过两个过程：一是进行第二次氧化，即直接将尾气再次通入接触室让其反应；二是两次氧化后的气体加以净化回收处理。(可以用氨或纯碱吸收尾气中的二氧化硫)第44页，讲稿共45张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第45页，讲稿共45张，创作于星期二